第07講-碳酸鈉和碳酸氫鈉(原卷版)

第07講碳酸鈉和碳酸氫鈉【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．掌握碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)，知道二者的鑒別方法。2．了解碳酸鈉和碳酸氫鈉在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。3．了解定量測(cè)定某物質(zhì)含量的原理、方法【基礎(chǔ)知識(shí)】一、探究碳酸氫鈉用作膨松劑的作用原理1．探究實(shí)驗(yàn)（1）實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)①：按圖1所示裝置組裝儀器，加入10g碳酸氫鈉，并充分加熱，觀(guān)察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)②：將充分加熱后的物質(zhì)取下，冷卻至室溫，更換帶有導(dǎo)氣管的橡膠塞，如圖2所示，向試管中加入足量鹽酸，觀(guān)察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)③：若向圖2中加入10g碳酸氫鈉，再加入足量鹽酸，觀(guān)察現(xiàn)象。（2）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①加熱一段時(shí)間后，澄清石灰水______________②澄清石灰水______________③加入鹽酸后，澄清石灰水迅速變渾濁，且渾濁程度比探究活動(dòng)1中的（1）、（2）_______2．Na2CO3與NaHCO3的物理性質(zhì)名稱(chēng)碳酸鈉碳酸氫鈉化學(xué)式Na2CO3NaHCO3俗名_______或______________顏色、狀態(tài)白色_______細(xì)小白色_______水溶性易溶于水水中易溶，比Na2CO3的溶解度_______3．Na2CO3與NaHCO3的化學(xué)性質(zhì)（1）熱穩(wěn)定性①Na2CO3穩(wěn)定，受熱難分解。②NaHCO3不穩(wěn)定，受熱易分解，反應(yīng)；____________________________（2）與足量酸（如鹽酸）反應(yīng)①Na2CO3：___________________________________②NaHCO3：___________________________________（3）堿性：Na2CO3與NaHCO3溶液均顯堿性，且相同情況下前者堿性_______。（4）與NaOH溶液反應(yīng)①Na2CO3：不反應(yīng)②NaHCO3：___________________________________（5）與足量石灰水反應(yīng)①Na2CO3：__________________________________________②NaHCO3：__________________________________________4．Na2CO3與NaHCO3的相互轉(zhuǎn)化二、膨松劑1．碳酸氫銨的不穩(wěn)定性：___________________________________2．復(fù)合膨松劑的組成碳酸鹽類(lèi)如碳酸氫鈉通常用量30%～50%作用是反應(yīng)產(chǎn)生_______酸性物質(zhì)如檸檬酸通常用量30%～40%作用是與碳酸鹽反應(yīng)，提升膨松劑的作用效果，調(diào)節(jié)產(chǎn)品酸堿度助劑指的是淀粉、脂肪酸等，通常用量10%～30%作用是防止膨松劑吸潮結(jié)塊而失效，調(diào)節(jié)氣體產(chǎn)生速率或使氣體均勻產(chǎn)生【考點(diǎn)剖析】考點(diǎn)一：碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)例1．下列是某興趣小組根據(jù)教材實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一個(gè)能說(shuō)明碳酸鈉與碳酸氫鈉熱穩(wěn)定性的套管實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)觀(guān)察如下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置，分析實(shí)驗(yàn)原理，并判斷下列說(shuō)法和做法，其中不科學(xué)的是（）。A．甲為小蘇打，乙為純堿B．要證明碳酸氫鈉受熱能產(chǎn)生水，可在小試管內(nèi)塞上沾有無(wú)水硫酸銅粉末的棉花球C．加熱不久就能看到A燒杯的澄清石灰水變渾濁D．