3-2-2碳酸鈉和碳酸氫鈉（原卷版）（蘇教版2019必修第一冊）

3.2.2碳酸鈉和碳酸氫鈉【學習目標】1.理解碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)和應用。2.掌握碳酸鈉和碳酸氫鈉的相互轉(zhuǎn)化和鑒別方法。3.熟悉碳酸鈉和碳酸氫鈉在生產(chǎn)、生活中的應用，了解化學對社會發(fā)展的重大貢獻?！局R梳理】一、碳酸鈉、碳酸氫鈉的性質(zhì)與應用1．Na2CO3與NaHCO3的物理性質(zhì)和用途名稱碳酸鈉碳酸氫鈉化學式Na2CO3NaHCO3俗名顏色、狀態(tài)白色固體白色固體類別正鹽酸式鹽溶解性均易溶于水；相同溫度下的溶解度更大主要用途作去污劑、制玻璃、制皂、造紙、紡織、洗滌劑等發(fā)酵劑、滅火劑、藥劑(治療胃酸過多)2．化學性質(zhì)(1)Na2CO3和NaHCO3的溶解性及其水溶液的酸堿性比較物質(zhì)Na2CO3(1g)NaHCO3(1g)滴入幾滴水白色固體，加水后結(jié)塊，變成；伴隨著現(xiàn)象白色固體，加水后能溶解；伴隨著現(xiàn)象加入5mL水Na2CO3完全溶解；NaHCO3部分溶解，固體質(zhì)量減少滴入1～2滴酚酞溶液Na2CO3溶液呈(較深)；NaHCO3溶液呈色初步結(jié)論①Na2CO3加少量水后變成碳酸鈉晶體；②Na2CO3、NaHCO3都能溶于水，Na2CO3溶解度較；③Na2CO3、NaHCO3溶液都呈堿性，Na2CO3溶液堿性稍；(2)熱穩(wěn)定性①如圖所示實驗為“套管實驗”，小試管內(nèi)塞有沾有白色無水硫酸銅粉末的棉花球。點燃酒精燈加熱，能觀察到的實驗現(xiàn)象是。②實驗結(jié)論：Na2CO3受熱不分解；NaHCO3受熱易分解，化學方程式為。由此可知，Na2CO3的熱穩(wěn)定性比NaHCO3強。(3)與酸(足量鹽酸)反應①Na2CO3：Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑。②NaHCO3：NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑。(4)碳酸鈉、碳酸氫鈉與某些堿或鹽溶液的反應①澄清的石灰水中滴加Na2CO3溶液的現(xiàn)象為，化學方程式為Na2CO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋2NaOH；Na2CO3溶液中滴加CaCl2溶液的現(xiàn)象為，化學方程式為Na2CO3＋CaCl2=CaCO3↓＋2NaCl。②澄清石灰水中滴加NaHCO3溶液的現(xiàn)象為，化學方程式為Ca(OH)2＋2NaHCO3=CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，NaHCO3溶液中滴加CaCl2溶液現(xiàn)象為。[辨析]Na2CO3與NaHCO3的鑒別方法方法原理結(jié)論加熱法，Na2CO3受熱不易分解加熱有氣體產(chǎn)生的是，無變化的是沉淀法NaHCO3與CaCl2、BaCl2不反應用CaCl2或BaCl2為鑒別試劑，有沉淀生成的是，無變化的是與鹽酸反應的劇烈程度反應劇烈的是，相對不劇烈的是鹽酸逐滴加入時的現(xiàn)象逐滴加入鹽酸，立即產(chǎn)生氣體的是，開始不產(chǎn)生氣體，滴加一段時間才產(chǎn)生氣體的是2．Na2CO3與NaHCO3的分離與提純混合物(括號內(nèi)的為雜質(zhì))除雜方法及試劑Na2CO3固體(NaHCO3)NaHCO3溶液(Na2CO3)Na2CO3溶液(NaHCO3)3.轉(zhuǎn)化相關反應：Na2CO3＋HCl=NaHCO3＋NaClNa2CO3＋H2O＋CO2=2NaHCO32NaHCO3△Na2CO3＋H2O＋CO2↑NaHCO3＋NaOH=Na2CO3＋H2O【能力達成】1．碳酸氫鈉可直接作為制藥工業(yè)的原料，用于治療胃酸過多；還可用于電影制片、鞣革、選礦、冶煉、金屬熱處理，以及纖維、橡膠工業(yè)等。下列說法正確的是()A．用碳酸鈉等堿性物質(zhì)處理廢水中的酸B．