第17章堿金屬、堿土金屬_無機化學(xué)

1、第第 17 章章 堿金屬和堿土金屬堿金屬和堿土金屬17 - 1 堿金屬和堿土金屬的通性堿金屬和堿土金屬的通性17 - 2 堿金屬和堿土金屬的單質(zhì)堿金屬和堿土金屬的單質(zhì)17 - 3 堿金屬和堿土金屬的化合物堿金屬和堿土金屬的化合物17 - 4 離子晶體鹽類的溶解性離子晶體鹽類的溶解性17 - 1 堿金屬和堿土金屬的通性堿金屬和堿土金屬的通性 +1ns1 +2ns2金屬性強；金屬性強；多形成離子鍵多形成離子鍵Li, Be共價傾向顯著共價傾向顯著 對應(yīng)陽離子的半徑小極化力較大，在水溶液中極對應(yīng)陽離子的半徑小極化力較大，在水溶液中極易同水分子結(jié)合形成水合離子，這種強烈的傾向能釋易同水分子結(jié)合形成水合離

2、子，這種強烈的傾向能釋放出較大的水合能，總效應(yīng)超過了需要激發(fā)時需補償放出較大的水合能，總效應(yīng)超過了需要激發(fā)時需補償?shù)妮^高電離能和升華熱等能量變化，使鋰在水溶液中的較高電離能和升華熱等能量變化，使鋰在水溶液中的還原能力大大提高，電極電勢顯著下降；的還原能力大大提高，電極電勢顯著下降； 鋰的特殊性：鋰的特殊性：17 2 堿金屬和堿土堿金屬和堿土金屬單質(zhì)金屬單質(zhì)一、物理性質(zhì)一、物理性質(zhì) IA Li Na K Rb Cs ns1 1IIA BeMgCa SrBans22 這些金屬單質(zhì)都具有銀白色這些金屬單質(zhì)都具有銀白色的金屬光澤，具有良好的導(dǎo)電性的金屬光澤，具有良好的導(dǎo)電性和延展性，和延展性，Li是最

3、輕的金屬。是最輕的金屬。 由于堿土金屬的金屬鍵比堿金由于堿土金屬的金屬鍵比堿金屬的金屬鍵要強，所以堿土金屬屬的金屬鍵要強，所以堿土金屬的熔沸點、硬度、密度都比堿金的熔沸點、硬度、密度都比堿金屬高得多。屬高得多。 堿金屬和堿土金屬都是非常活潑的金屬元素，同族堿金屬和堿土金屬都是非?；顫姷慕饘僭兀鍙膹?Li 到到 Cs 和從和從 Be 到到 Ba 活潑性依次增強?；顫娦砸来卧鰪?。 堿金屬和堿土金屬都有很強的還原性，與許多非金堿金屬和堿土金屬都有很強的還原性，與許多非金屬屬單質(zhì)直接反應(yīng)生成離子型化合物。在絕大多數(shù)化合物屬屬單質(zhì)直接反應(yīng)生成離子型化合物。在絕大多數(shù)化合物中，它們以陽離子形式存在。

4、中，它們以陽離子形式存在。二、化學(xué)性質(zhì)二、化學(xué)性質(zhì) 1 堿金屬、堿土金屬與水堿金屬、堿土金屬與水的作用的作用2 M 2 H2O 2 MOH H2 (g) Mg 可以和熱水可以和熱水緩慢緩慢發(fā)生反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)，Be 則同水則同水蒸氣也不發(fā)生反應(yīng)。蒸氣也不發(fā)生反應(yīng)。 Be，Mg 的金屬表面可以形成致密的氧化的金屬表面可以形成致密的氧化物保護膜，常溫下對水是穩(wěn)定的。物保護膜，常溫下對水是穩(wěn)定的。 Li，Ca，Sr 和和 Ba 與與水反應(yīng)水反應(yīng)比較平穩(wěn)比較平穩(wěn)，其其他堿金屬與水反應(yīng)非常劇烈，量大時會發(fā)生爆他堿金屬與水反應(yīng)非常劇烈，量大時會發(fā)生爆炸。炸。 除除 Be，Mg 之外，均可以和之外，均可以和