整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)A燒杯的澄清石灰水變渾濁【思維拓展】碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)比較名稱(chēng)碳酸鈉碳酸氫鈉化學(xué)式Na2CO3NaHCO3俗名純堿或蘇打小蘇打水溶液酸堿性堿性堿性，比相同濃度的Na2CO3的弱顏色、狀態(tài)白色粉末狀固體白色細(xì)小的晶體水溶性易溶于水可溶于水，溶解度比Na2CO3的小與鹽酸反應(yīng)及反應(yīng)速率Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑相同條件下反應(yīng)速率：NaHCO3比Na2CO3快與NaOH反應(yīng)不反應(yīng)NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O與足量Ca（OH）2反應(yīng)Na2CO3+Ca（OH）2CaCO3↓+2NaOHNaHCO3+Ca（OH）2CaCO3↓+NaOH+H2O與CaCl2反應(yīng)Na2CO3+CaCl2CaCO3↓+2NaCl不反應(yīng)熱穩(wěn)定性受熱難分解2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑用途化工原料、洗滌劑食品發(fā)酵、治療胃酸過(guò)多、泡沫滅火器考點(diǎn)二：碳酸鈉和碳酸氫鈉的凈化、鑒別和檢驗(yàn)例2．（2021·佛山高一檢測(cè)）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Ⅰ～Ⅳ所示。（1）圖Ⅰ、Ⅱ所示實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜻_(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖牵ㄌ钛b置序號(hào)）____________；（2）圖Ⅲ、Ⅳ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_(kāi)___________________________________，_____________________________________；（3）若用實(shí)驗(yàn)Ⅳ驗(yàn)證碳酸鈉和碳酸氫鈉的穩(wěn)定性，則試管B中裝入的固體最好是__________；（4）另有兩瓶溶液，已知分別是等物質(zhì)的量濃度的K2CO3和NaHCO3，請(qǐng)你寫(xiě)出一種不同的鑒別方法。（寫(xiě)出簡(jiǎn)要操作、現(xiàn)象和結(jié)論）_________________________________________________________________?！舅季S拓展】碳酸鈉和碳酸氫鈉的鑒別1．Na2CO3、NaHCO3的除雜序號(hào)混合物（括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì)）除雜方法①Na2CO3（s）（NaHCO3）加熱法②NaHCO3（aq）（Na2CO3）通入足量CO2③Na2CO3（aq）（NaHCO3）滴加適量NaOH溶液2．鑒別Na2CO3和NaHCO3考點(diǎn)三：碳酸鈉、碳酸氫鈉與酸的反應(yīng)例3．向一定體積CaCl2和HCl的混合溶液中逐滴加入濃度為1mol·L－1的Na2CO3溶液，反應(yīng)過(guò)程中加入的Na2CO3溶液的體積與產(chǎn)生沉淀或氣體的質(zhì)量關(guān)系如圖所示。已知圖中V1∶V2＝1∶2；當(dāng)加入V2mLNa2CO3溶液時(shí)，所得溶液的濃度為1mol·L－1，體積為200mL。求：（1）加入V2mLNa2CO3溶液時(shí)，所得溶液的溶質(zhì)是________。（2）原混合溶液中CaCl2和HCl的物質(zhì)的量之比n（CaCl2）∶n（HCl）＝________。（3）m1＝________g，m2＝________g?！舅季S拓展】碳酸鈉、碳酸氫鈉與等濃度鹽酸反應(yīng)的規(guī)律1．碳酸鈉與酸反應(yīng)的過(guò)程（1）原因：CO32－堿性強(qiáng)，更容易與H+結(jié)合（2）過(guò)程：CO32－HCO3－CO2①先：Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3②后：NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O2．與等濃度鹽酸反應(yīng)的規(guī)律（1）放出CO2快慢：NaHCO3＞Na2CO3。（2）與足量鹽酸反應(yīng)耗酸量的比較①等質(zhì)量的Na2CO3和NaHCO3，前者耗酸量多；②等物質(zhì)的量的Na2CO3和NaHCO3，前者耗酸量多。（3）與足量鹽酸反應(yīng)生成CO2量的比較①等質(zhì)量的Na2CO3和NaHCO3，后者生成CO2量多；②等物質(zhì)的量的Na2CO3和NaHCO3，兩者生成CO2量一樣多。