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碳酸鈉與碳酸氫鈉 考點(diǎn)剖析 一、兩個(gè)角度認(rèn)識(shí)Na2CO3與NaHCO3 1．Na2CO3、NaHCO3的物理性質(zhì) 名稱 碳酸鈉 碳酸氫鈉 化學(xué)式 Na2CO3 NaHCO3 俗名 純堿或蘇打 小蘇打 顏色、狀態(tài) 白色粉末 細(xì)小白色晶體 水溶性 易溶于水 水中易溶，但比Na2CO3的溶解度小 [注意]:因NaHCO3的溶解度小，故向飽和Na2CO3溶液中通入CO2時(shí)有NaHCO3晶體析出。 2．Na2CO3和NaHCO3的化學(xué)性質(zhì) (1)Na2CO3 寫出上述序號(hào)所表示反應(yīng)的化學(xué)方程式： ①Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3 ②Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH ③Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl (2)NaHCO3 寫出上述序號(hào)①、③、④所表示反應(yīng)的化學(xué)方程式，②反應(yīng)的離子方程式： ①NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑； ②Ca(OH)2過量：HCO＋OH－＋Ca2＋===CaCO3↓＋H2O； Ca(OH)2少量：Ca2＋＋2OH－＋2HCO===CaCO3↓＋CO＋2H2O； ③NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O； ④2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑。 (3)相互轉(zhuǎn)化： Na2CO3NaHCO3 3．Na2CO3的制備及用途 (1)Na2CO3的工業(yè)制備——侯氏制堿法 ①制備原理 把二氧化碳通入氨的氯化鈉飽和溶液中，使溶解度較小的碳酸氫鈉從溶液中析出，過濾得到碳酸氫鈉晶體，碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉。 ②反應(yīng)的化學(xué)方程式 a．NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl； b．2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。 (2)Na2CO3、NaHCO3的用途 ①Na2CO3是一種非常重要的化工原料，在玻璃、肥皂、合成洗滌劑、造紙、紡織、石油、冶金、食品等工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。 ②NaHCO3是焙制糕點(diǎn)所用的發(fā)酵粉的主要成分之一；在醫(yī)療上，它是治療胃酸過多的一種藥劑。 二、明確Na2CO3、NaHCO3、NaOH及其混合物與鹽酸反應(yīng)的4類圖像 1．向Na2CO3溶液中逐滴加入鹽酸 消耗鹽酸的體積與產(chǎn)生CO2的體積關(guān)系(如圖所示)。 圖像特點(diǎn)：Oa段、ab段消耗鹽酸的體積相等。 反應(yīng)原理：Oa段離子方程式：CO＋H＋===HCO； ab段離子方程式：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑。 2．向NaHCO3溶液中逐滴加入鹽酸 消耗鹽酸的體積與產(chǎn)生CO2的體積關(guān)系(如圖所示)。 圖像特點(diǎn)：從O點(diǎn)開始即產(chǎn)生CO2氣體。 反應(yīng)原理：離子方程式：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑。 3．向Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入鹽酸 消耗鹽酸的體積與產(chǎn)生CO2的體積關(guān)系(如圖所示，設(shè)Na2CO3、NaHCO3的物質(zhì)的量之比為m∶n＝1∶1，其他比例時(shí)的圖像略)。 