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第11 讲 碳酸钠和碳酸氢钠 钠及其化合物的相互转化
[复习目标] 1.通过比较掌握Na2CO3、NaHCO3 的性质,能从不同角度鉴别Na2CO3 和
NaHCO3,会分析Na2CO3、NaHCO3含量测定的思维方法。2.熟练掌握钠及其重要化合物的
转化关系及应用。
考点一 碳酸钠和碳酸氢钠
Na2CO3和NaHCO3的比较
物质
碳酸钠(Na2CO3,白色粉末)
碳酸氢钠(NaHCO3,白色晶体)
俗名
______或______
水溶性
二者均易溶于水,Na2CO3溶于水伴有____现象,NaHCO3溶于水伴
有______现象,碳酸钠溶解度______碳酸氢钠
水解反应
二者均为强碱弱酸盐,水解使溶液呈____性,相同物质的量浓度时
(同温度下),Na2CO3水溶液的碱性________NaHCO3水溶液的碱性
与盐酸反应
CO+2H+===CO2↑+H2O
HCO+H+===CO2↑+H2O
与同浓度的盐酸反应产生CO2的速率:NaHCO3____Na2CO3
与Ca(OH)2溶液
反应
Ca2++CO===CaCO3↓
Ca(OH)2少量:Ca2++2OH-+
2HCO===CaCO3↓+2H2O+CO;
Ca(OH)2过量:Ca2++OH-+
HCO===CaCO3↓+H2O
二者的相互转化
Na2CO3NaHCO3
主要用途
用于制玻璃、制肥皂、合成洗
涤剂、造纸、纺织、石油、冶
金等工业中
灭火器、治疗胃酸过多、发酵粉的
主要成分之一
1.碳酸钠、碳酸氢钠都能与盐酸、氢氧化钠溶液反应( )
2.用热碱水清除炊具上残留的油污,没有发生化学反应( )
3.Al2(SO4)3和小苏打反应可用作泡沫灭火器灭火( )
4.向饱和Na2CO3溶液中通入CO2,有NaHCO3晶体析出( )
5.将稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液中,立即产生气泡( )
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6.用酚酞溶液可鉴别饱和食盐水和饱和碳酸钠溶液( )
7.苏打是面包发酵粉的主要成分之一( )
8.相同温度下,溶解度:小苏打<苏打,热稳定性:Na2CO3>NaHCO3( )
一、Na2CO3、NaHCO3的转化与除杂
1.选择适当的试剂或方法除去杂质,并完成转化的化学方程式,“[ ]”内为杂质。
(1)Na2CO3(s)[NaHCO3]
:
_________________________________________________________,
______________________________________________________________________________。
(2)NaHCO3(aq)[Na2CO3]:_______________________________________________________,
______________________________________________________________________________。
(3)Na2CO3(aq)[NaHCO3]:_______________________________________________________,
______________________________________________________________________________。
二、Na2CO3、NaHCO3的鉴别
2.多角度鉴别Na2CO3与NaHCO3的基本方法
(1)固体的鉴别用加热法:产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是________固体。
(2)气体法
(3)测pH 法
3.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_____________________
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______________________________________________________________________________;
与实验Ⅲ相比,实验Ⅳ的优点是__________(填字母)。
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不行
(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
________________________________________________________________________________
(填化学式)。
三、Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的定量关系
4.Na2CO3、NaHCO3分别与足量的盐酸反应,完成下列表格。
二者浓度相同时生成CO2的速率
________快
耗酸量
二者等质量
________耗酸多
二者等物质的量
________耗酸多
生成CO2的体积
二者等质量
________产生的多
二者等物质的量
5.向含NaOH、Na2CO3、NaHCO3其中一种或两种的溶液中滴加某浓度的盐酸,生成CO2
的体积(标准状况)与加入盐酸的体积的关系如图所示。依据图像特点判断溶液溶质的成分:
(1)若a=0(即图像从原点开始),溶液中的溶质为________。
(2)若V(Oa)=V(ab)(即Oa 段与ab 段消耗盐酸的体积相同),溶液中的溶质为__________,涉
及的离子方程式Oa:______________________________________________________;ab:
________________________________________________________________________。
(3)若V(Oa)>V(ab)(即Oa 段消耗盐酸的体积大于ab 段消耗盐酸的体积),溶液中的溶质为
________________,涉及的离子方程式Oa:______________________________________;
ab:________________________________________________________________________。
(4)若V(Oa)<V(ab)(即Oa 段消耗盐酸的体积小于ab 段消耗盐酸的体积),溶液中的溶质为
________________。
6.将一定物质的量的Na2CO3、NaHCO3组成的混合物溶于水,配成1 L 溶液,取出50 mL
溶液,然后滴加一定物质的量浓度的盐酸,得到如图所示图像。
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按要求回答问题:
(1)写出依次发生反应的化学方程式:______________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(2)①代表________的变化曲线;②代表______的变化曲线;③代表________的变化曲线。
(3)盐酸的物质的量浓度为________________________________________________________。
(4)加入盐酸为150 mL 时,放出的CO2在标准状况下的体积为________。
考点二 钠及其重要化合物的转化关系
重要方程式书写再落实
(1)Na2O2吸收水和二氧化碳的化学方程式分别为_____________________________________,
______________________________________________________________________________。
(2)以海水中的氯化钠为原料分别制取金属钠、烧碱、纯碱的化学方程式:
①制取金属钠:________________________________________________________________;
②现代工业制烧碱:____________________________________________________________;
③制取纯碱:__________________________________________________________________,
