Question

碳酸氢铵与少量氢氧化钠溶液反应的离子方程式 给一下推导的解释

Answer 1

碳酸氢铵中的碳酸氢根和铵根都会和氢氧根反应，但是碳酸氢根更容易与氢氧根发生反应生成H2O+CO2。

待碳酸氢根反应完后氢氧根才会与铵根反应生成NH3.H2O或者NH3+H20。

加入少量氢氧化钠的反应为：

2NH4HCO3 + 2NaOH == (NH4)2CO3 + Na2CO3 + 2H2O

离子方程式： HCO3- + OH- == CO32- + H2O。

足量氢氧化钠为：NH4HCO3 + 2NaOH == Na2CO3 + NH3.H2O + H2O。

离子方程式：NH4+ + HCO3- + 2OH- == CO32- + NH3.H2O + H2O

Answer 2

碳酸氢铵中的碳酸氢根和铵根都会和氢氧根反应，但是碳酸氢根更容易与氢氧根发生反应生成H2O+CO2，待碳酸氢根反应完后氢氧根才会与铵根反应生成NH3.H2O或者NH3+H20，因此加入少量氢氧化钠的反应为2NH4HCO3 + 2NaOH == (NH4)2CO3 + Na2CO3 + 2H2O，离子方程式HCO3- + OH- == CO32- + H2O，足量氢氧化钠为NH4HCO3 + 2NaOH == Na2CO3 + NH3.H2O + H2O，离子方程式NH4+ + HCO3- + 2OH- == CO32- + NH3.H2O + H2O

Answer 3

HCO3-+OH-=CO32-+H2O
疑问可能在为什么不与铵根先反应。不妨假设先和铵根反应生成一水合氨，由于一水合氨显碱性，会与能电离出H+的HCO3-反应生成CO32-，故总体上是先和HCO3-反应

Answer 4

可以认为在二者浓度相同时，是先和铵根反应，实际上是同时与二者反应，但是铵根的占比例更大。如果某一种离子的浓度远大于另一种，则OH-先于浓度大的离子反应。
由于考虑NH3的逸出会使分析很复杂，所以以下的判断都是在假设NH3全都溶解于水中的情况。
NH3·H2O的电离常数Kb=1.8×10^-5，则NH4+的水解常数（酸常数）Ka=Kw/Kb=5.62×10^-10，pKa=9.25。
HCO3-的电离常数Ka2=4.68×10^-11，pKa2=10.33。
由于NH4+的酸性比HCO3-的强，所以在有限的OH-存在时，从热力学角度来看，NH4+要更加优先反应，也就是说，在同等浓度的NH4+和HCO3-溶液中，达到化学平衡后，NH4+消耗地更多。
以上讨论的是等浓度的NH4+和HCO3-的情况。
由于二者的酸常数很接近，相差也就10倍，结合OH-的能力差不多。所以如果起始浓度是HCO3-在NH4+的10倍以上，那么就是HCO3-与OH-先结合了。如果其实浓度还是1:1，实际上就是NH4+先消耗一部分，待二者的剩余浓度达到某一数值时，HCO3-也开始反应了。
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常见误解1.由于酸碱中和反应一定可以发生，所以假设NH4+先与OH-反应生成NH3·H2O，那么作为碱的NH3·H2O会与HCO3-反应，生成NH4+和CO32-，所以假设不成立。
实际酸和碱在一起，不一定就会发生中和反应，比如Fe(OH)3和HCN（甚至是H2CO3或CH3COOH），因为它们都太弱了。中和反应发生的条件应该是，混合的瞬间，溶液中的氢离子浓度与氢氧根离子的浓度的乘积大于Kw（25℃时约为10^-14mol^2/L^2），大部分的酸碱是可以提供足够多的H+和OH-来达到这个很小的数的，但向NH3·H2O这个弱碱与HCO3-这个极弱酸在一起，就达不到这个数，所以也就不会中和了。
NH3·H2O＋HCO3-=NH4+＋CO32-＋H2O
K=([NH4+][CO32-])/([NH3·H2O][HCO3-])=([NH4+][CO32-][H+][OH-])/([NH3·H2O][HCO3-][H+][OH-])={([NH4+][OH-])/[NH3·H2O])}·{([H+][CO32-])/(HCO3-)}/([H+][OH-])=Kb·Ka2/Kw=0.084
这就是说，一水合氨与碳酸氢根生成铵根和碳酸根的反应的标准平衡常数是小于1的，所以在标准状态下为非自发的。而反过来的过程，即铵根与碳酸根结合形成一水合氨和碳酸氢根的反应是自发的（K'=1/K=12>1），所以我们应该假设HCO3-与OH-形成了CO32-后，又会与NH4+反应生成一水合氨和HCO3-，所以假设不成立。实际是先与NH4+反应的。