2019-2020学年高中化学 专题2 从海水中获得的化学物质 第2单元 第2课时 碳酸钠和碳酸氢钠

专题二从海水中获得的化学物质第二单元钠、镁及其化合物第2课时碳酸钠和碳酸氢钠的性质与应用1．掌握Na2CO3和NaHCO3的性质及相互转化(重点)。2．能用实验的方法鉴别NaHCO3和Na2CO3(重点)。3．了解Na2CO3和NaHCO3在生产、生活中的应用。01课前自主梳理02课堂合作探究03演练效果检测课时作业知识点一碳酸钠1．物理性质俗名颜色及状态水溶性及应用纯碱或苏打白色粉末状固体______于水，水溶液呈______，可除油污易溶碱性2．化学性质3．用途Na2CO3是一种重要的化工原料，在制造_____、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油等方面有广泛的应用。玻璃[自我诊断]1．下列物质对应的俗名正确的是()A．烧碱——碳酸钠B．纯碱——碳酸钠C．苏打——碳酸氢钠D．小苏打——碳酸钠解析：烧碱是氢氧化钠，碳酸钠俗名是纯碱或苏打，碳酸氢钠俗名是小苏打。答案：B知识点二碳酸氢钠1．物理性质俗名颜色及状态水溶性小苏打白色固体___溶于水，但比Na2CO3的水溶性___易差2．化学性质3．用途：(1)制发酵粉；(2)制药。[自我诊断]2．关于NaHCO3性质说法正确的是()A．只能与酸反应，不能与碱反应B．医疗上可用于治疗胃酸过多C．与足量的酸反应时放出的CO2比等质量的Na2CO3要少D．相同温度时，碳酸氢钠的溶解度大于碳酸钠的溶解度解析：NaHCO3是一种弱酸的酸式盐，既能与强酸反应，又能与强碱溶液反应，A选项错误；胃酸的主要成分是盐酸，NaHCO3可以和盐酸反应，从而降低胃酸中盐酸的浓度，所以可以用于治疗胃酸过多，B选项正确；NaHCO3的摩尔质量比Na2CO3的小，所以等质量的NaHCO3和Na2CO3，NaHCO3的物质的量大，与足量的酸反应时放出的CO2多，C选项错误；相同温度时，碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠的溶解度，D选项错误。答案：B要点一碳酸钠与碳酸氢钠的性质[典例1]有关NaHCO3与Na2CO3的性质，下列叙述错误的是()A．Na2CO3和NaHCO3粉末与同浓度的盐酸反应时，因为Na2CO3碱性强，所以与盐酸反应的速率快B．等物质的量的两种盐与同浓度的盐酸反应，Na2CO3所消耗盐酸的体积是NaHCO3消耗盐酸体积的两倍C．将石灰水加入NaHCO3溶液中会产生白色沉淀D．Na2CO3和NaHCO3溶液分别和BaCl2溶液反应，现象不同[解析]Na2CO3和NaHCO3分别与同浓度的盐酸反应时，NaHCO3与盐酸反应的速率快，A项错误；由化学方程式：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O，NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O可知，等物质的量的两种盐与同浓度的盐酸反应时，Na2CO3消耗盐酸的体积是NaHCO3消耗盐酸体积的两倍，B项正确；由于发生反应Ca(OH)2＋2NaHCO3===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，故C项正确；Na2CO3与BaCl2反应：Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl，即有白色沉淀生成，而NaHCO3与BaCl2溶液不反应，故D项正确。[答案]A碳酸钠与碳酸氢钠性质的比较碳酸钠(Na2CO3)碳酸氢钠(NaHCO3)俗名纯碱、苏打小苏打溶解性易溶(同温下，溶解度大于碳酸氢钠)易溶热稳定性稳定2NaHCO3=====△Na2CO3＋CO2↑＋H2O碱性碱性(相同浓度时，碳酸钠水溶液的pH比碳酸氢钠的大)碱性盐酸Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑与酸碳酸Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3不能反应NaOH不能反应NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O与碱Ca(OH)2Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH产物与反应物的量有关1．为鉴别K2CO3和NaHCO3两种白色固体，4位同学分别设计了四种不同的方法，其中不可行的是()A．分别配成1mol/L的溶液，各取1mL滴加1滴酚酞试液，比较颜色深浅B．分别取样在试管中加热，将可能产生的气体通入澄清石灰水，观察有无白色浑浊C．分别取样配成溶液，滴加Ba(OH)2溶液，观察有无白色沉淀D．分别配成溶液，用铂丝蘸取溶液在酒精灯火焰上灼烧，观察火焰的颜色(必要时可透过蓝色钴玻璃)解析：A相同物质的量浓度的K2CO3和NaHCO3两种溶液，前者碱性强，能使酚酞变红，而后者碱性弱，能使酚酞变浅红正确BNaHCO3分解产生使澄清石灰水变浑浊的无色无味的气体，而K2CO3不能分解正确CK2CO3＋Ba(OH)2===BaCO3↓＋2KOH，2NaHCO3＋Ba(OH)2===BaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，都产生白色沉淀错误DK2CO3灼烧时火焰的颜色呈紫色(透过蓝色钴玻璃)，NaHCO3灼烧时火焰的颜色呈黄色正确答案：C要点二碳酸钠与碳酸氢钠相关计算[典例2]碳酸氢钠容易分解为碳酸钠。现加热5.00g的碳酸钠和碳酸氢钠的混合物，使碳酸氢钠完全分解，混合物质量减小了0.31g，则原混合物中碳酸钠的质量为()A．3.38gB．4.58gC．4.16gD．