第2 讲 碳酸钠和碳酸氢钠
考点一 碳酸钠与碳酸氢钠的比较
1.Na2CO3和NaHCO3的比较(反应用离子方程式表示)
名称
碳酸钠
碳酸氢钠
俗名
纯碱或苏打
小苏打
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
受热易分解
与H+反应
CO3
2−+2H
+ ===CO
2↑+H2O(较快)
HCO3
−+H
+ ===CO
2↑+H2O(更快)
与NaOH
溶液反应
不反应
HCO3
−+OH −===C O3
2−+H2O
与Ca(OH)2
溶液反应
Ca
2+ +C
O3
2−===CaCO3↓
Ca(OH)2
少
量
:Ca
2+ +2OH
- +2HC
O3
−===CaCO3↓+2 H 2O+C O3
2−;
Ca(OH)2
过
量
:Ca
2+ +OH
- +HC
O3
−
===CaCO3↓+H2O
与CaCl2
溶液反应
Ca2++CO3
2−===CaCO3↓
Ca2++2HCO3
−
CaCO3↓+CO2↑+H2O
与Al2(SO4)3
溶液反应
2Al3++3CO3
2−+3H2O===
2Al
( OH
) 3↓+3CO2↑
Al3++3HCO3
−===Al
( OH
) 3↓+3CO2↑
与水作用
水解,碱性较强
水解,碱性较弱
与CO2反应
C
O3
2−+CO2+ H 2O ===2 HC O3
−
不反应
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
小题对点过
(1)饱和碳酸钠中通入足量二氧化碳有何现象?并说明原因。
(2)请设计实验检验某Na2CO3样品中含有NaHCO3
。
(3)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。
用离子方程式表示以下过程:
①实验1 中溶液显红色的主要原因是
。
②实验2 中溶液红色变浅的原因是
。
③实验3 发生的离子反应
。
④实验4 中产生白色沉淀的原因是
。
答案 (1)溶液变浑浊。碳酸氢钠的溶解度比碳酸钠的小,生成的碳酸氢钠的质量大,且反应消耗了
水碳酸氢钠固体析出。
(2)取样品适量,加热,若产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,说明碳酸钠中含有碳酸氢钠,否则,不含
(3)①CO3
2−+ H 2O HC O3
−+OH-
②
C
O3
2−+ H +=== HC O3
−③CO2+C O3
2−+ H 2O ===2 HC O3
−
2
④HC O3
−+ Ba2++2OH −===2 H 2O+C O3
2−
+BaCO3↓
2.Na2CO3和NaHCO3的相互转化
Na2CO3
NaHCO3
小题对点过
(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。
①Na2CO3(s)[NaHCO3] ,
。
②NaHCO3(aq)[Na2CO3] ,
。
③Na2CO3(aq)[NaHCO3] ,
。
(2)银白色金属钠
表面变暗
出现白色固体接着表面变稀
白色块状固体
白色粉末状
物质
写出③④步反应的化学方程式:
③ ;
④ 。
答案 (1)①充分灼烧至恒重 2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑
②通入足量CO2 Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3
③滴加适量NaOH 溶液 NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O
(2)2NaOH+CO2+9H2O===Na2CO3·10H2O Na2CO3·10H2O===Na2CO3+10H2O
1.下列说法中错误的是 。
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
③Al2(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
⑧相同温度下,溶解度:小苏打<苏打,热稳定性:Na2CO3>NaHCO3
答案 ①②⑤⑦
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 (填化学式)。
