碱金属盐类的性质和应用

碱金属盐类常见的有卤化物、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐和硫化物等。这里只介绍它们的共性和一些特性，并简单介绍几种重要的盐。

1.盐类的通性

碱金属盐大多数是离子晶体，它们的熔点较高。这是由于占据各晶格点上的微粒之间有较强的离子键相互作用，熔融时仍然存在着离子，所以具有很强的导电能力。碱金属氟化物或氯化物的熔点在同一族中从上到下逐渐降低（除Li外），这是因为从上到下随着离子半径增加，晶格能逐渐降低，所以熔点下降；而Li＋的离子半径很小，极化力较强，它的某些盐（如卤化物）中表现出不同程度的共价性。

碱金属离子本身无色，不论是在晶体中还是在水溶液中，都是无色的，所以除了与有色阴离子形成的盐有色之外，其余所有碱金属盐均无色。常见带色的碱金属盐，如K2 CrO4（黄色）、K2Cr2O7（橙红色）、KMnO4（紫黑色）等。

碱金属的盐类大多数都易溶于水，并与水形成水合离子，这是碱金属盐类的主要特征之一。钠和钾的一些可溶性盐中，钠盐的溶解性更好。碱金属盐类的溶解性的特点通常可用阴阳离子半径的相互匹配性规则来解释，阴阳离子半径相差大的化合物比相差小的易溶。例如：

碱金属卤化物的溶解度相对大小是LiF＜LiCl＜LiBr＜LiI；碱金属高氯酸盐的溶解度相对大小是NaClO4＞KClO4＞RbClO4。

热稳定性是指化合物受热时是否分解的性质，分解温度越高，则认为热稳定性越高，否则热稳定性越低。在同周期元素中，由于碱金属元素的原子半径最大，其离子的极化能力最弱，因此碱金属盐一般都具有较高的热稳定性，是最稳定的盐。一般酸式盐的热稳定性低于相应正盐。碳酸盐分解温度一般都在800℃以上。例如Na2 CO3（熔点851℃）熔化时很少分解，碳酸氢盐在200℃以下可以分解为碳酸盐和CO2。

卤化物和硫酸盐分解温度更高。较特殊的只有锂盐，其稳定性较差。硝酸盐热稳定性差，加热时易分解。例如：

碱金属盐尤其是硫酸盐和卤化物，具有形成复盐的能力。这些复盐有如下几种类型：

①光卤石类，通式为MCl·MgCl2·6H2O，其中M＋＝K＋、Rb＋、Cs＋；

②钾镁矾型，通式为M2SO4·MgSO4·6H2O，其中M＋＝K＋、Rb＋、Cs＋；

③明矾型，通式为MIMⅢ（SO4）2·12H2O，其中MI＝Na＋、K＋、Rb＋、Cs＋，MⅢ＝Al3＋、Cr3＋、Fe3＋、Co3＋、Ga3＋、V3＋。

复盐形成的条件是：阳离子半径相差不大，晶形相同。Li＋因半径太小而不易形成复盐。复盐的溶解度一般比相应的简单碱金属盐小得多。

2.重要的碱金属盐

（1）碳酸盐

碱金属碳酸盐中最重要的是碳酸钠（Na2CO3），俗名苏打、纯碱，通常为白色粉末，具有盐的通性。它易溶于水，其水溶液因水解而呈较强的碱性，在实验室可作为碱使用，以调节溶液的pH。碳酸钠是重要的化工原料之一，广泛应用于轻工日化、建材、化学工业、食品工业、冶金、纺织、石油、国防、医药等领域。1859年，比利时的索尔维以食盐、氨水、二氧化碳为原料，于室温下从溶液中析出碳酸氢钠，将它加热即可分解为碳酸钠，人们将此方法称为索氏制碱法，此法一直沿用至今。

1943年，中国的侯德榜留学海外归来，他结合中国内地缺盐的国情，对索尔维法进行改进，将纯碱和合成氨两大工业联合，同时生产碳酸钠和化肥氯化铵，大大地提高了食盐利用率，称为侯氏制碱法。(www.xing528.com)

索氏制碱法和侯氏制碱法的主要化学反应式均为：

析出了NaHCO3固体，经过滤得到碳酸氢钠固体：

索氏制碱法和侯氏制碱法所不同的是，索氏法在整个制取过程中NH3是循环使用的：

所以索氏法的产品是Na2CO3，副产品是CaCl2。

侯氏制碱法的产品是Na2CO3，副产品NH4Cl可以作为化工原料，也可以作为氮肥再利用。合成反应的中间产物NaHCO3部分可以直接出厂销售，其余的会被加热分解，生成的CO2可以重新回到第一步。根据NH4Cl溶解度比NaCl的大，而在低温下却比NaCl溶解度小的原理，在5～10℃时向母液中加入食盐细粉，而使NH4Cl单独结晶析出作氮肥。

侯氏制碱法优点是保留了氨碱法的优点，消除了它的缺点，使食盐的利用率提高到96%。NH4Cl可作氮肥，可与合成氨厂联合，使合成氨的原料气CO转化成CO2，去除了CaCO3制CO2这一工序。

（2）氯化物

氯化钠（NaCl）是卤化物中用途最广的。其广泛存在于自然界，可自海水或盐湖中晒制而得。这样直接得到的食盐含有硫酸钙和硫酸镁等杂质而被称为粗盐。把粗盐溶于水，加入适量的氢氧化钠、碳酸钠和氯化钡，使溶液中的Ca2＋、Mg2＋、等离子形成沉淀析出，可制得精盐。

NaCl是制造所有其他钠、氯的化合物的常用原料，在日常生活和工业生产中都是不可缺少的。我国有漫长的海岸线和丰富的内陆盐湖资源，四川自贡等地区还有含大量食盐的地下卤水以及许多盐矿。

（3）硫酸盐

无水硫酸钠（Na2SO4）俗称元明粉，可用H2SO4处理NaOH或Na2 CO3制得。它大量用于玻璃、纸张、染料等的制造，也用于制硫化钠和硫代硫酸钠。当温度低于32.4℃时，十水硫酸钠（Na2SO4·10H2O，俗称芒硝）从溶液中析出；如果温度高于32.4℃，立即失去结晶水，析出无水盐Na2 SO4。Na2 SO4的溶解度随温度的升高而下降。32.4℃称为转变温度，此温度恒定，所以可作校正温度计的一个固定温度点。

硫酸钾（K2SO4）可从天然盐矿制得，可用作肥料及用于明矾制造。

（4）硝酸盐

硝酸盐中以硝酸钾最重要。KNO3由NaNO3和KCl复分解反应来制得。

先将NaNO3和KCl溶于热水，然后将溶液沸腾蒸发，由于高温时NaCl溶解度小于KNO3，所以在热溶液中NaCl析出。过滤掉NaCl后，溶液将冷却，由于NaCl的溶解度在冷水和热水中差不多，而KNO3的溶解度随温度降低而大为减小，因此KNO3析出。

钠和钾的硝酸盐可用作肥料，硝酸钾用于生产黑火药。钠和钾的盐类性质相似，可以相互代用，钠盐价格较钾盐价格低，所以一般总是使用钠盐，但钠盐在空气中易潮解，所以在制造黑火药时不能用NaNO3代替KNO3。