506-87-6/有没有碳酸铵这一物质？

我们教学中碰到的一个问题，碳铵是一般指碳酸氢铵，不是指碳酸铵。解释说碳酸铵不稳定。那有没有碳酸铵一物质存在呢？

碳酸铵，无色半透明坚硬结晶块或粉末。有强烈氨臭。味辛辣。为碳酸氢铵(NH₄HCO₃)与氨基甲酸铵(NH₂COONH₄)的混合物。在空气中分解逸出氨和二氧化碳，变成不透明的碳酸氢铵粉末，在60℃时完全挥发。

工业品实际上是碳酸氢铵与氨基甲酸铵的复盐。含氨31%，二氧化碳为56%。溶于水，不溶于乙醇、二硫化碳及浓氨水中。在空气中不稳定，会逐渐变成碳酸氢铵及氨基甲酸铵。

干燥物在58℃下很容易分解，放出氨及二氧化碳。70℃时水溶液开始分解。对光和热均不稳定，稍有吸湿性。

所以一般来说绝对意义上的碳酸铵(NH₄)₂CO₃是不存在的，一般碳酸铵分为两种，都是混合物，一种是碳酸氢铵和氨基甲酸铵的混合物，另一种是碳酸氢铵和氨基甲酸羟铵（就是前者的一水合物），市面上一般买到的是后者，因为后者更稳定。虽然是混合物，一般试剂公司还是会列出分子量，仅供参考，碳酸铵96，水合碳酸铵157。

可见碳酸铵是一个不常见的二元弱酸弱碱盐。加之它有极为特殊的水解情况，一般不宜出现在中学化学教学中。但是，2019年高考全国1卷第26题，在95℃“溶浸”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中加入NH₄HCO₃，反应的化学方程式为，

NH₄HCO₃+NH₃=(NH₄)₂CO₃。

2019年高考江苏卷化学第19题，将氨水和NH₄HCO₃溶液混合，可制得(NH₄)₂CO₃溶液，其离子方程式为，

HCO₃^－ + NH₃·H₂O= NH₄⁺ + CO₃^2－+ H₂O（或HCO₃^－ + NH₃·H₂ONH₄⁺ + CO₃^2－ + H₂O）。

考查这个方程式给教师教学带来了一些麻烦。那这个方程式是否发生了吗？伍伟夫教授专门讨论了这一问题。

对于1.0 mol·L^-1的NH₄HCO₃与(NH₄)₂CO₃溶液，其中各种离子的实际（平衡）浓度（单位是mol·L^-1）如下表：

可见，原NH₄HCO₃溶液是含有大量HCO₃^-与NH₄⁺离子的溶液（如第一数字行中的红色数字所示）。而所谓的(NH₄)₂CO₃溶液也是含有大量HCO₃^-与NH₄⁺离子（如第二数字行中的红色数字所示），同时有大量NH₃分子（如第二数字行中的蓝色数字所示）的溶液。其中的[CO₃^2-]虽然较上一行的数字增大了20多倍，但最终也只有“0.07835 mol·L^-1”（紫色粗体字所示）。它基本是一个由NH₄HCO₃与NH₃组成的混合溶液。也可以认为，其中水解反应“NH₄⁺+CO₃^2-=HCO₃^-+NH₃”进行的相当彻底。

换一句话说，氨水与NH₄HCO₃溶液混合，基本上是一个两者混合起来的物理过程。

其中有没有化学反应呢？

当然也有化学变化，从最下一行数字可以看出那些许变化的真实情况。加入较多的氨水后，有3种物质的浓度减少了（红色字体）。有2种物质的量显著增加了（蓝色字体表示，这就是反应的产物）。

从中不难分析出，加入的1.0 mol·L^-1氨水中，从溶液微观组成看，只有0.1107mol·L^-1的氨（11.1%），参与了如下的两个反应。

其中有0.0403 mol·L^-1的NH₃参与了反应，

HCO₃^-+NH₃＝CO₃^2-+NH₄⁺……（1）

另有0.0704 mol·L^-1的NH₃参与了反应，

H₂CO₃+2NH₃＝CO₃^2-+2NH₄⁺……（2）

从微观过程看，参与反应（2）的NH₃，要比参与反应（1）的NH₃还要多。

但是，作为描述宏观过程的化学方程式，还是只能写为式（1）。

由于这个氨水与NH₄HCO₃溶液混合过程中，各物质的相对量变化十分有限。所谓的(NH₄)₂CO₃溶液，基本上只是一个NH₃—NH₄⁺缓冲溶液。