多种多样的碳单质

1、第3章自然界中的元素第1节碳的多样性第1课时多种多样的碳单质广泛存在的含碳化合物沾化一中：孔令杰沾化一中：孔令杰一、多种多样的碳单质一、多种多样的碳单质1.1.同素异形体同素异形体: :由同一种元素组成的性质不同的几种由同一种元素组成的性质不同的几种_。2.2.碳元素的同素异形体碳元素的同素异形体: :(1)(1)常见的同素异形体主要有常见的同素异形体主要有_。(2)(2)性质不同的原因性质不同的原因: :碳原子的碳原子的_不同。不同。【微点拨【微点拨】C C6060是由是由6060个碳原子形成的分子。个碳原子形成的分子。单质单质金刚石、石墨和金刚石、石墨和C C6060排列方式排列方式二、广

2、泛存在的含碳化合物二、广泛存在的含碳化合物1.1.含碳化合物含碳化合物: :(1)(1)有机物有机物: :如如CHCH4 4、蛋白质、淀粉等。、蛋白质、淀粉等。(2)(2)无机物无机物: :氧化物氧化物, ,如如COCO、COCO2 2等等; ;碳酸盐碳酸盐, ,如正盐如正盐, ,如方解石如方解石(CaCO(CaCO3 3),),白云石白云石CaMg(COCaMg(CO3 3) )2 2,菱镁矿菱镁矿(MgCO(MgCO3 3),),菱铁矿菱铁矿(FeCO(FeCO3 3),),纯碱或苏打纯碱或苏打(Na(Na2 2COCO3 3),),小苏打小苏打(NaHCO(NaHCO3 3) )等。等。

3、【微点拨【微点拨】纯碱溶液显碱性纯碱溶液显碱性, ,但不是碱。但不是碱。2.2.碳酸钠和碳酸氢钠碳酸钠和碳酸氢钠: : 质物质物内容内容碳酸钠碳酸钠碳酸氢钠碳酸氢钠化学式化学式_俗名俗名_颜色状态颜色状态白色固体白色固体白色固体白色固体溶解性溶解性易溶于水易溶于水易溶易溶( (相同条件下比相同条件下比NaNa2 2COCO3 3溶溶解度解度_)_)稳定性稳定性稳定稳定, ,受热难分解受热难分解受热分解受热分解, ,化学方程式为化学方程式为_NaNa2 2COCO3 3NaHCONaHCO3 3苏打、纯碱苏打、纯碱小苏打小苏打小小=2NaHCO2NaHCO3 3 NaNa2 2COCO3 3+H

4、+H2 2O+COO+CO2 2 质物质物内容内容碳酸钠碳酸钠碳酸氢钠碳酸氢钠与盐酸反应与盐酸反应_与与Ca(OH)Ca(OH)2 2反应反应NaNa2 2COCO3 3+Ca(OH)+Ca(OH)2 2=CaCOCaCO3 3+2NaOH+2NaOH2NaHCO2NaHCO3 3+Ca(OH)+Ca(OH)2 2=CaCOCaCO3 3+Na+Na2 2COCO3 3+2H+2H2 2O O与与NaOHNaOH反应反应不反应不反应_与与CaClCaCl2 2反应反应NaNa2 2COCO3 3+CaCl+CaCl2 2=CaCOCaCO3 3+2NaCl+2NaCl不反应不反应用途用途玻璃、

5、造纸玻璃、造纸发酵粉、治疗胃病发酵粉、治疗胃病NaNa2 2COCO3 3+2HCl=+2HCl=2NaCl+H2NaCl+H2 2O+COO+CO2 2NaHCONaHCO3 3+HCl=+HCl=NaCl+HNaCl+H2 2O+COO+CO2 2NaHCONaHCO3 3+NaOH=+NaOH=NaNa2 2COCO3 3+H+H2 2O O【微点拨【微点拨】钾、钠的碳酸氢盐的溶解度小于其碳酸盐钾、钠的碳酸氢盐的溶解度小于其碳酸盐, ,而钙、钡的碳而钙、钡的碳酸氢盐的溶解度大于其碳酸盐。酸氢盐的溶解度大于其碳酸盐。【自我小测【自我小测】1.1.思考辨析思考辨析: :(1)(1)组成元素相

6、同的物质互为同素异形体。组成元素相同的物质互为同素异形体。( () )分析分析: :。组成元素相同的不同单质互为同素异形体。组成元素相同的不同单质互为同素异形体。(2)(2)由石墨制取金刚石属于物理变化。由石墨制取金刚石属于物理变化。( () )分析分析: :。石墨与金刚石属于不同物质。石墨与金刚石属于不同物质, ,二者之间的转化属于化学变化。二者之间的转化属于化学变化。(3)(3)碳酸钠与酸反应但与碱不反应。碳酸钠与酸反应但与碱不反应。( () )分析分析: :。碳酸钠既可以与酸反应。碳酸钠既可以与酸反应, ,也可以与氢氧化钙反应。也可以与氢氧化钙反应。(4)(4)碳酸钠与碳酸氢钠可以相互转

