1、第2课时 钠的重要化合物(Na2CO3、NaHCO3)概念认知自主学习一、碳酸钠、碳酸氢钠1物理性质名称碳酸钠碳酸氢钠化学式_俗名_颜色、状态_细小白色晶体水溶性易溶于水水中易溶，但比Na2CO3的溶解度小Na2CO3NaHCO3纯碱或苏打小苏打白色粉末2.化学性质(1)碳酸钠的化学性质：(2)碳酸氢钠的化学性质：3用途(连一连)请将碳酸钠、碳酸氢钠与其用途用短线连接起来(1)油炸面拖黄鱼、鲜虾、鸡排或排骨时，在面粉糊里和上一点小苏打，吃起来又松又脆。你知道其中的道理吗？提示：因为小苏打受热后分解，会产生大量的二氧化碳气体，使油炸面糊里留下许多气孔。(2)(教材二次开发)教材中描述“碳酸钠和碳
2、酸氢钠虽然都属于盐类，但它们的溶液都显碱性”，将稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液中，是否立即产生气泡？碳酸氢钠与氢氧化钠能反应吗？提示：稀盐酸先与氢氧化钠溶液反应，无现象。碳酸氢钠尽管显碱性，但与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水。二、焰色反应1概念很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色。漂亮的烟花，绽开，落下，一瞬间的美丽，一瞬间的光彩。那一刻，整个世界随着它们的绽放而光彩一瞬，多么美丽的烟花，仿佛寄托着美丽的希望，仿佛寄托着爱的光芒。你知道漂亮的焰火是怎样产生的吗？提示：漂亮的焰火产生的原因就是焰色反应，是由于焰火燃放时，不同的金属元素受热产生的不同火焰颜色。能力形成合作探究知
3、识点一 Na2CO3、NaHCO3 的鉴别、相互转化与除杂1Na2CO3、NaHCO3 的鉴别(1)固体利用热稳定性不同鉴别方法常用装置(2)利用和酸反应生成气体的速率不同(相同条件下)(3)溶液的鉴别可用沉淀法和测 pH 法沉淀法：加入 BaCl2 溶液或 CaCl2 溶液，产生沉淀的是 Na2CO3 溶液。测 pH 法：用 pH 试纸测相同浓度的稀溶液，pH 大的是 Na2CO3 溶液。【方法导引】互滴法互滴法检验 Na2CO3 和稀盐酸互滴法是指当两种溶液反应时有两个不同的反应过程，且这两个过程的实验现象各不相同，则可以通过滴加顺序不同，利用产生的现象不同进行鉴别。如：(1)盐酸逐滴加入
4、到 Na2CO3 溶液中现象：开始无明显现象，后有无色气体放出。原理：CO23H=HCO3(无明显现象)，HCO3H=H2OCO2(无色气体放出)。(2)Na2CO3 溶液逐滴加入到稀盐酸中现象：有无色气体放出。原理：CO232H=H2OCO2。2相互转化Na2CO3NaHCO3(1)Na2CO3 溶液NaHCO3 溶液向 Na2CO3 溶液中通入 CO2 可生成 NaHCO3。Na2CO3H2OCO2=2NaHCO3向 Na2CO3 溶液中滴加少量盐酸可生成 NaHCO3。Na2CO3HCl=NaHCO3NaCl(2)NaHCO3Na2CO3NaHCO3 固体不稳定，受热易分解生成 Na2C
5、O3。2NaHCO3=Na2CO3H2OCO2(固体)NaHCO3 与 NaOH 溶液反应的实质是 HCO3与 OH不共存生成 CO23和 H2O。NaHCO3NaOH=Na2CO3H2O(溶液)3除杂混合物除杂方法及试剂Na2CO3 固体(NaHCO3)加热NaHCO3 溶液(Na2CO3)通入足量 CO2 气体Na2CO3 溶液(NaHCO3)加入适量 NaOH 溶液(1)(思维升华)向饱和 Na2CO3 溶液中通入过量的 CO2，有什么现象？(宏观辨识与微观探析)提示：该反应能发生的原因有以下三个方面：同温下，NaHCO3 的溶解度比 Na2CO3 小。生成的 NaHCO3 的质量比消耗
