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1、碳酸盐的性质小结第1页，共23页，编辑于2022年，星期一碳酸盐的分类碳酸盐的分类按阴离子结构分：按阴离子结构分：正盐，酸式盐和碱式盐正盐，酸式盐和碱式盐 （碱式碳酸铜）（碱式碳酸铜）按阳离子分：按阳离子分：碱金属盐、碱土金属盐、过度金碱金属盐、碱土金属盐、过度金属盐（铁，铜等属盐（铁，铜等)、铵盐、主族金属盐（铅、铵盐、主族金属盐（铅、锡、铋等），有机碱盐。锡、铋等），有机碱盐。按溶解性分：按溶解性分：可溶性盐（碱金属，铵盐等），可溶性盐（碱金属，铵盐等），微溶性盐（如碳酸氢钙，碳酸银等）和难溶性微溶性盐（如碳酸氢钙，碳酸银等）和难溶性盐。盐。第2页，共23页，编辑于2022年，星期一按稳定
2、性分按稳定性分:难热分解性（如碱金属盐），高分分解难热分解性（如碱金属盐），高分分解（钙盐），加热分解（多数碳酸氢盐），仅存在于（钙盐），加热分解（多数碳酸氢盐），仅存在于溶液（如碳酸氢钙），遇水分解（碳酸铝）溶液（如碳酸氢钙），遇水分解（碳酸铝）按颜色分按颜色分:白色盐（多数），蓝色（碳酸铜），绿色白色盐（多数），蓝色（碳酸铜），绿色（碱式碳酸铜），碳酸锰（浅棕色），碳酸亚汞（碱式碳酸铜），碳酸锰（浅棕色），碳酸亚汞（黄色）等等（黄色）等等 按作用分：按作用分：玻璃材料（纯碱，石灰石），制药材料（小玻璃材料（纯碱，石灰石），制药材料（小苏打，铋盐），冶金材料（孔雀石，菱铁矿），装饰材料苏打，
3、铋盐），冶金材料（孔雀石，菱铁矿），装饰材料（大理石，汉白玉），分析试剂等等。（大理石，汉白玉），分析试剂等等。第3页，共23页，编辑于2022年，星期一碳酸盐的性质碳酸盐的性质一、碳酸盐的溶解性一、碳酸盐的溶解性二、碳酸盐的水解性二、碳酸盐的水解性三、碳酸盐的热稳定性三、碳酸盐的热稳定性第4页，共23页，编辑于2022年，星期一第5页，共23页，编辑于2022年，星期一定义：把某一物质溶解在另一物质中的定义：把某一物质溶解在另一物质中的能力为溶解性能力为溶解性。溶解性和溶解度是一种物质在另一种物质中的溶解能力，通常用溶解性和溶解度是一种物质在另一种物质中的溶解能力，通常用易溶、可溶、微溶、难
4、溶或不溶等粗略的概念来表示。易溶、可溶、微溶、难溶或不溶等粗略的概念来表示。溶解度是衡量物质在溶剂里溶解性大小的尺度，是溶解性的定溶解度是衡量物质在溶剂里溶解性大小的尺度，是溶解性的定量表示。量表示。第6页，共23页，编辑于2022年，星期一溶解度的分类：（室温室温20200 0C C下下）易溶物质易溶物质 ：溶解度在：溶解度在10g/100g10g/100g水水以上以上的的物质物质 可溶物质可溶物质 ：溶解度在：溶解度在1 110g/100g10g/100g水的物水的物质质 微溶物质微溶物质 ：溶解度在：溶解度在0.01g0.01g1g/100g1g/100g水水的物质的物质 难溶物质难溶物
5、质 ：溶解度：溶解度小于小于0.01g/100g0.01g/100g水水的物质的物质 第7页，共23页，编辑于2022年，星期一碳酸盐和酸式碳酸盐碳酸盐和酸式碳酸盐(又称重碳酸盐又称重碳酸盐)大多数为无色的。大多数为无色的。碱金属和铵的碳酸盐易溶于水，其他金属的碳酸盐都碱金属和铵的碳酸盐易溶于水，其他金属的碳酸盐都难溶于水。碳酸氢钠在水中的溶解度较小，其他酸式难溶于水。碳酸氢钠在水中的溶解度较小，其他酸式碳酸盐都易溶于水。碳酸盐都易溶于水。关于金属碳酸盐和碳酸氢盐在水中的溶解性：关于金属碳酸盐和碳酸氢盐在水中的溶解性：所有的碳酸氢盐都溶于水，正盐中只有铵盐和碱金属所有的碳酸氢盐都溶于水，正盐中