答案 (1)Ⅱ (2)2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑,CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O D (3)NaHCO3
解析 (1)图Ⅰ不能达到实验目的,因为碳酸钠和碳酸氢钠均可以与盐酸反应产生二氧化碳,二氧化
碳气体使澄清石灰水变浑浊;图Ⅱ可以鉴别,因为等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量的稀盐酸反应,
生成的二氧化碳气体的量不同,可根据气球膨胀程度来判断。(3)试管B 装入碳酸氢钠,试管A 装入
碳酸钠,这样直接加热的碳酸钠,温度高,不分解,澄清石灰水不变浑浊,而间接加热的碳酸氢钠分解,澄
清石灰水变浑浊,表明了碳酸氢钠不稳定。
鉴别Na2CO3与NaHCO3的常用方法
(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NaHCO3固体。
(2)气体法
(3)测pH 法
3.有关NaHCO3和Na2CO3与盐酸反应的性质,以下叙述不正确的是( )
A.等质量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应,在相同条件下Na2CO3产生的CO2体积小
B.等物质的量的两种盐与同浓度盐酸完全反应,所消耗盐酸的体积Na2CO3是NaHCO3的两倍
C.等质量NaHCO3和Na2CO3与盐酸完全反应,前者消耗盐酸较多
D.等物质的量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应产生CO2一样多
答案 C
解析 Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O
NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O
解答此类题目用归“ 1” 法。A 项, 假设二者都是1 g, 则n(NaHCO3)=n(CO2)= 1
84
mol,n(Na2CO3)=n(CO2)= 1
106 mol, 正确;B 项, 假设二者均为1 mol, 则消耗的盐酸Na2CO3 为2
mol,NaHCO3 为1 mol,正确;C 项,假设二者均为1 g,Na2CO3 需盐酸的物质的量为2× 1
106 mol = 1
53
mol,NaHCO3需盐酸1
84 mol,错误。
4.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
。
答案 (1)NaHCO3 (2)Na2CO3 CO3
2−+ H +=== HC O3
−HC O3
−+H+===H2O+CO2↑ (3)NaOH 和
Na2CO3 OH-+H+===H2O、CO3
2−+ H +=== HC O3
−HC O3
−+H+===CO2↑+H2O (4)Na2CO3和NaHCO3
5.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 。
答案 (1)Na2CO3+HCl===NaCl+NaHCO3、NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑
(2)NaHCO3 NaCl Na2CO3
(3)0.05 mol·L-1 (4)0.112 L
解
析
(3)
当
加
入
150
mL
盐
酸
时
正
好
生
成
NaCl
溶
液
,
n(HCl)=n(NaCl)=2n(Na2CO3)+n(NaHCO3)=2.5×10-3×2
mol+2.5×10-3
mol=7.5×10-3
mol,c(HCl)=
7.5×10
−3mol
0.15 L
=0.05 mol·L-1。(4)n(CO2)=n(Na2CO3)+n(NaHCO3)=(2.5+2.5)×10-3 mol=5×10-3 mol,标况
下V(CO2)=5×10-3 mol×22.4 L·mol-1=0.112 L。
Na2CO3、NaHCO3与足量盐酸反应的比较
二者浓度相同时生成CO2的速率
NaHCO3快
耗酸量
二者等质量
Na2CO3耗酸多
二者等物质的量
Na2CO3耗酸多
生成CO2
的体积
二者等质量
NaHCO3产生的多
二者等物质的量
相等
考点二 碳酸钠和碳酸氢钠质量分数测定
1.差量法