5、H2 反應(yīng)反應(yīng)，生成，生成金屬氫化物，金屬氫化物，例如例如： 產(chǎn)物產(chǎn)物 CaH2 為灰為灰色離子晶體，色離子晶體，其中其中 H 顯顯1 價，價， Ca 顯顯 + 2 價價。 Ca + H2 CaH2 活潑金屬的氫化物活潑金屬的氫化物是強還原劑。是強還原劑。 2 堿金屬、堿土金屬與堿金屬、堿土金屬與H2的作用的作用M1 (xy) NH3 M1(NH3)y e(NH3)xM2 (2xy) NH3 M2(NH3)y2 2 e(NH3)x 3 堿金屬、堿土金屬與液氨堿金屬、堿土金屬與液氨作用作用，形成藍色導(dǎo)電溶液，形成藍色導(dǎo)電溶液 長期放置或有催化劑存在：長期放置或有催化劑存在： 2 Na 2 NH3

6、 2 NaNH2 H2（K，Rb，Cs）氨合電子結(jié)構(gòu)示意圖氨合電子結(jié)構(gòu)示意圖 利用堿金屬和堿土金屬單質(zhì)的強還原性，利用堿金屬和堿土金屬單質(zhì)的強還原性，可以在非水溶液或熔融條件下制備可以在非水溶液或熔融條件下制備稀稀有金屬有金屬或貴金屬。或貴金屬。 ZrO2 + 2 Ca Zr + 2 CaO NbCl5 + 5 Na Nb + 5 NaCl TiCl4 + 2 Mg Ti + 2 MgCl2 堿金屬、堿土金屬及其化合物置于高溫堿金屬、堿土金屬及其化合物置于高溫火焰中，可以使火焰呈現(xiàn)出特征的顏色，稱火焰中，可以使火焰呈現(xiàn)出特征的顏色，稱焰色反應(yīng)。焰色反應(yīng)。 鋰深紅色，鈉黃色，鉀紫色，銣鋰深紅色，

7、鈉黃色，鉀紫色，銣紫紅色，銫藍色，鈣橙紅色，鍶洋紫紅色，銫藍色，鈣橙紅色，鍶洋紅色，鋇綠色。紅色，鋇綠色。 1 熔融鹽電解熔融鹽電解: 此法可制備此法可制備 Li、Na、Mg、Ca、Ba 問題：加入問題：加入CaCl2有何作用有何作用? 三、金屬單質(zhì)的制備三、金屬單質(zhì)的制備 Na 的沸點與的沸點與 NaCl 的熔點相近，易揮的熔點相近，易揮發(fā)損失掉發(fā)損失掉 Na。為此。為此要加助熔劑，如要加助熔劑，如 CaCl2，以降低熔鹽的溫度。以降低熔鹽的溫度。 這樣，在比這樣，在比 Na 的沸點低的溫度下的沸點低的溫度下 NaCl 即可熔化。液態(tài)即可熔化。液態(tài) Na 的密度小，浮在熔鹽上面，的密度小，浮

8、在熔鹽上面，易于收集。易于收集。 2 高溫還原高溫還原: 此法制備此法制備 K、Rb、Cs KCl Na NaCl K(g) 2 RbCl Ca CaCl2 Rb (g) 2 CsCl Ca CaCl2 Cs (g) 問題問題: 不活潑的金屬為何可置換活潑金屬不活潑的金屬為何可置換活潑金屬? 鉀的沸點鉀的沸點(766 C)比鈉的比鈉的(890 C)低，當(dāng)反應(yīng)體系的溫低，當(dāng)反應(yīng)體系的溫度控制在兩沸點之間，使金屬鉀變成氣態(tài)，金屬鈉和度控制在兩沸點之間，使金屬鉀變成氣態(tài)，金屬鈉和KCl、NaCl 仍保持在液態(tài)，鉀由液態(tài)變成氣態(tài)，熵值大為增仍保持在液態(tài)，鉀由液態(tài)變成氣態(tài)，熵值大為增加，反應(yīng)的加，反應(yīng)的

