資源簡介

eq \o(\s\up7( INCLUDEPICTURE "聚焦突破3LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../化學魯科必修第一冊/聚焦突破3LLL.TIF" \* MERGEFORMAT ),\s\do5(　　　　　　　　　　　　　　　碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質與相互轉化))
[學生用書P39]
1．性質比較
物質 碳酸鈉 碳酸氫鈉
化學式 Na2CO3 NaHCO3
俗稱 蘇打或純堿 小蘇打
色、態 白色粉末 白色細小晶體
溶解性和堿性 都易溶于水，且水溶液均呈堿性，但在相同溫度下溶解度：Na2CO3>NaHCO3，堿性：Na2CO3>NaHCO3
溶于水時的熱效應 放熱 吸熱
熱穩定性 穩定 不穩定：2NaHCO3H2O＋Na2CO3＋CO2↑
與足量鹽酸反應 Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O
與NaOH反應 不反應 NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O
與Ca(OH)2反應 Ca(OH)2＋Na2CO3===2NaOH＋CaCO3↓ Ca(OH)2(少量)＋2NaHCO3===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，Ca(OH)2(足量)＋NaHCO3===CaCO3↓＋NaOH＋H2O
2.鑒別方法
INCLUDEPICTURE "WXYYLK8.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../化學魯科必修第一冊/WXYYLK8.TIF" \* MERGEFORMAT
3．除雜方法
物質(括號內為雜質) 除雜方法
Na2CO3固體(NaHCO3) 加熱至恒重
NaHCO3溶液(Na2CO3) 通入足量CO2氣體
Na2CO3溶液(NaHCO3) 加適量的NaOH溶液
4.相互轉化
涉及反應：
①Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3
②Na2CO3＋HCl(少量)===NaHCO3＋NaCl
③2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑
④NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O
5．有關圖像及發生的反應
(1)向Na2CO3溶液中逐滴滴入鹽酸
INCLUDEPICTURE "25TL4.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../化學魯科必修第一冊/25TL4.TIF" \* MERGEFORMAT
O～a段：Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3
a～b段：NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
(2)向NaHCO3溶液中逐滴滴入鹽酸
INCLUDEPICTURE "25TL5.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../化學魯科必修第一冊/25TL5.TIF" \* MERGEFORMAT
NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
(3)向NaOH、Na2CO3混合液中滴加鹽酸
INCLUDEPICTURE "25TL6.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../化學魯科必修第一冊/25TL6.TIF" \* MERGEFORMAT
先：NaOH＋HCl===NaCl＋H2O
再：Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3
后：NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
(4)向Na2CO3、NaHCO3(物質的量之比為1∶1)混合液中滴加鹽酸
INCLUDEPICTURE "JT1.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../化學魯科必修第一冊/JT1.TIF" \* MERGEFORMAT
先發生反應：Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl，
再發生反應：NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。
【突破集訓】
1．(2024·開封高一質檢)已知兩支試管中分別裝有等濃度的Na2CO3和NaHCO3溶液，下列操作對應的判斷正確的是(　　)
選項 操作 判斷
A 分別加入澄清石灰水 產生沉淀者為NaHCO3溶液
B 分別加入等濃度的稀鹽酸 反應較劇烈者為Na2CO3溶液
C 分別滴加幾滴酚酞溶液 紅色較淺者為NaHCO3溶液
D 逐滴加入等濃度的稀鹽酸 立即產生氣泡者為Na2CO3溶液
2．(2024·萊陽一中高一月考)某化學小組利用如下圖所示的裝置探究Na2CO3與NaHCO3相關性質。將a加熱一段時間后，b中溶液顏色變淺，并有少量沉淀產生。下列說法錯誤的是(　　)
INCLUDEPICTURE "25TL7.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../化學魯科必修第一冊/25TL7.TIF" \* MERGEFORMAT
A．b中沉淀為Na2CO3
B．穩定性：Na2CO3>NaHCO3
C．a溶液中溶質質量減小
D．b溶液中Na＋的物質的量減小
3．為除去括號內的雜質，所選用的試劑或方法不正確的是(　　)
A．Na2CO3溶液(NaHCO3)，加入適量的NaOH溶液
B．NaHCO3溶液(Na2CO3)，通入過量的CO2氣體
C．Na2CO3固體(NaHCO3)，直接加熱
D．Na2CO3溶液(Na2SO4)，加入適量Ba(OH)2溶液，過濾
4．(2024·遼寧省實驗中學高一調研)下列實驗方案中，不能測定Na2CO3和NaHCO3固體混合物中Na2CO3質量分數的是(　　)
A．取a g混合物與足量稀硫酸充分反應，逸出的氣體用堿石灰吸收，增重b g
B．取a g混合物與足量稀鹽酸充分反應，加熱、蒸干灼燒，得b g固體
C．取a g混合物充分加熱，固體質量減少b g
D．取a g混合物與足量Ba(OH)2溶液充分反應，過濾、洗滌、烘干，得b g固體
5.
