百科问答小站 logo   百科问答小站
问题

为什么碳酸氢钠不能与氯化钙反应，而能与氢氧化钙反应？

回答
这其实是一个关于化学反应“可能性”和“稳定性”的问题，听起来有点绕，但拆开来看就明白了。简单来说，碳酸氢钠和氯化钙的“不反应”以及和氢氧化钙的“反应”，都跟它们各自的化学性质和产物的稳定性有关。

首先，咱们得知道这几个“家伙”都是谁：

碳酸氢钠 (NaHCO₃): 就是我们常说的“小苏打”，一种弱碱性盐，溶于水会显弱碱性。
氯化钙 (CaCl₂): 一种常见的盐，溶于水会显中性，它是氯化钠的“亲戚”。
氢氧化钙 (Ca(OH)₂): 就是我们常说的“熟石灰”或者“消石灰”，是一种强碱，溶于水会显强碱性。

为什么碳酸氢钠和氯化钙“不反应”（或者说，反应不显著）？

这里说“不反应”，其实是指在一般情况下，这两种物质混合在一起，不会发生我们预想中的那种“沉淀”、“冒泡”之类的明显化学变化。要理解这一点，咱们得从“复分解反应”的规则说起。

复分解反应的发生条件，简单来说，就是生成物中至少要满足以下一个条件：

1. 有沉淀生成。
2. 有气体生成。
3. 有弱电解质（如水、氨水）生成。

现在，我们把碳酸氢钠和氯化钙往一起“撮合”一下，看看它们“潜在”会生成什么：

假设它们“想”发生反应，最可能的情况是，它们之间的“离子”会重新组合。

碳酸氢钠在水中会电离出 Na⁺ 和 HCO₃⁻。
氯化钙在水中会电离出 Ca²⁺ 和 2Cl⁻。

如果发生复分解反应，可能的组合是：

1. Na⁺ 和 Cl⁻ 结合，生成氯化钠 (NaCl)。
2. Ca²⁺ 和 HCO₃⁻ 结合，生成碳酸氢钙 (Ca(HCO₃)₂)。

我们来分析一下这两个“潜在”的产物：

氯化钠 (NaCl): 这是食盐，是我们非常熟悉的物质，它在水中是可溶的，而且是一个强电解质。
碳酸氢钙 (Ca(HCO₃)₂): 这个名字听起来有点陌生，但它的性质很重要。碳酸氢钙在水中是可溶的。而且，碳酸氢钙是一个不稳定的化合物。在稍微加热或者pH升高的情况下，它很容易分解，生成碳酸钙沉淀、水和二氧化碳。

关键点来了：

因为氯化钠是可溶的，碳酸氢钙也是可溶的，并且它们都属于强电解质（或者说，在溶液中都以离子形式存在）。这意味着，一旦它们以离子形式存在于水溶液中，它们就“分不清”是谁和谁结合的了。Na⁺ 和 Cl⁻ 可以在溶液中自由移动，Ca²⁺ 和 HCO₃⁻ 也可以自由移动。

换句话说，当碳酸氢钠和氯化钙混合时，溶液中存在的离子是 Na⁺、HCO₃⁻、Ca²⁺、Cl⁻。虽然理论上 Ca²⁺ 和 HCO₃⁻ 可以结合生成 Ca(HCO₃)₂，但由于 Ca(HCO₃)₂ 是可溶的，它并不会沉淀出来；同时，它也不像碳酸钙那样容易直接生成沉淀。

更深层的原因是：

即使微量的碳酸氢钙生成，它在水溶液中也大部分是以离子形式存在的，与反应物（Ca²⁺ 和 HCO₃⁻）的离子状态区别不大。没有沉淀、没有气体、没有弱电解质的生成，反应就无法进行下去。

可能有些人会说，“但是碳酸氢钙不稳定啊，它会分解产生碳酸钙沉淀！”
没错，碳酸氢钙确实不稳定，但这个分解过程通常需要一定条件（比如加热），而且它首先得“生成”出来。在没有外加条件下，仅仅是氯化钙和碳酸氢钠混合，并不能直接、大量地生成碳酸氢钙，更别提让它迅速分解了。

可以打个比方： 想象你有一盒乐高积木，里面有红色的方形和蓝色的圆形，也有红色的圆形和蓝色的方形。如果你把它们全部倒在一起，它们本来就已经是混合在一起的（就像离子在水里），你再怎么搅，它们也不会“自动”变成全红色的方形和全蓝色的圆形，除非你有一个“非常吸引人”的组合，让它们“愿意”重新拼装，并且拼出来的组合比原来的更稳定、更不容易散架。