7、化。碳酸钠与碳酸氢钠可以相互转化。( () )分析分析: :。碳酸钠溶液通入二氧化碳生成碳酸氢钠。碳酸钠溶液通入二氧化碳生成碳酸氢钠, ,碳酸氢钠固体加热碳酸氢钠固体加热分解可以生成碳酸钠。分解可以生成碳酸钠。 2.2.下列物质互为同素异形体的是下列物质互为同素异形体的是( () )A.CaCOA.CaCO3 3和和MgCOMgCO3 3B.B.碳酸钠和碳酸氢钠碳酸钠和碳酸氢钠C.OC.O2 2和和O O3 3D.NaD.Na和和NaNa+ +【解析【解析】选选C C。由同种元素组成的性质不同的单质是同素异形体。由同种元素组成的性质不同的单质是同素异形体。3.(LK3.(LK必修必修1 1P7

8、2P72改编改编) )下列叙述中下列叙述中, ,正确的是正确的是( () )A.A.由一种元素组成的物质一定是纯净物由一种元素组成的物质一定是纯净物B.B.金刚石、石墨和金刚石、石墨和C C6060都是由碳元素组成的都是由碳元素组成的C.C.石墨转化为金刚石不属于化学变化石墨转化为金刚石不属于化学变化D.CD.C6060是新发现的一种碳的化合物是新发现的一种碳的化合物【解析【解析】选选B B。A A项金刚石、石墨都是碳元素组成的单质项金刚石、石墨都是碳元素组成的单质, ,两者组成的两者组成的物质是混合物物质是混合物;B;B项金刚石、石墨和项金刚石、石墨和C C6060都是由碳元素组成的都是由碳

9、元素组成的,B,B正确正确;C;C项石墨转化为金刚石属于化学变化项石墨转化为金刚石属于化学变化;D;D项项C C6060是一种单质而不是化合物。是一种单质而不是化合物。4.4.下列物质中分别加入足量醋酸下列物质中分别加入足量醋酸, ,会产生相同气体的是会产生相同气体的是( () )大理石大理石; ;石灰石石灰石; ;小苏打小苏打; ;贝壳贝壳; ;纯碱纯碱A.A.B.B.C.C.D.D.【解析【解析】选选D D。五种物质与醋酸反应都会产生。五种物质与醋酸反应都会产生COCO2 2气体。气体。5.5.除去除去NaNa2 2COCO3 3固体中混有的少量固体中混有的少量NaHCONaHCO3 3可

10、采取的方法是可采取的方法是( () )A.A.溶于水加入适量溶于水加入适量CaClCaCl2 2溶液溶液 B.B.加入过量氢氧化钠溶液加入过量氢氧化钠溶液C.C.将混合物加热将混合物加热 D.D.加入稀盐酸加入稀盐酸【解析【解析】选选C C。加入。加入CaClCaCl2 2溶液后与碳酸钠生成碳酸钙沉淀溶液后与碳酸钠生成碳酸钙沉淀,A,A错错;NaHCO;NaHCO3 3与氢氧化钠反应生成与氢氧化钠反应生成NaNa2 2COCO3 3, ,但使用过量氢氧化钠会引但使用过量氢氧化钠会引入杂质入杂质,B,B错错;NaHCO;NaHCO3 3受热分解为受热分解为NaNa2 2COCO3 3,C,C正确

11、正确; ;盐酸与碳酸钠、碳盐酸与碳酸钠、碳酸氢钠都发生反应酸氢钠都发生反应,D,D错。错。6.(LK6.(LK必修必修1 1P72P72改编改编) )下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的比较正确的下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的比较正确的是是( () )A.A.碳酸氢钠的热稳定性比碳酸钠的强碳酸氢钠的热稳定性比碳酸钠的强B.B.与盐酸反应放出等量的二氧化碳消耗碳酸钠的质量小于碳酸氢钠与盐酸反应放出等量的二氧化碳消耗碳酸钠的质量小于碳酸氢钠C.C.等质量的固体与等浓度的盐酸分别反应时等质量的固体与等浓度的盐酸分别反应时, ,碳酸氢钠反应的速率快碳酸氢钠反应的速率快D.D.等物质的量的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐

12、酸反应等物质的量的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐酸反应, ,前者消耗的前者消耗的盐酸少盐酸少【解析【解析】选选C C。NaHCONaHCO3 3受热容易分解受热容易分解,A,A项错误。放出项错误。放出1 mol CO1 mol CO2 2消耗消耗NaNa2 2COCO3 3106 g,106 g,消耗消耗NaHCONaHCO3 384 g,B84 g,B项错误。项错误。NaHCONaHCO3 3与盐酸反应的速率比与盐酸反应的速率比NaNa2 2COCO3 3要快要快, ,这是因为这是因为HC +HHC +H+ +=H H2 2O+COO+CO2 2, ,而而C C 与与H H+ +结合生成结合生

