有关复分解反应概念的一些问题

在初中化学教学中为对常见化学反应进行梳理，提出了化合、分解、置换、复分解，这四大基本化学反应类型。但无论是从反应的实用性，还是从反应所体现出的化学知识的丰富性来看，复分解反应都远复杂于其它三个反应类型。

教材为复分解反应也增设了较多的篇幅，在教学中也花费了更多的精力和时间。

一、常见化学反应的分类

所谓化学基本反应类型，就是仅根据化学反应方程式的外在形态（化学物质的种类及反应前后的物种数）不同，来对化学反应进行分类，而得到的一系列反应类型名称。

从反应前后物种数目的变化，可得到化合反应与分解反应的概念。

化合反应是指，由两种或两种以上的物质反应生成一种新物质的反应。形式为A+B=C，

分解反应是指由一种物质生成两种或两种以上其它的物质的反应。形式为A=C+B，

从反应物的类别属性（单质或化合物）可以得到置换反应与复分解反应的概念，

置换反应是一种单质与化合物反应，生成另外一种单质和化合物的化学反应。形式为AB+C=AC+B。

复分解反应是由两种化合物互相交换成分，生成另外两种化合物的反应。形式为AB+CD=AD+CB。

复有“多”的意思，复分解反应就是其中有多个分解反应的意思。

设想，对形如AB+CD=AD+CB的反应，

如果没有两反应物的各自分解，AB =A+B、CD=C+D，或写为AB+CD=A+D+C+B；

且没有随之进行两个化合反应，A+D =AD、B+C=CB，或写为A+D+C+B= AD+CB；

是不会有原复分解反应的。即原复分解反应是这两个分解反应和两个化合反应，共四个反应合在一起的反应结果。

之所以没有叫“复化合反应”，可能是人们认为分解要先于化合反应发生（实际反应过程则未必就都是如此）的缘故。

总之，常见化学反应的分类依据及类别名称还都是比较直观，且便于被理解和把握的。

二、复分解反应的两个定义

在上世纪六十年代前（具体说就是文化大革命前），初中化学教材就是从“两种化合物互相交换成分”角度来定义复分解反应的。

但在1979年人教社出版的“统编初中化学全一册”中的定义改为了：两种电解质相互交换离子，生成两种新的电解质，这种反应叫做复分解反应。将化合物的概念缩小为电解质。随之也就产生了，酸、碱、盐间的反应才是复分解反应的说法。

给人的第一感觉是，这种定义方法不再与化合反应、分解反应、置换反应的定义标准相统一。而把着眼点放在了概念内涵相对更小、同时不那么便于把握的电解质上。

在教学中所造成的后果是，有一部分按原来的定义是复分解反应的变化，现在却都不再是复分解反应了。如：

 1，氧化铜溶于盐酸CuO+2HCl=CuCl₂+H₂O，

2，二氧化碳通入氢氧化钠溶液CO₂+2NaOH = Na₂CO₃+H₂O，

 3，固体硫化铝的水解 Al₂S₃+6H₂O=2Al(OH)₃↓+3H₂S↑。

因为这些反应中都有非电解质参与了反应（红色字体标出），所以不能再被认定为是复分解反应。

4，加热氢氧化钙与硫酸铵固体混合物Ca(OH)₂+(NH₄)₂SO₄ = CaSO₄+2H₂O+2NH₃↑，也不再是复分解反应。

因为两反应物都是固体，怎么能交换离子呢，也让教师与学生很困惑，只好将其从复分解反应的行列中剔除出来。

这个改变，是由于一些人对常见化学反应类型的分类标准把握不准而造成的，是一些人过于看重电离理论及离子反应而造成的。也是一些人对复分解反应概念使用的广泛性了解不够而造成的。可能他们以为，复分解反应发生的条件既然是“有沉淀、或气体、或水生成”，那就只能是在水溶液中发生反应的结果。他们以为只要将教科书中的定义改了，别人就都会按其意图将这个概念限定在一个很小的圈子内来使用。

其实，这是一种“鸵鸟”政策。稍微查找一下，就能看到刊载于《光散射学报》的“高压固相复分解反应法合成GaN晶体的拉曼散射研究”，刊载于《中国陶瓷工业》的“陶瓷粉末的固态复分解反应合成”。而2005年诺贝尔化学奖的获奖原因正是因为他们在“有机合成的烯烃复分解反应研究方面做出的贡献”。面对着这些在“复分解反应”方面的工作和成果，不知“电解质说”的始作俑者有何感想。