3．利用數(shù)形結(jié)合的思想理解碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽酸的反應(yīng)（1）向Na2CO3溶液中逐滴加入鹽酸，消耗鹽酸的體積與產(chǎn)生CO2的體積的關(guān)系如圖甲所示。（2）向NaHCO3溶液中逐滴加入鹽酸，消耗鹽酸的體積與產(chǎn)生CO2的體積的關(guān)系如圖乙所示。（3）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的體積的關(guān)系如圖丙所示（設(shè)NaOH、Na2CO3的物質(zhì)的量之比為1∶1）。（4）向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入鹽酸，消耗鹽酸的體積與產(chǎn)生CO2的體積的關(guān)系如圖丁所示（設(shè)Na2CO3、NaHCO3的物質(zhì)的量之比為1∶1）?？键c(diǎn)四：混合物中碳酸鈉或碳酸氫鈉含量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)例4．有一含NaCl、NaHCO3的混合物，某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，通過(guò)測(cè)量反應(yīng)產(chǎn)生的CO2和H2O的質(zhì)量，來(lái)確定該混合物中各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。（1）實(shí)驗(yàn)步驟：①按圖（夾持儀器未畫(huà)出）組裝好實(shí)驗(yàn)裝置后，首先進(jìn)行的操作是_________。②稱(chēng)取樣品，并將其放入硬質(zhì)玻璃管中；稱(chēng)量裝濃硫酸的洗氣瓶C的質(zhì)量和裝堿石灰的U形管D的質(zhì)量。③打開(kāi)活塞K1、K2，關(guān)閉K3，緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘，A中堿石灰的作用是_______。④關(guān)閉活塞K1、K2，打開(kāi)K3，點(diǎn)燃酒精燈加熱至不再產(chǎn)生氣體。裝置B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)______________________________。⑤打開(kāi)活塞K1，緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘，拆下裝置，再次稱(chēng)量洗氣瓶C的質(zhì)量和U形管D的質(zhì)量。（2）實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)及數(shù)據(jù)處理①實(shí)驗(yàn)步驟⑤打開(kāi)活塞K1，緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘的目的是__________。②若樣品質(zhì)量為Wg，反應(yīng)后C裝置增加的質(zhì)量為m1g，則D裝置增重的質(zhì)量為_(kāi)_____g（用含m1的代數(shù)式表達(dá)），混合物中NaHCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_______（用含W、m1的代數(shù)式表示）?！九e一反三】（1）E裝置的作用是什么？（2）若缺少步驟⑤，則所測(cè)NaHCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高還是偏低？【思維拓展】實(shí)驗(yàn)測(cè)定混合物中碳酸鈉或碳酸氫鈉的含量的方法1．酸溶吸氣法（1）測(cè)量原理①酸溶：Na2CO3+H2SO4Na2SO4+CO2↑+H2O或2NaHCO3+H2SO4Na2SO4+2CO2↑+2H2O②吸氣：用堿石灰或NaOH溶液吸收CO2（2）實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)①酸溶前，向裝置中通入某不參與反應(yīng)的氣體（如N2）將裝置中可能存在的CO2排出②加入的酸最好用難揮發(fā)性的稀硫酸，若用稀鹽酸，得到的CO2氣體中混有HCl氣體③反應(yīng)結(jié)束后，繼續(xù)向裝置中通入某不參與反應(yīng)的氣體（如N2）將裝置中殘留的CO2全部轉(zhuǎn)移到吸收劑中④盛吸收劑的儀器后面連一個(gè)盛堿石灰好的干燥管或U形管，防止空氣中的水蒸氣和CO2進(jìn)入吸收劑中，干擾實(shí)驗(yàn)2．