【例1】 某实验小组用热重法测定碳酸钠与碳酸氢钠混合物的组成,实验方法如下。
(1)加热5.00 g 碳酸钠和碳酸氢钠的固体混合物,使碳酸氢钠完全分解,混合物的质量减小了0.31 g,写
出发生反应的化学方程式:
,
则原混合物中碳酸钠的质量分数是 。
(2)某同学设计的实验装置示意图如下:
X 为氮气,其作用是 ,
若装置C 中碱石灰增重m1 g,则混合样品中碳酸钠的质量分数为 。
答案 (1)2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O 83.2%
(2)将样品分解产生的气体全部带出,使其被B、C 装置完全吸收 11m−42m1
11m
×100%
解析 (1)碳酸氢钠在加热的条件下分解为碳酸钠、二氧化碳、水,设混合物中碳酸氢钠的质量为x
g,
168
x = 62
0.31,x=0.84,原混合物中碳酸钠的质量分数是(5.00−0.84) g
5.00 g
×100%=83.2%。
(2)若装置C 中碱石灰增重m1 g,即生成的CO2为m1 g,设碳酸氢钠的质量为x g,则由
2 NaHC O3
~
C O2
168
44
x g
m1g
得x=168m1
44
= 42m1
11 ,则混合样品中碳酸钠的质量分数为m−42m1
11
m
×100 % = 11m−42m1
11m
×100%。
2.沉淀法
利用化学反应把CO3
2−
HC
及
O3
−完全转化为沉淀, 称量干燥沉淀的质量, 由此计算混合物中
w(Na2CO3)、w(NaHCO3)。
【例2】 某化学小组设计实验方案,测定碳酸钠和碳酸氢钠混合物中碳酸氢钠的质量分数。
实验测定方法如下:
(1)①称取碳酸钠和碳酸氢钠的固体混合物9.5 g,溶于水中,配成100 mL 溶液,滴加足量沉淀
剂,把溶液中HCO3
−、C O3
2−完全转化为沉淀,应选用的试剂是 (填字母)。
A.稀CaCl2溶液
B.MgSO4溶液
C.NaCl 溶液
D.Ba(OH)2溶液
②过滤,洗涤沉淀,判断沉淀是否洗净的方法是
。
③将沉淀洗涤,并充分干燥,称量沉淀的质量为19.7 g。由此可以计算w(NaHCO3)= (结果保
留3 位有效数字)。
(2)工业生产的纯碱常会含少量NaCl 杂质。测定该样品中纯碱的质量分数的实验步骤如下:
①称取样品a g,加水溶解;
②加入足量的BaCl2溶液;
③过滤、 、烘干、冷却、称量、烘干、冷却、 ,最终得到固体b g。样品中纯碱
的质量分数为 (用含a、b 的代数式表示)。
答案 (1)①D ②取少量最后一次洗涤液于试管中,滴加Na2SO4溶液,如无沉淀,则沉淀已洗净,反之
则未洗净 ③44.2%
(2)洗涤 (再)称量 106b
197a×100%
解析 (1)①Ba(OH)2溶液与两种离子都可以形成沉淀,D 正确。②判断沉淀是否洗净的方法是检验
最后一次洗涤液中是否含有Ba2+。③设碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量分别为a mol、b mol,则可得
106a+84b=9.5,197(a+b)=19.7, 联立解得a=b=0.05, 所以碳酸氢钠的质量分数为
84 g·mol
−1×0.05 mol
9.5 g
×100%≈44.2% 。(2) 加入足量的
BaCl2 溶液发生反应:
Na2CO3+BaCl2===BaCO3↓+2NaCl,根据原子守恒,通过称量碳酸钡沉淀的质量,来计算样品中纯碱的
质量分数,需洗涤沉淀,除去杂质离子,且将沉淀烘干,冷却到室温,再称量所得固体,最终得到BaCO3的
质量为b g,根据碳元素守恒,纯碱的质量分数为106b
197a×100%。
3.气体法
一般流程:
【例3】 为测定碳酸钠和碳酸氢钠混合样品中碳酸钠的质量分数,某同学设计的实验装置示意图
如下,请回答:
(1)装置E 的作用是 。
(2)实验需要以下步骤:
①称量装置D 的质量为304.6 g;
②称取13.7 g 样品装入装置B 的广口瓶中;
③连接装置,检查装置气密性后加入相应试剂;
④打开弹簧夹,缓缓鼓入一段时间空气;
⑤再次称量装置D 的质量为311.2 g;
⑥打开弹簧夹,再次缓缓鼓入一段时间空气;
⑦关闭弹簧夹,滴加稀硫酸使其发生反应,直至不再产生气泡为止。
以上步骤的正确顺序为③→②→ →①→ → →⑤。
(3)步骤⑥的目的是 。
(4)根据相关数据,计算样品中碳酸钠的质量分数为 (结果保留3 位有效数字)。