INCLUDEPICTURE "25TL8.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../化學魯科必修第一冊/25TL8.TIF" \* MERGEFORMAT
(2024·東營勝利一中高一月考)取一定量的NaOH溶液通入CO2后，再繼續向該溶液中逐滴加入0.1 mol/L的鹽酸，產生CO2的體積與所加鹽酸的體積之間的關系如上圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．原溶液中NaOH的物質的量為0.75 mol
B．通入CO2后所得溶液的溶質成分為NaOH和Na2CO3
C．通入CO2后所得溶液中含有2.5×10－3 mol NaHCO3
D．原溶液通入的CO2在標準狀況下的體積為224 mL
6．向NaOH和Na2CO3的混合溶液中滴加0.1 mol·L－1的稀鹽酸，生成CO2的質量與加入鹽酸的體積的關系如下圖所示。下列判斷正確的是(　　)
INCLUDEPICTURE "25TL9.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../化學魯科必修第一冊/25TL9.TIF" \* MERGEFORMAT
A．在O～a段內，只發生酸堿中和反應
B．ab段發生反應的化學方程式為Na2CO3＋2HCl===H2O＋CO2↑＋2NaCl
C．a＝0.3
D．原混合溶液中NaOH與Na2CO3的質量之比為53∶40
7．(2024·晉城高一期末)某種市售食用堿是純堿與小蘇打的混合物，可大量應用于食品加工，如面條、面包、饅頭等，某校化學興趣小組利用如下圖所示的裝置進行實驗測定該種食用堿中純堿的質量分數。
INCLUDEPICTURE "24cl+1.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../化學魯科必修第一冊/24cl+1.TIF" \* MERGEFORMAT
實驗步驟：
①檢查裝置的氣密性，稱取10 g樣品(僅由純堿與小蘇打組成)，加入裝置B中；
②連接裝置，打開彈簧夾，先通入一段時間空氣后，關閉彈簧夾，打開儀器a的活塞滴入稀硫酸至不再有氣體生成；
③關閉儀器a的活塞，打開彈簧夾，繼續通入一段時間空氣。實驗中記錄的數據見下表：
實驗裝置 裝置B 裝置C 干燥管Ⅰ
實驗前稱得的質量/g 180.0 30.0 120.4
實驗后稱得的質量/g 174.2 31.5 124.8
請回答下列問題：
(1)儀器a的名稱是________，寫出稀硫酸與碳酸氫鈉反應的化學方程式：________________________________________。
(2)實驗開始前，先打開彈簧夾，通入一段時間空氣，目的是___________________________________________________________，
試劑X為__________(填化學名稱)溶液，實驗結束后，需要繼續通入一段時間的空氣，目的是________________________。
(3)干燥管Ⅱ的作用是_________________________，
若缺少干燥管Ⅱ，則會造成測定結果________(填“偏大”“不變”或“偏小”)。
(4)有同學認為，表格中三組數據都可以計算該樣品中Na2CO3的質量分數，但也有同學認為不能用裝置C前后的質量差來計算，理由是____________________________________________________________________________________________；
通過實驗數據計算，食用堿中Na2CO3的質量分數為________(保留三位有效數字)。eq \o(\s\up7( INCLUDEPICTURE "聚焦突破3LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../化學魯科必修第一冊/聚焦突破3LLL.TIF" \* MERGEFORMAT ),\s\do5(　　　　　　　　　　　　　　　碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質與相互轉化))
[學生用書P39]
1．性質比較
物質 碳酸鈉 碳酸氫鈉
化學式 Na2CO3 NaHCO3
俗稱 蘇打或純堿 小蘇打
色、態 白色粉末 白色細小晶體
溶解性和堿性 都易溶于水，且水溶液均呈堿性，但在相同溫度下溶解度：Na2CO3>NaHCO3，堿性：Na2CO3>NaHCO3
溶于水時的熱效應 放熱 吸熱
熱穩定性 穩定 不穩定：2NaHCO3H2O＋Na2CO3＋CO2↑
與足量鹽酸反應 Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O