13、成COCO2 2分两步进行分两步进行, ,先要生成先要生成HC ,HC ,然后再生成然后再生成COCO2 2,C,C项正确。项正确。1 mol Na1 mol Na2 2COCO3 3消耗消耗2 mol HCl2 mol HCl, ,而而1 mol NaHCO1 mol NaHCO3 3消耗消耗1 mol HCl,D1 mol HCl,D项错误。项错误。3O23O3O7.7.下列既能跟下列既能跟NaOHNaOH溶液反应、又能跟盐酸反应的是溶液反应、又能跟盐酸反应的是( () )A.NaA.Na2 2COCO3 3溶液溶液B.CaCOB.CaCO3 3C.NaHCOC.NaHCO3 3溶液溶液D

14、.NaD.Na2 2SOSO4 4溶液溶液【解析【解析】选选C C。NaNa2 2COCO3 3不与氢氧化钠反应不与氢氧化钠反应,CaCO,CaCO3 3不与氢氧化钠反不与氢氧化钠反应应,Na,Na2 2SOSO4 4与盐酸、氢氧化钠都不反应与盐酸、氢氧化钠都不反应, ,故选故选C C。一、同素异形体的理解及碳的同素异形体一、同素异形体的理解及碳的同素异形体思考探究思考探究: :自然界中存在的金刚石、石墨以及人工合成的足球烯自然界中存在的金刚石、石墨以及人工合成的足球烯(C(C6060) )等都是由等都是由碳元素形成的。石墨因其良好的导电性常用作电极碳元素形成的。石墨因其良好的导电性常用作电极

15、, ,金刚石硬度极大金刚石硬度极大可作玻璃刻刀可作玻璃刻刀, ,而足球烯因为特殊的结构常用作催化剂的载体。而足球烯因为特殊的结构常用作催化剂的载体。结合上述信息及相关知识结合上述信息及相关知识, ,思考下列问题思考下列问题: :(1)(1)金刚石、石墨和金刚石、石墨和C C6060均是由碳元素构成的单质均是由碳元素构成的单质, ,为什么物理性质不为什么物理性质不同同? ?(2)(2)它们的化学性质相同吗它们的化学性质相同吗? ?【归纳总结【归纳总结】1.1.正确理解同素异形体的概念正确理解同素异形体的概念: :(1)(1)构成同素异形体的三个要素。构成同素异形体的三个要素。必须由同一种元素组成

16、。必须由同一种元素组成。必须是单质。必须是单质。必须具有不同的结构。必须具有不同的结构。(2)(2)构成同素异形体的两种方式。构成同素异形体的两种方式。单质中原子的排列方式不同单质中原子的排列方式不同, ,如金刚石和石墨。如金刚石和石墨。单质中原子的数目不同单质中原子的数目不同, ,如如O O2 2和和O O3 3。 2.2.碳的同素异形体碳的同素异形体: : 质物质物内容内容金刚石金刚石(C)(C)石墨石墨(C)(C)C C6060外观外观无色透明晶体无色透明晶体深灰色、不透明的深灰色、不透明的磷片状有金属光泽磷片状有金属光泽固体固体灰黑色固体灰黑色固体结构结构硬度硬度硬度很大硬度很大质软质

17、软, ,在纸上可留在纸上可留痕迹痕迹导电性导电性不导电不导电良好良好不导电不导电3.3.同素异形体的性质同素异形体的性质: :(1)(1)物理性质物理性质: :由于结构上的差异由于结构上的差异, ,同素异形体的物理性质同素异形体的物理性质, ,如颜色、熔如颜色、熔沸点、硬度等有较大的差异。沸点、硬度等有较大的差异。(2)(2)化学性质化学性质: :由于同素异形体组成元素相同由于同素异形体组成元素相同, ,因此化学性质基本相同因此化学性质基本相同, ,如金刚石、石墨在高温下与氧气反应都生成二氧化碳。如金刚石、石墨在高温下与氧气反应都生成二氧化碳。【点拨【点拨】同素异形体的存在与性质同素异形体的存

18、在与性质(1)(1)金属元素无同素异形体金属元素无同素异形体, ,部分非金属元素有同素异形体。部分非金属元素有同素异形体。(2)(2)同素异形体之间的转化一定属于化学变化同素异形体之间的转化一定属于化学变化, ,但不是氧化还原反应。但不是氧化还原反应。(3)(3)同种元素组成的物质不一定是纯净物同种元素组成的物质不一定是纯净物, ,如石墨和金刚石组成的物质如石墨和金刚石组成的物质就是混合物。就是混合物。(4)(4)同素异形体物理性质不同同素异形体物理性质不同, ,但是化学性质几乎相同。但是化学性质几乎相同。 【典题训练【典题训练】(2015(2015武汉高一检测武汉高一检测) )据报道据报道,