答案 (1)防止空气中的CO2和H2O 进入装置D 中产生误差
(2)④ ⑦ ⑥
(3)将反应产生的CO2全部赶入装置D 中,减小误差
(4)38.7%
解析 (4)由前后装置D 中质量差可得n(CO2)=(311.2−304.6) g
44 g·mol
−1
=0.15 mol,设样品中碳酸钠的物质
的量为x mol,碳酸氢钠为y mol,则106x+84y=13.7,x+y=0.15,解得x=0.05,y=0.1,则样品中碳酸钠的质
量分数为0.05mol×106 g·mol
−1
13.7 g
×100%≈38.7%。
4.滴定法
根据碳酸的K a1、K a2差别较大,选用合适的指示剂,确定的滴定终点为HCO3
−或H2CO3,根据消耗标准
盐酸的体积,计算Na2CO3、NaHCO3、甚至NaOH 的物质的量。
【例4】 侯德榜发明了“联合制碱法”,以氯化钠为原料制备碳酸钠时产品中往往含有少量碳酸
氢钠、氯化钠等,产品中NaHCO3含量测定过程如下:
①称取产品2.500 g,用蒸馏水溶解,定容于250 mL 容量瓶中;
②移取25.00 mL 上述溶液于锥形瓶中,加入2 滴指示剂M,用0.100 0 mol·L-1盐酸标准溶液滴定,溶液
由红色变至近无色,且半分钟不恢复红色(第一滴定终点),消耗盐酸V1 mL;
③在上述锥形瓶中再加入2 滴指示剂N,继续用0.100 0 mol·L-1盐酸标准溶液滴定至终点(第二滴定
终点),又消耗盐酸V2 mL;
④平行测定三次,V1平均值为22.45,V2平均值为23.51。
回答下列问题:
(1)指示剂M 为 ;指示剂N 为 ,描述第二滴定终点前后颜色变化: 。
(2)上述测量步骤③过程中,某时刻,滴入盐酸使溶液显中性,则此时溶液中的溶质为 。
(3)产品中NaHCO3的质量分数为 (结果保留3 位有效数字)。
(4)第一滴定终点时,某同学俯视读数,其他操作均正确,则NaHCO3质量分数的计算结果 (填
“偏大”“偏小”或“无影响”)。
答案 (1)酚酞 甲基橙 由黄色变橙色,且半分钟内不变色 (2)NaCl、NaHCO3、H2CO3
(3)3.56% (4)偏大
解析 (1)第一滴定终点为恰好生成NaHCO3,溶液呈碱性,应选用酚酞作指示剂;第二滴定终点为HCl
与碳酸氢钠恰好完全反应,溶液呈酸性,应选用甲基橙作指示剂。(2)步骤③中,某时刻滴加盐酸使溶
液呈中性,因碳酸氢钠与HCl 反应生成的CO2溶于水生成H2CO3,使溶液显酸性,溶液呈中性说明其
中还有NaHCO3 未反应完。(3)第一次滴定发生反应:Na2CO3+HCl===NaHCO3+NaCl,消耗盐酸V1
mL,平均值为22.45 mL,第二次滴定发生反应:NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑,消耗盐酸V2 mL,平
均值为23.51 mL,原碳酸钠转化的碳酸氢钠,还要再消耗盐酸的体积为V1 mL,则原溶液中含有的
NaHCO3 所消耗的盐酸体积为V2 mL-V1 mL=1.06 mL, 产品中NaHCO3 的质量分数为
c( HCl)·(V 2−V 1)×10
−3 L× M ( NaHC O3)
0.25 g
×100 % = 1.06×10
−4mol×84 g·mol
−1
0.25 g
×100%≈3.56% 。(4)
第一次滴定终点时,俯视读数,导致V1偏小,则V2-V1偏大,导致NaHCO3质量分数的计算结果偏大。
1.下列测定Na2CO3和NaHCO3固体混合物中NaHCO3质量分数的实验方案,合理的是( )
①取m g 混合物与过量氢氧化钠溶液充分反应,加热、蒸干、灼烧,得n g 固体
②取m g 混合物充分加热,减重n g
③取m g 混合物与过量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,增重n g
④取m g 混合物与过量Ba(OH)2溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥,得n g 固体
A.①②
B.②③
C.②④
D.③④
答案 C
解析 ①氢氧化钠过量,在加热、蒸干、灼烧过程中可生成Na2CO3,则不能确定NaHCO3生成的碳
酸钠的质量,错误;②碳酸氢钠不稳定,加热分解,利用固体差量法即可计算出固体中碳酸氢钠的质量,
正确;③碱石灰吸收二氧化碳和水,CO2中混有水蒸气,影响计算,故应先把水蒸气排除才合理,错误;