9、 TrSm 項變大，有利于項變大，有利于rGm變成負值使反應(yīng)變成負值使反應(yīng)向右進行。向右進行。 同時，鉀為蒸氣狀態(tài)，設(shè)法使其不斷離開反應(yīng)體系，同時，鉀為蒸氣狀態(tài)，設(shè)法使其不斷離開反應(yīng)體系，讓體系中其分壓始終保持在較小的數(shù)值，有利于反應(yīng)向右讓體系中其分壓始終保持在較小的數(shù)值，有利于反應(yīng)向右進行。進行。 17 3 堿金屬和堿土金屬的化合物堿金屬和堿土金屬的化合物一、氧化物一、氧化物 堿金屬形成三類氧化物：堿金屬形成三類氧化物： 正常氧化物正常氧化物(O2) 過氧化物過氧化物(O22) 超氧化物超氧化物(O2) 臭氧化物（臭氧化物（ O3 ） 堿金屬：堿金屬： 鋰在空氣中燃燒的主要產(chǎn)物為鋰在空氣中燃

10、燒的主要產(chǎn)物為 Li2O，其他，其他堿金屬的正常氧化物可以用堿金屬單質(zhì)或疊氮堿金屬的正常氧化物可以用堿金屬單質(zhì)或疊氮化物還原其過氧化物、硝酸鹽或亞硝酸鹽制備：化物還原其過氧化物、硝酸鹽或亞硝酸鹽制備： 3 NaN3 + NaNO2 2 Na2O + 5 N2 1 正常氧化物正常氧化物2 KNO3 + 10 K 6 K2O + N2 2 Na + Na2O2 2 Na2O 堿土金屬：堿土金屬： 正常氧化物可以通過其碳酸鹽、氫氧化正常氧化物可以通過其碳酸鹽、氫氧化物、硝酸鹽或硫酸鹽的熱分解來制備。物、硝酸鹽或硫酸鹽的熱分解來制備。 堿金屬的普通氧化物從堿金屬的普通氧化物從 Li2O 到到 Cs2O

11、 顏色逐漸加深：顏色逐漸加深： Li2O 白色，白色， Na2O 白色，白色，K2O 淡黃色，淡黃色，Rb2O 亮黃色，亮黃色，Cs2O 橙紅色。橙紅色。 堿土金屬的普通氧化物均為白色。堿土金屬的普通氧化物均為白色。 正常氧化物熱穩(wěn)定性總的趨勢是，同族從正常氧化物熱穩(wěn)定性總的趨勢是，同族從上到下依次降低，熔點也依次降低。上到下依次降低，熔點也依次降低。 堿土金屬離子半徑小、正電荷高，其普通堿土金屬離子半徑小、正電荷高，其普通氧化物的晶格能大，因而其熔點比堿金屬氧化氧化物的晶格能大，因而其熔點比堿金屬氧化物的熔點高很多。物的熔點高很多。 堿金屬和多數(shù)堿土金屬普通氧化物同水反堿金屬和多數(shù)堿土金屬普

12、通氧化物同水反應(yīng)生成相應(yīng)的氫氧化物，并放出熱量：應(yīng)生成相應(yīng)的氫氧化物，并放出熱量： r Hm 151.6 kJ mol1 r Hm 64.5 kJ mol1 BeO 和和 MgO 極難與水反應(yīng)。極難與水反應(yīng)。 CaO s + H2O l Ca OH 2 s（ ）（ ）（ ）（ ） Na2O s + H2O l 2 NaOH s （ ）（ ）（ ） 2 過氧化物過氧化物 過氧化物含有過氧鏈過氧化物含有過氧鏈 OO ，可以，可以將它們看成是過氧化氫將它們看成是過氧化氫 HOOH 的鹽。的鹽。（ ）（ ） 最重要的過氧化物是過氧化鈉最重要的過氧化物是過氧化鈉 Na2O2 ，過氧化鈣過氧化鈣 CaO2