碳酸氫鈉藥片是抗酸藥，服用時喝些醋能提高藥效C．灼燒白色粉末，火焰呈黃色，證明原粉末中有Na＋，無K＋D．在酒精燈加熱條件下，Na2CO3、NaHCO3固體都能發(fā)生分解2．碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學性質(zhì)有許多相似的地方，但也存在差異，以下關于兩者性質(zhì)的比較正確的是()A．兩者水溶液均呈堿性，碳酸鈉俗名純堿，物質(zhì)分類屬于堿B．兩者均和稀鹽酸反應產(chǎn)生CO2，但碳酸氫鈉和鹽酸反應更劇烈C．用酒精燈加熱時兩者均可發(fā)生分解反應，但碳酸氫鈉更易分解D．兩者均可和澄清石灰水發(fā)生反應，但碳酸氫鈉反應時無沉淀3．下列物質(zhì)與Na2CO3溶液不發(fā)生化學反應的是()A．CO2 B．NaOHC．BaCl2 D．稀硫酸4．要除去CO2中混有的HCl氣體，最合理的試劑是()A．Na2CO3溶液 B．飽和NaHCO3溶液C．NaOH溶液 D．飽和食鹽水5．下列有關碳酸鈉與碳酸氫鈉的說法中不正確的是()A．在通常狀況下，都是白色固體B．它們都易溶于水C．在通常狀況下，受熱都易分解D．都可以和鹽酸反應并生成CO2氣體6.下列是某興趣小組根據(jù)課本實驗設計的一個能說明碳酸鈉與碳酸氫鈉熱穩(wěn)定性的套管實驗。請觀察如圖實驗裝置并分析實驗原理，判斷下列說法錯誤的是()A．甲為小蘇打，乙為純堿B．甲為Na2CO3，乙為NaHCO3C．要證明物質(zhì)受熱能產(chǎn)生水，可在兩支試管內(nèi)塞上沾有無水硫酸銅粉末的棉花球D．整個實驗過程中可以看到丙燒杯的澄清石灰水不變渾濁7.下列實驗方案中，能鑒別固體Na2CO3和NaHCO3的是()A．分別進行焰色反應，觀察火焰的顏色B．取少量固體分別裝入試管后充分加熱，稱量反應前后質(zhì)量變化C．取少量固體分別加入足量的稀硫酸中，觀察是否有氣體生成D．取少量固體分別加水溶解后，滴入澄清石灰水，觀察是否有沉淀生成8．如圖為幾種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關系，其中A為金屬，B為淡黃色固體粉末，每一種物質(zhì)均含有A元素。(1)寫出下列物質(zhì)的化學式：B________，C________，E________，F(xiàn)________。(2)寫出下列各步反應的化學方程式：C→E______________________________________________；C→F______________________________________________；F→C______________________________________________。【知識梳理】二、侯氏制堿法生產(chǎn)原理(1)向氯化鈉飽和溶液中通入氨氣至飽和，再通入二氧化碳，使溶解度較小的NaHCO3從溶液中析出NaCl＋NH3＋CO2＋H2O=(2)過濾得到碳酸氫鈉晶體，碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉，制得純堿?；瘜W式方程式為2NaHCO3eq\o(=,\s\up9(△))(3)在過濾后的母液中加入氯化鈉粉末，通入氨氣，攪拌，經(jīng)降溫后副產(chǎn)品氯化銨結(jié)晶析出簡要流程工藝優(yōu)點將氨堿法和合成氨法兩種工藝聯(lián)合起來，同時得到純堿和氯化銨兩種產(chǎn)品，提高了食鹽的利用率，縮短了生產(chǎn)流程，減少了對環(huán)境的污染，降低了成本【能力達成】1．“侯氏制堿法”是我國化工專家侯德榜為世界制堿工業(yè)作出的突出貢獻。某實驗小組模擬“侯氏制堿法”的工藝流程如下：下列有關說法正確的是()A．A氣體是NH3，B氣體是CO2B．第Ⅲ步得到晶體是Na2CO3·10H2OC．第Ⅳ步操作用到的主要儀器是酒精燈、蒸發(fā)皿、玻璃棒D．在整個流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)只有NH32.