④n g 固体为碳酸钡,假设碳酸氢钠、碳酸钠分别为x mol、y mol,可根据碳元素守恒,分别列出
84x+106y=m、197(x+y)=n 求出碳酸钠和碳酸氢钠的质量,进而可确定碳酸氢钠的质量分数。
2.为测定产品中Na2CO3的质量分数(已知杂质为NaHCO3),设计了下列两种实验方案进行探究。
方案一:样品经加热后测定剩余固体质量,并计算Na2CO3的质量分数。
(1)加热样品所选用的仪器是 (填字母)。
方案二:将一定质量的样品与足量稀硫酸反应,通过称量反应前后盛有碱石灰的干燥管质量,利用其
质量差计算碳酸钠的质量分数。连接好的实验装置如图:
该实验的操作步骤:
① ;
②取一定量样品装入广口瓶中;
③打开止水夹,缓慢鼓入空气数分钟;
④关闭止水夹,在干燥管内填满碱石灰,称量干燥管A 质量;
⑤缓慢加入稀硫酸至不再产生气体为止;
⑥打开止水夹,缓慢鼓入空气数分钟,再称量干燥管A 质量。
(2)操作①为 。
(3)NaOH 溶液(足量)中发生反应的离子方程式为 。
(4)装置中有两支盛放碱石灰的干燥管(图中A 和B),若只保留干燥管A 将会使碳酸钠的质量分数的
计算结果 ( 填“ 偏大” 或“ 偏小” ) 。理由是
。
答案 (1)B
(2)检查装置气密性
(3)2OH-+CO2===CO3
2−+H2O
(4)偏小 去掉B,空气中H2O、CO2进入A 中,使A 增重偏大,单位质量的NaHCO3生成CO2较多,则
导致计算结果中NaHCO3质量分数偏大,Na2CO3质量分数偏小
解析 (1)加热碳酸氢钠固体分解,加热样品所选用的仪器是坩埚;(2)连接好实验装置第一步应该是
检查装置气密性,保证装置气密性良好才能做后续实验;(3)先把空气通过NaOH 溶液是为了吸收空
气中的CO2,减少实验误差,离子方程式为2OH-+CO2===CO3
2−+H2O;(4)去掉B,空气中H2O、CO2进入
A 中,使A 增重偏大,单位质量的NaHCO3生成CO2较多,则导致计算结果中NaHCO3质量分数偏大,
Na2CO3质量分数偏小。
1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)(2024·安徽卷)烹煮食物的后期加入食盐,能避免长时间受热而分解( )
(2)(2024·安徽卷)制作面点时加入食用纯碱,利用NaHCO3中和发酵过程产生的酸( )
(3)(2020·浙江7 月选考)NaHCO3的热稳定性比Na2CO3强( )
(4)(2018·全国卷Ⅱ)碳酸钠可用于去除餐具的油污( )
(5)(2018·天津卷)溶解度:Na2CO3<NaHCO3( )
(6)(2018·浙江11 月选考)用Na2CO3溶液鉴别CaCl2溶液、NaCl 溶液和稀硫酸( )
(7)(2017·天津卷)为除去NaHCO3固体中的Na2CO3,可将固体加热至恒重( )
(8)(2023·全国乙卷)用
装置制备CO2( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)√ (7)× (8)×
2.(2024·北京卷)关于Na2CO3和NaHCO3的下列说法中,不正确的是( )
A.两种物质的溶液中,所含微粒的种类相同
B.可用NaOH 溶液使NaHCO3转化为Na2CO3
C.利用二者热稳定性差异,可从它们的固体混合物中除去NaHCO3
D.室温下,二者饱和溶液的pH 差约为4,主要是由于它们的溶解度差异
答案 D
解析 Na2CO3 溶液中存在CO3
2−的水解,NaHCO3 溶液中存在HCO3
−的电离和水解,故Na2CO3 和
NaHCO3的溶液中均存在H2O、H2CO3、H+、OH-、Na+、CO3
2−、HC O3
−,A 正确;NaHCO3能与NaOH
发生反应:NaOH+NaHCO3===Na2CO3+H2O,故B 正确;NaHCO3不稳定,受热易分解,能生成稳定性高
的Na2CO3,故可利用二者热稳定性的差异,从它们的固体混合物中除去NaHCO3,C 正确;Na2CO3 和
NaHCO3 均能水解使溶液呈碱性,且CO3
2−的水解程度远大于HC O3
−,故二者饱和溶液的pH 差约为
4,D 错误。
3.(2025·八省联考河南卷)W 是一种短周期金属元素的单质,V 是无色气体。它们之间的转化关系如
图所示(略去部分生成物和反应条件)。下列说法错误的是( )
A.气体V 可通过排水法收集
B. X 与水反应能生成气体V