4.41g[解析]设混合物中NaHCO3的质量为x，则2NaHCO3=====△Na2CO3＋CO2↑＋H2OΔm2×841062×84－106＝62x0.31gx＝0.84g则原混合物中碳酸钠的质量为5.00g－0.84g＝4.16g。[答案]C在化学反应中，根据质量守恒定律，反应物和生成物按一定的质量比发生反应。在具体的一个反应中，还可以根据需要，进行某些特定的组合，即反应方程式某些项目进行加减组合。如碳酸氢钠固体的分解反应，产物中的二氧化碳和水是气体，若讨论固体质量的变化，可以是前后固体质量的差值，也可以是非固体物质、按化学方程式中比例关系合并为一个比例量，与原方程式各种量成比例关系。具体如下：2NaHCO3=====△Na2CO3＋CO2↑＋H2O～Δm2×84g∶106g∶44g∶18g∶62g上述方法称为差量法或差值法，是化学计算的一种重要方法。2．有Na2CO3、NaHCO3、CaO和NaOH组成的混合物27.2g，把它们溶于足量的水中充分反应后，溶液中Ca2＋、CO2－3、HCO－3均转化为沉淀，将反应后容器内水分蒸干，最后得到白色固体物质共29.0g，则原混合物中Na2CO3的质量是()A．10.6gB．5.3gC．5.9gD．无法判定解析：根据题意知反应后生成的白色固体为CaCO3和NaOH的混合物，原混合物中的四种物质可以表示为Na2O·CO2(Na2CO3)、NaOH·CO2(NaHCO3)、CaO、NaOH，故反应中增加的质量可以认为是“Na2O”与H2O反应消耗的H2O的质量，即m(H2O)＝29.0g－27.2g＝1.8g，n(H2O)＝1.8g18g·mol－1＝0.1mol，由Na2O＋H2O===2NaOH知n(Na2CO3)＝n(H2O)＝0.1mol，m(Na2CO3)＝0.1mol×106g·mol－1＝10.6g。答案：A碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别[典例]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)只根据图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________________________________；________________________________。与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的优点是________(填选项序号)。A．Ⅳ比Ⅲ复杂B．Ⅳ比Ⅲ安全C．Ⅳ比Ⅲ操作简便D．Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验，而Ⅲ不能(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)请你再设计一个实验，用以鉴别碳酸钠和碳酸氢钠固体，简述实验过程：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)本实验的目的是鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，所以在图Ⅰ、Ⅱ所示实验中，只有Ⅱ能达到实验要求，可以通过观察气球鼓起的大小进行判断，因二者均能产生使澄清石灰水变浑浊的气体。(2)书写反应的化学方程式比较简单，要比较两个装置的优缺点，需要依据图示认真分析其不同。(3)试管B比试管A受热导致升温慢，即温度要低，所以试管B装入的固体应该是NaHCO3。[答案](1)Ⅱ(2)2NaHCO3=====△Na2CO3＋H2O＋CO2↑CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2OD(3)NaHCO3(4)分别取少量碳酸钠和碳酸氢钠固体于甲乙两支试管中，加水溶解，分别向两支试管中滴加适量氯化钙溶液，振荡，有白色沉淀生成的为碳酸钠，不反应的为碳酸氢钠(其他合理答案均正确)[随堂训练]1．除去Na2CO3固体中少量NaHCO3的最佳方法是()A．加入适量盐酸B．加入NaOH溶液C．加热D．配成溶液后通入CO2答案：C2．下列关于Na2CO3和NaHCO3的说法正确的是()A．Na2CO3比NaHCO3更易溶于水B．NaHCO3比Na2CO3稳定C．石灰水能和Na2CO3反应，不能与NaHCO3反应D．等物质的量的Na2CO3和NaHCO3与足量盐酸反应，消耗盐酸的物质的量之比为1∶2解析：20℃时，Na2CO3的溶解度为21.5g，NaHCO3的溶解度为9.6g，A项正确；Na2CO3加热不分解，而NaHCO3加热完全分解，B项错误；石灰水与Na2CO3、NaHCO3均能反应，C项错误；Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O，NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，D项错误。答案：A3．如图是某学生探究碳酸钠中是否含有碳酸氢钠的实验：(1)在B装置的试管中盛有足量的________。(2)能说明碳酸钠中含有碳酸氢钠的现象是________。(3)写出A装置中反应的化学方程式：_________________________________________________。(4)写出B装置中反应的化学方程式：____________________________________。解析：NaHCO3受热分解为Na2CO3、CO2和H2O，而Na2CO3受热不分解。加热样品，若产生能够使澄清石灰水变浑浊的无色、无味气体，则说明碳酸钠中含有碳酸氢钠。答案：(1)澄清石灰水(2)B中产生白色沉淀(或白色浑浊)(3)2NaHCO3=====△Na2CO3＋H2O＋CO2↑(4)CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O