19、 ,科学家已成功由科学家已成功由N N2 2合成合成了少量了少量N N4 4、 , ,下列有关说法正确的是下列有关说法正确的是( () )A.NA.N4 4、 互为同素异形体互为同素异形体B.NB.N4 4、N N2 2的组成元素相同的组成元素相同, ,因此性质完全相同因此性质完全相同C.28 gC.28 g的的N N4 4和和N N2 2的混合物中所含氮原子数为的混合物中所含氮原子数为2 2NA AD.D. 的摩尔质量是的摩尔质量是71 g71 gmolmol-1-15N5N5N【解题指南【解题指南】解答本题需注意以下解答本题需注意以下3 3点点: :(1)(1)同素异形体是同种元素形成的不

20、同单质。同素异形体是同种元素形成的不同单质。(2)(2)结构决定物质的性质。结构决定物质的性质。(3)(3)摩尔质量在数值上等于相对分子质量。摩尔质量在数值上等于相对分子质量。【解析【解析】选选C C。同种元素形成的不同单质之间互称同素异形体。同种元素形成的不同单质之间互称同素异形体,N,N4 4是氮是氮元素形成的单质元素形成的单质, ,但是但是 属于离子属于离子, ,故故A A错错;N;N4 4与与N N2 2互为同素异形体互为同素异形体, ,二二者的物理性质不同者的物理性质不同, ,化学性质相近化学性质相近,B,B错错;N;N4 4与与N N2 2均是由氮原子组成的均是由氮原子组成的, ,

21、因此因此28 g28 g的混合物中氮原子为的混合物中氮原子为2 mol,2 mol,数目为数目为2 2NA A,C,C正确正确; ; 的摩尔质的摩尔质量应是量应是70 g70 gmolmol-1-1,D,D错。错。5N5N【方法规律【方法规律】解答同素异形体问题的关键点解答同素异形体问题的关键点(1)(1)组成元素是同一种组成元素是同一种化学性质相似化学性质相似; ;(2)(2)分子组成与结构不同分子组成与结构不同物理性质有差异物理性质有差异; ;(3)(3)物质类别属于单质物质类别属于单质既不是化合物也不能是混合物。既不是化合物也不能是混合物。 【对点训练【对点训练】下列说法正确的是下列说法

22、正确的是( () )A.A.金刚石、石墨和金刚石、石墨和C C6060性质不同的根本原因是所含碳原子的数目不同性质不同的根本原因是所含碳原子的数目不同B.B.金刚石、石墨和金刚石、石墨和C C6060在氧气中完全燃烧都生成二氧化碳在氧气中完全燃烧都生成二氧化碳C.CC.C6060、P P4 4互为同素异形体互为同素异形体D.HD.H2 2O O和和H H2 2O O2 2互为同素异形体互为同素异形体【解析【解析】选选B B。金刚石、石墨和。金刚石、石墨和C C6060性质不同的根本原因是碳原子排列性质不同的根本原因是碳原子排列的方式不同的方式不同, ,即结构不同即结构不同,A,A不正确不正确;

23、 ;金刚石、石墨和金刚石、石墨和C C6060都由碳元素组都由碳元素组成成, ,与足量氧气反应产物都是二氧化碳与足量氧气反应产物都是二氧化碳,B,B正确正确;C;C6060、P P4 4不是由同种元素不是由同种元素组成的组成的,C,C不正确不正确; ;同素异形体的研究对象是单质同素异形体的研究对象是单质,H,H2 2O O和和H H2 2O O2 2属于化合属于化合物物,D,D不正确。不正确。【补偿训练【补偿训练】1.(1.(双选双选) )下列各项是某科学工作者列举的说明金刚石下列各项是某科学工作者列举的说明金刚石和石墨两种单质是碳的同素异形体的依据。你认为依据充分的是和石墨两种单质是碳的同素

24、异形体的依据。你认为依据充分的是( () )A.A.高温、高压条件下高温、高压条件下, ,石墨能转化成金刚石石墨能转化成金刚石, ,且它们之间的转化是化且它们之间的转化是化学变化学变化B.B.金刚石和石墨的化学性质差别很大金刚石和石墨的化学性质差别很大C.C.在一定温度下在一定温度下, ,金刚石和石墨在纯净的足量的氧气中燃烧都只产金刚石和石墨在纯净的足量的氧气中燃烧都只产生二氧化碳生二氧化碳D.D.金刚石和石墨的物理性质差别较大金刚石和石墨的物理性质差别较大【解析【解析】选选A A、C C。由。由A A项可知石墨与金刚石是两种不同的物质项可知石墨与金刚石是两种不同的物质, ,由由C C项项知金