C.Y 易溶于水,溶液显碱性
D. 电解Z 的水溶液可得到W
答案 D
解析 W 是一种短周期金属元素的单质,V 是无色气体,W 与V 在加热条件下反应生成X,X 与CO2
反应又能生成V,则W 为Na,V 为O2,X 为Na2O2,Y 为Na2CO3,Y 与HCl 反应生成Z,Z 为NaCl。A.V
为O2,可通过排水法收集,A 正确;B.X 为Na2O2,Na2O2与水反应能生成O2,B 正确;C.Y 为Na2CO3,易溶
于水,由于CO3
2−水解,溶液显碱性,C 正确;D.Z 为NaCl,电解NaCl 水溶液可得不到W(Na),应该电解熔
融氯化钠,D 错误。
4.(北京卷)下列实验方案中,不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是( )
A.取a 克混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,增重b 克
B.取a 克混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b 克固体
C.取a 克混合物充分加热,减重b 克
D.取a 克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干,得b 克固体
答案 A
解析 A.逸出气体含有水蒸气,不能测定;B.最后得到的是氯化钠,可以测定;C.最后得到的是碳酸钠,
可以测定;D.最后得到的是碳酸钡,可以测定。
基础落实
选择题只有1 个选项符合题意
1.(2024·湖北一模)湖北盐业历史悠久,早在唐代已有零星的产盐记载。下列说法错误的是( )
A.NaCl 既可做调味品也可做防腐剂
B.焰色试验可用于区分NaCl 和Na2CO3
C.电解食盐水的产物可用于生产漂粉精
D.医疗上生理盐水是含0.9%的NaCl 溶液
答案 B
解析 A.NaCl 是食盐的主要成分,既可做调味品也可做防腐剂,故A 正确;B.NaCl 和Na2CO3焰色试
验均为黄色火焰,无法进行区分,故B 错误;C.电解食盐水的产物为Cl2、H2、NaOH,Cl2可与石灰乳生
产漂粉精,故C 正确;D.医疗上生理盐水是含0.9%的NaCl 溶液,故D 正确。
2.实验室中使用氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠时,对应关系错误的是( )
A.氢氧化钠水溶液:实验室模拟皂化反应
B.碳酸钠饱和溶液:模拟侯氏制碱法所用试剂
C.碳酸钠饱和溶液:制备乙酸乙酯实验中收集产品
D.碳酸氢钠饱和溶液:制备CO2时除去HCl 气体
答案 B
解析 A.皂化反应为油脂在碱性条件下的水解反应,A 项正确;B.模拟侯氏制碱法应使用氯化钠饱和
溶液,B 项错误;C.碳酸钠饱和溶液可以吸收乙醇,中和乙酸,降低酯的溶解度,C 项正确;D.NaHCO3可
与HCl 反应生成NaCl、CO2和水,因此碳酸氢钠饱和溶液可除去CO2中的HCl 气体,D 项正确。
3.为除去括号内的杂质,所选用的试剂或方法不正确的是( )
A.Na2CO3溶液(NaHCO3),选用适量的NaOH 溶液
B.NaHCO3溶液(Na2CO3),应通入过量的CO2气体
C.Na2CO3溶液(Na2SO4),加入适量Ba(OH)2溶液,过滤
D.CO2气体(HCl),将气体通入饱和的NaHCO3溶液
答案 C
解析 A.NaHCO3与NaOH 溶液反应生成Na2CO3和H2O,可用NaOH 溶液除去Na2CO3溶液中混有
的NaHCO3,故A 正确;B.Na2CO3 与CO2、H2O 反应生成NaHCO3,通入过量的CO2 气体可除去
NaHCO3溶液中混有的Na2CO3,故B 正确;C.Na2CO3、Na2SO4均与Ba(OH)2溶液反应产生白色沉淀和
NaOH,不能除杂,故C 错误;D.氯化氢与饱和碳酸氢钠反应生成二氧化碳,可以用饱和碳酸氢钠溶液除
去二氧化碳中含有的氯化氢,故D 正确。
4.有两试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液,下列操作或判断正确的是( )
选项
操作
判断
A
分别加入澄清石灰水
产生沉淀者为Na2CO3
B
分别加入等浓度的稀盐酸
反应较剧烈者为NaHCO3
C
分别加入CaCl2溶液
产生沉淀者为NaHCO3
D
逐滴加入等浓度的盐酸
立即产生气泡者为Na2CO3
答案 B
解
析
A.