6、的 Na2CO3 的大(即消耗 106 g Na2CO3 生成 168 g NaHCO3)，即溶质增加。反应消耗了水，即溶剂减少。可看到溶液中产生白色沉淀。(2)(情境应用)新在凉开水中放入白糖溶解，装入汽水瓶(不要太满)，然后放入 1.5 克小苏打，最后放入同样重量的柠檬酸。这时瓶中会产生大量气体，应立即封好盖，放入冷水中，十几分钟后就可以喝了。瓶内会产生什么气体呢？(科学探究与创新意识)提示：碳酸氢钠与柠檬酸反应生成二氧化碳。【典例】有两试管分别装有 Na2CO3 和 NaHCO3 溶液，下列操作或判断正确的是()方案操作判断A分别加入 BaCl2 溶液产生沉淀者为 Na2CO3B分别加入
7、等浓度的稀盐酸反应较剧烈者为 Na2CO3C分别加入Ca(OH)2 溶液产生沉淀者为 Na2CO3D逐渐加入等浓度的盐酸立即产生气泡者为 Na2CO3【解题指南】解答本题注意以下两点：(1)注意 HCO3的特殊性，既与酸又与碱反应；(2)注意碳酸根离子与酸反应的连续性，先生成 HCO3，再生成 CO2。【解析】选 A。Na2CO3BaCl2=BaCO32NaCl，NaHCO3 与 BaCl2 溶液不反应，能鉴别二者，故 A 正确；向 Na2CO3 中逐滴加入盐酸时，先无气体产生，当盐酸加入较多时，可产生气体，而向 NaHCO3 中加入同浓度盐酸，则迅速产生气体，产生气体较为剧烈的为碳酸氢钠，故
8、 B 错误；Na2CO3 与 NaHCO3 均与 Ca(OH)2 反应产生CaCO3 沉淀，故 C 错误；向 Na2CO3 中逐滴加入盐酸时，先无气体产生，当盐酸加入较多时，可产生气体，而向 NaHCO3 中加入同浓度盐酸，则迅速产生气体，故 D 错误。【母题追问】(1)若将 A 项改为 Ba(OH)2 溶液，能否鉴别？NaOH 呢？提示：鉴别 Na2CO3 和 NaHCO3 二者的溶液时，不能使用 Ba(OH)2，其与二者反应都会产生沉淀，无法鉴别；也不能使用 NaOH，虽然 NaHCO3 与它反应，但反应无明显现象，故也无法鉴别。(2)灭火原理是灭火时，铝盐水解产生氢离子，能喷射出大量二氧
9、化碳及泡沫，为什么提供二氧化碳的是碳酸氢钠而不是碳酸钠？提示：碳酸钠与氢离子反应分步进行，产生气泡的速率慢，故选择碳酸氢钠。纯碱和小苏打都是白色晶体，在日常生活中都可以找到。若要在家中将它们区分开来，下面的方法中可行的是()A分别放在炒锅中加热，观察是否有残留物B分别用干净铁丝蘸取样品在煤气炉的火焰上灼烧，观察火焰颜色C将样品溶解，分别加入澄清石灰水，观察是否有白色沉淀D在水杯中各盛相同质量的样品，分别加入等体积、等浓度的白醋，观察反应的剧烈程度【解析】选 D。2NaHCO3=Na2CO3H2OCO2，Na2CO3 加热不分解，两者都有固体残留物，A 不可行；Na2CO3 和 NaHCO3 的
10、焰色反应均为黄色火焰，B 不可行；Na2CO3 和 NaHCO3 溶液中加入澄清石灰水，均有白色沉淀 CaCO3 生成，C 不可行；两水杯中均有气体 CO2 生成，但 Na2CO3 不如 NaHCO3 反应快，D 正确。知识点二 依据图象特点判断 CO2 与 NaOH 反应后的溶液中溶质成分的方法1常见图象2溶质成分的判断方法(1)若 a0(即图象从原点开始)溶液中的溶质为 NaHCO3(2)若 V(Oa)V(ab)(即 Oa 段与 ab 段消耗盐酸的体积相同)溶液中的溶质为 Na2CO3(3)若 V(Oa)V(ab)(即 Oa 段消耗盐酸的体积大于 ab 段消耗盐酸的体积)溶液中的溶质为Na
