第07讲-碳酸钠和碳酸氢钠(原卷版)

第07讲碳酸钠和碳酸氢钠【学习目标】1．掌握碳酸钠和碳酸氢钠的性质，知道二者的鉴别方法。2．了解碳酸钠和碳酸氢钠在生产生活中的应用。3．了解定量测定某物质含量的原理、方法【基础知识】一、探究碳酸氢钠用作膨松剂的作用原理1．探究实验（1）实验步骤实验①：按图1所示装置组装仪器，加入10g碳酸氢钠，并充分加热，观察现象。实验②：将充分加热后的物质取下，冷却至室温，更换带有导气管的橡胶塞，如图2所示，向试管中加入足量盐酸，观察现象。实验③：若向图2中加入10g碳酸氢钠，再加入足量盐酸，观察现象。（2）实验现象实验现象①加热一段时间后，澄清石灰水______________②澄清石灰水______________③加入盐酸后，澄清石灰水迅速变浑浊，且浑浊程度比探究活动1中的（1）、（2）_______2．Na2CO3与NaHCO3的物理性质名称碳酸钠碳酸氢钠化学式Na2CO3NaHCO3俗名_______或______________颜色、状态白色_______细小白色_______水溶性易溶于水水中易溶，比Na2CO3的溶解度_______3．Na2CO3与NaHCO3的化学性质（1）热稳定性①Na2CO3稳定，受热难分解。②NaHCO3不稳定，受热易分解，反应；____________________________（2）与足量酸（如盐酸）反应①Na2CO3：___________________________________②NaHCO3：___________________________________（3）碱性：Na2CO3与NaHCO3溶液均显碱性，且相同情况下前者碱性_______。（4）与NaOH溶液反应①Na2CO3：不反应②NaHCO3：___________________________________（5）与足量石灰水反应①Na2CO3：__________________________________________②NaHCO3：__________________________________________4．Na2CO3与NaHCO3的相互转化二、膨松剂1．碳酸氢铵的不稳定性：___________________________________2．复合膨松剂的组成碳酸盐类如碳酸氢钠通常用量30%～50%作用是反应产生_______酸性物质如柠檬酸通常用量30%～40%作用是与碳酸盐反应，提升膨松剂的作用效果，调节产品酸碱度助剂指的是淀粉、脂肪酸等，通常用量10%～30%作用是防止膨松剂吸潮结块而失效，调节气体产生速率或使气体均匀产生【考点剖析】考点一：碳酸钠和碳酸氢钠的性质例1．下列是某兴趣小组根据教材实验设计的一个能说明碳酸钠与碳酸氢钠热稳定性的套管实验。请观察如下图所示实验装置，分析实验原理，并判断下列说法和做法，其中不科学的是（）。A．甲为小苏打，乙为纯碱B．要证明碳酸氢钠受热能产生水，可在小试管内塞上沾有无水硫酸铜粉末的棉花球C．加热不久就能看到A烧杯的澄清石灰水变浑浊D．整个实验过程中都没有发现A烧杯的澄清石灰水变浑浊【思维拓展】碳酸钠和碳酸氢钠的性质比较名称碳酸钠碳酸氢钠化学式Na2CO3NaHCO3俗名纯碱或苏打小苏打水溶液酸碱性碱性碱性，比相同浓度的Na2CO3的弱颜色、状态白色粉末状固体白色细小的晶体水溶性易溶于水可溶于水，溶解度比Na2CO3的小与盐酸反应及反应速率Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑相同条件下反应速率：NaHCO3比Na2CO3快与NaOH反应不反应NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O与足量Ca（OH）2反应Na2CO3+Ca（OH）2CaCO3↓+2NaOHNaHCO3+Ca（OH）2CaCO3↓+NaOH+H2O与CaCl2反应Na2CO3+CaCl2CaCO3↓+2NaCl不反应热稳定性受热难分解2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑用途化工原料、洗涤剂食品发酵、治疗胃酸过多、泡沫灭火器考点二：碳酸钠和碳酸氢钠的净化、鉴别和检验例2．（2021·佛山高一检测）某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，用不同的方法做了以下实验，如图Ⅰ～Ⅳ所示。