6、只有铵盐和碱金属（LiLi除外）的盐都溶于水。对难溶的碳酸盐，其相应除外）的盐都溶于水。对难溶的碳酸盐，其相应的酸式盐通常比正盐的溶解度大，例如的酸式盐通常比正盐的溶解度大，例如CaCOCaCO3 3难溶，难溶，Ca(HCOCa(HCO3 3)2 2易溶。对于易溶的碳酸盐，其应用的酸式盐溶易溶。对于易溶的碳酸盐，其应用的酸式盐溶解度却比较小。例如，工业上生产碳酸氢铵肥料就是向碳解度却比较小。例如，工业上生产碳酸氢铵肥料就是向碳酸铵的浓溶液中通入酸铵的浓溶液中通入COCO2 2至饱和：至饱和：2NH2NH4 4+CO+CO3 32-2-+CO+CO2 2+H+H2 2O 2NHO 2NH4 4H
7、COHCO3 3 后一现象目前认为是后一现象目前认为是HCOHCO3 3-离子在溶液中形成了氢键相离子在溶液中形成了氢键相互缔合，使溶解度减小的原因互缔合，使溶解度减小的原因第8页，共23页，编辑于2022年，星期一大理石、石灰石、方解石以及珍珠、珊瑚、大理石、石灰石、方解石以及珍珠、珊瑚、贝壳等主要成分都是贝壳等主要成分都是CaCOCaCO3 3。白云石、菱镁。白云石、菱镁矿含有矿含有MgCOMgCO3 3。地表层中的碳酸盐矿石在。地表层中的碳酸盐矿石在COCO2 2和水的长期侵蚀下可以部分地转变为和水的长期侵蚀下可以部分地转变为Ca(HCOCa(HCO3 3)2 2而溶解：而溶解：CaCO
8、CaCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O Ca(HCOO Ca(HCO3 3)2 2Ca(HCOCa(HCO3 3)2 2有可分为解析出有可分为解析出CaCOCaCO3 3。这就是自。这就是自然界中景观奇特的钟乳石和石笋形成的原然界中景观奇特的钟乳石和石笋形成的原因。因。第9页，共23页，编辑于2022年，星期一第10页，共23页，编辑于2022年，星期一可溶性碳酸盐和碳酸氢盐溶于水时均发生可溶性碳酸盐和碳酸氢盐溶于水时均发生水解反应，溶液显碱性：水解反应，溶液显碱性：CO CO3 32 2 +H+H2 2O=HCOO=HCO3 3 +OH +OH HCO HCO3 3 +H+H2 2
9、O=COO=CO3 32 2 +OH+OH 水解倾向大于其电离倾向，溶液显弱碱性水解倾向大于其电离倾向，溶液显弱碱性碳酸盐的水解反应以第一步为主，盐的浓碳酸盐的水解反应以第一步为主，盐的浓度越大，溶液的倾向，溶液显弱碱性。度越大，溶液的倾向，溶液显弱碱性。碳酸氢盐溶于水时，因碳酸氢盐溶于水时，因HCOHCO3 3离子的水解离子的水解第11页，共23页，编辑于2022年，星期一第12页，共23页，编辑于2022年，星期一从热力学角度来看，碳酸盐受热分解应该从热力学角度来看，碳酸盐受热分解应该是吸热的、熵推动的反应，因此温度的升是吸热的、熵推动的反应，因此温度的升高，有利于反应的进行。但碳酸盐的分
10、解高，有利于反应的进行。但碳酸盐的分解温度差异很大，对于碱金属碳酸盐，即使温度差异很大，对于碱金属碳酸盐，即使加热到溶化也不分解，所以正盐稳定性大加热到溶化也不分解，所以正盐稳定性大于酸式盐。于酸式盐。碱金属的碳酸盐稳定性大。这可以用极化碱金属的碳酸盐稳定性大。这可以用极化理论解释。有效离子势越大，极化作用越理论解释。有效离子势越大，极化作用越强，对强，对 CO32-的反极化作用越大，稳定性越的反极化作用越大，稳定性越差。差。第13页，共23页，编辑于2022年，星期一碳酸盐受热易分解，不同碳酸盐对热稳定性可以相差很大，碳酸盐受热易分解，不同碳酸盐对热稳定性可以相差很大，有如下规律：有如下规律