我國著名化學家侯德榜發(fā)明的“聯(lián)合制堿法”的反應原理用化學方程式可簡要表示為第1步：NH3＋CO2＋H2O=NH4HCO3；第2步：NH4HCO3＋NaCl=NaHCO3↓＋NH4Cl；第3步：2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑。(1)以上過程中沒有涉及的基本反應類型是__________，純堿屬于______(填“酸”“堿”或“鹽”)。(2)有人認為“聯(lián)合制堿法”有以下優(yōu)點，你認為正確的是________(填字母)。A．生產(chǎn)過程中部分產(chǎn)物可作為原料使用B．副產(chǎn)品是一種氮肥C．反應均不需要加熱，可節(jié)約能源(3)第2步反應中需加入磨細的食鹽粉，將食鹽磨細的目的是___________________________。(4)將第2步反應的濾液(氯化銨)與剩余氯化鈉的混合溶液降溫，氯化銨晶體大量析出，而大部分氯化鈉仍留在溶液中，據(jù)圖分析氯化銨能大量結(jié)晶析出的原因是___________________________?！局R梳理】三、碳酸鈉、碳酸氫鈉相關計算（一）碳酸鈉、碳酸氫鈉與稀鹽酸反應的計算及圖像分析1．實驗裝置及現(xiàn)象2．實驗結(jié)論等質(zhì)量的NaHCO3和Na2CO3都能與稀鹽酸反應放出CO2，前者產(chǎn)生的CO2較多，且反應速率較快。3．反應方程式；。4．實驗引申(1)NaHCO3與稀鹽酸的反應要比Na2CO3與稀鹽酸的反應。這是因為COeq\o\al(2－,3)→CO2是兩步反應，反應較慢；而HCOeq\o\al(－,3)→CO2是一步反應，反應較快。(2)Na2CO3溶液與稀鹽酸反應，因滴加順序不同，現(xiàn)象不同。①將稀鹽酸逐滴滴入Na2CO3溶液中，開始無明顯現(xiàn)象，當?shù)渭拥揭欢ǔ潭葧r，會有氣泡產(chǎn)生。②將Na2CO3溶液逐滴滴入稀鹽酸中，由于鹽酸過量，開始就有氣泡產(chǎn)生。利用上述稀鹽酸和Na2CO3溶液相互滴加，反應現(xiàn)象的不同，不用借助其他試劑，就可直接鑒別稀鹽酸和Na2CO3溶液。5．Na2CO3、NaHCO3與鹽酸反應產(chǎn)生CO2的圖像總結(jié)(1)圖甲為Na2CO3。(2)圖乙為NaHCO3。(3)圖丙為NaOH、Na2CO3的混合物且NaOH、Na2CO3的物質(zhì)的量之比為。(4)圖丁為Na2CO3、NaHCO3的混合物且Na2CO3、NaHCO3的物質(zhì)的量之比為。（二）測定純堿中Na2CO3質(zhì)量分數(shù)的兩種方法(1)氣體法發(fā)生反應Na2CO3＋H2SO4=Na2SO4＋H2O＋CO2↑，依據(jù)CO2的體積確定Na2CO3的物質(zhì)的量，進而確定純堿中Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)。(2)沉淀法發(fā)生反應Na2CO3＋BaCl2=BaCO3↓＋2NaCl，依據(jù)BaCO3沉淀的質(zhì)量，確定Na2CO3的物質(zhì)的量，進而確定純堿中Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)?！灸芰_成】1．有兩份質(zhì)量相同的碳酸氫鈉固體，向第一份中加入鹽酸使其充分反應；將第二份加熱使其完全分解，冷卻至原溫度再加入相同質(zhì)量分數(shù)的鹽酸，充分反應，則它們所耗用的鹽酸的體積比為()A．2∶1B．1∶1C．1∶2D．4∶12.向體積均為10mL且物質(zhì)的量濃度相同的兩份NaOH溶液中分別通入一定量的CO2得到溶液甲和乙。向甲、乙兩溶液中分別滴加0.1mol·L－1鹽酸。此時反應生成CO2的體積(標準狀況)與所加鹽酸體積間的關系如圖所示。則下列敘述中正確的是()A．乙溶液中含有的溶質(zhì)是Na2CO3、NaHCO3B.當0<V(HCl)<10mL時，甲溶液中發(fā)生反應的化學方程式為NaOH＋HCl=NaCl＋H2OC．原NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為0.5mol·L－1D．