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第13 讲 碳酸钠和碳酸氢钠 碱金属
[复习目标] 1.掌握Na2CO3、NaHCO3的基本性质及相互转化。2.掌握Na2CO3、NaHCO3的
鉴别及除杂。3.了解碱金属的通性与特性及焰色试验。
考点一 碳酸钠和碳酸氢钠
1．Na2CO3和NaHCO3的比较(方程式用离子方程式表示)
名称
碳酸钠
碳酸氢钠
俗名
______或______
主
要
性
质
色、态
白色粉末
细小的白色晶体
水溶性
易溶于水(20 ℃，S＝21.5 g)
可溶于水(20 ℃，S＝9.6
g)
热稳定性
稳定，但结晶碳酸钠
(Na2CO3·10H2O)易风化
受热________
与H＋反应
_______________(较快)
_______________(更快)
与Ca(OH)2
溶液反应
Ca2＋＋CO===CaCO3↓
Ca(OH)2少量：
________；
Ca(OH)2过量：_________
与盐
反应
Al2(SO4)3
2Al3＋＋3CO＋
3H2O===______________
Al3＋＋
3HCO===_____________
_
与水作用
水解，碱性较强
水解，碱性较弱
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
2．Na2CO3和NaHCO3的相互转化
Na2CO3NaHCO3
应用举例
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]_____________________________，________________________。
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(3)Na2CO3(aq)[NaHCO3]_____________________________，________________________。
3．Na2CO3、NaHCO3的鉴别方法
(1)利用热稳定性不同
(2)相同条件下，利用和酸反应生成气体的速率不同
(3)利用溶液的碱性不同
4．Na2CO3、NaHCO3与酸反应的图像分析
实验操作和反应
n(CO2)—n(HCl)图像
向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，离子方程式：
Oa 段：CO＋H＋===HCO
ab 段：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑
图像特点：Oa＝ab
向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，离子方程式：
HCO＋H＋===H2O＋CO2↑
向等物质的量的NaOH、Na2CO3的混合溶液中逐
滴加入盐酸，离子方程式：
Oa 段：H＋＋OH－===H2O、CO＋H＋===HCO
ab 段：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑
图像特点：Oa＝2ab
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( )
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( )
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8．相同温度下，溶解度：小苏打<苏打，热稳定性：Na2CO3>NaHCO3( )
一、Na2CO3、NaHCO3性质比较与鉴别
1．(2023·佛山调研)Na2CO3和NaHCO3混合溶液具有控制酸碱平衡的作用。室温下，通过下
列实验探究一定浓度的Na2CO3和NaHCO3混合溶液的性质。
实验1：向混合溶液中滴几滴酚酞，溶液显红色；
实验2：向实验1 所得溶液中滴加几滴稀盐酸，溶液红色变浅；
实验3：向混合溶液中通入过量的CO2，无明显现象；
实验4：向实验3 所得溶液中滴加少量Ba(OH)2溶液，产生白色沉淀。
下列有关说法正确的是( )
A．实验1 中溶液显红色的主要原因是CO＋2H2OH2CO3＋2OH－
B．实验2 中溶液红色变浅的原因是HCO＋H＋H2O＋CO2↑
C．实验3 中无明显现象说明没有发生化学反应
D．实验4 中产生白色沉淀的原因是2HCO＋Ba2＋＋2OH－===2H2O＋CO＋BaCO3↓
2．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
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_____________________________________________________________________(填化学式)。
二、Na2CO3、NaHCO3与H＋反应定量关系应用
3．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，得到的图像如图所示。
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________。
4．向浓度相等、体积均为100 mL 的A、B 两份NaOH 溶液中，分别通入一定量的CO2后，
逐滴加入0.1 mol·L－1盐酸，产生CO2的体积(标准状况)与所加盐酸的体积关系如图所示。
(1)A 曲线表明，原溶液通入CO2________mL(标准状况)。
(2)B 曲线表明，原溶液通入CO2后，所得溶液中溶质的物质的量之比为____________。
(3)原NaOH 溶液的物质的量浓度为_____________________________________________。
考点二 碱金属 焰色试验
(一)碱金属的通性
1．碱金属的相似性和递变性
相似性
递变性(由Li→Cs)
原子结构
最外层均为____电子
电子层数逐渐______；核电荷数逐渐
______；原子半径逐渐______
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元素性质
都具有较强的______性，
最高正价均为____价
金属性逐渐______
单
质
性
质
物理
性质
(除Cs 外)都呈银白色，密
度较小，熔、沸点______