與NaOH反應 不反應 NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O
與Ca(OH)2反應 Ca(OH)2＋Na2CO3===2NaOH＋CaCO3↓ Ca(OH)2(少量)＋2NaHCO3===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，Ca(OH)2(足量)＋NaHCO3===CaCO3↓＋NaOH＋H2O
2.鑒別方法
INCLUDEPICTURE "WXYYLK8.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../化學魯科必修第一冊/WXYYLK8.TIF" \* MERGEFORMAT
3．除雜方法
物質(括號內為雜質) 除雜方法
Na2CO3固體(NaHCO3) 加熱至恒重
NaHCO3溶液(Na2CO3) 通入足量CO2氣體
Na2CO3溶液(NaHCO3) 加適量的NaOH溶液
4.相互轉化
涉及反應：
①Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3
②Na2CO3＋HCl(少量)===NaHCO3＋NaCl
③2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑
④NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O
5．有關圖像及發生的反應
(1)向Na2CO3溶液中逐滴滴入鹽酸
INCLUDEPICTURE "25TL4.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../化學魯科必修第一冊/25TL4.TIF" \* MERGEFORMAT
O～a段：Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3
a～b段：NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
(2)向NaHCO3溶液中逐滴滴入鹽酸
INCLUDEPICTURE "25TL5.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../化學魯科必修第一冊/25TL5.TIF" \* MERGEFORMAT
NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
(3)向NaOH、Na2CO3混合液中滴加鹽酸
INCLUDEPICTURE "25TL6.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../化學魯科必修第一冊/25TL6.TIF" \* MERGEFORMAT
先：NaOH＋HCl===NaCl＋H2O
再：Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3
后：NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
(4)向Na2CO3、NaHCO3(物質的量之比為1∶1)混合液中滴加鹽酸
INCLUDEPICTURE "JT1.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../化學魯科必修第一冊/JT1.TIF" \* MERGEFORMAT
先發生反應：Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl，
再發生反應：NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。
【突破集訓】
1．(2024·開封高一質檢)已知兩支試管中分別裝有等濃度的Na2CO3和NaHCO3溶液，下列操作對應的判斷正確的是(　　)
選項 操作 判斷
A 分別加入澄清石灰水 產生沉淀者為NaHCO3溶液
B 分別加入等濃度的稀鹽酸 反應較劇烈者為Na2CO3溶液
C 分別滴加幾滴酚酞溶液 紅色較淺者為NaHCO3溶液
D 逐滴加入等濃度的稀鹽酸 立即產生氣泡者為Na2CO3溶液
解析：選C。加入澄清石灰水，二者都能產生白色沉淀，A錯誤；碳酸氫鈉與稀鹽酸一開始就有氣體產生，而碳酸鈉一開始無氣體產生，故反應較劇烈者為NaHCO3溶液，B、D錯誤；等濃度的碳酸鈉和碳酸氫鈉溶液，堿性強的是碳酸鈉溶液，故紅色較淺者為NaHCO3溶液，C正確。
2．(2024·萊陽一中高一月考)某化學小組利用如下圖所示的裝置探究Na2CO3與NaHCO3相關性質。將a加熱一段時間后，b中溶液顏色變淺，并有少量沉淀產生。下列說法錯誤的是(　　)