乙溶液中滴加鹽酸后產(chǎn)生CO2體積的最大值為112mL(標準狀況)3.向NaOH和Na2CO3的混合溶液中滴加3.65g·L－1的稀鹽酸，生成CO2的質(zhì)量與加入鹽酸的體積關系如圖所示。下列判斷正確的是()A．在O～a內(nèi)，只發(fā)生酸堿中和反應B．a(chǎn)b段發(fā)生反應的化學方程式為Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋CO2↑＋H2OC．a(chǎn)＝0.3D．原混合溶液中NaOH與Na2CO3的物質(zhì)的量之比為1∶24．現(xiàn)加熱5g碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物，使碳酸氫鈉完全分解，混合物質(zhì)量減少了0.31g，則原混合物中碳酸鈉的質(zhì)量為()A．3.38g B．4.58gC．4.16g D．4.41g5．在10mL0.01mol·L－1的Na2CO3溶液中，逐滴加入1.2mL0.05mol·L－1的鹽酸，完全反應后，生成的CO2在標準狀況下的體積為()A．1.34mLB．2.24mLC．0.672mL D．06．過量的NaHCO3與Na2O2混合，在密閉容器中充分加熱后，最后排出氣體，殘留的物質(zhì)應是()A．Na2O和Na2O2 B．Na2O2和Na2CO3C．Na2CO3 D．Na2O7.某研究性學習小組設計了測定純堿樣品(含NaCl雜質(zhì))中碳酸鈉質(zhì)量分數(shù)的實驗方案。請回答下列問題：(1)碳酸根離子沉淀法。實驗步驟：①用托盤天平稱取樣品wg，放入燒杯中加水溶解；②加入足量BaCl2溶液充分反應。證明反應后BaCl2剩余的方法是；③過濾、洗滌、干燥、稱量沉淀的質(zhì)量為mg；④樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)為。(2)氣體法。學習小組利用如圖裝置測定樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)。①實驗裝置乙中盛放的試劑為，裝置丁的作用是。②學習小組通過測量丙裝置實驗前后的質(zhì)量，確定二氧化碳的質(zhì)量。實驗中滴加稀硫酸的速度過快，產(chǎn)生的氣流過急，會導致測得樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)(填“偏高”“偏低”或“不變”)。(3)測氯化鈉法。請你完成下列實驗方案：稱取一定質(zhì)量的樣品放入燒杯中加水溶解，；過濾、洗滌、干燥、稱量沉淀的質(zhì)量；計算出氯化鈉的質(zhì)量，再得樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)。8．工業(yè)生產(chǎn)的純堿常含有少量的NaCl等雜質(zhì)。如圖是測定產(chǎn)品中Na2CO3質(zhì)量分數(shù)的實驗裝置。操作步驟如下：A．在干燥管內(nèi)填滿堿石灰，質(zhì)量為mgB．取ng樣品裝入廣口瓶中C．檢查裝置氣密性D．關閉止水夾E．打開止水夾F．緩慢鼓入空氣數(shù)分鐘，再稱干燥管質(zhì)量為WgG．緩慢加入稀硫酸至不再產(chǎn)生氣體為止H．緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘(1)正確的操作順序是___________________________________________________________。(2)步驟F中，要緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘，鼓入空氣的目的是___________________________，裝置甲的作用是________________________________________________________________，裝置乙的作用是______________。