11、2CO3和NaOH(4)若 V(Oa)V(ab)(即 Oa 段消耗盐酸的体积小于 ab 段消耗盐酸的体积)溶液中的溶质为 Na2CO3 和NaHCO31向 NaOH、Na2CO3 的混合物(NaOH、Na2CO3 的物质的量之比 xy21)中逐滴加入盐酸，画出消耗盐酸的体积与产生 CO2 的体积的关系图。提示：发生反应依次为 OHH=H2O，CO23H=HCO3，HCO3H=CO2H2O，各反应消耗的盐酸的体积之比为 211。图象如图：2向 Na2CO3、NaHCO3 的混合物(Na2CO3、NaHCO3 的物质的量之比 mn11)中逐滴加入盐酸，画出消耗盐酸的体积与产生 CO2 的体积的关系
12、图。提示：发生反应依次为 CO23H=HCO3，HCO3H=CO2H2O，反应消耗的盐酸的体积之比为 12。图象如图：【典例】将 0.4 g NaOH 和 1.06 g Na2CO3 混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1 molL1 稀盐酸。下列图象能正确表示加入盐酸的体积和生成 CO2 的物质的量的关系的是()【思维建模】解答有关“Na2CO3、NaHCO3 与盐酸的反应”问题的思维流程如下：【解析】选 C。溶液中含有 0.01 mol NaOH 和 0.01 mol Na2CO3，滴加 0.1 molL1 稀盐酸，先与 0.01 mol OH反应，消耗 0.1 L 稀盐酸，再与 CO23反应
13、生成 HCO3又消耗 0.1 L 稀盐酸，此时仍无 CO2 气体生成，最后再需 0.1 L 稀盐酸将 HCO3全部转化成 CO2，C 项正确。【母题追问】(1)当气体达到最大值时溶质的物质的量是多少？提示：0.03 mol。溶液中含有 0.01 mol NaOH 和 0.01 mol Na2CO3，由钠元素守恒可知，最后溶质 n(NaCl)0.01 mol0.01 mol20.03 mol。(2)向上题溶液中通入足量的 CO2，所得溶液中溶质是什么？其物质的量是多少？提示：NaHCO3 0.03 mol。向上题溶液中通入足量的 CO2，所得溶液中溶质为 NaHCO3，由钠元素守恒可知，最后溶质
14、 n(NaHCO3)0.01 mol0.01 mol20.03 mol。将一定体积的 CO2 通入一定浓度的 NaOH 溶液中，为了测定所得溶液的成分，向该溶液中逐滴加入 1 molL1 的盐酸，所加盐酸的体积与产生 CO2 的体积(标准状况)的关系如图所示：(1)加入 35 mL 盐酸时，产生 CO2 的体积为(标准状况)_mL。(2)溶液中所含溶质及物质的量为_。【解析】(1)由图象所示消耗盐酸的体积与产生 CO2 的体积可知，该溶液的溶质是NaOH 和 Na2CO3。OA 段 H先与 OH反应生成 H2O，待 OH消耗完，H再与 CO23反应生成 HCO3。AB 段发生反应 HHCO3=
15、CO2H2O，加入 35 mL 盐酸时，产生的 n(CO2)n(H)(3525)mL103 LmL11 molL10.01 mol，则 V(CO2)22.4 Lmol10.01 mol0.224 L224 mL。(2)由 HCO23=HCO3及 HHCO3=CO2H2O 可知，n(CO23)(4525)mL103 LmL11 molL10.02 mol，故 OA 段与 H反应的 OH为 25 mL103 LmL11 molL10.02 mol0.005 mol，即溶液中含 NaOH 0.005 mol、Na2CO3 0.02 mol。答案：(1)224(2)NaOH 0.005 mol、Na2