有
关
反
应
为
Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH,Ca(OH)2+2NaHCO3===CaCO3↓+Na2CO3+2H2O,两者均产生白
色沉淀,现象相同,A 错误;B.加入等浓度的稀盐酸时,NaHCO3 溶液反应更剧烈,B 正确;C.Na2CO3 与
CaCl2反应时生成CaCO3白色沉淀,NaHCO3与CaCl2不反应,C 错误;D.逐滴加入盐酸时,NaHCO3溶液
立即产生气泡,Na2CO3溶液开始无明显现象,后有气泡产生,D 错误。
5.(2024·湖南模拟预测)向三支试管中分别加入稀盐酸、NaCl 溶液和Na2CO3溶液,然后分别向上述
三支试管中依次加入AgNO3溶液和稀硝酸。下列有关说法错误的是( )
A.稀盐酸、NaCl 溶液和Na2CO3溶液三种溶液的酸碱性互不相同
B.该实验可以证明不同物质间反应的离子方程式可能相同
C.在该实验的基础上,再追加一个焰色试验就可以将上述三种溶液鉴别出来
D.若不加入其他试剂,仅通过溶液间相互滴加不能鉴别出上述三种溶液
答案 D
解析 A.稀盐酸、NaCl 溶液和Na2CO3溶液分别呈酸性、中性和碱性,A 正确;B.稀盐酸、氯化钠溶
液分别与硝酸银溶液反应均生成氯化银沉淀,离子方程式相同,则该实验可以证明不同物质间反应的
离子方程式可能相同,B 正确;C.由于碳酸银能溶于硝酸,氯化银不能溶于硝酸,氯化钠的焰色显黄色,
稀盐酸无焰色,因此在该实验的基础上,再追加一个焰色试验就可以将上述三种溶液鉴别出来,C 正确;
D.稀盐酸、NaCl 溶液和Na2CO3溶液可以通过相互滴加鉴别,将稀盐酸逐滴滴入碳酸钠溶液中,一段
时间后才有气泡产生,而将碳酸钠溶液滴入稀盐酸中,立即有气泡产生,NaCl 溶液与稀盐酸或碳酸钠
溶液互滴均无明显现象,因此若不加入其他试剂,仅通过溶液间相互滴加能鉴别出上述三种溶液,D
错误。
6.某小组同学探究Na2CO3和NaHCO3的性质及相互转化,实验如下(夹持装置已略去,气密性已检验)。
下列说法错误的是( )
实验Ⅰ
实验Ⅱ
A.实验Ⅰ,A 中澄清石灰水无明显变化,B 中澄清石灰水变浑浊
B.实验Ⅱ,方框中的试剂a 为饱和NaHCO3溶液
C.实验Ⅱ中,一段时间之后,可观察到烧杯中有细小晶体析出
D.等物质的量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量盐酸反应,NaHCO3生成的CO2更多
答案 D
解析 实验Ⅰ,Na2CO3 受热不分解,则A 中澄清石灰水无明显变化,NaHCO3 受热分解生成CO2、
Na2CO3和H2O,因此B 中澄清石灰水变浑浊,故A 正确;实验Ⅱ,由于盐酸易挥发,试剂a 主要是除掉
CO2 中的HCl,因此方框中的试剂a 为饱和NaHCO3 溶液,故B 正确;实验Ⅱ中,烧杯中CO2 和
Na2CO3、H2O 反应生成NaHCO3,由于Na2CO3的溶解度比NaHCO3的溶解度大,因此一段时间之后
可观察到烧杯中有细小晶体析出,故C 正确;等物质的量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量盐酸反应,
两者生成的CO2一样多,故D 错误。