密度逐渐增大(钾反常)，熔、沸点逐渐
______
化学
性质
都具有较强的______性
还原性逐渐______；与O2反应越来越剧
烈，产物越来越复杂
2.碱金属的特性
(1)碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大，但钾的密度比钠的小。
(2)碱金属一般都保存在______中，但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。
(3)试剂瓶中的药品取出后，一般不能放回原瓶，但Na、K 等需放回原试剂瓶。
(4)锂与O2反应与钠不同，只生成Li2O。
(二)焰色试验
1．焰色试验的概念
某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色，属于______变化，是元素的
性质。
2．焰色试验的操作
(1)清洗铂丝：将铂丝用盐酸洗净，在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同。
(2)灼烧试样：蘸取试样在外焰上灼烧，观察火焰的颜色。
(3)清洗铂丝：将铂丝再用盐酸洗净后，在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同。
提醒 做钾的焰色试验时，需透过蓝色钴玻璃观察火焰的颜色。
3．熟记常见金属的焰色
钠元素：____色；钾元素：____色(透过____________观察)；铜元素：____色；钡元素：
______色；钙元素：______色。
(三)碱金属氢化物的性质及应用
碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是______________，其中氢以H－形式存在，显－1
价，碱金属氢化物是____________。
1．在酒精灯加热的条件下，Na2CO3、NaHCO3固体都会分解( )
2．KOH 的碱性比NaOH 的弱( )
3．常温下，Rb、Cs 露置在空气中不易变质( )
4．焰色试验是金属化合物的性质( )
5．碱金属元素由Li 到Cs，随着核电荷数的递增，单质密度逐渐增大，熔、沸点逐渐降低(
)
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一、焰色试验
1．下列有关焰色试验操作注意事项的说法正确的是( )
①钾的火焰颜色要透过蓝色钴玻璃观察 ②先将铂丝灼烧到与原来火焰的颜色相同，再蘸取
被检验的物质 ③每次实验后，要将铂丝用盐酸洗净
④实验时最好选择本身颜色较浅的火焰 ⑤没有铂丝时，也可以用光洁无锈的铁丝代替
A．仅有③不正确
B．仅有④不正确
C．仅有⑤不正确
D．全对
二、碱金属元素性质规律的应用
2．碱金属单质及其化合物有广泛应用。回答下列问题：
(1)锂是最轻的活泼金属，常用于制造高效锂电池。电解池中的电解液不能用水作溶剂，原
因是____________________________________________________________________________。
(2)金属钾是一种活泼的金属，下列有关其性质的说法正确的是________(填字母)。
A．钾在空气中燃烧时，只生成K2O
B．钾与水反应，由于反应剧烈可能会发生爆炸
C．1 mol·L－1KOH 溶液比1 mol·L－1NaOH 溶液碱性强
(3)KH 是一种野外供氢剂，其电子式为________，与水反应放出氢气，化学方程式为
________________________________________________________________________。
生成1 mol 氢气时，反应中转移的电子数为_______________________________________。
(4)NaH 在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂(铁锈的成分表示为Fe2O3)，脱锈过程中
生成两种产物，其反应的化学方程式： ________________________________________。
1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)碳酸氢钠可做食品膨松剂(2022·全国乙卷，7B)( )
(2)焰火中红色来源于钠盐灼烧(2022·全国乙卷，7D)( )
(3)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)( )
(4)NaHCO3的热稳定性比Na2CO3强(2020·浙江7 月选考，8B)( )
(5)盐碱地(含较多Na2CO3等)不利于作物生长，可施加熟石灰进行改良(2019·天津，3C)(
)
(6)碳酸钠可用于去除餐具的油污(2018·全国卷Ⅱ,7A)( )
(7)溶解度：Na2CO3<NaHCO3(2018·天津，2A)( )
(8)用铂丝蘸取某碱金属的盐溶液灼烧，火焰呈黄色，证明其中含有Na ＋(2018·全国卷
Ⅲ,10C)( )
(9)用Na2CO3溶液可鉴别CaCl2溶液、NaCl 溶液和稀硫酸(2018·浙江11 月选考，10D)( )
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(10)为除去NaHCO3固体中的Na2CO3，可将固体加热至恒重(2017·天津，4A 改编)( )
2．(2021·北京，12)下列实验中，均产生白色沉淀。
下列分析不正确的是( )
A．Na2CO3与NaHCO3溶液中所含微粒种类相同
B．CaCl2能促进Na2CO3、NaHCO3水解
C．Al2(SO4)3能促进Na2CO3、NaHCO3水解
D．4 个实验中，溶液滴入后，试管中溶液pH 均降低
3．(2021·北京，13)有科学研究提出：锂电池负极材料(Li)由于生成LiH 而不利于电池容量
的保持。一定温度下，利用足量重水(D2O)与含LiH 的Li 负极材料反应，通过测定可以获知。
已知：①LiH＋H2O===LiOH＋H2↑
②2Li(s)＋H2(g)2LiH(s) ΔH＜0
下列说法不正确的是( )
A．可用质谱区分D2和HD
B．Li 与D2O 的反应：2Li＋2D2O===2LiOD＋D2↑
C．若越大，则越小
D．80 ℃反应所得比25 ℃反应所得大
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