13、 和過氧化鋇和過氧化鋇 BaO2 。（ ）（ ）（ ） 制備方法：制備方法： 工業(yè)上是將鈉加熱熔化，通過一定量的除去工業(yè)上是將鈉加熱熔化，通過一定量的除去二氧化碳的干燥空氣，維持溫度在二氧化碳的干燥空氣，維持溫度在 180 200 ，鈉即被氧化為鈉即被氧化為 Na2O； 4 Na + O2 2 Na2O 2 Na2O + O2 2 Na2O2 進而增加空氣流量并迅速提高溫度至進而增加空氣流量并迅速提高溫度至 300 400 ，既可以制得較純凈的，既可以制得較純凈的 Na2O2 黃色粉末。黃色粉末。過氧化物可與水或稀酸作用，生成過氧化物可與水或稀酸作用，生成 H2O2： Na2O2 + 2H2O

14、 H2O2 + 2NaOH Na2O2 + H2SO4 H2O2 + Na2SO4 2Na2O2 + 2CO2 2Na2CO3 + O2 過氧化物與過氧化物與 CO2 反應(yīng)放出反應(yīng)放出 O2： 性質(zhì)：性質(zhì)：過氧化物具有強氧化性：過氧化物具有強氧化性： 3Na2O2 + Fe2O3 2Na2FeO4 + Na2O 3Na2O2 + Cr2O3 2Na2CrO4 + Na2O 5 Na2O2 + 2 MnO4 + 16 H+ 5 O2 + 2 Mn2+ + 10 Na+ + 8 H2O過氧化物也具有還原性：過氧化物也具有還原性： 堿金屬的過氧化物中，堿金屬的過氧化物中，Li2O2 穩(wěn)定性較差，穩(wěn)定

15、性較差，在在 195 以上分解，其他過氧化物的以上分解，其他過氧化物的熱穩(wěn)定性較高。熱穩(wěn)定性較高。 實驗室中用實驗室中用 BaO2 與稀硫酸反應(yīng)制備與稀硫酸反應(yīng)制備 H2O2 ： BaO2 + H2SO4 H2O2 + BaSO4 3 超氧化物和臭氧化物超氧化物和臭氧化物 超氧化物超氧化物中含有超氧離子中含有超氧離子 O2，它比，它比 O2 多一個電子，氧氧之間除形成一個多一個電子，氧氧之間除形成一個鍵外，還鍵外，還有一個三電子有一個三電子 鍵，鍵級為鍵，鍵級為 1.5。 只有半徑大的只有半徑大的超氧化物超氧化物穩(wěn)定，堿金屬超氧穩(wěn)定，堿金屬超氧化物的熔點同族從上到下依次升高，如：化物的熔點同族

16、從上到下依次升高，如：KO2 380 ，RbO2 412 ，CsO2 432 。 超氧化物超氧化物是很強的氧化劑，與水或其他質(zhì)是很強的氧化劑，與水或其他質(zhì)子溶劑發(fā)生劇烈反應(yīng)產(chǎn)生氧氣和過氧化氫：子溶劑發(fā)生劇烈反應(yīng)產(chǎn)生氧氣和過氧化氫： 2KO2 + 2H2O O2 + H2O2 + 2KOH 超氧化物超氧化物在高溫下分解為氧化物和氧氣：在高溫下分解為氧化物和氧氣： 4KO2 2K2O + 3O2 4KO2 + 2CO2 2K2CO3 + 3O2 臭氧化物可以通過下面反應(yīng)制取臭氧化物可以通過下面反應(yīng)制取，如，如臭臭氧化鉀氧化鉀: 6 KOH（s）+ 4 O3（g） 4 KO3（s）+ 2 KOH H

