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微專題三　碳酸鈉和碳酸氫鈉的除雜和相關計算
一、Na2CO3、NaHCO3與足量鹽酸反應的定量關系
生成CO2的速率 NaHCO3快
耗酸量 等質量 Na2CO3耗酸多
相同物質的量 Na2CO3耗酸多
生成CO2的體積 等質量 NaHCO3產生的多
相同物質的量 相等
二、碳酸鈉與碳酸氫鈉的相關計算
1.質量差量法
在反應前后，物質的質量差和參加該反應的反應物或生成物的質量成正比關系。
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O　Δm
168 g　　　　106 g　　　　　　　62 g
當有168 g NaHCO3受熱分解后，固體質量減少62 g，實際參與反應的各物質的質量對應成比例。
2.圖像分析法
(1)向Na2CO3溶液中逐滴滴入鹽酸
①Na2CO3+HCl===NaCl+NaHCO3，
②NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑。
(2)向NaHCO3溶液中逐滴滴入鹽酸
NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑。
(3)向NaOH、Na2CO3混合液中滴加鹽酸
①NaOH+HCl===NaCl+H2O，
②Na2CO3+HCl===NaCl+NaHCO3，
③NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑。
1. 向NaOH和Na2CO3的混合溶液中滴加3.65 g·L-1稀鹽酸，生成CO2的質量與加入鹽酸的體積關系如圖所示。下列判斷正確的是 (　　)
A.在O~a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===2NaCl+CO2↑+H2O
C.a=0.3
D.原混合溶液中NaOH與Na2CO3的物質的量之比為1∶2
2.工業純堿中常含有少量的NaCl雜質，某化學興趣小組取a g工業純堿樣品與足量稀鹽酸充分反應，加熱、蒸干、灼燒，得b g固體。則該樣品中純堿的質量分數為 (　　)
A.×100%
B.×100%
C.×100%
D.×100%
3.(2024·蘇州月考)(1)某碳酸鈉固體樣品中含有少量NaHCO3雜質。小組同學用不同的方案測定樣品中碳酸鈉的純度。
①方案1：已知：碳酸鈉的純度=×100%
操作X的名稱是　　　　　。
②方案2：稱量m g樣品，并使其充分加熱，冷卻至室溫，再稱量固體質量為n g。則樣品中碳酸鈉的純度=　　　　　　　×100%(用代數式表示)。
(2)取一定濃度的NaOH溶液50 mL，通入一定量的CO2氣體，隨后取溶液10 mL，加水稀釋到100 mL。向稀釋后的溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的鹽酸，產生CO2氣體的體積(標準狀況)與所加入的鹽酸的體積之間的關系如圖所示。回答下列問題：
①通入一定量的CO2氣體后溶液溶質為　　　　　(寫化學式)，其物質的量之比是　　　　　。
②V(HCl)=75 mL時生成(標準狀況下)CO2氣體的體積為　　　　　。
③原NaOH溶液的物質的量濃度為　　　　　　　　　　。
答案精析
跟蹤訓練
1.C　［在O~a內，先發生HCl與NaOH的中和反應，再發生Na2CO3與HCl生成碳酸氫鈉的反應，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段發生的反應為NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O，B項錯誤；由圖像可知生成CO2的物質的量為0.01 mol，根據化學方程式NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O可知，消耗HCl的物質的量為0.01 mol，故a=0.3，C項正確；根據化學方程式和圖像可知Na2CO3的物質的量是0.01 mol，所以與NaOH反應的HCl的物質的量為0.03 mol-0.01 mol=0.02 mol，則NaOH的物質的量為0.02 mol，因此原混合液中，NaOH與Na2CO3的物質的量之比為2∶1，D項錯誤。］
2.D　［設樣品中碳酸鈉的質量為m，則：
Na2CO3+2HCl2NaCl+CO2↑+H2O　固體質量增加
　106　　　　　　117　　　　　　　　　　11
　m　　　　　　　　　　　　　　　　　 (b-a) g
所以=，解得m= g，故該樣品中Na2CO3的質量分數為×100%=×100%，D項正確。］
3.(1)①過濾　②
(2)①NaHCO3和Na2CO3　1∶1　②0.112 L
③0.75 mol·L-1
解析　(1)②設樣品中含有NaHCO3雜質的質量為x，根據2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O可知，=，解得x= g，則w(Na2CO3)=(1-)×100%=×100%。(2)①CO2與NaOH反應后，溶液中的溶質可能為NaOH和Na2CO3或Na2CO3或NaHCO3或Na2CO3和NaHCO3，根據圖像可知為NaHCO3和Na2CO3；25~75 mL段發生反應：NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑，而25~75 mL段消耗的鹽酸為0~25 mL段消耗的鹽酸的二倍，故0~25 mL段發生反應：Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl；則兩者物質的量之比是1∶1。②25~75 mL段消耗的HCl為0.1 mol·L-1×0.05 L=0.005 mol，根據NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑，V(鹽酸)=75 mL時生成(標準狀況下)CO2氣體的體積為0.005 mol×22.4 L·mol-1=0.112 L。③加入75 mL鹽酸時，溶質為氯化鈉，根據鈉元素及氯元素質量守恒，則NaOH物質的量為0.1 mol·L-1×0.075 L=0.007 5 mol，原NaOH溶液的物質的量濃度為=0.75 mol·L-1。(共17張PPT)
專題3