为什么碳酸氢钠和氢氧化钙“能反应”？

现在我们来看看碳酸氢钠和氢氧化钙的“情景”。

碳酸氢钠 (NaHCO₃) 在水中电离出 Na⁺ 和 HCO₃⁻。
氢氧化钙 (Ca(OH)₂) 在水中电离出 Ca²⁺ 和 2OH⁻。

当这两种物质混合时，溶液中的离子是 Na⁺、HCO₃⁻、Ca²⁺、OH⁻。

它们“潜在”的反应产物有几种可能：

1. Na⁺ 和 OH⁻ 结合，生成氢氧化钠 (NaOH)。
2. Ca²⁺ 和 HCO₃⁻ 结合，生成碳酸氢钙 (Ca(HCO₃)₂)。 （这个我们刚才说了，不稳定）
3. Ca²⁺ 和 OH⁻ 结合，生成氢氧化钙 (Ca(OH)₂) 的沉淀 （氢氧化钙微溶，不是强沉淀剂）
4. Na⁺ 和 HCO₃⁻ 结合，生成碳酸氢钠 (NaHCO₃) （就是反应物）
5. Ca²⁺ 和 2HCO₃⁻ 结合，生成碳酸钙 (CaCO₃) 沉淀、水 (H₂O) 和二氧化碳 (CO₂)。 （这是最关键的反应方向！）

为什么这次的反应会发生，而且很明显？

主要是因为生成物更稳定，并且能生成沉淀和气体。

让我们聚焦在最可能发生并且能被观察到的反应上：

Ca²⁺ + 2HCO₃⁻ → CaCO₃↓ + H₂O + CO₂↑

这个反应的发生，是因为：

生成了沉淀 (CaCO₃)： 碳酸钙（石灰石的主要成分）在水中是不溶于水的。当它生成时，就会以固体形式沉淀出来，这极大地降低了溶液中 Ca²⁺ 和 HCO₃⁻ 的浓度，并驱使反应朝着生成沉淀的方向进行。
生成了气体 (CO₂)： 碳酸氢根离子 (HCO₃⁻) 在与强碱 (OH⁻) 或者在酸性条件下，很容易生成碳酸 (H₂CO₃)，而碳酸又非常不稳定，会立刻分解成水 (H₂O) 和二氧化碳 (CO₂) 气体。在这个反应中，虽然氢氧化钙是碱，但它与碳酸氢根的反应，也能生成碳酸，然后分解。
更精确地说，是 Ca²⁺ 和 HCO₃⁻ 结合，但 HCO₃⁻ 离子在碱性环境（有 OH⁻ 存在）下，或者在生成碳酸钙的过程中，会变得不稳定。
一个更符合实际的机理是：溶液中同时存在 OH⁻ 和 HCO₃⁻。OH⁻ 是强碱，HCO₃⁻ 显弱碱性。更重要的是，OH⁻ 会和 HCO₃⁻ 发生反应：
HCO₃⁻ + OH⁻ → CO₃²⁻ + H₂O
这样就生成了碳酸根离子 (CO₃²⁻)。
而碳酸钙 (CaCO₃) 是一种难溶物。一旦溶液中出现 Ca²⁺ 和 CO₃²⁻ 离子，它们就会迅速结合，生成碳酸钙沉淀：
Ca²⁺ + CO₃²⁻ → CaCO₃↓

所以，总的反应可以看作是：

2NaHCO₃ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + 2H₂O + Na₂CO₃

这里，碳酸氢钠中的 Na⁺ 和 OH⁻ 结合生成了氢氧化钠 (NaOH)，而碳酸氢钠的 HCO₃⁻ 和氢氧化钙的 Ca²⁺ 结合，最终生成了碳酸钙沉淀。

注：上面给出的反应式是更简洁的表示，实际反应是分步进行的，并且可能还会生成碳酸钠 (Na₂CO₃)。但关键在于，碳酸钙沉淀的生成，以及水生成。

为什么会比碳酸氢钙更稳定？

因为碳酸钙 (CaCO₃) 的溶解度比碳酸氢钙 (Ca(HCO₃)₂) 要低得多得多。生成一个不溶的物质，比生成一个可溶的物质，在化学上来说能量更“低”，更“愿意”发生。

总结一下：

碳酸氢钠 + 氯化钙 → 不反应（无明显现象）：因为即使发生反应，生成的产物（氯化钠、碳酸氢钙）在水中都是可溶的，没有沉淀、气体或弱电解质生成，无法驱动反应发生。
碳酸氢钠 + 氢氧化钙 → 反应（生成沉淀）：因为反应会生成难溶的碳酸钙沉淀，以及水，这符合复分解反应的发生条件，使得反应能够顺利进行。

所以，区别就在于反应产物的稳定性。当生成物非常稳定（比如难溶的沉淀）时，反应就更容易发生。而当产物和反应物在溶液中的存在形式差别不大，且都容易溶解时，反应就不会有明显进展。