（1）图Ⅰ、Ⅱ所示实验能够达到实验目的的是（填装置序号）____________；（2）图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为____________________________________，_____________________________________；（3）若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管B中装入的固体最好是__________；（4）另有两瓶溶液，已知分别是等物质的量浓度的K2CO3和NaHCO3，请你写出一种不同的鉴别方法。（写出简要操作、现象和结论）_________________________________________________________________。【思维拓展】碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别1．Na2CO3、NaHCO3的除杂序号混合物（括号内为杂质）除杂方法①Na2CO3（s）（NaHCO3）加热法②NaHCO3（aq）（Na2CO3）通入足量CO2③Na2CO3（aq）（NaHCO3）滴加适量NaOH溶液2．鉴别Na2CO3和NaHCO3考点三：碳酸钠、碳酸氢钠与酸的反应例3．向一定体积CaCl2和HCl的混合溶液中逐滴加入浓度为1mol·L－1的Na2CO3溶液，反应过程中加入的Na2CO3溶液的体积与产生沉淀或气体的质量关系如图所示。已知图中V1∶V2＝1∶2；当加入V2mLNa2CO3溶液时，所得溶液的浓度为1mol·L－1，体积为200mL。求：（1）加入V2mLNa2CO3溶液时，所得溶液的溶质是________。（2）原混合溶液中CaCl2和HCl的物质的量之比n（CaCl2）∶n（HCl）＝________。（3）m1＝________g，m2＝________g。【思维拓展】碳酸钠、碳酸氢钠与等浓度盐酸反应的规律1．碳酸钠与酸反应的过程（1）原因：CO32－碱性强，更容易与H+结合（2）过程：CO32－HCO3－CO2①先：Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3②后：NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O2．与等浓度盐酸反应的规律（1）放出CO2快慢：NaHCO3＞Na2CO3。（2）与足量盐酸反应耗酸量的比较①等质量的Na2CO3和NaHCO3，前者耗酸量多；②等物质的量的Na2CO3和NaHCO3，前者耗酸量多。（3）与足量盐酸反应生成CO2量的比较①等质量的Na2CO3和NaHCO3，后者生成CO2量多；②等物质的量的Na2CO3和NaHCO3，两者生成CO2量一样多。3．利用数形结合的思想理解碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸的反应（1）向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图甲所示。（2）向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图乙所示。（3）向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图丙所示（设NaOH、Na2CO3的物质的量之比为1∶1）。（4）向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图丁所示（设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比为1∶1）。考点四：混合物中碳酸钠或碳酸氢钠含量的测定实验例4．有一含NaCl、NaHCO3的混合物，某同学设计如图所示的实验装置，通过测量反应产生的CO2和H2O的质量，来确定该混合物中各组分的质量分数。请回答下列问题。（1）实验步骤：①按图（夹持仪器未画出）组装好实验装置后，首先进行的操作是_________。②称取样品，并将其放入硬质玻璃管中；称量装浓硫酸的洗气瓶C的质量和装碱石灰的U形管D的质量。