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碳酸鈉和碳酸氫鈉的除雜和相關計算
微專題三
一、Na2CO3、NaHCO3與足量鹽酸反應的定量關系
生成CO2的速率 NaHCO3快
耗酸量 等質量 Na2CO3耗酸多
相同物質的量 Na2CO3耗酸多
生成CO2的體積 等質量 NaHCO3產生的多
相同物質的量 相等
二、碳酸鈉與碳酸氫鈉的相關計算
1.質量差量法
在反應前后，物質的質量差和參加該反應的反應物或生成物的質量成正比關系。
2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O　Δm
168 g　　　　 106 g　　　　　　　 62 g
當有168 g NaHCO3受熱分解后，固體質量減少62 g，實際參與反應的各物質的質量對應成比例。
2.圖像分析法
(1)向Na2CO3溶液中逐滴滴入鹽酸
①Na2CO3+HCl===NaCl+NaHCO3，
②NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑。
(2)向NaHCO3溶液中逐滴滴入鹽酸
NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑。
(3)向NaOH、Na2CO3混合液中滴加鹽酸
①NaOH+HCl===NaCl+H2O，
②Na2CO3+HCl===NaCl+NaHCO3，
③NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑。
跟蹤訓練
1.向NaOH和Na2CO3的混合溶液中滴加3.65 g·L-1稀鹽酸，生成CO2的質量與加入鹽酸的體積關系如圖所示。下列判斷正確的是
A.在O~a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===2NaCl+CO2↑+H2O
C.a=0.3
D.原混合溶液中NaOH與Na2CO3的物質的量之比為1∶2
√
跟蹤訓練
在O~a內，先發生HCl與NaOH的中和反應，再發生Na2CO3與HCl生成碳酸氫鈉的反應，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段發生的反應為NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O，B項錯誤；
跟蹤訓練
由圖像可知生成CO2的物質的量為0.01 mol，根據化學方程式NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O可知，消耗HCl的物質的量為0.01 mol，故a=0.3，C項正確；
根據化學方程式和圖像可知Na2CO3的物質的量是0.01 mol，所以與NaOH反應的HCl的物質的量為0.03 mol-0.01 mol=0.02 mol，則NaOH的物質的量為0.02 mol，因此原混合液中，NaOH與Na2CO3的物質的量之比為2∶1，D項錯誤。
跟蹤訓練
2.工業純堿中常含有少量的NaCl雜質，某化學興趣小組取a g工業純堿樣品與足量稀鹽酸充分反應，加熱、蒸干、灼燒，得b g固體。則該樣品中純堿的質量分數為
A.×100% B.×100%
C.×100% D.×100%
√
跟蹤訓練
設樣品中碳酸鈉的質量為m，則：
Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O　固體質量增加
　106　　　　　117　　　　　　　　　11
　m　　　　　　　　　　　　　　　　(b-a) g
所以=，解得m= g，故該樣品中Na2CO3的質量分數為×100%=×100%，D項正確。
跟蹤訓練
3.(2024·蘇州月考)(1)某碳酸鈉固體樣品中含有少量NaHCO3雜質。小組同學用不同的方案測定樣品中碳酸鈉的純度。
①方案1：已知：碳酸鈉的純度=×100%
操作X的名稱是　　　。
過濾
跟蹤訓練
②方案2：稱量m g樣品，并使其充分加熱，冷卻至室溫，再稱量固體質
量為n g。則樣品中碳酸鈉的純度=________×100%(用代數式表示)。
跟蹤訓練
設樣品中含有NaHCO3雜質的質量為x，根據2NaHCO3 Na2CO3
+CO2↑+H2O可知，=，解得x= g，則w(Na2CO3)=(1-)
×100%=×100%。
跟蹤訓練
(2)取一定濃度的NaOH溶液50 mL，通入一定量的CO2氣體，隨后取溶液10 mL，加水稀釋到100 mL。向稀釋后的溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的鹽酸，產生CO2氣體的體積(標準狀況)與所加入的鹽酸的體積之間的關系如圖所示。回答下列問題：
①通入一定量的CO2氣體后溶液溶質為_________
_________(寫化學式)，其物質的量之比是　　　。
NaHCO3
和Na2CO3
1∶1
跟蹤訓練
CO2與NaOH反應后，溶液中的溶質可能為NaOH和Na2CO3或Na2CO3或NaHCO3或Na2CO3和NaHCO3，根據圖像可知為NaHCO3和Na2CO3；
25~75 mL段發生反應：NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑，而25~75 mL段消耗的鹽酸為0~25 mL段消耗的鹽酸的二倍，故0~25 mL段發生反應：Na2CO3+HCl===NaHCO3+NaCl；則兩者物質的量之比是1∶1。
跟蹤訓練
②V(HCl)=75 mL時生成(標準狀況下)CO2氣體的體積為　　　　。
0.112 L
25~75 mL段消耗的HCl為0.1 mol·L-1×0.05 L=0.005 mol，根據NaHCO3+HCl=== NaCl+H2O+CO2↑，V(鹽酸)=75 mL時生成(標準狀況下)CO2氣體的體積為0.005 mol×22.4 L·mol-1=0.112 L。
跟蹤訓練
③原NaOH溶液的物質的量濃度為　 　　　　。
0.75 mol·L-1
加入75 mL鹽酸時，溶質為氯化鈉，根據鈉元素及氯元素質量守恒，則NaOH物質的量為0.1 mol·L-1 ×0.075 L=0.007 5 mol，原NaOH溶液
的物質的量濃度為=0.75 mol·L-1。

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