17、2O（s） + O2（g） KO3 不穩(wěn)定，緩慢分解為不穩(wěn)定，緩慢分解為 KO2 和和 O2，遇，遇水劇烈反應(yīng)，也放出水劇烈反應(yīng)，也放出 O2： 2KO3 2KO2 + O2 4KO3 + 2H2O 4KOH + 5O2 二、氫氧化物二、氫氧化物 1 氫氧化物性質(zhì)氫氧化物性質(zhì) 堿金屬和堿土金屬的氫氧化物都是白色固體。堿金屬和堿土金屬的氫氧化物都是白色固體。 Be(OH)2為兩性氫氧化物，為兩性氫氧化物，LiOH和和Be(OH)2為中強為中強堿，其余氫氧化物都是強堿。堿，其余氫氧化物都是強堿。 堿金屬的氫氧化物都易溶于水，在空氣中很容易吸堿金屬的氫氧化物都易溶于水，在空氣中很容易吸潮，它們?nèi)芙庥?/p>

18、水時放出大量的熱。除氫氧化鋰的溶解潮，它們?nèi)芙庥谒畷r放出大量的熱。除氫氧化鋰的溶解度稍小外，其余的堿金屬氫氧化物在常溫下可以形成很度稍小外，其余的堿金屬氫氧化物在常溫下可以形成很濃的溶液。濃的溶液。 堿金屬及堿土金屬的氫氧化物在水中的溶堿金屬及堿土金屬的氫氧化物在水中的溶解度（解度（288 K，單位，單位moldm3）LiOH NaOH KOH RbOH CsOH 5.3 26.4 19.1 17.9 25.8 逐漸增大逐漸增大 8 10-6 5 10-4 1.8 10-2 6.7 10-2 2 10-1Be OH 2 Mg OH 2 Ca OH 2 Sr OH 2 Ba OH 2 （ ）（

19、）（ ）（ ）（ ） 堿土金屬的氫氧化物在水中的溶解度要小很堿土金屬的氫氧化物在水中的溶解度要小很多，溶解度在同族中按從上到下的順序增大。多，溶解度在同族中按從上到下的順序增大。 2 氫氧化物酸堿性判斷標(biāo)準(zhǔn)氫氧化物酸堿性判斷標(biāo)準(zhǔn) R拉電子能力與離子勢有關(guān)拉電子能力與離子勢有關(guān): Z/r (r以以pm為單位為單位) 解離方式與解離方式與 拉電子能力有關(guān)拉電子能力有關(guān) 0.22 0.32 兩性兩性 0.22 堿性堿性 0.32 酸性酸性 ROHRO H R OH LiOH 0.12 0.25 Be(OH)2 NaOH 0.10 0.18 Mg(OH)2KOH 0.09 0.15 Ca(OH)2Rb

20、OH 0.08 0.13 Sr(OH)2CsOH 0.07 0.12 Ba(OH)2 堿金屬氫氧化物均為堿性，堿金屬氫氧化物均為堿性，Be(OH)2為兩性，為兩性， 其它堿土金屬氫氧化物為堿性。其它堿土金屬氫氧化物為堿性。 三、鹽類三、鹽類 1 1、鹽類的共同特點、鹽類的共同特點重要鹽類：鹵化物、硝酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽重要鹽類：鹵化物、硝酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽 （1） 晶體類型：絕大多數(shù)是離子晶體，晶體類型：絕大多數(shù)是離子晶體， 但堿土金屬鹵化物有一定的共價性。但堿土金屬鹵化物有一定的共價性。 （2）一般無色或白色。）一般無色或白色。 （3）溶解度：堿金屬鹽類一般易溶于水；）溶解度：堿金屬鹽類一

