新教材适用2024-2025学年高中化学第2章海水中的重要元素-钠和氯第1节钠及其化合物第4课时碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别除杂和计算学案新人教版必修第一册

第4课时碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别、除杂和计算学习目标1．能利用碳酸钠、碳酸氢钠的性质和反应，设计常见碳酸钠、碳酸氢钠的制备、分别、提纯、检验等简洁任务的方案。2．能进行定量计算。核心素养1．能依据实际条件并运用所学的化学学问和方法解决生产、生活中简洁的化学问题，培育学生的科学看法与社会责任。2．能通过碳酸钠、碳酸氢钠的鉴别，培育学生的证据意识，建立结论和证据之间的逻辑关系，培育证据推理与模型认知的实力。一、碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别与转化1．常用的鉴别方法2．常用的除杂(提纯)方法混合物(括号内为杂质)除杂方法或试剂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3．Na2CO3与NaHCO3的相互转化Na2CO3eq\o(,\s\up7(①溶液中通入足量CO2),\s\do5(②固体加热③溶液中加NaOH))NaHCO3，分别写出①②③的化学方程式：①Na2CO3＋CO2＋H2O=2NaHCO3；②2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O；③NaHCO3＋NaOH=Na2CO3＋H2O。正误推断(1)向Na2CO3饱和溶液中通入过量CO2，有NaHCO3结晶析出。(√)(2)Na2CO3和NaHCO3溶液分别和Ca(OH)2溶液反应，现象相同。(√)(3)用加热的方法可除去碳酸氢钠固体中的碳酸钠。(×)(4)用CaCl2溶液可以鉴别碳酸钠溶液与碳酸氢钠溶液。(√)(5)不用其他试剂不能鉴别Na2CO3溶液与盐酸。(×)应用体验1．现有两瓶无标签的无色溶液，分别装有Na2CO3和NaHCO3，用下列试剂或方法能将两者区分的是(A)①Ca(OH)2②盐酸③BaCl2④NaOH⑤加热A．②③ B．①③C．③④ D．②⑤2．有两支试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液，下列操作和推断正确的是(C)选项操作推断A分别加入澄清石灰水产生沉淀者为Na2CO3B分别加入等浓度的稀盐酸反应较猛烈者为Na2CO3C分别加入BaCl2溶液产生沉淀者为Na2CO3D逐滴加入等浓度的盐酸马上产生气泡者为Na2CO3解析：A项中发生的反应分别为Na2CO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋2NaOH，2NaHCO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，两者现象相同(产生白色沉淀)；B项滴加等浓度的稀盐酸时，NaHCO3溶液反应更猛烈；C项Na2CO3与BaCl2发生反应：Na2CO3＋BaCl2=BaCO3↓＋2NaCl，产生白色沉淀，NaHCO3与BaCl2不反应；D项逐滴加入等浓度的盐酸时，NaHCO3马上产生气泡，Na2CO3起先无气泡产生，过一会儿才产生气泡。归纳总结与量有关的碳酸盐的反应(1)NaOHeq\o(→,\s\up7(CO2),\s\do5(少量))Na2CO3eq\o(→,\s\up7(CO2),\s\do5(足量))NaHCO3。(2)Na2CO3eq\o(→,\s\up7(HCl),\s\do5(少量))NaHCO3eq\o(→,\s\up7(HCl),\s\do5(足量))NaCl。(3)酸式盐与碱的反应，可将少量的物质化学计量数定为“1”，过量物质依据须要确定计量数。二、碳酸钠与碳酸氢钠的相关计算1．Na2CO3、NaHCO3与足量盐酸反应的比较①生成CO2的速率NaHCO3快②耗酸量等质量Na2CO3耗酸多相同数目Na2CO3耗酸多③生成CO2的体积等质量NaHCO3产生的多相同数目相等2．图像分析法(1)盐酸逐滴加入Na2CO3溶液现象、原理分析及图像①现象：起先无明显现象，后有无色气体放出。②反应：无明显现象时反应的离子方程式为COeq\o\al(2－,3)＋H＋=HCOeq\o\al(－,3)，无色气体放出时反应的离子方程式为HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=CO2↑＋H2O。