[科普中国]-双水解

**双水解反应(The double hydrolysis reaction)**是指弱酸阴离子和弱碱阳离子相互促进水解,1例如三价铝离子和碳酸氢根，直至完全的反应。但是实际上铝离子与碳酸氢根并不一定发生完全双水解，只要稍加控制反应条件，铝离子与碳酸氢根就可以发生反应形成碱式碳酸铝盐。双水解反应发生的条件之一是水解产物是容易脱离反应体系的溶解度非常小物质。当然，若互相促进水解程度非常大水解反应也可以认为完全进行。

举例介绍如：泡沫灭火器中的主要化学物质是碳酸氢钠与硫酸铝，互相促进水解生成二氧化碳气体和氢氧化铝沉淀，从而产生大量的泡沫。2

Al(HCO3)3=Al(OH)3↓+3CO2↑

Al2S3+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑

AlN+3H2O=Al(OH)3↓+NH3↑

弱酸阴离子与弱碱阳离子在水溶液中互相促进水解，水解程度增大。水解问题包含彻底水解和不彻底水解。有些互促水解反应不能完全进行，有些互促水解反应能完全进行（俗称“双水解反应”）。常见的双水解进行完全的有： 、 与 、 ( )。

原理与条件首先我们来分析Al3+与HCO3–在水溶液中为什么能发生“双水解反应”，而Mg2+与CO32-或HCO3-却不能发生“双水解反应”？

互相促进水解其水解程度增大，由于Al(OH)3溶解度非常小且H2CO3又不稳定易分解即生成的水解产物能脱离反应体系，根据平衡移动原理水解反应继续向右进行，直至反应完全进行；但Mg(OH)2溶解度比 Al(OH)3大些，不容易脱离反应体系，则水解反应进行到一定程度就达到平衡，水解反应不能完全进行。由上不难看出：生成的水解产物脱离反应体系是反应得以完全进行的重要原因。 因此, “双水解反应”发生的条件之一是：水解产物是容易脱离反应体系（溶解度非常小）的物质如：Al(OH)3、Fe(OH)3或H2S、CO2等极难溶的气体。当然，若互相促进水解程度非常大水解反应也可以认为完全进行。3

综上所述，双水解反应能否完全进行决定于两个因素：

1.互相促进水解程度大小（包括物质本性、外界条件等的影响）

2.水解产物的溶解度。4

书写流程以氯化铝和硫化钠的双水解为例来详细阐述双水解方程式的书写过程

第一步：根据混和的两种电解质溶液找出弱碱的阳离子(Al3+)及对应的弱碱[Al（OH）3]（ 如弱碱为氨水，由于其分解，常写成NH3形式）；弱酸的阴离子（S2-）及对应的弱酸（H2S）（如弱酸易分解，则应写成分解产物形式，如H2CO3写成CO2）。然后写成下列形式：弱碱的阳离子（Al3+）+弱酸的阴离子（S2-）——弱碱[Al（OH）3] ↓（或其分解产物）+弱酸（H2S）↑（或其分解产物）

第二步：根据正负电荷守恒配平上式

2Al3++3S2-=2Al（OH）3↓+3H2S↑

第三步:根据质量守恒，用一定数目的水分子平衡方程式中的氢、氧原子，即可得离子方程式。

2Al3++3S2-+6H2O=2Al（OH）3↓+3H2S↑

第四步:根据上述离子方程式及电离原理迅速得出化学方程式。因为Al3+由AlCl3提供，2个Al3+有2个AlCl3； S2-由Na2S提供，3个S2-有3个Na2S，然后由质量守恒得出产物中应有6NaCl。

2AlCl3+3Na2S+6H2O=2Al（OH）3↓+3H2S↑+6NaCl5

推论及应用发生双水解的离子不共存。

下面我们思考这样一个问题：Al3+遇到比碳酸还弱的酸的酸根如：ClO-、SiO32-、AlO2-等会不会发生“双水解反应”呢？根据以上条件，答案是肯定的。

完全水解的意思:

当弱酸的酸根与弱碱的阳离子同时存在于水溶液中时，弱酸的酸根水解生成的氢氧根离子与弱碱的阳离子水解生成的氢离子反应生成水而使两种离子的水解平衡向水解方向移动而互相促进水解，而水解完全。

重要方程举例双水解离子方程式用“═”连接，且标记“↑”和“↓”

中学化学中常见的能发生“水解相互促进的反应”的离子对有：（水溶液中，AlO2-以Al(OH)4-的形式存在）

Al3+与HCO3-、CO32-、HS-、S2-、ClO-、 、SiO32-；

Fe3+与HCO3–、CO32–、ClO-、 、SiO32-等；

实际上，由于Al(OH)3、Fe(OH)3溶解度非常小，比碳酸稍弱的酸的酸根与Fe3+、Al3+也能发生“双水解反应”。

1、【铝离子和碳酸氢根离子】

2、【铝离子和碳酸根离子】

2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑

3、【铝离子和硫离子】

2Al3++3S2-+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑

4、【铝离子和硫氢根离子】

Al3++3HS-+3H2O=Al(OH)3↓+3H2S↑

5、【铁离子和四羟基合铝酸根离子】

Fe3++3(Al(OH)4)-=Fe(OH)3↓+3Al(OH)3↓

6、【铁离子和碳酸根离子】

2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑

7、【铁离子和碳酸氢根离子】

Fe3++3HCO3-=Fe(OH)3↓+3CO2↑（因为反应物和生成物中都有水抵消，故不表示出来）

常见谣言谣言1：醋酸铁双水解不存在：因为Fe3+的水解程度很高,醋酸的酸性不足以产生Fe3+的盐类

驳斥：铁离子与醋酸根的双水解反应并不完全，以至于形成的碱式醋酸铁（而不是形成氢氧化铁）可以在水中比较稳定的存在，并且可以通过乙酸溶解氢氧化铁来进行制备6。

谣言2：Ag+ 与 CO32-，会发生双水解反应，生成CO2气体，和Ag（OH）沉淀

驳斥：硝酸银与碳酸钠并不发生双水解反应，而是发生正常的复分解反应形成碳酸银沉淀7，不应被网络上的一些错误见解误导。

本词条内容贡献者为:

包申旭 - 教授 - 武汉理工大学