21、般易溶于水； 堿土金屬鹽除鹵化物、硝酸鹽外多數(shù)難溶。堿土金屬鹽除鹵化物、硝酸鹽外多數(shù)難溶。 （4）熱穩(wěn)定性：較高）熱穩(wěn)定性：較高。2、鹽類的溶解性鹽類的溶解性 (1) IA鹽類易溶為主，難溶的有：鹽類易溶為主，難溶的有：K2PtCl6、 NaSb(OH)6、KClO4、 Li3PO4、K2NaCo(NO2)6 難溶鹽往往是在與大陰離子相配時出現(xiàn)。難溶鹽往往是在與大陰離子相配時出現(xiàn)。 (2) IIA鹽類難溶居多，常見鹽類除氯化物、硝酸鹽類難溶居多，常見鹽類除氯化物、硝酸 鹽外，鹽外， 其他難溶，如其他難溶，如MCO3、MC2O4、M3(PO4)2、 MSO4、 MCrO4 (3) 離子型鹽類溶解

22、度的定性判斷標(biāo)準(zhǔn)離子型鹽類溶解度的定性判斷標(biāo)準(zhǔn) 巴素洛規(guī)則：陰陽離子電荷絕對值相同巴素洛規(guī)則：陰陽離子電荷絕對值相同, 陰陽離子半徑陰陽離子半徑 較為接近則難溶，否則，易溶。較為接近則難溶，否則，易溶。 比較一下兩組溶解度：比較一下兩組溶解度：LiF LiIBaSO4 BeSO4 MCO3(s) MO(s) CO2 碳酸鹽的熱穩(wěn)定性取決于碳酸鹽的熱穩(wěn)定性取決于M離子的反極化能力離子的反極化能力愈愈來來愈愈難難分分解解物質(zhì)物質(zhì)BeCO3MgCO3CaCO3SrCO3 BaCO3分解溫度分解溫度 / K298813118315631663四、四、 重要鹽類簡介重要鹽類簡介 1 鹵化物鹵化物 堿金屬

23、和堿土金屬的鹵化物中，最重堿金屬和堿土金屬的鹵化物中，最重要的是要的是 NaCl，MgCl2 和和 CaCl2。 NaCl 俗稱食鹽，大量存在于海水中，俗稱食鹽，大量存在于海水中，也有其礦物。也有其礦物。 NaCl 不僅是人們?nèi)粘Ｉ畹谋匦杵?，不僅是人們?nèi)粘Ｉ畹谋匦杵?，還是重要的化工原料，如可用其為原料生還是重要的化工原料，如可用其為原料生產(chǎn)產(chǎn) Na，NaOH，Cl2，Na2CO3 和和 HCl 等。等。 MgCl2 的水溶液俗稱鹵水，因為能夠使的水溶液俗稱鹵水，因為能夠使蛋白質(zhì)凝固，而應(yīng)用在豆制品加工中。蛋白質(zhì)凝固，而應(yīng)用在豆制品加工中。 MgCl2 做為重要的化工原料，在有機化做為重要的

24、化工原料，在有機化學(xué)中有廣泛的應(yīng)用，此外，其還可以作融雪學(xué)中有廣泛的應(yīng)用，此外，其還可以作融雪劑。劑。 若結(jié)晶水合鹽的陽離子易水解，同時陰若結(jié)晶水合鹽的陽離子易水解，同時陰離子又與氫離子結(jié)合成揮發(fā)性酸時，加熱脫離子又與氫離子結(jié)合成揮發(fā)性酸時，加熱脫水得不到無水鹽，而得堿式鹽。水得不到無水鹽，而得堿式鹽。 MgCl2 6 H2O Mg OH Cl + HCl + 5 H2O（ ） 繼續(xù)加熱堿式氯化鎂將生成氧化鎂，不能繼續(xù)加熱堿式氯化鎂將生成氧化鎂，不能得到無水氯化鎂：得到無水氯化鎂：Mg OH Cl MgO + HCl （ ） MgCl2 就屬于加熱分解生成堿式鹽的情況：就屬于加熱分解生成堿式鹽