③打开活塞K1、K2，关闭K3，缓缓鼓入空气数分钟，A中碱石灰的作用是_______。④关闭活塞K1、K2，打开K3，点燃酒精灯加热至不再产生气体。装置B中发生反应的化学方程式为_______________________________。⑤打开活塞K1，缓缓鼓入空气数分钟，拆下装置，再次称量洗气瓶C的质量和U形管D的质量。（2）实验方案的评价及数据处理①实验步骤⑤打开活塞K1，缓缓鼓入空气数分钟的目的是__________。②若样品质量为Wg，反应后C装置增加的质量为m1g，则D装置增重的质量为______g（用含m1的代数式表达），混合物中NaHCO3的质量分数为________（用含W、m1的代数式表示）。【举一反三】（1）E装置的作用是什么？（2）若缺少步骤⑤，则所测NaHCO3的质量分数偏高还是偏低？【思维拓展】实验测定混合物中碳酸钠或碳酸氢钠的含量的方法1．酸溶吸气法（1）测量原理①酸溶：Na2CO3+H2SO4Na2SO4+CO2↑+H2O或2NaHCO3+H2SO4Na2SO4+2CO2↑+2H2O②吸气：用碱石灰或NaOH溶液吸收CO2（2）实验细节①酸溶前，向装置中通入某不参与反应的气体（如N2）将装置中可能存在的CO2排出②加入的酸最好用难挥发性的稀硫酸，若用稀盐酸，得到的CO2气体中混有HCl气体③反应结束后，继续向装置中通入某不参与反应的气体（如N2）将装置中残留的CO2全部转移到吸收剂中④盛吸收剂的仪器后面连一个盛碱石灰好的干燥管或U形管，防止空气中的水蒸气和CO2进入吸收剂中，干扰实验2．加热差量法（1）测量原理：①加热：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑②测重：称量反应前后反应装置的质量：反应前m1g，反应后m2g（2）计算方法：差量法（样品质量为mg）2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑Δm2×8462x（m1－m2）g则有：＝，解得x＝g样品中NaHCO3的质量分数为：ω（NaHCO3）＝×100%样品中Na2CO3的质量分数为：ω（Na2CO3）＝1－×100%【过关检测】一、选择题1．泡打粉主要由三部分组成，是一种复合膨松剂，这三部分是（）。A．碱性物质、酸式盐和填充物B．酸性物质、酸式盐和填充物C．碱性物质、碱式盐和填充物D．中性物质、酸式盐和填充物2．除去Na2CO3固体中少量的NaHCO3的最佳方法是（）。A．加入适量盐酸B．加入NaOH溶液C．加热分解D．制成溶液后通入CO23．（双选）下列说法正确的是（）。A．（2018·江苏高考）NaHCO3受热易分解，可用于制胃酸中和剂B．（2018·江苏高考）转化NaHCO3（s）Na2CO3（s）NaOH（aq）能实现C．（2015·山东高考）用试管加热碳酸氢钠固体时使试管口竖直向上D．（2014·福建高考）小苏打是面包发酵粉的主要成分之一4．（2021·沧州高一检测）可用于治疗胃酸过多的物质是（）。A．氢氧化钠B．碳酸氢钠C．氯化铁D．氯化钠5．下列有关NaHCO3的说法中，正确的是（）。A．能与酸反应放出CO2B．相同温度下溶解度比Na2CO3大C．热稳定性比Na2CO3好D．俗名是苏打6．（2021·山东青岛高一检测）为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法不正确的是（）。A．Na2CO3溶液（NaHCO3），选用适量的NaOH溶液B．NaHCO3溶液（Na2CO3），应通入过量的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7．（2021·山西大同高一检测）下列物质反应时，反应物用量或反应条件的改变对生成物无影响的是（）。A．C和O2B．Na2CO3和盐酸C．Na和O2D．NaHCO3和NaOH8．（2022·余杭高一检测）某研究性学习小组进行了研究膨松剂的蒸馒头实验。他们取一定量的面粉和水，和好面后分成六等份，按照下表加入对应物质后充分揉面，做成6个馒头放在同一个蒸锅里蒸制。实验完成后，他们比较6个馒头的大小和颜色，下列有关结论或解释不正确的是（）。编号123456所加物质无1gNa2CO31gNaHCO32gNaHCO31gNaHCO3和适量食醋适量酵母A．1、2号馒头外形最小，且2号馒头呈黄色带碱味，说明Na2CO3不能单独做膨松剂B．