加熱差量法（1）測(cè)量原理：①加熱：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑②測(cè)重：稱(chēng)量反應(yīng)前后反應(yīng)裝置的質(zhì)量：反應(yīng)前m1g，反應(yīng)后m2g（2）計(jì)算方法：差量法（樣品質(zhì)量為mg）2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑Δm2×8462x（m1－m2）g則有：＝，解得x＝g樣品中NaHCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：ω（NaHCO3）＝×100%樣品中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：ω（Na2CO3）＝1－×100%【過(guò)關(guān)檢測(cè)】一、選擇題1．泡打粉主要由三部分組成，是一種復(fù)合膨松劑，這三部分是（）。A．堿性物質(zhì)、酸式鹽和填充物B．酸性物質(zhì)、酸式鹽和填充物C．堿性物質(zhì)、堿式鹽和填充物D．中性物質(zhì)、酸式鹽和填充物2．除去Na2CO3固體中少量的NaHCO3的最佳方法是（）。A．加入適量鹽酸B．加入NaOH溶液C．加熱分解D．制成溶液后通入CO23．（雙選）下列說(shuō)法正確的是（）。A．（2018·江蘇高考）NaHCO3受熱易分解，可用于制胃酸中和劑B．（2018·江蘇高考）轉(zhuǎn)化NaHCO3（s）Na2CO3（s）NaOH（aq）能實(shí)現(xiàn)C．（2015·山東高考）用試管加熱碳酸氫鈉固體時(shí)使試管口豎直向上D．（2014·福建高考）小蘇打是面包發(fā)酵粉的主要成分之一4．（2021·滄州高一檢測(cè)）可用于治療胃酸過(guò)多的物質(zhì)是（）。A．氫氧化鈉B．碳酸氫鈉C．氯化鐵D．氯化鈉5．下列有關(guān)NaHCO3的說(shuō)法中，正確的是（）。A．能與酸反應(yīng)放出CO2B．相同溫度下溶解度比Na2CO3大C．熱穩(wěn)定性比Na2CO3好D．俗名是蘇打6．（2021·山東青島高一檢測(cè)）為除去括號(hào)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(yīng)通入過(guò)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(guò)濾7．（2021·山西大同高一檢測(cè)）下列物質(zhì)反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)物用量或反應(yīng)條件的改變對(duì)生成物無(wú)影響的是（）。A．C和O2B．Na2CO3和鹽酸C．Na和O2D．NaHCO3和NaOH8．（2022·余杭高一檢測(cè)）某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了研究膨松劑的蒸饅頭實(shí)驗(yàn)。他們?nèi)∫欢康拿娣酆退?，和好面后分成六等份，按照下表加入?duì)應(yīng)物質(zhì)后充分揉面，做成6個(gè)饅頭放在同一個(gè)蒸鍋里蒸制。實(shí)驗(yàn)完成后，他們比較6個(gè)饅頭的大小和顏色，下列有關(guān)結(jié)論或解釋不正確的是（）。編號(hào)123456所加物質(zhì)無(wú)1gNa2CO31gNaHCO32gNaHCO31gNaHCO3和適量食醋適量酵母A．1、2號(hào)饅頭外形最小，且2號(hào)饅頭呈黃色帶堿味，說(shuō)明Na2CO3不能單獨(dú)做膨松劑B．4號(hào)饅頭會(huì)比3號(hào)饅頭外形較大、顏色較深C．3號(hào)饅頭比5號(hào)饅頭外形較小、顏色較深，說(shuō)明等量的NaHCO3受熱分解時(shí)比與酸反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的氣體較多、殘留有堿性較強(qiáng)的物質(zhì)D．6號(hào)饅頭中的酵母屬于生物膨松劑，饅頭蒸制過(guò)程中發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)9．（2022·漢中高一檢測(cè)）取Na2O、Na2O2、Na2CO3的固體混合物做了以下實(shí)驗(yàn)，以下記錄不符合事實(shí)的是（）。A．加入水中，產(chǎn)生無(wú)色氣體B．加入酚酞溶液中，溶液先變紅后褪色C．與硫酸反應(yīng)后，檢測(cè)到有Na2SO4生成D．在干空氣中加熱到400℃，質(zhì)量減少10．（2021·北京101中學(xué)高一檢測(cè)）下列有關(guān)鈉及其化合物的敘述中不正確的是（）。A．除去碳酸鈉固體中混有的碳酸氫鈉，可將固體加熱B．可用CaCl2溶液鑒別NaHCO3和Na2CO3兩種溶液C．金屬鈉著火時(shí)，可用水來(lái)滅火D．Na、Na2O、Na2O2、NaOH長(zhǎng)期放置在空氣中，最終都將變?yōu)镹a2CO311．