25、刚石和石墨均是由碳元素组成的。结合此两项即可说明金刚石和知金刚石和石墨均是由碳元素组成的。结合此两项即可说明金刚石和石墨是由同一元素石墨是由同一元素( (碳元素碳元素) )组成的结构、性质不同的单质。组成的结构、性质不同的单质。B B、D D两项两项只能说明金刚石和石墨是两种不同的物质。只能说明金刚石和石墨是两种不同的物质。2.2.美国和墨西哥的研究人员将普通纳米银微粒分散到纳米泡沫碳美国和墨西哥的研究人员将普通纳米银微粒分散到纳米泡沫碳( (碳碳的第五种单质形态的第五种单质形态) )中中, ,得到不同形状的纳米银微粒得到不同形状的纳米银微粒, ,该纳米银微粒能该纳米银微粒能有效杀死艾滋病病毒

26、有效杀死艾滋病病毒(HIV-1),(HIV-1),下列说法正确的是下列说法正确的是( () )A.A.纳米泡沫碳与金刚石是同素异形体纳米泡沫碳与金刚石是同素异形体B.B.纳米泡沫碳的性质与石墨的性质完全相同纳米泡沫碳的性质与石墨的性质完全相同C.C.纳米泡沫碳是碳元素的一种新型化合物纳米泡沫碳是碳元素的一种新型化合物D.D.纳米泡沫碳不能在氧气中燃烧纳米泡沫碳不能在氧气中燃烧【解析【解析】选选A A。纳米泡沫碳与金刚石都是碳的单质形态。纳米泡沫碳与金刚石都是碳的单质形态, ,同种元素形成同种元素形成的不同单质互称为同素异形体。纳米泡沫碳的化学性质与石墨相似的不同单质互称为同素异形体。纳米泡沫碳

27、的化学性质与石墨相似, ,可在氧气中燃烧可在氧气中燃烧, ,但物理性质不同。但物理性质不同。二、碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别及相互转化二、碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别及相互转化典题探究典题探究:1.(2015:1.(2015衡水高一检测衡水高一检测) )有两个分别装有有两个分别装有NaNa2 2COCO3 3和和NaHCONaHCO3 3固固体的试剂瓶体的试剂瓶, ,因标签脱落而无法区分。有四位同学为鉴别它们因标签脱落而无法区分。有四位同学为鉴别它们, ,分别设分别设计了下列四种不同的方法计了下列四种不同的方法, ,其中不可行的是其中不可行的是( () )A.A.分别取样配成溶液分别取样配成溶液, ,再加

28、入澄清石灰水再加入澄清石灰水, ,观察是否有沉淀生成观察是否有沉淀生成B.B.分别取样配成溶液后分别取样配成溶液后, ,逐滴加入相同浓度和相同体积的稀盐酸逐滴加入相同浓度和相同体积的稀盐酸, ,观察观察反应的快慢反应的快慢C.C.分别取样加热分别取样加热, ,再检验是否有使澄清石灰水变浑浊的气体产生再检验是否有使澄清石灰水变浑浊的气体产生D.D.分别取样加热分别取样加热, ,称量加热前后的固体质量称量加热前后的固体质量【解题指南【解题指南】解答本题要注意以下解答本题要注意以下3 3点点: :(1)(1)碳酸钠与碳酸氢钠的性质区别在于阴离子不同。碳酸钠与碳酸氢钠的性质区别在于阴离子不同。(2)(

29、2)澄清石灰水与碳酸钠、碳酸氢钠都反应澄清石灰水与碳酸钠、碳酸氢钠都反应, ,产生沉淀。产生沉淀。(3)(3)碳酸钠溶液中逐滴滴加盐酸时碳酸钠溶液中逐滴滴加盐酸时, ,开始时无气泡。开始时无气泡。【解析【解析】选选A A。NaNa2 2COCO3 3+Ca(OH)+Ca(OH)2 2=CaCOCaCO3 3+2NaOH,2NaHCO+2NaOH,2NaHCO3 3+Ca(OH)+Ca(OH)2 2=CaCO=CaCO3 3+Na+Na2 2COCO3 3+2H+2H2 2O,O,现象相同现象相同,A,A项不可行项不可行; ;向向NaNa2 2COCO3 3中滴加盐中滴加盐酸发生酸发生NaNa2

30、 2COCO3 3+HCl=NaHCO+HCl=NaHCO3 3+NaCl+NaClNaHCONaHCO3 3+HCl=NaCl+CO+HCl=NaCl+CO2 2+H+H2 2O,O,开始无明显现象开始无明显现象, ,后有无色气体产生后有无色气体产生, ,向向NaHCONaHCO3 3中滴加盐酸发中滴加盐酸发生反应生反应, ,立即有无色气体产生立即有无色气体产生,B,B可以可以;2NaHCO;2NaHCO3 3 Na Na2 2COCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O,Ca(OH)O,Ca(OH)2 2+CO+CO2 2=CaCO=CaCO3 3+H+H2 2O,CO,C项可以项可以