4号馒头会比3号馒头外形较大、颜色较深C．3号馒头比5号馒头外形较小、颜色较深，说明等量的NaHCO3受热分解时比与酸反应时产生的气体较多、残留有碱性较强的物质D．6号馒头中的酵母属于生物膨松剂，馒头蒸制过程中发生了化学反应9．（2022·汉中高一检测）取Na2O、Na2O2、Na2CO3的固体混合物做了以下实验，以下记录不符合事实的是（）。A．加入水中，产生无色气体B．加入酚酞溶液中，溶液先变红后褪色C．与硫酸反应后，检测到有Na2SO4生成D．在干空气中加热到400℃，质量减少10．（2021·北京101中学高一检测）下列有关钠及其化合物的叙述中不正确的是（）。A．除去碳酸钠固体中混有的碳酸氢钠，可将固体加热B．可用CaCl2溶液鉴别NaHCO3和Na2CO3两种溶液C．金属钠着火时，可用水来灭火D．Na、Na2O、Na2O2、NaOH长期放置在空气中，最终都将变为Na2CO311．（2020~2021学年浙江省之江教育评价高一下期中）下列有关Na2CO3和NaHCO3比较中，不正确的是（）。A．相同条件下在水中的溶解度：Na2CO3＞NaHCO3B．相同条件下与等浓度的盐酸反应的剧烈程度：Na2CO3＞NaHCO3C．热稳定性：Na2CO3＞NaHCO3D．等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应放出气体的量：Na2CO3＜NaHCO312．（2021·广州高一检测）下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是（）。选项陈述Ⅰ陈述Ⅱ判断A纯碱可用于治疗胃溃疡纯碱可与盐酸反应Ⅰ对，Ⅱ对，有B除去CO2中的少量HCl杂质可将气体通入饱和Na2CO3溶液Na2CO3可与HCl反应Ⅰ对，Ⅱ错，无CNa2CO3溶液中混有少量NaHCO3杂质，可加入适量NaOH除去NaHCO3可与NaOH反应生成Na2CO3Ⅰ对，Ⅱ对，有D向饱和Na2CO3溶液中通入CO2气体，有白色晶体析出NaHCO3难溶于水Ⅰ对，Ⅱ对，有13．（2021·上海闵行区高一检测）为测定碳酸钠的质量分数（设含杂质碳酸氢钠），某学生设计了如下实验方案，下列对实验方案的叙述正确的是（）。A．称量所需要的仪器是托盘天平B．样品放在蒸发皿中灼烧C．样品中碳酸钠的质量分数为0.76D．如果灼烧后的样品放在空气中冷却，会造成实验结果偏大14．（2021·衡水高一检测）某同学为测定Na2CO3固体（含少量NaCl）的纯度，设计如下装置（含试剂）进行实验。下列说法不正确的是（）。A．必须在②③间添加吸收HCl的装置B．④的作用是防止空气中的气体影响实验的精确度C．通入空气的作用是保证②中产生的气体完全转移到③中D．称取样品和③中产生的沉淀的质量即可求算Na2CO3固体的纯度15．将0.01molNaOH和1.06gNa2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1mol/L稀盐酸。下列图像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（）。二、非选择题16．碳酸钠和碳酸氢钠是生活中常见的物质。请回答下列问题。（1）碳酸氢钠俗称小苏打，其水溶液显____________性（填“酸”、“碱”或“中”）。（2）碳酸氢钠可治疗胃酸（0.2%～0.4%的盐酸）过多，反应的化学方程式为___________________。等物质的量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应时生成CO2的量，前者____________后者（填“＞”、“＜”或“＝”）。（3）除去碳酸钠固体中碳酸氢钠的方法是____________（填“加热”或“溶解过滤”）。17．按如图所示装置进行实验，填写有关现象及化学方程式。（1）A中现象是______________。（2）B中浓硫酸的作用是______________________。（3）C中发生反应的化学方程式为______________________________。（4）D中的现象是_____________。（5）E中收集的气体是________（填名称）。18．（2021·洛阳高一检测）用A、B两种常见化合物组成的混合物，其焰色反应均呈黄色，相互转化关系如图（其他物质均已略