INCLUDEPICTURE "25TL7.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../化學魯科必修第一冊/25TL7.TIF" \* MERGEFORMAT
A．b中沉淀為Na2CO3
B．穩定性：Na2CO3>NaHCO3
C．a溶液中溶質質量減小
D．b溶液中Na＋的物質的量減小
解析：選A。a中發生反應2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，b中發生反應Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3↓。由于反應消耗水，且溶解度：Na2CO3＞NaHCO3，故b中析出碳酸氫鈉，A錯誤；加熱時碳酸氫鈉可分解，生成更穩定的碳酸鈉，故穩定性：Na2CO3>NaHCO3，B正確；a中發生反應2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，故溶液中溶質質量減小，C正確；由于碳酸氫鈉析出，因此b中Na＋的物質的量減小，D正確。
3．為除去括號內的雜質，所選用的試劑或方法不正確的是(　　)
A．Na2CO3溶液(NaHCO3)，加入適量的NaOH溶液
B．NaHCO3溶液(Na2CO3)，通入過量的CO2氣體
C．Na2CO3固體(NaHCO3)，直接加熱
D．Na2CO3溶液(Na2SO4)，加入適量Ba(OH)2溶液，過濾
解析：選D。Ba(OH)2＋Na2SO4===BaSO4↓＋2NaOH，雖除去了Na2SO4，但又增加了新的雜質NaOH，并且Na2CO3溶液也能與Ba(OH)2溶液反應，D錯誤。
4．(2024·遼寧省實驗中學高一調研)下列實驗方案中，不能測定Na2CO3和NaHCO3固體混合物中Na2CO3質量分數的是(　　)
A．取a g混合物與足量稀硫酸充分反應，逸出的氣體用堿石灰吸收，增重b g
B．取a g混合物與足量稀鹽酸充分反應，加熱、蒸干灼燒，得b g固體
C．取a g混合物充分加熱，固體質量減少b g
D．取a g混合物與足量Ba(OH)2溶液充分反應，過濾、洗滌、烘干，得b g固體
解析：選A。取a g混合物與足量稀硫酸充分反應，逸出的氣體用堿石灰吸收，堿石灰吸收的是二氧化碳和水，堿石灰增重b g，不能準確測定二氧化碳的質量，所以不能測定Na2CO3和NaHCO3固體混合物中Na2CO3質量分數，故選A；取a g混合物與足量稀鹽酸充分反應，加熱、蒸干灼燒，所得b g固體為氯化鈉，設碳酸鈉的質量為x g，碳酸氫鈉的質量為(a－x) g，根據鈉元素守恒，×2＋＝，解方程可得x值，能測定Na2CO3和NaHCO3固體混合物中Na2CO3質量分數，故不選B；碳酸鈉加熱不分解，碳酸氫鈉加熱分解為碳酸鈉、二氧化碳和水，取a g混合物充分加熱，固體質量減少b g，固體減少的質量為碳酸氫鈉加熱分解生成二氧化碳和水的質量，根據反應的化學方程式可計算碳氫酸鈉的質量，所以能測定Na2CO3和NaHCO3固體混合物中Na2CO3質量分數，故不選C；取a g混合物與足量Ba(OH)2溶液充分反應，過濾、洗滌、烘干，所得b g固體為碳酸鋇，設碳酸鈉的質量為x g，碳酸氫鈉的質量為(a－x) g，根據碳元素守恒，＋＝，解方程可得x值，能測定Na2CO3和NaHCO3固體混合物中Na2CO3質量分數，故不選D。
5.
INCLUDEPICTURE "25TL8.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../化學魯科必修第一冊/25TL8.TIF" \* MERGEFORMAT
(2024·東營勝利一中高一月考)取一定量的NaOH溶液通入CO2后，再繼續向該溶液中逐滴加入0.1 mol/L的鹽酸，產生CO2的體積與所加鹽酸的體積之間的關系如上圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．原溶液中NaOH的物質的量為0.75 mol
B．通入CO2后所得溶液的溶質成分為NaOH和Na2CO3
C．通入CO2后所得溶液中含有2.5×10－3 mol NaHCO3
D．原溶液通入的CO2在標準狀況下的體積為224 mL
解析：選C。消耗鹽酸75 mL時，溶液恰好為氯化鈉溶液，根據元素守恒，n(NaOH)＝n(NaCl)＝n(HCl)＝0.075 L×0.1 mol/L＝0.007 5 mol，故A錯誤；由題圖可知，生成氣體前消耗鹽酸的體積小于生成氣體時消耗鹽酸的體積，說明通入一定量CO2反應后溶液中的溶質為Na2CO3、NaHCO3，故B錯誤；由題圖可知，溶液中Na2CO3、NaHCO3的物質的量相等，生成二氧化碳時發生反應NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O，共消耗鹽酸75 mL－25 mL＝50 mL，n總(NaHCO3)＝n(HCl)＝0.05 L×0.1 mol/L＝0.005 mol，所以通入CO2后所得溶液中含有NaHCO3的物質的量為0.005 mol×＝2.5×10－3 mol，故C正確；原溶液中通入的CO2完全轉化為Na2CO3和NaHCO3，且溶液中Na2CO3、NaHCO3的物質的量相等，均為2.5×10－3 mol，故原溶液中通入的CO2在標準狀況下的體積為2.5×10－3 mol×2×22.4 L/mol＝0.112 L＝112 mL，故D錯誤。