31、;NaHCO;NaHCO3 3受热分解受热分解, ,质量质量减少减少,Na,Na2 2COCO3 3加热前后质量不变加热前后质量不变,D,D项可以。项可以。2.(20152.(2015镇江高一检测镇江高一检测) )下列叙述中正确的是下列叙述中正确的是( () )A.A.等物质的量的等物质的量的NaHCONaHCO3 3和和NaNa2 2COCO3 3分别与足量盐酸反应分别与足量盐酸反应, ,在同温同压下在同温同压下, ,生成的生成的COCO2 2体积不相同体积不相同B.B.向向NaNa2 2COCO3 3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸, ,生成的生成的COCO

32、2 2与原与原NaNa2 2COCO3 3的物质的量之比为的物质的量之比为1212C.NaHCOC.NaHCO3 3能转化成能转化成NaNa2 2COCO3 3, ,但但NaNa2 2COCO3 3不能转化成不能转化成NaHCONaHCO3 3D.D.向向NaNa2 2COCO3 3饱和溶液中通入饱和溶液中通入COCO2 2, ,有有NaHCONaHCO3 3结晶析出结晶析出【解题指南【解题指南】解答本题需注意以下两点解答本题需注意以下两点: :(1)Na(1)Na2 2COCO3 3溶液中逐滴加入盐酸先转化为溶液中逐滴加入盐酸先转化为HC ,HC ,再转化为再转化为COCO2 2。(2)Na

33、HCO(2)NaHCO3 3的溶解度小于的溶解度小于NaNa2 2COCO3 3。3O【解析【解析】选选D D。A A项项, ,根据碳原子守恒根据碳原子守恒, ,等物质的量的等物质的量的NaHCONaHCO3 3和和NaNa2 2COCO3 3分分别与足量盐酸反应别与足量盐酸反应, ,在同温同压下在同温同压下, ,生成的生成的COCO2 2体积相同体积相同;B;B项项, ,发生反发生反应应:C +H:C +H+ +=HC ,HC ,不生成不生成COCO2 2;C;C项项, ,能相互转化能相互转化:NaHCO:NaHCO3 3+NaOH+NaOH=NaNa2 2COCO3 3+H+H2 2O,N

34、aO,Na2 2COCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O=O=2NaHCO2NaHCO3 3;D;D项项, ,向饱和向饱和NaNa2 2COCO3 3溶液溶液中通入中通入COCO2 2时发生反应时发生反应:Na:Na2 2COCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O=O=2NaHCO2NaHCO3 3, ,反应中消耗反应中消耗H H2 2O,O,且生成的且生成的NaHCONaHCO3 3溶解度小、质量多溶解度小、质量多, ,故故NaHCONaHCO3 3会结晶析出。会结晶析出。3O23O【归纳总结【归纳总结】1.1.固体的鉴别方法固体的鉴别方法: :(1)(1)加热加热: :产生使

35、石灰水变浑浊气体的是产生使石灰水变浑浊气体的是NaHCONaHCO3 3。(2)(2)加酸加酸:NaHCO:NaHCO3 3比比NaNa2 2COCO3 3反应剧烈。反应剧烈。(3)(3)加少量水加少量水:Na:Na2 2COCO3 3结块且有明显的热量变化。结块且有明显的热量变化。2.2.溶液的鉴别方法溶液的鉴别方法: :(1)(1)沉淀法沉淀法: :滴加氯化钡或氯化钙溶液滴加氯化钡或氯化钙溶液, ,有沉淀生成的是有沉淀生成的是NaNa2 2COCO3 3, ,无变化无变化的是的是NaHCONaHCO3 3。(2)(2)气体法气体法: :逐滴加入稀盐酸立即产生气体的是逐滴加入稀盐酸立即产生气

36、体的是NaHCONaHCO3 3, ,开始不产生气开始不产生气体体, ,滴加一定稀盐酸才产生气体的是滴加一定稀盐酸才产生气体的是NaNa2 2COCO3 3。(3)(3)酚酞法酚酞法: :等浓度等浓度NaNa2 2COCO3 3和和NaHCONaHCO3 3溶液中滴入溶液中滴入2 2滴酚酞溶液滴酚酞溶液, ,溶液变红溶液变红较深的是较深的是NaNa2 2COCO3 3, ,较浅的是较浅的是NaHCONaHCO3 3。3.3.二者的相互转化二者的相互转化: :NaNa2 2COCO3 3 NaHCO NaHCO3 3(1)Na(1)Na2 2COCO3 3NaHCONaHCO3 3。向碳酸钠溶液