16、CO3 0.02 mol知识点 碳酸钠含量的测定沉淀法测定原理Na2CO3BaCl2=BaCO32NaCl依据 BaCO3 沉淀的质量，确定 Na2CO3 的物质的量，进而确定纯碱中Na2CO3 的含量实验操作先将 m g 纯碱样品溶于水配成溶液，向溶液中加入过量的 BaCl2 溶液，经过滤、洗涤、干燥得 BaCO3 沉淀的质量为 n g数据处理纯碱样品中 Na2CO3 的质量为n g197 gmol1 106 gmol1106n197 g则纯碱样品中 Na2CO3 的质量分数为106n197 gm g100%106n197m 100%1(思维升华)能否用 CaCl2 溶液代替 BaCl2 溶
17、液测定碳酸钠的质量分数？哪者更好？提示：能 BaCl2。CaCl2 溶液与碳酸钠反应生成碳酸钙，可通过测定碳酸钙的质量测定碳酸钠的含量，但等量的碳酸钠生成碳酸钡的质量大于碳酸钙，测定时误差小，故用 BaCl2 溶液效果更好。2(情境应用)下面是 NaCl、NaHCO3 和 NH4Cl 的溶解度曲线，结合侯氏制碱法回答下列问题：(1)碳酸氢钠溶解度曲线在大于 60就“消失”了，请你解释一下“消失”的原因。提示：60 摄氏度以上碳酸氢钠溶液不再稳定，会分解出二氧化碳。所以碳酸氢钠的溶解度曲线只能画到 60 摄氏度。(2)侯氏制碱法制取的碳酸钠可能含有少量杂质碳酸氢钠，取 61.4 g 混合物与足量
18、稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得 64.35 g 固体。求碳酸钠的质量分数。提示：86.3%。设碳酸钠和碳酸氢钠的质量分别为 x 和 y，由 Na2CO3 和 NaHCO3 与盐酸反应的化学方程式可得：Na2CO32NaCl106 117x117x106NaHCO3NaCl84 58.5y58.5y84则 xy61.4 g，117x106 58.5y8464.35 g，解得 x53 g，y8.4 g。则碳酸钠的质量分数 53 g61.4 g 100%86.3%。【典例】Na2CO3 纯度的分析：实验装置如图所示，装置 B 中盛有 10.0 g 的 Na2CO3样品假设杂质不参加反应，原容器
19、中 CO2 含量可忽略不计，各装置内反应完全。实验室可供选择的试剂和药品还有 Zn 粒、稀 H2SO4、CaCO3(s)、蒸馏水。(1)装置 A 锥形瓶内盛有_，装置 A 的作用是_。装置 B 分液漏斗中装有_。(2)若无装置 C，实验结果将_(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。装置 E 的作用是_。(3)若实验后，装置 D 的质量增加 3.96 g，则该 Na2CO3 样品的纯度为_。【解题指南】解答本题需要注意以下两个方面：(1)明确碳酸钠质量分数的测定原理。(2)明确各个装置及试剂的作用。【解析】(1)装置 A 用于制取 H2，用的药品是锌粒和稀硫酸，目的是把装置 B 产生的CO2 都赶