25、的情況： 用用 HCl 氣氛保護時，氣氛保護時，原則上原則上可以抑制可以抑制脫水時的水解脫水時的水解HCl MgCl2 6 H2O MgCl2 + 6 H2O 將將 CaCl2 6 H2O 加熱脫水，可以得到無加熱脫水，可以得到無水氯化鈣，其水氯化鈣，其 是重要的干燥劑：是重要的干燥劑： CaCl2 6 H2O CaCl2 + 6 H2O 水合氯化鈣脫水過程中有部分發(fā)生水解反應(yīng)，水合氯化鈣脫水過程中有部分發(fā)生水解反應(yīng)，因而脫水產(chǎn)物中常含有少量的因而脫水產(chǎn)物中常含有少量的 CaO 雜質(zhì)。雜質(zhì)。 CaCl2 6 H2O 與冰混合可用來作制冷劑。與冰混合可用來作制冷劑。 堿土金屬的鹵化物中，只有堿土

26、金屬的鹵化物中，只有 BeX2 具具有較強的共價性，熔沸點低，易升華。有較強的共價性，熔沸點低，易升華。 BeX2 的水合鹵化物受熱脫水時會像的水合鹵化物受熱脫水時會像 MgCl2 6 H2O 一樣發(fā)生水解。一樣發(fā)生水解。 無水鹽無水鹽 BeCl2 固態(tài)時具有鏈狀結(jié)構(gòu)，其中固態(tài)時具有鏈狀結(jié)構(gòu)，其中 Be 的原子軌道為的原子軌道為 sp3 雜化，結(jié)構(gòu)如圖：雜化，結(jié)構(gòu)如圖：ClClBeBeClClBeBeClClClClBe 氣態(tài)時存在二聚體分子氣態(tài)時存在二聚體分子 (BeCl2)2，其中，其中 Be 的原子軌道為的原子軌道為 sp2 雜化，結(jié)構(gòu)如圖：雜化，結(jié)構(gòu)如圖：BeBeClClClCl 2

27、碳酸鹽碳酸鹽 最重要的碳酸鹽是最重要的碳酸鹽是 Na2CO3，俗稱蘇打，俗稱蘇打或純堿。市售的商品是含有或純堿。市售的商品是含有 10 個結(jié)晶水的個結(jié)晶水的Na2CO3 10H2O，易失去部分結(jié)晶水而風(fēng)化。，易失去部分結(jié)晶水而風(fēng)化。 工業(yè)上生成碳酸鈉的方法有氨堿法和聯(lián)工業(yè)上生成碳酸鈉的方法有氨堿法和聯(lián)合制堿法。合制堿法。 氨堿法，氨堿法，1862 年由比利時人索爾維提出，年由比利時人索爾維提出，也稱索爾維制堿法，基本反應(yīng)為：也稱索爾維制堿法，基本反應(yīng)為： NH3 + CO2 + H2O NH4HCO3 NH4HCO3 + NaCl NaHCO3 + NH4Cl 加熱分解加熱分解 NaHCO3

28、得到產(chǎn)品得到產(chǎn)品 Na2CO3：2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O 原料之一的原料之一的 CO2 通過煅燒石灰石制得，煅通過煅燒石灰石制得，煅燒過程的另一產(chǎn)物燒過程的另一產(chǎn)物 CaO 經(jīng)消化制成石灰乳，后經(jīng)消化制成石灰乳，后者與含有者與含有 NH4Cl 的母液反應(yīng)：的母液反應(yīng)： 2NH4Cl + Ca OH 2 2NH3 + CaCl2 + 2H2O（ ） 釋放出的氨可以循環(huán)使用，釋放出的氨可以循環(huán)使用， 同時得到副產(chǎn)同時得到副產(chǎn)物物 CaCl2。 聯(lián)合制堿法是聯(lián)合制堿法是 1942 年由我國化學(xué)家候年由我國化學(xué)家候德榜發(fā)明的。德榜發(fā)明的。 其基本原理與氨堿法相同，該法特點在