11、：（1）同一种含氧酸盐的热稳定性次序为：）同一种含氧酸盐的热稳定性次序为：M2CO3 M(HCO3)2 H2CO3 Na2CO3 NaHCO3 H2CO3（2）同族元素从上到下，碳酸盐的热稳定性增强：）同族元素从上到下，碳酸盐的热稳定性增强：BeCO3 MgCO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3（3）不同金属的碳酸盐热稳定性次序为：）不同金属的碳酸盐热稳定性次序为：碱金属盐碱金属盐 碱式金属盐碱式金属盐 过渡金属盐过渡金属盐 铵盐铵盐 K2CO3 CaCO3 ZnCO3 （NH4）2CO3第14页，共23页，编辑于2022年，星期一Na2CO3 Na2O+CO2(850)MgCO3 MgO
12、+CO2(540）NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2 (270)H2CO3 H2O+CO2 (常温常温)均产生均产生CO2气体，阳离子的极化作用越大气体，阳离子的极化作用越大,越易分解越易分解 第15页，共23页，编辑于2022年，星期一碳酸盐的应用碳酸盐的应用在碳酸盐中，纯碱（碳酸钠）是重要的在碳酸盐中，纯碱（碳酸钠）是重要的化工原料，广泛应用于化工、玻璃、肥皂、化工原料，广泛应用于化工、玻璃、肥皂、造纸、纺织和食品等工业。钾碱（碳酸钾）造纸、纺织和食品等工业。钾碱（碳酸钾）是玻璃生产的主要原料。小苏打（碳酸氢是玻璃生产的主要原料。小苏打（碳酸氢钠）广泛用于医药和食品工业，也常用于钠
13、）广泛用于医药和食品工业，也常用于制造灭火器。石灰石、大理石、白云石可制造灭火器。石灰石、大理石、白云石可用于建筑、水泥和钢铁等工业。用于建筑、水泥和钢铁等工业。碳酸钠，俗名苏打、纯碱、洗涤碱，化学碳酸钠，俗名苏打、纯碱、洗涤碱，化学式：式：NaNa2 2COCO3 3，普通情况下为白色粉末，为强，普通情况下为白色粉末，为强电解质。易溶于水，具有盐的通性。是重电解质。易溶于水，具有盐的通性。是重要的化工原料之一，广泛应用于轻工日化、要的化工原料之一，广泛应用于轻工日化、建材、化学工业、食品工业、冶金、纺织、建材、化学工业、食品工业、冶金、纺织、石油、国防、医药等领域。石油、国防、医药等领域。第
14、16页，共23页，编辑于2022年，星期一碳酸盐矿物：碳酸盐矿物：碳酸盐矿物的种数在碳酸盐矿物的种数在9595种左右种左右其中方解石、白云石等是在自然界分布极广的矿物，其中方解石、白云石等是在自然界分布极广的矿物，而且不少碳酸盐矿物是重要的非金属矿物原料，也是而且不少碳酸盐矿物是重要的非金属矿物原料，也是提取提取FeFe，MgMg，MnMn，CuCu等金属元素及放射性元素等金属元素及放射性元素ThTh、U U的的重要矿物来源，具有重要的经济意义。重要矿物来源，具有重要的经济意义。在碳酸盐矿物中，主要的阴离子为在碳酸盐矿物中，主要的阴离子为CO32-，阳离子主要是，阳离子主要是Ca2+、Mg2+
15、，其次，其次Na+、Fe2+以及以及Cu2+、Zn2+、Pb2+、Mn2+、Bi3+等。等。碳酸盐矿物大多数为无色或白色，含铜者呈鲜绿或鲜蓝色，碳酸盐矿物大多数为无色或白色，含铜者呈鲜绿或鲜蓝色，含锰者呈玫瑰红色，含稀土者或铁者呈褐色，含钴者呈淡红含锰者呈玫瑰红色，含稀土者或铁者呈褐色，含钴者呈淡红色，含铀者呈黄色。色，含铀者呈黄色。第17页，共23页，编辑于2022年，星期一蓝铜矿是一种碱性铜碳酸盐矿物，也叫石青。蓝铜矿是一种碱性铜碳酸盐矿物，也叫石青。在中国古称石青。晶体呈柱状或厚板状，通常在中国古称石青。晶体呈柱状或厚板状，通常呈粒状、钟乳状、皮壳状、土状集合体。深蓝呈粒状、钟乳状、皮壳