20、到装置 D 中被碱石灰吸收，使实验数据尽可能准确；装置 B 发生的是酸与Na2CO3 生成 CO2 的反应，后面没有除杂装置，所以可用不挥发的稀硫酸。(2)装置 C 用来吸收 CO2 中的水蒸气，若无此装置，装置 D 中的碱石灰不仅会吸收CO2 还会吸收水蒸气，使测得的 CO2 的量偏高，导致 Na2CO3 的含量偏高；装置 E 是为了防止空气中的 CO2 和水蒸气进入装置 D 中，对实验造成误差。(3)装置 D 的质量增加 3.96 g，增加的质量为 Na2CO3和稀硫酸反应生成的 CO2的质量，根据转化关系如：Na2CO3 CO2106 44m(Na2CO3)3.96 g106m（Na2C
21、O3）443.96 g，解得 m(Na2CO3)9.54 g，w(Na2CO3)9.54 g10 g100%95.4%。答案：(1)Zn 粒 生成 H2 推动装置 B 中的 CO2 气体，使装置 B 中的 CO2 气体全部被装置 D 中的碱石灰吸收 稀硫酸(2)偏高 防止空气中的水蒸气、CO2 等气体进入装置 D 中，使装置 D 中碱石灰的质量增加(3)95.4%【规律方法】Na2CO3 和 NaHCO3 混合物中 Na2CO3 质量分数测定提醒(1)可选择只使 Na2CO3 溶液转变生成沉淀的方法，此思路简单且容易操作。(2)可选择使 Na2CO3 和 NaHCO3 均生成沉淀的方法，此思路
22、计算需用方程组，计算略微复杂。(3)可选择使 Na2CO3 和 NaHCO3 与酸反应的方法，此思路可测溶液中溶质的质量，也可以测气体的质量。此思路计算需用方程组，计算略微复杂。侯氏制碱法制取的碳酸钠质量分数不是 100%，其中含有少量的碳酸氢钠，为测定Na2CO3 和 NaHCO3 混合物中 Na2CO3 的质量分数，设计以下三个方案。方案 1：取 a 克混合物充分加热，减重 b 克。方案 2：取 a 克混合物与足量 Ba(OH)2 溶液充分反应，经过过滤、洗涤、烘干，得 b克固体。方案 3：取 a 克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重 b 克。以上方案可行的是_。【解析
23、】方案 1：根据“差量法”及方程式可求出 NaHCO3 的质量，从而求出 Na2CO3的质量分数，此方案可行。方案 2：由于二者都能与 Ba(OH)2 溶液反应生成 BaCO3 沉淀，由 Na2CO3BaCO3，NaHCO3BaCO3 的转化关系，列方程组即可求出混合物中 Na2CO3 的质量分数，此方案可行。方案 3：取 a 克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重 b 克，由于逸出气体中含有 H2O(g)，故无法求解，此方案不可行。答案：方案 1 和方案 2三言两语话重点1Na2CO3、NaHCO3 三点差异：溶解性 Na2CO3 大于 NaHCO3；热稳定性 Na2CO3
24、 大于 NaHCO3；NaHCO3 与酸反应比 Na2CO3 更剧烈。2Na2CO3、NaHCO3 的鉴别四方法：固体加热法。加盐酸法。加 CaCl2 溶液法。测定等浓度溶液的 pH 法。学情诊断课堂检测1为使以面粉为原料的面包松软可口，通常用碳酸氢钠作膨松剂，因为它热稳定性差增加甜味产生二氧化碳提供钠离子。其中合理的是()A B C D【解析】选 B。从题意中面包松软可口，作膨松剂可得出热稳定性差，产生二氧化碳气体，故 B 正确。2节日燃放的五彩缤纷的烟花，与高中化学中的“焰色反应”相关。下列说法正确的是()A焰色反应均应透过蓝色钴玻璃观察BNaCl 与 Na2CO3 在灼烧时火焰颜色相同C