(3)計算樣品中Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)的計算式是______________________________________。(4)若去掉裝置甲，測定結(jié)果會________(填“偏大”“偏小”或“無影響”，下同)；若去掉裝置乙，測定結(jié)果會________?！緦W習效果】1．下列各項敘述中不正確的是()A．小蘇打是面包發(fā)酵粉的主要成分之一B．侯氏制堿法的工藝過程中應用了物質(zhì)溶解度的差異C．用酚酞溶液可鑒別飽和食鹽水和飽和純堿溶液D．NaHCO3的熱穩(wěn)定性大于Na2CO32．在等體積、等物質(zhì)的量濃度的碳酸鈉、碳酸氫鈉溶液中，分別逐滴滴加相同濃度的鹽酸至不再有二氧化碳氣體放出，下列說法中正確的是()A．反應現(xiàn)象完全相同B．產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量相同C．碳酸鈉產(chǎn)生的二氧化碳質(zhì)量大D．消耗鹽酸的體積相同3．下列物質(zhì)的溶液，能與小蘇打溶液發(fā)生化學反應，既無氣體生成也無沉淀生成的是()A．蘇打 B．氯化氫C．熟石灰 D．燒堿4．一天，小影驚奇地發(fā)現(xiàn)媽媽蒸饅頭時用的不是純堿，而是小蘇打，她好奇地問：“為什么不用純堿而用小蘇打呢？”媽媽說：“面團沒發(fā)酵，不能用純堿?！蓖ㄟ^查閱資料小影發(fā)現(xiàn)小蘇打是一種常用的膨松劑，加熱后可轉(zhuǎn)化為純堿。下列有關推斷不合理的是()A．小蘇打?qū)θ梭w無害B．小蘇打能用作膨松劑是因為能產(chǎn)生二氧化碳氣體C．吃這種饅頭可中和過多的胃酸D．小蘇打能和酸反應，所以小蘇打?qū)儆趬A5．下列關于Na2CO3和NaHCO3的說法正確的是()A．Na2CO3比NaHCO3更易溶于水B．NaHCO3比Na2CO3穩(wěn)定C．石灰水能和Na2CO3反應，不能與NaHCO3反應D．Na2CO3溶液可使酚酞溶液變紅，NaHCO3溶液可使紫色石蕊溶液變紅6．“NaCl＋CO2＋NH3＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl”是著名的“侯氏制堿法”的重要反應。下面是4位同學對該反應涉及的有關知識發(fā)表的部分見解，錯誤的是()A．甲同學：該條件下NaHCO3的溶解度較小B．乙同學：NaHCO3不是純堿C．丙同學：析出NaHCO3固體后的溶液中只含氯化銨D．丁同學：該反應是在飽和食鹽水中先通入氨，再通入二氧化碳7．“侯氏制堿法”是我國化工專家侯德榜為世界制堿工業(yè)作出的突出貢獻。某實驗小組模擬“侯氏制堿法”的工藝流程如下：下列有關說法正確的是()A．A氣體是NH3，B氣體是CO2B．第Ⅲ步得到晶體是Na2CO3·10H2OC．第Ⅳ步操作用到的主要儀器是酒精燈、蒸發(fā)皿、玻璃棒D．在整個流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)只有NH38．除去碳酸氫鈉溶液中混有的少量碳酸鈉可采用的方法是()A．通入足量二氧化碳氣體 B．加入氫氧化鋇溶液C．加入澄清石灰水 D．加入稀鹽酸9．現(xiàn)有一塊金屬鈉露置于空氣中一段時間，為檢驗該固體是否部分變質(zhì)為碳酸鈉，先將固體樣品溶解于水得到溶液，并采取下列措施，其中可以實現(xiàn)實驗目的的是()A．測所得溶液的pHB．取溶液少量，向其中滴入酚酞觀察溶液是否變紅C．取溶液少量，向其中加入鹽酸觀察是否有氣泡產(chǎn)生D．取溶液少量，向其中加入CuSO4溶液，觀察是否有沉淀產(chǎn)生10.為除去括號內(nèi)的雜質(zhì)，所選用的試劑或方法不正確的是()A．Na2CO3溶液(NaHCO3)，選用適量的NaOH溶液B．NaHCO3溶液(Na2CO3)，應通入過量的CO2氣體C．Na2O2粉末(Na2O)，將混合物在氧氣中加熱D．Na2CO3溶液(Na2SO4)，加入適量Ba(OH)2溶液，過濾11.下表中敘述Ⅲ不正確的是()選項敘述Ⅰ敘述Ⅱ敘述ⅢA將少量稀硫酸逐滴加入蘇打溶液中，并不斷振蕩無明顯現(xiàn)象