“电解质”定义统治化学教学已多年。好在，现在的初中化学教材又将复分解反应的定义，还原成了“两种化合物互相交换成分”的本意。

虽然，在高中教材中从离子反应的角度还有解释：酸、碱、盐在水溶液中发生的复分解反应，实质上就是两种电解质在溶液中交换离子的反应。但这终究不是再“定义”（不是否定初中化学中的定义），而仅在分析这一部分（不是全部）水溶液中复分解反应的本质。

教师在教学中也应该注意到这一点。但完全清除掉在一些教师头脑中还存在的“电解质说”，则更是一件很难一蹴而就的工作。

三、复分解反应发生的条件

首先要说明的一点是，如果在进行一个任意的化学实验，如果看到有沉淀或气体生成，那一般就可以断定“有化学反应发生”。并且，不只是对复分解反应，对所有的化学反应来说都是这样。

如果是真的靠观察反应现象来判断一个反应的进行，在多数情况下生成的水也是不能直接被观察到的。

所以，所谓的“复分解反应发生条件”，实际是在中学化学的知识范围内，学生在已知反应物种类的情况下，交换两化合物成分后写出反应产物，然后再看这些产物中是否有沉淀（据溶解性表）、气体（记住哪些含氧酸易分解或酸易挥发）或水存在（以下简称三条件）。以这种方法来确定，复分解反应是否有可能进行。这才是“复分解反应发生条件”在教学中实际所起的作用。

（一）复分解反应发生条件只是一个粗略的定性标准

由于化学反应普遍具有可逆性，复分解反应也不例外。应该估计到，三条件只是一个定性且粗线条的判别标准。如果仅用这个标准来讨论复分解反应，难免就会遇到一些判断起来困难、甚或是判断“失误”的情况。那就需要用更有针对性的理论来判断了。

如果是超出学生理解能力的一些“极端”的例子，则根本没有必要把它们引入到中学化学教学中。

因为，即使是在无机化学教学中，不给出反应物浓度，不给出相关物质的溶度积，仅仅根据一个化学方程式，就让学生判断是否有沉淀生成，在某些情况下也会被认为是不合适的。因为，想将一个本来要定量用溶度积才能解决的问题，却要求学生用一个定性的判别标准去解决，这本身就是不切实际的。

在无机化学实验中，还专门安排有针对这类要涉及一些理论问题的实验，让学生来验证。如^[1]，

实验1，在试管中加入1ml 0.1mol•L^-1Pb(NO₃)₂溶液，再注入1ml 0.1mol•L^-1KI溶液。观察有无沉淀生成？

实验2，在试管中加入1ml 0.001mol•L^-1Pb(NO₃)₂溶液，再注入1ml 0.001mol•L^-1KI溶液。观察有无沉淀生成？

实验的结果是：根据溶度积规则（PbI₂的Ksp=1.39×10^-8）实验1有沉淀生成，而实验2不会有沉淀生成（该体系中的离子积为5.0×10^-10）。

中学的定性判别标准，对这两个对比实验结果的解释，肯定是无能为力的。

教师也应该对三条件有一定的“宽容度”。不能试图仅靠它就要解决与复分解反应有关的所有实际问题。

（二）复分解反应发生条件在表述上的差异

对复分解反应发生的条件，常有不同的表述方法。甚至在同一教材的不同部分也可能就有些许的不同。

在现行初中教材中的表述是：只有当两种化合物互相交换成分，生成物中有沉淀或有气体或有水生成时，复分解反应才可以发生。

而在现行高中教材中则对复分解反应发生的条件表述为：这类离子反应（酸、碱、盐在水溶液中发生的复分解反应）发生的条件是：生成沉淀、放出气体或生成水，只要具备上述条件之一，反应就能发生。

这两个说法中有一个“才可以”与“就能”的不同。

初中教材的“才可以”是一个必要条件的说法。言外之意是，满足这个条件，反应才有可能发生。但也可能不发生，还要考虑其他因素是否还有制约的作用（虽然学生不见得知道这些因素）。

