二氧化硫和硝酸钡为什么可以反应:酸性环境下硝酸根发生氧化还原反应

二氧化硫和硝酸钡为什么可以反应:酸性环境下硝酸根发生氧化还原反应

高二那次分组化学实验,彻底颠覆了我固有的酸碱反应认知,也终于搞懂二氧化硫和硝酸钡为什么可以反应,之前死记硬背的弱酸不能制强酸的理论,在这个反应体系里完全不适用。

当时实验台摆着澄清透亮的硝酸钡溶液,按照课本最基础的复分解反应规则,二氧化硫溶于水会生成亚硫酸,亚硫酸的酸性远远弱于硝酸,正常情况下弱酸无法置换出强酸对应的盐,我笃定两种物质混合后不会产生任何现象,甚至提前和身边同学打包票,拿着试管慢悠悠向硝酸钡溶液中通入二氧化硫气体,全程死死盯着液面,满心等着印证自己的判断,可短短几秒时间,清澈的溶液里就泛起了细碎的白色浑浊,一点点凝聚成絮状的白色沉淀,瞬间推翻了我所有的固有认知。

第一反应是试剂被污染了。

反复冲洗实验试管、更换全新的硝酸钡试剂,一遍遍重复通气、静置的操作,得出的结果却完全一样,白色沉淀始终会稳定生成。那时候才醒悟,不是实验操作出了纰漏,是自己学知识太死板,只盯着酸碱反应的表层规律,完全忽略了溶液中离子暗藏的化学性质。

折腾好久才搞明白,这场反应的核心逻辑和酸碱强弱没有半点关系,真正起决定性作用的是硝酸钡解离出的硝酸根离子。二氧化硫溶于水后会电离出氢离子,让整个溶液处于弱酸性环境,而酸性条件下的硝酸根有着极强的氧化性,能够把亚硫酸中+4价的硫元素氧化为+6价的硫酸根,新生的硫酸根会立刻和溶液中的钡离子结合,生成不溶于酸、极其稳定的硫酸钡沉淀,这个氧化还原反应的发生,直接突破了弱酸制强酸的常规限制,让原本看似不能发生的反应顺利进行。

很多人都容易踩这个知识点的坑。

单纯用氯化钡溶液通入二氧化硫,全程不会有任何反应发生,因为氯离子不具备氧化性,没办法改变硫元素的化合价,只能受限于弱酸无法制强酸的规则。但硝酸钡不一样,它自带的硝酸根离子,在酸性环境里会激活隐藏的氧化特性,硬生生改变了整个反应的走向,这也是我之前做化学选择题反复出错的根源,只会死记公式,不会结合离子特性分析反应本质。

从这次实验之后,再遇到弱酸与盐的反应题型,再也不会单一依靠酸性强弱去判定结果,都会优先排查溶液中是否存在氧化性、还原性离子,是否存在能触发二次反应的特殊条件,化学里大部分特殊反应,都是隐性离子特性主导的,根本不是基础规律能够一概而论的。

那天晚自习,翻出整本化学错题本,把所有氧化还原打破常规酸碱反应的题型全部摘抄整理,笔尖不停的在草稿纸上写写画画。

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