29、于其基本原理與氨堿法相同，該法特點在于將制堿工業(yè)和合成氨工業(yè)結(jié)合起來。將制堿工業(yè)和合成氨工業(yè)結(jié)合起來。CO2 是由是由合成氨原料氣中的合成氨原料氣中的 CO 轉(zhuǎn)化而成。轉(zhuǎn)化而成。 聯(lián)合制堿法保留了氨堿法的優(yōu)點，又大聯(lián)合制堿法保留了氨堿法的優(yōu)點，又大大地提高了食鹽的利用率，同時剔除了煅燒大地提高了食鹽的利用率，同時剔除了煅燒石灰石生成石灰石生成 CO2 的工業(yè)過程，而得到的副的工業(yè)過程，而得到的副產(chǎn)物產(chǎn)物 NH4Cl 是有用的化學(xué)肥料。是有用的化學(xué)肥料。 除除 Na2CO3 外，外，NaHCO3 和和 CaCO3 也也是比較重要的碳酸鹽。是比較重要的碳酸鹽。 碳酸氫鈉俗稱小蘇打，大量用于食品工碳

30、酸氫鈉俗稱小蘇打，大量用于食品工業(yè)，也業(yè)，也 是重要的化工原料，加熱很容易脫水是重要的化工原料，加熱很容易脫水轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為 Na2CO3。 碳酸鈣碳酸鈣 CaCO3 作為添加劑大量用于涂料作為添加劑大量用于涂料的生產(chǎn)。的生產(chǎn)。 自然界中的石灰石，化學(xué)成分為自然界中的石灰石，化學(xué)成分為 CaCO3，其高溫分解產(chǎn)物其高溫分解產(chǎn)物 CaO 和和 CO2 都是重要化工都是重要化工原料。原料。 3 硫酸鹽硫酸鹽 無水硫酸鈉無水硫酸鈉 Na2SO4，俗稱元明粉，大量，俗稱元明粉，大量用于造紙和陶瓷等工業(yè)。用于造紙和陶瓷等工業(yè)。 十水硫酸鈉十水硫酸鈉 Na2SO4 10 H2O ，俗稱芒硝，俗稱芒硝，是儲能

31、材料。是儲能材料。 硫酸鈣硫酸鈣 CaSO4 經(jīng)常以水合鹽的形式存在。經(jīng)常以水合鹽的形式存在。 CaSO4 2H2O 俗稱生石膏，加熱到俗稱生石膏，加熱到 120 部分脫水轉(zhuǎn)化為熟石膏。熟石膏部分脫水轉(zhuǎn)化為熟石膏。熟石膏 CaSO4 0.5H2O與水混合生成生石膏并逐漸變硬、膨脹。與水混合生成生石膏并逐漸變硬、膨脹。 硫酸鈣主要用作模型、塑像，硫酸鈣主要用作模型、塑像， 并用作室內(nèi)并用作室內(nèi)裝修材料。裝修材料。 BaSO4 俗稱重晶石，可作白色涂料和添俗稱重晶石，可作白色涂料和添加劑加劑 。 BaSO4 不溶于水，且毒性極低，醫(yī)學(xué)上不溶于水，且毒性極低，醫(yī)學(xué)上常被用作常被用作 “鋇餐鋇餐” 進行胃部進行胃部 X 射線檢查。射線檢查。 BaSO4 是制備其他鋇鹽的原料。是制備其他鋇鹽的原料。 BaS 在水溶液中的反應(yīng)可進一步制備其在水溶液中的反應(yīng)可進一步制備其他鋇鹽：他鋇鹽： BaS + 2 HCl BaCl2 + H2S 將重晶石粉與煤粉混合，將重晶石粉與煤粉混合，900 1200 下用轉(zhuǎn)爐焙燒，可轉(zhuǎn)化為可溶性的下用轉(zhuǎn)爐焙燒，可轉(zhuǎn)化為可溶性的 BaS: BaSO4 + 4 C BaS + 4 CO 4 硝酸鹽和鹵素含氧酸鹽硝酸鹽和鹵素含