圖像特點(diǎn)：Oa段消耗鹽酸的體積小于ab段消耗鹽酸的體積。 反應(yīng)原理：Oa段離子方程式：CO＋H＋===HCO； ab段離子方程式：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑。 4．向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入鹽酸 消耗鹽酸的體積與產(chǎn)生CO2的體積關(guān)系(如圖所示，設(shè)NaOH、Na2CO3的物質(zhì)的量之比x∶y＝1∶1，其他比例時(shí)的圖像略)。 圖像特點(diǎn)：Oa段消耗鹽酸的體積大于ab段消耗鹽酸的體積。 反應(yīng)原理：Oa段離子方程式：H＋＋OH－===H2O，CO＋H＋===HCO； ab段離子方程式：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑。 考向分析 考向一：Na2CO3、NaHCO3的性質(zhì)對(duì)比 典例1、下列方法不能用于鑒別Na2CO3和NaHCO3固體的是( ) A．分別加熱兩種固體，將放出的氣體通入澄清石灰水 B．分別取兩種固體溶于水，滴加Ba(OH)2溶液，觀察是否生成沉淀 C．分別取兩種固體各1 g于試管中，滴入幾滴水振蕩，用手觸摸試管底部 D．分別取等質(zhì)量的固體與足量稀鹽酸充分反應(yīng)，再將反應(yīng)所得溶液分別經(jīng)加熱、蒸干、灼燒后稱重。 【答案】B 【解析】A項(xiàng)，NaHCO3遇熱分解生成CO2，CO2能使澄清石灰水變渾濁；Na2CO3遇熱不分解，所以可以鑒別。B項(xiàng)，Na2CO3和Ba(OH)2溶液發(fā)生反應(yīng)：Ba2＋＋CO===BaCO3↓，NaHCO3和Ba(OH)2溶液發(fā)生反應(yīng)：Ba2＋＋2OH－＋2HCO===BaCO3↓＋2H2O＋CO，溶液均變渾濁，所以不能鑒別。C項(xiàng)，Na2CO3溶于水放熱， NaHCO3溶于水吸熱，所以可以鑒別。D項(xiàng)，Na2CO3和NaHCO3的摩爾質(zhì)量不同，等質(zhì)量時(shí)物質(zhì)的量不同，最終得到的氯化鈉的質(zhì)量也不同，所以可以鑒別。 技法指導(dǎo)：判斷類別，用準(zhǔn)性質(zhì)，突破Na2CO3、NaHCO3的鑒別 （1）利用熱穩(wěn)定性不同 固體 （2）利用和酸反應(yīng)生成氣體的速率不同(相同條件下) （3）利用陰離子的不同 溶液 （4）利用溶液的酸堿性不同 溶液 考向二：Na2CO3、NaHCO3與酸反應(yīng)的定量關(guān)系 典例2、將0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1 molL－1稀鹽酸。下列圖像能正確表示加入鹽酸的體積和生成CO2的物質(zhì)的量的關(guān)系的是( ) 【答案】C 【解析】滴加鹽酸先發(fā)生反應(yīng)OH－＋H＋===H2O，再發(fā)生反應(yīng)CO＋H＋===HCO，最后發(fā)生反應(yīng)：HCO＋H＋===CO2↑＋H2O；因n(OH－)＝n(CO)＝0.01 mol，故加入0.02 mol HCl后開始有氣體生成，故C正確。 方法指導(dǎo)：用數(shù)形結(jié)合思想理解Na2CO3、NaHCO3與鹽酸的反應(yīng) （1）向Na2CO3溶液中逐滴加入鹽酸，第一步：CO轉(zhuǎn)化為HCO，無氣體產(chǎn)生；第二步：HCO與H＋反應(yīng)產(chǎn)生CO2。消耗HCl的體積與產(chǎn)生CO2的體積的關(guān)系如圖1所示。 （2）向NaHCO3溶液中逐滴加入鹽酸，消耗HCl的體積與產(chǎn)生CO2的體積的關(guān)系如圖2所示。 （3）向NaOH、Na2CO3的混合溶液中逐滴加入鹽酸，消耗HCl的體積與產(chǎn)生CO2的體積的關(guān)系如圖3所示(設(shè)NaOH、Na2CO3的物質(zhì)的量之比x∶y＝1∶1，其他比例時(shí)的圖像略)。 