______________________________________________________________________________。
(3)烧碱溶液中通入CO2的离子方程式:
①CO2少量:__________________________________________________________________;
②CO2过量:__________________________________________________________________。
(4)饱和碳酸钠溶液中通入CO2的离子方程式:______________________________________。
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一、有关钠及其化合物转化实验探究
1.一定量Na2O2和NaHCO3固体混合后,在密闭容器中加热,充分反应后,排出气体物质,
再冷却,对残留的固体物质进行分析,下表中不正确的是( )
选项
Na2O2/mol
NaHCO3/mol
残留的固体物质
A
1
2
Na2CO3
B
1.5
2
Na2O2、Na2CO3
C
2
1
Na2O2、NaOH、Na2CO3
D
2
2
NaOH、Na2CO3
2.将燃烧的钠迅速伸入盛满CO2的集气瓶中,钠在其中继续燃烧,反应后冷却,瓶底附着黑
色颗粒,瓶壁上黏附着白色物质。实验小组对该白色物质进行如下探究:
[提出假设]
假设1:白色物质是Na2O;
假设2:白色物质是Na2CO3;
假设3:白色物质是Na2O 和Na2CO3的混合物。
该小组对燃烧后的白色产物进行如下探究:
实验方案
实验操作
实验现象
结论
方案1
取少量白色物质于试管中,加入适量
水,振荡,样品全部溶于水,向其中加
入无色酚酞溶液
溶液变成红色
白色物质为
Na2O
方案2
①取少量白色物质于试管中,加入适量
水,振荡,样品全部溶于水,向其中加
入过量的BaCl2溶液
出现白色沉淀
②静置片刻,取上层清液于试管中,滴
加无色酚酞溶液
无明显现象
[思考与交流]
(1)甲同学认为方案1 得到的结论不正确,其理由是_________________________________。
(2)乙同学认为方案2 得到的结论正确,白色物质为______________,理由是____________
______________________________________________________________________________。
(3)钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为____________________________________________
______________________________________________________________________________。
(4)丙同学认为白色物质有可能是氢氧化钠。你是否同意丙同学的观点,并简述理由:
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
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二、侯氏制碱法的原理与操作
3.如图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。
(1)实验时向饱和食盐水中通入CO2、NH3的先后顺序是_______________________________
______________________________________________________________________________。
(2)a 通入__________,b 通入__________,简述理由:________________________________
______________________________________________________________________________。
(3)c 中放蘸有稀硫酸的脱脂棉,作用是______________________________________________
______________________________________________________________________________。
4.侯氏制碱法主要过程如图(部分物质已略去):
下列说法错误的是( )
A.气体X 为CO2
B.氨盐水中通入气体X 后,溶液中Na+大量减少
C.操作b 为过滤
D.悬浊液a 中的不溶物主要是NH4Cl
1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)面包师用小苏打作发泡剂烘焙面包,是因为Na2CO3可与酸反应(2022·广东,6A)( )
(2)NaHCO3的热稳定性比Na2CO3强(2020·浙江7 月选考,8B)( )
(3)碳酸钠可用于去除餐具的油污(2018·全国卷Ⅱ,7A)( )
(4)溶解度:Na2CO3<NaHCO3(2018·天津,2A)( )
(5)用Na2CO3溶液鉴别CaCl2溶液、NaCl 溶液和稀硫酸(2018·浙江11 月选考,10D)( )
(6)为除去NaHCO3固体中的Na2CO3,可将固体加热至恒重(2017·天津,4A)( )
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(7)用
装置制备CO2(2023·全国乙卷,9A)( )
2.[2022·天津,13(1)(2)(3)(4)(6)]金属钠及其化合物在人类生产生活中起着重要作用。回答
下列问题:
(1)基态Na 原子的价层电子轨道表示式为
________________。
(2)NaCl 熔点为800.8 ℃,工业上采用电解熔融NaCl 制备金属Na。电解反应方程式如下:
2NaCl(l)=======2Na(l)+Cl2(g)
加入CaCl2的目的是___________________________________________________________
____________________________________________________________________________。
(3)Na2O2的电子式为__________________________________________________________。
(4)采用空气和Na 为原料可直接制备Na2O2。空气与熔融金属Na 反应前需依次通过____、
______(填序号)。
a.浓硫酸
b.饱和食盐水
c.NaOH 溶液
d.KMnO4溶液
(6)天然碱的主要成分为Na2CO3·NaHCO3·2H2O,1 mol Na2CO3·NaHCO3·2H2O 经充分加热得到
Na2CO3的质量为__________ g。
3.[2021·河北,14(1)(2)(3)(4)]化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经
济发展做出了重要贡献,某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备NaHCO3,
进一步处理得到产品Na2CO3和NH4Cl,实验流程如图:
回答下列问题:
(1)从A~E 中选择合适的仪器制备NaHCO3,正确的连接顺序是____________(按气流方向,
用小写字母表示)。
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(2)B 中使用雾化装置的优点是___________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
(3)生成NaHCO3的总反应的化学方程式为__________________________________________。
(4)反应完成后,将B 中U 形管内的混合物处理得到固体NaHCO3和滤液:
②向滤液中加入NaCl 粉末,存在NaCl(s)+NH4Cl(aq)―→NaCl(aq)+NH4Cl(s)过程。为使
NH4Cl 沉淀充分析出并分离,根据NaCl 和NH4Cl 溶解度曲线,需采用的操作为__________、
________、洗涤、干燥。
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