25、焰色反应是化学变化D所有金属及其化合物在灼烧时火焰均有颜色【解析】选 B。只有钾的焰色反应需要透过蓝色钴玻璃观察，滤去黄色的光，避免钠的焰色反应对钾的焰色反应产生干扰，A 项错误；焰色反应是元素的性质，只要所含的金属元素相同，无论是单质还是化合物在灼烧时火焰的颜色都相同，NaCl 与Na2CO3 在灼烧时，火焰的颜色均为黄色，B 项正确；焰色反应属于物理变化，C 项错误；并不是所有的金属及其化合物在灼烧时火焰都有颜色，D 项错误。3除去 Na2CO3 固体中少量 NaHCO3 的最佳方法是()A加入适量盐酸B加入 NaOH 溶液C加热灼烧D配成溶液后通入 CO2【解析】选 C。加入盐酸二者均参
26、与反应，A 项错误；加入 NaOH 溶液时不易控制加入量，容易引入新杂质 NaOH，B 项错误；加热灼烧时 NaHCO3 发生分解反应转化为 Na2CO3，C 项正确；配成溶液后通入 CO2，Na2CO3 将转化为 NaHCO3，D 项错误。4下列关于 Na2CO3 和 NaHCO3 性质的说法正确的是()A在水中的溶解度：NaHCO3Na2CO3B热稳定性：NaHCO3Na2CO3C与稀盐酸反应生成 CO2 的速率：NaHCO3Na2CO3DNa2CO3 不能转化成 NaHCO3，而 NaHCO3 能转化成 Na2CO3【解析】选 B。在水中的溶解度：NaHCO3Na2CO3，NaHCO3
27、与 Na2CO3 之间可以相互转化。5(教材二次开发教材习题改编)下列叙述中正确的是()A向含有 CaCO3 沉淀的水中通入 CO2 至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入 NaHCO3 饱和溶液，又有 CaCO3 沉淀生成B向 Na2CO3 溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，生成的 CO2 与原 Na2CO3 的物质的量之比为 11C等质量的 NaHCO3 和 Na2CO3 分别与足量盐酸反应，在同温同压下，生成的 CO2 体积不相同D分别向 NaHCO3 溶液和 Na2CO3 溶液中加入 Ca(OH)2 溶液，只有 Na2CO3 溶液产生沉淀【解析】选 C。CaCO3H2OCO2=Ca(HCO3)
28、2，加入 NaHCO3 没有 CaCO3 沉淀生成，A 项不正确；Na2CO3 与 HCl 等物质的量时，发生反应：Na2CO3HCl=NaHCO3NaCl，无 CO2 气体放出，B 项不正确；等质量的 NaHCO3 和 Na2CO3 分别与足量盐酸反应，NaHCO3 放出的 CO2 多，C 项正确；NaHCO3 溶液和 Na2CO3 溶液中加入足量石灰水，分别发生反应：Ca2OHHCO3=CaCO3H2O，Ca2CO23=CaCO3，两溶液中均产生白色沉淀，D 项不正确。素养新思维6有同学利用如图装置鉴别碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性。点燃酒精灯，加热盛有固体药品的部位。请结合实验现象，完成下面的填空。2 个长柄 V 形玻璃臂左右并列固定(1)实验现象加热开始后，很快可以看到，盛有碳酸氢钠的长柄 V 形玻璃管内的石灰水_且固体附近的玻璃管内壁上附有大量的_。(2)实验结论该实验现象充分说明，碳酸氢钠受热易分解，并且分解的产物有_。而盛有碳酸钠的长柄 V 形玻璃管里的石灰水_。【解析】加热开始后，很快可以看到，盛有碳酸氢钠的长柄 V 形玻璃管内的石灰水变浑浊，且固体附近的玻璃管内壁上附有大量的小液滴；该实验现象充分说明，碳酸氢钠受热易分解，并且分解的产物有二氧化碳和水。而盛有碳酸钠的长柄 V 形玻璃管里的石灰水不变浑浊。答案：(1)变浑浊 小液滴(2)二氧化碳和水 不变浑浊