16、状、土状集合体。深蓝色，玻璃光泽，土状块体为浅蓝色，光泽暗淡。色，玻璃光泽，土状块体为浅蓝色，光泽暗淡。早在早在40004000年前，古埃及人就开采了苏伊士和西年前，古埃及人就开采了苏伊士和西奈之间的矿山，利用孔雀石作为儿童的护身符，奈之间的矿山，利用孔雀石作为儿童的护身符，驱除邪恶的灵魂。在德国，人们认为佩戴孔雀驱除邪恶的灵魂。在德国，人们认为佩戴孔雀石的人可以避免死亡的威胁。中国公元前十三石的人可以避免死亡的威胁。中国公元前十三世纪殷代已有孔雀石石簪工艺品。世纪殷代已有孔雀石石簪工艺品。第18页，共23页，编辑于2022年，星期一碳酸盐的制备碳酸盐的制备氨碱法：氨碱法：碱吸收二氧化碳法：碱
17、吸收二氧化碳法：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O2NH3+CO2+H2O=(NH4)2CO3 可溶性碳酸盐沉淀难溶碳酸盐法：可溶性碳酸盐沉淀难溶碳酸盐法：Na2CO3+CaCl2=CaCO3+2NaCl第19页，共23页，编辑于2022年，星期一 酸式碳酸盐热分解沉淀法：酸式碳酸盐热分解沉淀法：酸式碳酸盐通常可用碳酸盐进一步吸酸式碳酸盐通常可用碳酸盐进一步吸收二氧化碳的反应制备：收二氧化碳的反应制备：Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3也可用碱吸收过量二氧化碳制备：也可用碱吸收过量二氧化碳制备：KOH+CO2=KHCO3NH3+H2O+CO2=NH4HCO3此外，难溶的碱式碳酸
18、盐可由某些金此外，难溶的碱式碳酸盐可由某些金属的可溶性盐类溶液中加入碱金属碳酸盐属的可溶性盐类溶液中加入碱金属碳酸盐溶液来制备。溶液来制备。第20页，共23页，编辑于2022年，星期一碳酸盐的鉴别碳酸盐的鉴别最合理的检验方法：取少量混合物最合理的检验方法：取少量混合物溶于水后，向其中加入氯化钡溶液，溶于水后，向其中加入氯化钡溶液，发现有白色沉淀生成；再加入稀盐发现有白色沉淀生成；再加入稀盐酸，如果沉淀溶解，产生无色无味酸，如果沉淀溶解，产生无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体。则能使澄清石灰水变浑浊的气体。则可证明含有可证明含有COCO3 32-2-第21页，共23页，编辑于2022年，星期一气
19、体检验法：气体检验法：为了避免碳酸氢盐的干扰，可以采用逐滴为了避免碳酸氢盐的干扰，可以采用逐滴滴加稀盐酸的方式，由于碳酸氢盐会立即滴加稀盐酸的方式，由于碳酸氢盐会立即与氢离子反应，所以，若滴加后立即产生与氢离子反应，所以，若滴加后立即产生无色无味的气体，并通入澄清石灰水后产无色无味的气体，并通入澄清石灰水后产生白色沉淀，则为碳酸氢盐，若过一会产生白色沉淀，则为碳酸氢盐，若过一会产生的，则为碳酸盐。离子方程式如下：生的，则为碳酸盐。离子方程式如下：碳酸氢盐：碳酸氢盐：HCOHCO3 3-+H+H+COCO2 2+H+H2 20 0 碳酸盐：碳酸盐：CO CO3 32-2-+H+H+=HCO=HCO3 3-HCOHCO3 3-+H+H+CO CO2 2+H+H2 20 0这是由于这个中间反应，才导致以上差异这是由于这个中间反应，才导致以上差异的发生的发生 第22页，共23页，编辑于2022年，星期一Bye-bye第23页，共23页，编辑于2022年，星期一