考向三、純堿中Na2CO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定的實(shí)驗(yàn)探究 測(cè)定純堿中Na2CO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的兩種方法 氣體法 發(fā)生反應(yīng)Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑，依據(jù)CO2的體積確定Na2CO3的物質(zhì)的量，進(jìn)而確定純堿中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 沉淀法 發(fā)生反應(yīng)Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl，依據(jù)BaCO3沉淀的質(zhì)量，確定Na2CO3的物質(zhì)的量，進(jìn)而確定純堿中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練 1．下列關(guān)于Na2CO3和NaHCO3的性質(zhì)的比較中，不正確的是( ) A．熱穩(wěn)定性：Na2CO3＞NaHCO3 B．常溫下的溶解性：NaHCO3＜Na2CO3 C．與稀鹽酸反應(yīng)資*源%庫的劇烈程度：Na2CO3＞NaHCO3 D．等質(zhì)量的固體與足量的鹽酸反應(yīng)CO2放出的質(zhì)量：Na2CO3＜NaHCO3 【答案】C 【解析】A．因2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，而碳酸鈉加熱不分解，故A正確；B．常溫下相同的溶劑時(shí)，Na2CO3較NaHCO3易溶，故B正確；C．分別滴加HCl溶液，反應(yīng)離子方程式為CO32-+2H+═CO2↑+H2O，HCO3-+H+═H2O+CO2↑，相同條件下NaHCO3比Na2CO3反應(yīng)放出氣體劇烈，故C錯(cuò)誤；D．設(shè)質(zhì)量都是106g，則Na2CO3和NaHCO3的物質(zhì)的量分別為1mol、106/84mol，根據(jù)Na2CO3～CO2，NaHCO3～CO2，產(chǎn)生的CO2的物質(zhì)的量分別為1mol、106/84mol，故D正確；故選C。 2．用于鑒別Na2CO3和NaHCO3溶液的最適宜的方法是( ) A．焰色反應(yīng) B．滴加Ba(OH)2溶液 C．滴加少量鹽酸 D．滴加CaCl2稀溶液 【答案】D 3．在一定溫度下，向飽和NaOH溶液中加入一定量的Na2O2粉末，待充分反應(yīng)后恢復(fù)至原溫度，下列判斷正確的是( ) A．溶液中的Na+數(shù)目減少，溶質(zhì)的濃度不變 B．溶液中有晶體析出，且Na+數(shù)目不變 C．溶液中有氣體逸出，且Na+數(shù)目增加 D．溶液中Na+數(shù)目增加，溶質(zhì)的濃度減小 【答案】A 【解析】A．過氧化鈉與水反應(yīng)生成NaOH和氧氣，消耗水，溶液有NaOH析出，溶液中的Na+數(shù)目減少，恢復(fù)至原溫度，溶液濃度不變，仍為飽和溶液，故A正確；B．溶液有NaOH析出，溶液中的Na+數(shù)目減少，故B錯(cuò)誤；C．消耗水，溶液有NaOH析出，Na+數(shù)目減少，故C錯(cuò)誤；D．消耗水，溶液有NaOH析出，Na+數(shù)目減少，恢復(fù)至原溫度，溶液濃度不變，仍為飽和溶液，故D錯(cuò)誤；故選A。 4．向含0.14molNa2CO3的溶液中逐滴加入含一定量HCl的稀鹽酸，經(jīng)充分反應(yīng)后，溶液中各溶質(zhì)的物質(zhì)的量判斷可能正確的是( ) A．得0.20molNaCl和0.08molNaHCO3 B．剩0.04molNa2CO3，得0.20molNaCl C．剩0.06molHCl，得0.14molNaCl和0.14molNaHCO3 D．得0.06molNaCl和0.08molNaHCO3 【答案】A 【解析】Na2CO3與稀鹽酸反應(yīng)要分布進(jìn)行，Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl… NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，所以溶質(zhì)的成分可能為： ①Na2CO3、NaHCO3、NaCl； ②NaHCO3、NaCl； ③NaCl、HCl ；所以B、C錯(cuò)誤； 又因根據(jù)鈉元素守恒，0.14mol是Na2CO3，那Na+是0.28mol，A中的鈉離子的摩爾數(shù)之和剛好為0.28mol，所以A正確；而D中的鈉離子的摩爾數(shù)之和為0.14mol，所以D錯(cuò)誤； 故選A。 