碳酸盐的性质小结

• 碳酸盐矿物： 碳酸盐矿物：
• 碳酸盐矿物的种数在95种左右 碳酸盐矿物的种数在95 95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， 而且不少碳酸盐矿物是重要的非金属矿物原料，也 是提取Fe Mg，Mn，Cu等金属元素及放射性元素Th、 Fe， 等金属元素及放射性元素Th 是提取Fe，Mg，Mn，Cu等金属元素及放射性元素Th、 的重要矿物来源，具有重要的经济意义。 U的重要矿物来源，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[CO3]2-，阳离子 主要是Ca 其次Na 以及Cu 主要是 2+、Mg2+，其次 +、Fe2+以及 2+、Zn2+、 Pb2+、Mn2+、Bi3+等。 • 碳酸盐矿物大多数为无色或白色，含铜者呈鲜绿或 碳酸盐矿物大多数为无色或白色， 鲜蓝色，含锰者呈玫瑰红色， 鲜蓝色，含锰者呈玫瑰红色，含稀土者或铁者呈褐 含钴者呈淡红色，含铀者呈黄色。 色，含钴者呈淡红色，含铀者呈黄色。
• 溶解度的分类：（室温200C下） 室温20 室温 • 易溶物质 ：溶解度在10g/100g水以上 溶解度在10g/100g 10g/100g水 的物质 • 可溶物质 ：溶解度在1～10g/100g水 溶解度在1 10g/100g水 的物质 • 微溶物质 ：溶解度在0.01g～1g/100g 溶解度在0.01g 0.01g～ 水的物质 • 难溶物质 ：溶解度小于0.01g/100g水 溶解度小于0.01g/100g水 小于0.01g/100g 的物质
• 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， 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。 呈粒状、钟乳状、皮壳状、土状集合体。深蓝 色，玻璃光泽，土状块体为浅蓝色，光泽暗淡。 玻璃光泽，土状块体为浅蓝色，光泽暗淡。 • 早在4000年前，古埃及人就开采了苏伊士和西 早在4000年前， 4000年前 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， 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。 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。
碳酸盐的性质小结
们的团队： 我们的团队：陈吉 刘秋菊 张 青霞 李智灏 李金燕 尹敏艳 张富云
碳酸盐的分类
按阴离子结构分：正盐， 按阴离子结构分：正盐，酸式盐和碱式盐 碱式碳酸铜） （碱式碳酸铜） 按阳离子分：碱金属盐、碱土金属盐、 按阳离子分：碱金属盐、碱土金属盐、过 度金属盐（ 铜等) 铵盐、 度金属盐（铁，铜等)、铵盐、主族金属 铋等），有机碱盐。 ），有机碱盐 盐（铅、锡、铋等），有机碱盐。 按溶解性分：可溶性盐（碱金属， 按溶解性分：可溶性盐（碱金属，铵盐 等），微溶性盐（如碳酸氢钙，碳酸银等） ），微溶性盐（如碳酸氢钙，碳酸银等） 微溶性盐 和难溶性盐。 和： 氨碱法： • ② 碱吸收二氧化碳法： 碱吸收二氧化碳法： • 2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O • 2NH3+CO2+H2O==(NH4)2CO3 • ③ 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
• 按稳定性分:难热分解性（如碱金属盐），高分分 按稳定性分:难热分解性（如碱金属盐）， ），高分分 钙盐），加热分解（多数碳酸氢盐）， ），加热分解 ），仅存 解（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） ），遇水分解 在于溶液（如碳酸氢钙），遇水分解（碳酸铝） • 按颜色分:白色盐（多数），蓝色（碳酸铜），绿 按颜色分:白色盐（多数），蓝色（碳酸铜）， ），蓝色 ），绿 碱式碳酸铜），碳酸锰（浅棕色）， ），碳酸锰 ），碳酸亚 色（碱式碳酸铜），碳酸锰（浅棕色），碳酸亚 黄色） 汞（黄色）等等 • 按作用分：玻璃材料（纯碱，石灰石），制药材 按作用分：玻璃材料（纯碱，石灰石），制药材 ）， 小苏打，铋盐），冶金材料（孔雀石， ），冶金材料 料（小苏打，铋盐），冶金材料（孔雀石，菱铁 ），装饰材料 大理石，汉白玉）， 装饰材料（ ），分析试剂 矿），装饰材料（大理石，汉白玉），分析试剂 等等。 等等。
碳酸盐的性质
• 一、碳酸盐的溶解性 • 二、碳酸盐的水解性 • 三、碳酸盐的热稳定性
定义： 定义：把某一物质溶解在另一物质中的 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 通常用易溶、可溶、微溶、 力，通常用易溶、可溶、微溶、难溶或不溶等粗略的 概念来表示。 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， 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。 解性的定量表示。
• 碳酸盐和酸式碳酸盐(又称重碳酸盐)大多数为无 碳酸盐和酸式碳酸盐(又称重碳酸盐) 色的。碱金属和铵的碳酸盐易溶于水， 色的。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。 的碳酸盐都难溶于水。碳酸氢钠在水中的溶解度 较小，其他酸式碳酸盐都易溶于水。 较小，其他酸式碳酸盐都易溶于水。 • 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 所有的碳酸氢盐都溶于水， 金属（Li除外 的盐都溶于水。对难溶的碳酸盐， 除外） 金属（Li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， 其相应的酸式盐通常比正盐的溶解度大，例如 难溶， 易溶。对于易溶的碳酸盐， CaCO3难溶，Ca(HCO3)2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， 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酸铵的浓溶液中通入 至饱和： CO2至饱和： • 2NH4++CO32-+CO2+H2O →2NH4HCO3↓ 后一现象目前认为是HCO 后一现象目前认为是HCO3-离子在溶液中形成了氢 键相互缔合， 键相互缔合，使溶解度减小的原因
• ④ 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 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==KHCO3 • NH3+H2O+CO2==NH4HCO3 • 此外， 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 溶液来制备。 溶液来制备。
碳酸盐的应用
• 在碳酸盐中，纯碱（碳酸钠） 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（ 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 广泛用于医药和食品工业， 制造灭火器。石灰石、大理石、 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， 普通情况下为白色粉末， 式：Na2CO3，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。 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。
• 碳酸盐受热易分解，不同碳酸盐对热稳定性可以 碳酸盐受热易分解， 相差很大，有如下规律： 相差很大，有如下规律： （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： 碱式金属盐＞ 过渡金属盐＞ 碱金属盐 ＞ 碱式金属盐＞ 过渡金属盐＞ 铵盐 K2CO3 ＞ CaCO3 ＞ ZnCO3 ＞ （NH4）2CO3
• 气体检验法： 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， 滴加稀盐酸的方式， 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， 与氢离子反应，所以，若滴加后立即产生 无色无味的气体， 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， 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：HCO3- + H+ ＝CO2 + H20 碳酸氢盐： • 碳酸盐： CO32- + H+=HCO3碳酸盐： • HCO3- + H+ ＝ CO2 + H20 • 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， 的发生
• 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： CO32 － + H2O==HCO3 － + OH － HCO3 － + H2O ==CO32 － + OH － 水解倾向大于其电离倾向， 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， 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， 碳酸氢盐溶于水时，因HCO3－离子的水解