37、中通入足量的二氧化碳向碳酸钠溶液中通入足量的二氧化碳, ,可使碳酸钠转化为碳酸氢钠可使碳酸钠转化为碳酸氢钠, ,反应方程式为反应方程式为NaNa2 2COCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O=O=2NaHCO2NaHCO3 3。向碳酸钠溶液中逐滴加入适量盐酸可使碳酸钠转化为碳酸氢钠向碳酸钠溶液中逐滴加入适量盐酸可使碳酸钠转化为碳酸氢钠, ,反反应方程式为应方程式为NaNa2 2COCO3 3+HCl=NaHCO+HCl=NaHCO3 3+NaCl +NaCl (2)NaHCO(2)NaHCO3 3NaNa2 2COCO3 3。固体固体: :碳酸氢钠固体受热可完全分解为碳酸钠、水和二氧化

38、碳碳酸氢钠固体受热可完全分解为碳酸钠、水和二氧化碳, ,反应反应方程式为方程式为2NaHCO2NaHCO3 3 Na Na2 2COCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O O。溶液溶液: :向碳酸氢钠溶液中加入适量氢氧化钠可使碳酸氢钠转化为碳向碳酸氢钠溶液中加入适量氢氧化钠可使碳酸氢钠转化为碳酸钠酸钠, ,反应方程式为反应方程式为NaHCONaHCO3 3+NaOH=+NaOH=NaNa2 2COCO3 3+H+H2 2O O。【警示【警示】(1)Na(1)Na2 2COCO3 3溶液与盐酸反应时溶液与盐酸反应时, ,滴加方式不同滴加方式不同, ,反应不同反应不同, ,现象现象不同不同,

39、 ,产生产生COCO2 2的量也不一定相同。的量也不一定相同。(2)(2)不能利用不能利用Ca(OH)Ca(OH)2 2或或Ba(OH)Ba(OH)2 2溶液来鉴别溶液来鉴别NaNa2 2COCO3 3和和NaHCONaHCO3 3溶液溶液, ,因两因两者现象相同都产生白色沉淀。者现象相同都产生白色沉淀。 【拓展深化【拓展深化】饱和碳酸钠溶液中通入饱和碳酸钠溶液中通入COCO2 2会生成白色沉淀的原因会生成白色沉淀的原因饱和碳酸钠溶液中通入饱和碳酸钠溶液中通入COCO2 2发生的反应为发生的反应为NaNa2 2COCO3 3+H+H2 2O+COO+CO2 2=2NaHCO2NaHCO3 3。

40、产生白色沉淀的原因有三点。产生白色沉淀的原因有三点: :(1)NaHCO(1)NaHCO3 3的溶解度比的溶解度比NaNa2 2COCO3 3小小; ;(2)(2)反应中有水参与反应中有水参与, ,导致溶剂质量减少导致溶剂质量减少; ;(3)(3)生成生成NaHCONaHCO3 3的质量大于的质量大于NaNa2 2COCO3 3的质量的质量, ,导致溶质质量增加。导致溶质质量增加。【对点训练【对点训练】纯净的碳酸钠纯净的碳酸钠agag; ;碳酸钠与碳酸氢钠的混合物碳酸钠与碳酸氢钠的混合物agag, ,两者相比下列各两者相比下列各种情况的描述正确的是种情况的描述正确的是( () )A.A.分别和

41、盐酸完全反应时分别和盐酸完全反应时, ,混合物的耗酸量大混合物的耗酸量大B.B.分别和盐酸完全反应时分别和盐酸完全反应时, ,纯净的碳酸钠放出的纯净的碳酸钠放出的COCO2 2多多C.C.分别溶于水分别溶于水, ,再加入足量澄清石灰水再加入足量澄清石灰水, ,混合物得到的沉淀质量大混合物得到的沉淀质量大D.D.分别配成等体积溶液分别配成等体积溶液, ,混合物溶液中的混合物溶液中的NaNa+ +的物质的量浓度大的物质的量浓度大【解析【解析】选选C C。同质量的。同质量的NaNa2 2COCO3 3比比NaHCONaHCO3 3耗酸量要多耗酸量要多, ,但是产生的但是产生的COCO2 2要要少少,

42、 ,故故A A、B B项均错误项均错误; ;同质量的两组物质同质量的两组物质, ,混合物含的碳元素较多混合物含的碳元素较多, ,故最故最终转化成终转化成CaCOCaCO3 3沉淀的质量就大沉淀的质量就大,C,C项正确项正确; ;同质量的同质量的NaNa2 2COCO3 3比比NaHCONaHCO3 3所所含含NaNa+ +的物质的量大的物质的量大, ,故配成等体积溶液后纯净的碳酸钠溶液中的故配成等体积溶液后纯净的碳酸钠溶液中的NaNa+ +的物质的量浓度大的物质的量浓度大, ,故故D D项错误。项错误。【补偿训练【补偿训练】下列实验方案中下列实验方案中, ,不能测定不能测定NaNa2 2COC