5．關(guān)于Na2CO3和NaHCO3比較中，下列說法不正確的是( ) A．NaHCO3固體受熱容易分解，而Na2CO3固體受熱不容易分解 B．等質(zhì)量的Na2CO3和NaHCO3分別與足量的鹽酸反應(yīng)，前者消耗鹽酸的物質(zhì)的量比后者多 C．等物質(zhì)的量濃度的Na2CO3和NaHCO3溶液分別滴加2滴酚酞試液，前者顏色比后者深 D．Na2CO3溶液和NaHCO3溶液分別與Ba(OH)2溶液反應(yīng)的離子方程式相同 【答案】D 6．現(xiàn)有兩瓶失去標(biāo)簽的同濃度的Na2CO3和NaHCO3無色溶液，請(qǐng)?zhí)岢龊?jiǎn)便的鑒別方法，其中不合理的是( ) ①用干燥的pH試紙檢驗(yàn)，pH大的是Na2CO3 ②取同量的溶液于兩支試管中，各滴入酚酞溶液，紅色較深的是Na2CO3 ③取同量的溶液于兩支試管中，加熱，有氣泡產(chǎn)生的是NaHCO3 ④取同量的溶液于兩支試管中，逐滴加入稀鹽酸，開始就有氣體放出的是NaHCO3 ⑤取同量的溶液于兩支試管中，滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀的是Na2CO3 ⑥取同量的溶液于兩支試管中，滴加Ba(OH)2溶液，生成白色沉淀的是Na2CO3 A．①② B．③⑥ C．④⑤ D．②⑤ 【答案】B 解析： ①Na2CO3、NaHCO3溶液均因水解呈堿性，同溫度相同物質(zhì)的量濃度兩溶液，Na2CO3水解程度大于NaHCO3，前者溶液中c(OH－)大，pH大，正確；②因Na2CO3溶液中c(OH－)大，分別滴加酚酞溶液，紅色較深的是Na2CO3溶液，正確；③取同量的溶液于兩支試管中，加熱，均沒有氣體生成，錯(cuò)誤；④同濃度的兩溶液中，分別逐滴加入稀鹽酸，NaHCO3開始就有氣體放出，正確；⑤向同濃度的兩溶液中分別滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀的是Na2CO3，正確；⑥二者均與Ba(OH)2溶液反應(yīng)，生成白色沉淀，不能鑒別二者，錯(cuò)誤。 7．某校化學(xué)課外小組為了鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉兩種白色固體，用不同的方法做了以下實(shí)驗(yàn)，如圖所示。 (1)只根據(jù)圖Ⅰ所示實(shí)驗(yàn)，不能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡脑蚴? _ _____________________________。 (2)圖Ⅱ、Ⅲ所示實(shí)驗(yàn)均能鑒別這兩種物質(zhì)，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ____________________。 (3)若用實(shí)驗(yàn)Ⅱ驗(yàn)證碳酸鈉和碳酸氫鈉的熱穩(wěn)定性，則試管B中裝入的固體最好是(填化學(xué)式) __________________________。 解析：(1)NaHCO3、Na2CO3都與鹽酸反應(yīng)放出CO2，不能達(dá)到目的。 (2)Ⅱ、Ⅲ都是利用NaHCO3受熱易分解的性質(zhì)進(jìn)行鑒別。 (3)試管B中裝入碳酸氫鈉，試管A中裝入碳酸鈉，這樣直接加熱的碳酸鈉溫度高，不分解，不能使澄清石灰水變渾濁，而間接加熱的碳酸氫鈉分解，使澄清石灰水變渾濁，表明了碳酸氫鈉受熱易分解。 答案：(1)無論是Na2CO3還是NaHCO3均可以與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生CO2，兩者的反應(yīng)現(xiàn)象相同，故達(dá)不到鑒別目的 (2)2NaHCO3△,Na2CO3＋H2O＋CO2↑， CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O (3)NaHCO3