总之，这个用词的核心意思是，如果条件没有得到满足，复分解反应就不会发生；如果条件得到满足，也还给“不反应”留下有一定的余地。

而高中教材中的“能发生”则有更多的充要条件的味道。一般的理解是，满足这个条件，反应就会发生。不需要再考虑其它的因素了。

我们在用这个条件来判断众多的复分解反应是否能发生时，是不是还要考虑其它的因素呢？可以举出如下的几个例子来证明这个“其它”因素有时是可能存在，并应该加以考虑的。

例1，面对下列两个反应的反应物端，学生交换离子后，可以看到产物端都有沉淀产生，难道这两个反应都能发生吗？

1. MgCO₃(s)+2NaOH=Mg(OH)₂+Na₂CO₃，

2. Mg(OH)₂(s)+Na₂CO₃= MgCO₃+2NaOH。

当然不能。还要根据MgCO₃及Mg(OH)₂的溶度积的计算结果来进行判断。实际上仅有反应1可以进行。

例2，弱酸与弱碱间生成水的反应，也不都是能够进行的。可定量地讨论如下：

设；某一元酸HA的解离常数为Ka，某一元BOH碱的解离常数为Kb。

如果相互间发生中和反应为，HA+BOH= BA+H₂O。

则该反应的平衡常数为。

对这种类型的反应，当平衡常数为1时，反应物的转化率为50%。

而当平衡常数为1.0×10^-4时，就可以认为该反应完全不能进行（其转化率仅为1%）。可见只要Ka•Kb<1.0×10^-18时，反应就不能进行了。

也就是说，酸与碱的强度也对中和反应能否进行有制约作用。只是对通常强度的酸、碱间反应，几乎没有必要考虑这个因素罢了。

例3，金属硫化物在一般浓度盐酸（2 mol•L^-1）中的溶解情况。可用反应通式“MS+2HCl=MCl₂+H₂S↑”来表示。因有气体生成，貌似所有硫化物都可以进行这个反应。但对不同的金属硫化物的实际情况却是，有的能完全溶解，有的仅部分地溶解，有的则完全不能溶解（由于它们溶度积的不同）。

所以，高中化学中的“充要条件”的说法并不严格。考虑到“沉淀转化及溶解”还是较常能遇到的两类反应，而溶度积对这些复分解反应的制约还极为明显，在中学教学中最好能将其排除掉。这样，教材要是能改为，仅“对酸、碱、盐溶液间的复分解反应”（排除掉产物端有难溶物的情况），也就更严谨一些了。

（三）离子浓度说

以前曾看到过一篇，认为沉淀、气体或水（包括弱电解质）不是复分解反应发生条件的文章（由于时间过长，没有找到原文）。其核心是，反应物离子浓度减少才是复分解反应的实质。所以应该用反应物离子浓度减少，来判断复分解反应能否进行。如果能减少反应物离子浓度，反应就发生了；否则反应就不能发生。

现在，在网上有关复分解反应的一些文章中，也仍能看到这类说法的痕迹。

对这种说法首先要指出的是，一个化学反应的实质，与反应是否进行的判别标准间，虽然有联系，但也是有区别的。

在电解质溶液中进行的复分解反应，从反应本质上来看，确实是一种反应物的离子，与另一种反应物中离子，在一定条件下的相互结合。

以NaCl溶液与AgNO₃溶液的反应为例。其实质性的变化是Ag⁺离子与Cl^-离子间的结合。这种离子结合所造成的后果有两个。一个是这两种离子的浓度要降低，另一个则是有AgCl沉淀析出。

AgCl沉淀析出，与Ag⁺离子与Cl^-离子浓度减小，从两个方面反映出了Ag⁺离子与Cl^-离子间的结合。且前者更直接、且直观（能被观察到）。而离子浓度减小是较难被观察到（除非该离子有色），是一种更抽象、需要进行理论提升后才能得出的结论。

对一般的学生，面对“CuCl₂ + 2NaOH = 2NaCl + Cu(OH)₂↓”的右端，它要先判断可能发生复分解反应，交换离子写出整个方程式。然后根据Cu(OH)₂是沉淀，才能断定反应能进行，并联想到Cu²⁺离子与OH^-离子浓度会降低，并做出最后这个结论的。