这就像是，你手里有两堆乐高积木，一种是散开的，一种是已经拼好了一半的。你再来一些新的积木，如果新的积木能让你拼出更稳固、更完整的模型，你就更“愿意”去拼。而如果只是让散开的积木和半成品混在一起，形成一些新的、同样容易散开的组合，那就没什么意义，也就不“会”发生。

网友意见

user avatar

问题本身存在错误，碳酸氢钠能与氢氧化钙反应容易理解，属于二元酸酸式盐与碱的反应，但碳酸氢钠与氯化钙在通常情况下并非不发生反应。


碳酸氢钠与氯化钙在水溶液中，只要不是极低浓度的溶液，二者能发生反应，因此“碳酸氢钠不能与氯化钙反应”这一命题在通常情况下是错误的。


原因在于，虽然中学化学中认为“碳酸氢钙可溶于水”，但水溶液中并不能存在高浓度的碳酸氢钙，或者说高浓度的钙离子和碳酸氢根离子不能在水溶液中共存。可以进行简单的估算，碳酸是二元弱酸，二元弱酸的酸式酸根离子在水溶液中同时存在电离和水解，也就是说碳酸氢根离子在水溶液中同时存在电离和水解：



但碳酸氢根离子水解的实质是碳酸氢根离子与少量的氢离子结合生成弱电解质碳酸（中学化学阶段一般用H2CO3表示，实际上相当于溶于水的CO2，这里暂用H2CO3表示），这里“少量的氢离子”可能来自水的电离，也可能来自碳酸氢根离子自身的电离，实际上无需关心来源，因此可将碳酸氢根离子的水解反应表示为碳酸氢根离子与氢离子结合生成碳酸的可逆反应：



将上述电离反应 与水解反应 叠加，就得到碳酸氢根离子在水溶液中转化为碳酸根离子和碳酸的可逆反应：



这一反应的平衡常数用 表示，由于反应是上述电离反应与水解反应的叠加，那么 相当于碳酸二级电离常数 与碳酸一级电离常数倒数 的乘积，也就是


上述可逆反应使得碳酸氢根离子转化为碳酸根离子和碳酸之后，如果溶液中存在钙离子，碳酸根离子就可能与钙离子结合生成碳酸钙沉淀：



这一反应的平衡常数用 表示，显然等于碳酸钙溶度积 的倒数，也就是


将可逆反应 与可逆反应 叠加起来，可见实质就是碳酸氢钙在水溶液中的分解反应（不考虑H2CO3分解变成CO2逸出）：



平衡常数 ，已经在 数量级了，这还是暂时不考虑H2CO3分解变成CO2逸出的情况下进行的简单估算，因此就算不考虑H2CO3在高浓度下会分解，反应向右进行的趋势已经相当大，只要溶液中钙离子和碳酸氢根浓度稍大，反应向右进行就会析出CaCO3沉淀，也就是水溶液中碳酸氢钙浓度稍高就会分解，如果考虑H2CO3在高浓度下会分解放出CO2气体，碳酸氢钙浓度较高时，反应向右进行会更加完全。


高浓度的碳酸氢钙在水中根本就不存在，氯化钙溶液和碳酸氢钠溶液二者混合时，只要二者不是极稀的溶液，就会发生反应，析出白色CaCO3沉淀，如果二者都是较浓溶液，还能看到CO2气泡逸出，就与碳酸氢钙在水溶液中不能高浓度存在相关，反应可写作：



或者：



此反应可以理解为：



除了钙离子之外，其它碳酸正盐溶解度很低的金属离子，例如镁离子、二价锰离子、二价铁离子等也不能与碳酸氢根离子在水溶液中高浓度共存，原因类似，硫酸锰溶液与碳酸氢铵溶液的反应是工业上制备碳酸锰的方法，曾出现在高考题中：



工业上使用碳酸氢铵溶液作为沉淀剂，即使有少量铵根离子夹杂在MnCO3沉淀中，稍加烘烤即可分解除去，有助于提高产品的纯度。


市售食用小苏打是碳酸氢钠，衣柜“除湿桶”、“除湿盒”或者“除湿桶补充包”（无味型）中的白色球状小颗粒主要成分是工业无水氯化钙，自己用约100ml饮用纯净水（例如“怡宝”纯净水）溶解约8g食用小苏打，再用约100ml纯净水溶解约6g“除湿桶”中的白色球状小颗粒，将两种溶液混合，看看有无白色沉淀生成？


Chem is try，只有根据实验现象得到理论的道理，没有乱用“理论”生造实验现象的道理，中学化学相对大学化学，模型可以简化，但不应该生造与实验事实严重违背的反应或者题目。如果一定要将“碳酸氢钠不与氯化钙反应”作为考点，则应该强调二者都是极稀的溶液。

类似的话题

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等

© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有

服务条款
联系我们
关于我们
隐私政策
友情链接
知乎
百度问答
搜狐
新浪