高中化学碳酸盐受热分解，常考易错

一、详细总结1. 碳酸正盐含 ( \text{CO}_3^{2-} )碳酸正盐的热稳定性与金属阳离子的极化能力密切相关大致规律如下类别代表物热稳定性与分解产物化学方程式条件加热ⅠA族除LiNa₂CO₃、K₂CO₃加热不分解稳定不反应锂、ⅡA族及多数过渡金属Li₂CO₃、MgCO₃、CaCO₃、ZnCO₃、CuCO₃加热分解为金属氧化物 CO₂CaCO₃ ══ CaO CO₂↑CuCO₃ ══ CuO CO₂↑极不活泼金属Ag₂CO₃、HgCO₃先生成氧化物氧化物再分解最终得金属单质 O₂ CO₂2Ag₂CO₃ ══ 4Ag 2CO₂↑ O₂↑热稳定性顺序同族Na₂CO₃ Li₂CO₃ MgCO₃ CaCO₃ ZnCO₃ CuCO₃ Ag₂CO₃规律本质金属阳离子极化能力越强半径小、电荷高或为非8电子构型越易使 ( \text{CO}_3^{2-} ) 变形断裂分解温度越低。2. 碳酸氢盐酸式盐含 ( \text{HCO}_3^- )所有碳酸氢盐受热均分解且比对应正盐易分解得多。固体碳酸氢钠分解生成正盐、水和二氧化碳。[\text{2NaHCO}_3 \xrightarrow{\triangle} \text{Na}_2\text{CO}_3 \text{H}_2\text{O} \text{CO}_2\uparrow]NaHCO₃分解温度约 150℃Na₂CO₃不分解此反应用于鉴别与除杂可溶性碳酸氢盐溶液如碳酸氢钙、碳酸氢镁( \text{Ca(HCO}_3)_2 ) 溶液加热生成碳酸钙沉淀。[\text{Ca(HCO}_3)_2 \xrightarrow{\triangle} \text{CaCO}_3\downarrow \text{CO}_2\uparrow \text{H}_2\text{O}]( \text{Mg(HCO}_3)_2 ) 溶液加热首先生成 MgCO₃但 MgCO₃ 在沸水中会强烈水解最终得到更难溶的Mg(OH)₂沉淀。[\text{Mg(HCO}_3)_2 \xrightarrow{\triangle} \text{Mg(OH)}_2\downarrow 2\text{CO}_2\uparrow]这正是水垢的主要成分CaCO₃ 和 Mg(OH)₂。3. 铵的碳酸盐铵盐的分解产物全部为气体无固体残留。碳酸铵( \text{(NH}_4)_2\text{CO}_3 \xrightarrow{\triangle} 2\text{NH}_3\uparrow \text{CO}_2\uparrow \text{H}_2\text{O}\uparrow )碳酸氢铵气肥、碳铵常温下即可缓慢分解加热加速。[\text{NH}_4\text{HCO}_3 \xrightarrow{\triangle} \text{NH}_3\uparrow \text{CO}_2\uparrow \text{H}_2\text{O}\uparrow]4. 碱式碳酸盐碱式碳酸铜铜绿分解生成氧化铜、水和二氧化碳。[\text{Cu}_2(\text{OH})_2\text{CO}_3 \xrightarrow{\triangle} 2\text{CuO} \text{H}_2\text{O} \text{CO}_2\uparrow]产物中H₂O在加热时为气态习惯上常不标“↑”二、常考易错点碳酸钠与碳酸氢钠的热稳定性对比误区认为碳酸钠也分解。正解Na₂CO₃ 加热不分解NaHCO₃ 分解。鉴别固体的热稳定性比较可用套管实验内管装 Na₂CO₃、外管装 NaHCO₃均连通澄清石灰水外管先变浑浊说明 NaHCO₃ 更易分解。碳酸氢钙与碳酸氢镁分解产物的差异易错将 Mg(HCO₃)₂ 的分解产物也写成 MgCO₃。正解MgCO₃ 微溶于热水且易水解生成 Mg(OH)₂因此水垢中镁元素主要以氢氧化镁形式存在。铵盐分解产物的状态与符号( \text{NH}_4\text{HCO}_3 ) 分解产物全为气体若在加热条件高于100℃下水为气态部分教材要求三种产物均标“↑”。应用利用分解产生的 NH₃ 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝可用于 ( \text{NH}_4^ ) 的检验。碳酸银分解的特殊性( \text{Ag}_2\text{CO}_3 ) 加热先生成 ( \text{Ag}_2\text{O} )但 ( \text{Ag}_2\text{O} ) 不稳定继续分解为银和氧气最终产物是银单质而非氧化银。这与铜、锌、镁等的碳酸盐不同。加热分解实验的操作细节加热 NaHCO₃ 或碱式碳酸铜等固体时试管口必须略向下倾斜防止生成的水冷凝回流炸裂试管。实验结束时要先撤出导管再熄灭酒精灯防止石灰水倒吸。混合物计算与除杂计算Na₂CO₃ 与 NaHCO₃ 的混合物加热减少的质量即为生成的 ( \text{CO}_2 ) 和 ( \text{H}_2\text{O} )可据此计算 NaHCO₃ 含量。除杂除去 Na₂CO₃ 固体中的 NaHCO₃ 可用加热法但 NaHCO₃ 溶液中混有 Na₂CO₃则不能加热因 NaHCO₃ 也分解应通入过量 CO₂。碳酸锂的特殊性与同族的 Na、K 不同Li₂CO₃ 加热会分解生成 Li₂O CO₂性质类似于 MgCO₃。这是由 Li⁺ 极小的半径和较强的极化能力决定的。方程式书写的“↑”规则反应物无气体而产物有气体时需标“↑”。加热 NaHCO₃ 时产物 H₂O 在常态下为液体习惯不标“↑”但 CO₂ 必须标“↑”。