而不考虑Cu(OH)₂是沉淀，要先判断这个反应中是否有离子浓度降低。会给人一种无从下手的感觉。

总之“离子浓度降低”的说法，更为抽象，在实践中也不是都能被观察到，在理论上也没有直接的推断依据，学生使用起来也不便于把握。在化学教学中不应该被采用。

（四）一些有溶解度较大产物析出的复分解反应

对工业生产中实际在采用的一些复分解反应，教师在用“三条件”来解释时，总觉得有些底气不足。如，

用硝酸钠制取硝酸钾的复分解反应，NaNO₃+KCl=KNO₃↓+NaCl，是在一定的浓度与温度条件下进行的。其中的KNO₃就并不是沉淀或难溶物。

制纯碱中的关键反应NaCl+NH₄HCO₃ =NaHCO₃↓+NH₄Cl，也是在一定的浓度与温度条件下才能进行的。其中的NaHCO₃也不是沉淀或难溶物。为什么这个复分解反应也发生了呢？

教师首先要指出，在通常条件下，将这两种相关的溶液混合是不可能发生这两个复分解反应的（得到的只是一个混合物溶液）。用三条件来判断的结果也是如此。也就是说，三条件仅限于一般反应条件下复分解反应发生的可能性判断。

但是，在严格控制两物质浓度比，及温度的条件下，利用各物质溶解度间的关系（相图），是能够使人们所需要的某一物质单独达饱和、即相关离子间发生了交换性的结合、而以晶体的形式析出。这是另一种形式的沉淀。

也就是说，对“沉淀”有时要从更宽泛的角度来理解，结晶也是一种在比较特殊条件下的“沉淀”形式（沉淀的本意也就是有物质以固体的形式从溶液中析出）。

对“沉淀”应该从一个更宽泛的层面上去理解，是一个固体反应产物出现的标志。某种由于离子交换才能得到的晶体从溶液中析出来了，这不也是反应进行了的一种标志吗？

教师最好还要告诉学生，凡是这类反应，进行的都不会很多（因为该晶体的溶解度较大）。所以该反应要能用于工业生产的话，关键还在于要能把另一物质（如前一反应中的NaCl、后一反应中的NH₄Cl）能利用，或通过改变条件而在另一个反应中析出（侯德榜的贡献就在于此），这才是它们能被用于工业生产的重要前提。

（五）对复分解反应发生条件如何来表达

在期刊中及网上，有关复分解反应条件的讨论是较多的。但通过其中的一些观点反映出，有的教师对复分解反应发生条件理解的还不深，或还缺乏较为全面地把握。这里只选几个较有影响的观点和做法，进行一些讨论。

1. 关于三条件的表述问题

通常所谓的反应产物中有沉淀、或气体、或水，只是一个针对中学生的简略说法，也是一种最简单且最有概括性的“例举”性的说法。

其本意是：是否有固体形式的反应产物，或气体形式的反应产物，或弱电解质之类的反应产物生成。

这样看，所谓的“沉淀”只不过是“有固体反应产物析出”的代名词。它不但可以是不溶物，在许多情况下还可以是微溶物。在特殊情况下还可以是易溶物（用硝酸钠制取硝酸钾时）。

认为“沉淀”没有将“胶体”、“微溶物”包括进去的说法，就是没有理解好“沉淀”的本意。没有理解到复分解反应的可逆性及相对性。

也有对“气体”理解得过于狭窄的情况。认为在复分解反应中既然有NH₃•H₂O生成，就应该有气体放出，但有时会发生没有气体放出的情况发生。“三条件”没有将这种情况概括进来。

其实，不要说这种溶解度很大的气体，就是有CO₂生成的反应发生了，也不都是能看到气泡的。如果从有弱电解质生成的角度来看问题，就好解释了。况且，能闻到氨气味也是可以说明问题的。

2. 在教学中有对复分解反应发生条件过于细化的倾向

有的教师对教材的三原则不满意，将其细化成4个类型（酸-碱、酸-盐、碱-盐、盐-盐），8个条件（每个类型各有2个条件）。

有的还要补充上一个类型，即碱性氧化物-酸的反应。还有将酸性氧化物-碱的类型补充进来的。

有的教师，仅酸和碱反应就给出了；强酸与强碱的反应、硫酸与氢氧化钡的反应、强酸与难溶碱反应、强酸与氨水的反应、弱酸与弱碱的反应，这样的五种情况。来分别讨论反应发生的条件。

除从反应产物对复分解反应发生条件进行细化外，还有从反应物端又提出发生反应的“生成物条件”。

总之，将复分解反应发生条件搞得过细、过于复杂，并不便于学生的理解和记忆。教师要仔细将这些内容梳理及归纳一下，应该会有一个更简明一些的规律或说法。

参考文献

[1] 北京师范大学等校. 无机化学实验. 高等教育出版社. 1983年