43、O3 3和和NaHCONaHCO3 3混合物中混合物中NaNa2 2COCO3 3的质量分数的是的质量分数的是( () )A.A.取取agag混合物充分加热混合物充分加热, ,减重减重bgbgB.B.取取agag混合物与足量稀盐酸充分反应混合物与足量稀盐酸充分反应, ,加热、蒸干、灼烧加热、蒸干、灼烧, ,得得bgbg固体固体C.C.取取agag混合物与足量稀硫酸充分反应混合物与足量稀硫酸充分反应, ,逸出气体用碱石灰吸收逸出气体用碱石灰吸收, ,增重增重bgbgD.D.取取agag混合物与足量混合物与足量Ba(OH)Ba(OH)2 2溶液充分反应溶液充分反应, ,过滤、洗涤、烘干过滤、洗涤、

44、烘干, ,得得bgbg固体。固体。【解析【解析】选选C C。A A中中: :将混合物加热时将混合物加热时NaHCONaHCO3 3分解分解, ,则则2NaHCO2NaHCO3 3 Na Na2 2COCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2OOmm84842 2 62 62m(NaHCOm(NaHCO3 3) ) b b故故m(NaHCOm(NaHCO3 3)= b,)= b,m(Nam(Na2 2COCO3 3)=a- b)=a- b。w(Naw(Na2 2COCO3 3)= )= 100%=1-100%=1- 。8431843123m Na COa84 b31 aB B中中: :取取ag

45、ag混合物与足量盐酸发生反应混合物与足量盐酸发生反应: :NaNa2 2COCO3 3+2HCl=CO+2HCl=CO2 2+H+H2 2O +2NaClO +2NaCl106106 58.5 58.52 2m(Nam(Na2 2COCO3 3) ) m m1 1(NaCl)(NaCl)NaHCONaHCO3 3+HCl=NaCl+H+HCl=NaCl+H2 2O+COO+CO2 28484 58.5 58.5m(NaHCOm(NaHCO3 3) ) m m2 2(NaCl)(NaCl)可列方程组如下可列方程组如下: :m(Nam(Na2 2COCO3 3)+m(NaHCO)+m(NaHCO3

46、 3)=a)=am m1 1(NaCl)+m(NaCl)+m2 2(NaCl)=b(NaCl)=b可求得可求得m(Nam(Na2 2COCO3 3),),进而求得质量分数。进而求得质量分数。C C中中: :取取agag混合物加入足量稀硫酸时混合物加入足量稀硫酸时, ,发生反应发生反应NaNa2 2COCO3 3+H+H2 2SOSO4 4=COCO2 2+H+H2 2O+NaO+Na2 2SOSO4 42NaHCO2NaHCO3 3+H+H2 2SOSO4 4=2CO2CO2 2+2H+2H2 2O+NaO+Na2 2SOSO4 4因逸出的气体中既包括因逸出的气体中既包括COCO2 2气体气体

47、, ,又包括水蒸气又包括水蒸气, ,且无法确定二者关系且无法确定二者关系, ,故依据增重故依据增重bgbg无法进行计算。无法进行计算。D D中中: :取取agag混合物加入足量混合物加入足量Ba(OH)Ba(OH)2 2溶液时溶液时, ,发生反应发生反应Ba(OH)Ba(OH)2 2+Na+Na2 2COCO3 3=BaCO=BaCO3 3+2NaOH+2NaOH 106 106 197 197 m(Na m(Na2 2COCO3 3) m) m1 1(BaCO(BaCO3 3) )Ba(OH)Ba(OH)2 2+NaHCO+NaHCO3 3=BaCOBaCO3 3+NaOH+H+NaOH+H

48、2 2O O 84 84 197 197 m(NaHCO m(NaHCO3 3) m) m2 2(BaCO(BaCO3 3) )可列方程组如下可列方程组如下: :m(Nam(Na2 2COCO3 3)+m(NaHCO)+m(NaHCO3 3)=a)=am m1 1(BaCO(BaCO3 3)+m)+m2 2(BaCO(BaCO3 3)=b)=b可求得可求得m(Nam(Na2 2COCO3 3),),进而求得质量分数。进而求得质量分数。碳酸钠、碳酸氢钠热稳定性的比较碳酸钠、碳酸氢钠热稳定性的比较【合作探究【合作探究】分析上述甲、乙两套装置分析上述甲、乙两套装置, ,回答下列相关问题。回答下列相关问题。1.1.在甲图所示装置中分别加入在甲图所示装置中分别加入NaNa2 2COCO3 3、NaHCONaHCO3 3来探究其热稳定性的强来探究其热稳定性的强弱。分析在实验操作时甲装置有哪些缺点弱。分析在实验操作时甲装置有哪些缺点? ?提示提示: :反应不是同步进行反应不是同步进行, ,不能保证外部温度完全相同不能保证