③定量关系：起先阶段与产生气体阶段消耗的盐酸相等，如图：(2)Na2CO3溶液逐滴滴入稀盐酸中现象、原理分析①现象：有无色气体放出。②反应的离子方程式：COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2O。③图像：起先就有气体生成，如图：(3)NaHCO3溶液与盐酸反应的现象、原理分析及图像①现象：向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，或向盐酸中逐滴加入NaHCO3溶液，现象相同：马上有气泡产生。②原理：HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=CO2↑＋H2O。③图像：向NaHCO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图所示。(4)向NaOH、Na2CO3混合液中滴加盐酸①NaOH＋HCl=NaCl＋H2O。②Na2CO3＋HCl=NaCl＋NaHCO3。③NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑。3．差量法计算差量法：在反应前后，物质的质量差和参与该反应的反应物或生成物的质量成正比关系。例如：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2OΔm168g106g62gNaHCO3受热分解时，当168gNaHCO3参与反应后，固体质量削减62g，实际参与反应的各物质的质量与反应前后固体质量差对应成比例。应用体验1．已知：①纯净的碳酸钠ag；②碳酸钠与碳酸氢钠的混合物ag。下列关于两者的比较描述正确的是(C)A．分别和盐酸完全反应时，混合物的耗酸量大B．分别和盐酸完全反应时，纯净的碳酸钠放出的CO2多C．分别溶于水，再加入足量澄清石灰水，混合物得到的沉淀质量大D．分别配成溶液，混合物溶液中的Na＋个数多2．将0.4gNaOH和1.06gNa2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的体积的关系的是(C)解析：溶液中滴加稀盐酸，先与OH－反应，再与COeq\o\al(2－,3)反应生成HCOeq\o\al(－,3)，最终稀盐酸将HCOeq\o\al(－,3)全部转化成CO2，三个阶段消耗的盐酸的体积为1︰1︰1，故选C。1．为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法不正确的是(D)A．Na2CO3溶液(NaHCO3)：加入适量的NaOH溶液B．NaHCO3溶液(Na2CO3)：通入过量的CO2气体C．Na2O2粉末(Na2O)：将混合物在氧气中加热D．Na2CO3溶液(Na2SO4)：加入适量Ba(OH)2溶液，过滤解析：NaHCO3＋NaOH=Na2CO3＋H2O，由于NaOH适量，A项可以将少量的NaHCO3除去；Na2CO3＋CO2＋H2O=2NaHCO3，B项可以将少量的Na2CO3转化为NaHCO3而除去；2Na2O＋O22Na2O2，C项可以将少量的Na2O转化为Na2O2而除去；Na2CO3＋Ba(OH)2=BaCO3↓＋2NaOH，Ba(OH)2＋Na2SO4=BaSO4↓＋2NaOH，虽然除去了Na2SO4，但又引入了新的杂质NaOH，而且消耗了Na2CO3，D项错误。2．向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加稀盐酸，CO2的生成量与加入盐酸的体积(V)的关系如图所示。下列推断正确的是(B)A．在O～a范围内，只发生中和反应B．ab段发生反应的离子方程式为HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=H2O＋CO2↑C．a＜0.2D．向原混合溶液中通入过量的CO2，得到Na2CO3溶液3．分别取等浓度的氢氧化钠溶液各100mL，再通入肯定量的CO2，随后分别各取20mL溶液，向其中逐滴滴入盐酸，在标准状况下产生CO2的体积(y轴)与所加入盐酸的体积(x轴)的关系如图(分A、B两种状况)：(1)在A状况下，溶质是_NaOH、Na2CO3__(填化学式)。(2)在B状况下，溶质是_Na2CO3、NaHCO3__(填化学式)。解析：