（2020~2021學(xué)年浙江省之江教育評(píng)價(jià)高一下期中）下列有關(guān)Na2CO3和NaHCO3比較中，不正確的是（）。A．相同條件下在水中的溶解度：Na2CO3＞NaHCO3B．相同條件下與等濃度的鹽酸反應(yīng)的劇烈程度：Na2CO3＞NaHCO3C．熱穩(wěn)定性：Na2CO3＞NaHCO3D．等質(zhì)量的碳酸鈉和碳酸氫鈉與足量鹽酸反應(yīng)放出氣體的量：Na2CO3＜NaHCO312．（2021·廣州高一檢測(cè)）下表中，對(duì)陳述Ⅰ、Ⅱ的正確性及兩者間是否具有因果關(guān)系的判斷都正確的是（）。選項(xiàng)陳述Ⅰ陳述Ⅱ判斷A純堿可用于治療胃潰瘍純堿可與鹽酸反應(yīng)Ⅰ對(duì)，Ⅱ?qū)?，有B除去CO2中的少量HCl雜質(zhì)可將氣體通入飽和Na2CO3溶液Na2CO3可與HCl反應(yīng)Ⅰ對(duì)，Ⅱ錯(cuò)，無(wú)CNa2CO3溶液中混有少量NaHCO3雜質(zhì)，可加入適量NaOH除去NaHCO3可與NaOH反應(yīng)生成Na2CO3Ⅰ對(duì)，Ⅱ?qū)?，有D向飽和Na2CO3溶液中通入CO2氣體，有白色晶體析出NaHCO3難溶于水Ⅰ對(duì)，Ⅱ?qū)?，?3．（2021·上海閔行區(qū)高一檢測(cè)）為測(cè)定碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（設(shè)含雜質(zhì)碳酸氫鈉），某學(xué)生設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案，下列對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的敘述正確的是（）。A．稱(chēng)量所需要的儀器是托盤(pán)天平B．樣品放在蒸發(fā)皿中灼燒C．樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.76D．如果灼燒后的樣品放在空氣中冷卻，會(huì)造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏大14．（2021·衡水高一檢測(cè)）某同學(xué)為測(cè)定Na2CO3固體（含少量NaCl）的純度，設(shè)計(jì)如下裝置（含試劑）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。下列說(shuō)法不正確的是（）。A．必須在②③間添加吸收HCl的裝置B．④的作用是防止空氣中的氣體影響實(shí)驗(yàn)的精確度C．通入空氣的作用是保證②中產(chǎn)生的氣體完全轉(zhuǎn)移到③中D．稱(chēng)取樣品和③中產(chǎn)生的沉淀的質(zhì)量即可求算Na2CO3固體的純度15．將0.01molNaOH和1.06gNa2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1mol/L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（）。二、非選擇題16．碳酸鈉和碳酸氫鈉是生活中常見(jiàn)的物質(zhì)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。（1）碳酸氫鈉俗稱(chēng)小蘇打，其水溶液顯____________性（填“酸”、“堿”或“中”）。（2）碳酸氫鈉可治療胃酸（0.2%～0.4%的鹽酸）過(guò)多，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)__________________。等物質(zhì)的量的碳酸鈉和碳酸氫鈉與足量鹽酸反應(yīng)時(shí)生成CO2的量，前者_(dá)___________后者（填“＞”、“＜”或“＝”）。（3）除去碳酸鈉固體中碳酸氫鈉的方法是____________（填“加熱”或“溶解過(guò)濾”）。17．按如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，填寫(xiě)有關(guān)現(xiàn)象及化學(xué)方程式。（1）A中現(xiàn)象是______________。（2）B中濃硫酸的作用是______________________。（3）C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________________。（4）D中的現(xiàn)象是_____________。（5）E中收集的氣體是________（填名稱(chēng)）。18．（2021·洛陽(yáng)高一檢測(cè)）用A、B兩種常見(jiàn)化合物組成的混合物，其焰色反應(yīng)均呈黃色，相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖（其他物質(zhì)均已略