Na2CO3溶液加热蒸干后所得固体物质是什么?

Na2CO3溶液加热蒸干后所得固体物质是什么?这个问题出现在高中化学选修4盐类水解这一节内容中。
典型的例题是:加热下列溶液至干并灼烧,能得到溶质本身的是:( )
A.FeCl3 B. Fe2(SO4)3 C.Na2CO3 D.KMnO4

分析:A中FeCl3是强酸弱碱盐,发生如下水解:FeCl3+H20=Fe(OH)3+HCl,HCl易挥发,加热时挥发掉,使水解平衡向右移,FeCl3水解完全,得到Fe(OH)3(或者还有溶剂水,但继续加热会蒸发掉),Fe(OH)3在灼烧时分解:Fe(OH)3=Fe2O3+H2O,水又挥发掉,则只剩Fe2O3,不选A。B中Fe2(SO4)3也是是强酸弱碱盐,发生如下水解:Fe2(SO4)3+H20=Fe(OH)3+H2SO4,但H2SO4是难挥发的,加热时蒸发掉的是H20,使Fe2(SO4)3水解平衡向左移动,水解反而抑制,最终水完全蒸发,只剩得Fe2(SO4)3溶质,B对!D中KMnO4是强酸强碱盐,不发生水解,很让人误以为水蒸干后也能得到KMnO4,但细想一下KMnO4受热就分解制得氧气:2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2,而得不到溶质KMnO4,不选D。之所以现在才分析C,是因为C选项中的Na2CO3在这过程中,存在较大的疑团,得细细分析。

很多学生认为Na2CO3溶液发生水解:Na2CO3+H2O = H2CO3+NaOH,得到NaOH和H2CO3。其中H2CO3易发挥,加热挥发掉,则水解平衡向右移,则只剩NaOH,NaOH灼烧后得到Na2O。其实这种思考是错误的。
Na2CO3是多元弱酸盐,水溶液里分步水解:Na2CO3+H2O = NaHCO3+NaOH NaHCO3+H2O===H2CO3+NaOH
水解以第一步为主(第一步都是微弱的了,第一步还远远大于第二步,所以第二步水解基本忽略),加热时,第一步水解产物NaHCO3和NaOH都不挥发,两者浓度大了,又会相互反应生成Na2CO3,所以挥发的只是H2O,平衡向左移,最终得到Na2CO3!

所以上述题目的答案是:BC

总结:加热蒸干盐溶液得到产物的规律:
大部分是如下情况:
1、只有挥发性酸如盐酸硝酸的盐考虑水解,生成对应的碱如三氯化铝转化成氢氧化铝,
灼烧转变成氧化物。不过二价铁盐酸硝酸的盐转化为氢氧化铁,灼烧变成氧化铁。
2、除上述内容后考虑盐本身稳定性或易氧化如碳酸氢钠、高锰酸钾等受热分解
3、除上述外一般都是得到其本身如本题

注意,加热蒸一干Mg(HCO3)2、MgCO3溶液的情况并不像加热蒸干NaHCO3、Na2CO3溶液一样。因为氢氧化镁的溶解度小于碳酸镁,根据溶解度原理,会生成更难溶的氢氧化镁。或者理解为Mg(OH)2为难溶液物,CO2与Mg(OH)2固体接触面积很小(只在表面接触,而不像NaOH溶液接触那么完全),所以水解生成的H2CO3能分解为CO2从水中逸出而使水解平衡向右移动,进而得到Mg(OH)2沉淀。而若继续对Mg(OH)2沉淀进行加热灼烧,则Mg(OH)2会受热而分解成MgO和水。

以上这点感谢小B同志的纠正与补充。

打赏

3条评论

  • 某某学生 2016年1月12日 回复

    加热蒸一干Mg(HCO3)2、MgCO3溶液的情况,不是说第二步水解很微弱吗,为啥还有二氧化碳产生

    • 阿柯 2016年1月15日 回复 作者

      水解是吸热的,受热平衡会右移,并且水解生成的Mg(OH)2溶解度比Mg(HCO3)2、MgCO3都小,根据难溶物容易转化成更难溶物的规律(选修4沉淀转化),平衡会右移,最终生成Mg(OH)2沉淀和挥发出CO2。你可以用实验检验一下推理是否正确,如有问题,希望能再来指出。谢谢你的问题

  • Audrey 2011年12月22日 回复

    强啊!我顶一个!

发表回复

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注