6．向NaOH和Na2CO3的混合溶液中滴加0.1 mol·L－1的稀鹽酸，生成CO2的質量與加入鹽酸的體積的關系如下圖所示。下列判斷正確的是(　　)
INCLUDEPICTURE "25TL9.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../化學魯科必修第一冊/25TL9.TIF" \* MERGEFORMAT
A．在O～a段內，只發生酸堿中和反應
B．ab段發生反應的化學方程式為Na2CO3＋2HCl===H2O＋CO2↑＋2NaCl
C．a＝0.3
D．原混合溶液中NaOH與Na2CO3的質量之比為53∶40
解析：選C。在O～a段內，先發生NaOH與HCl的中和反應，再發生Na2CO3與HCl生成NaHCO3的反應，A項錯誤；a點時的溶液為氯化鈉和碳酸氫鈉的混合溶液，所以ab段發生反應的化學方程式為NaHCO3＋HCl===H2O＋CO2↑＋NaCl，B項錯誤；由ab段發生的反應NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑可知，0.1 mol·L－1×V(鹽酸)＝，解得V(鹽酸)＝0.1 L，所以a＝0.3，C項正確；混合溶液中碳酸鈉的物質的量為0.01 mol，質量是1.06 g，生成碳酸氫鈉消耗稀鹽酸的體積是0.1 L，故中和氫氧化鈉消耗稀鹽酸的體積是0.3 L－0.1 L＝0.2 L，所以氫氧化鈉的質量是0.1 mol·L－1×0.2 L×40 g·mol－1＝0.8 g，原混合溶液中NaOH與Na2CO3的質量之比為0.8 g∶1.06 g＝40∶53，D項錯誤。
7．(2024·晉城高一期末)某種市售食用堿是純堿與小蘇打的混合物，可大量應用于食品加工，如面條、面包、饅頭等，某校化學興趣小組利用如下圖所示的裝置進行實驗測定該種食用堿中純堿的質量分數。
INCLUDEPICTURE "24cl+1.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../化學魯科必修第一冊/24cl+1.TIF" \* MERGEFORMAT
實驗步驟：
①檢查裝置的氣密性，稱取10 g樣品(僅由純堿與小蘇打組成)，加入裝置B中；
②連接裝置，打開彈簧夾，先通入一段時間空氣后，關閉彈簧夾，打開儀器a的活塞滴入稀硫酸至不再有氣體生成；
③關閉儀器a的活塞，打開彈簧夾，繼續通入一段時間空氣。實驗中記錄的數據見下表：
實驗裝置 裝置B 裝置C 干燥管Ⅰ
實驗前稱得的質量/g 180.0 30.0 120.4
實驗后稱得的質量/g 174.2 31.5 124.8
請回答下列問題：
(1)儀器a的名稱是________，寫出稀硫酸與碳酸氫鈉反應的化學方程式：________________________________________。
(2)實驗開始前，先打開彈簧夾，通入一段時間空氣，目的是___________________________________________________________，
試劑X為__________(填化學名稱)溶液，實驗結束后，需要繼續通入一段時間的空氣，目的是________________________。
(3)干燥管Ⅱ的作用是_________________________，
若缺少干燥管Ⅱ，則會造成測定結果________(填“偏大”“不變”或“偏小”)。
(4)有同學認為，表格中三組數據都可以計算該樣品中Na2CO3的質量分數，但也有同學認為不能用裝置C前后的質量差來計算，理由是____________________________________________________________________________________________；
通過實驗數據計算，食用堿中Na2CO3的質量分數為________(保留三位有效數字)。
答案：(1)分液漏斗　H2SO4＋2NaHCO3===Na2SO4＋2CO2↑＋2H2O　(2)除去裝置內的CO2　氫氧化鈉　將裝置內的CO2全部趕到干燥管Ⅰ中被完全吸收　(3)防止空氣中的水蒸氣和CO2進入干燥管Ⅰ　偏小　(4)吸收的水蒸氣并不全部來自反應生成的　77.1%

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