7.(2024·河北衡水质检)向NaOH 和Na2CO3混合溶液中滴加稀盐酸,CO2的生成量与加入0.1 mol·L-1
盐酸的体积的关系如图所示。下列判断正确的是( )
A.在0~a 范围内,只发生中和反应
B.ab 段发生反应的离子方程式为CO3
2−+2H+===H2O+CO2↑
C.a=0.3
D.原混合溶液中NaOH 与Na2CO3的物质的量之比为1∶2
答案 C
解析 向NaOH 和Na2CO3混合溶液中滴加盐酸时,首先和NaOH 发生反应:OH-+H+===H2O,继续滴
加时, 盐酸与Na2CO3 首先发生反应:CO3
2−+ H +=== HC O3
−, 继续滴加时发生反应:HCO3
−
+H+===CO2↑+H2O;则ab 段发生反应的离子方程式为HCO3
−+H+===CO2↑+H2O,反应0.01 mol HCO3
−
、消耗盐酸体积V(HCl)=0.01 mol÷0.1 mol·L-1=0.1 L,故a=0.4-0.1=0.3;0.3>0.1,则0~a 范围内,发生2
个反应:OH-+H+===H2O、CO3
2−+ H +=== HC O3
−,其中CO3
2−消耗HCl 0.01 mol、OH-消耗HCl 0.03
mol-0.01 mol=0.02 mol;A. 分析可知,0~a 范围内, 发生2 个反应:OH-+H+===H2O 、C
O3
2−+ H +=== HC O3
−,A 错误;B.ab 段发生反应的离子方程式为HCO3
−+H+===CO2↑+H2O,B 错误; C.分
析可知,a=0.3,C 正确;D.原混合溶液中NaOH 与Na2CO3的物质的量之比为0.02∶0.01=2∶1,D 错误。
8.如图是工业生产纯碱的工艺流程示意图。
已知:粗盐水中含有MgCl2、CaCl2。
完成下列填空:
(1)粗盐水加入沉淀剂NaOH、Na2CO3分别除去MgCl2、CaCl2,固体C 为 ,书写其中一个反
应的化学方程式: 。
(2) 在工业生产纯碱工艺流程中, 先“ 氨化” 后“ 碳酸化” 的目的是
,
“碳酸化”时,NaCl、NH3、CO2和H2O 相互作用析出NaHCO3,写出该反应的化学方程式:
。
(3)“碳酸化”后过滤获得的NH4Cl 可用作 肥,也可先 (填“加热”或“冷
却”)NH4Cl 溶液,再加入石灰水以循环使用的物质是 。
(4)“煅烧”时,NaHCO3分解生成的气体D 是 ,若将气体D 直接排入空气,不合理的理由是
。
(5)鉴别产品纯碱中是否含有碳酸氢钠的方法是
。
答
案
(1)Mg(OH)2
和
CaCO3
2NaOH+MgCl2===Mg(OH)2↓+2NaCl(
或
Na2CO3+CaCl2===CaCO3↓+2NaCl)
(2)
有
利
于
溶
液
吸
收
CO2
气
体
NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl (3)氮 加热 NH3 (4)CO2 可循环利用,降低生产成
本,同时也能保护环境(答案合理即可) (5)取样,加热,将可能产生的气体通入澄清石灰水,观察溶液
是否变浑浊
能力提升
9.某实验小组用pH 传感器探究Na2CO3、NaHCO3与澄清石灰水的反应。根据下表中的实验过程及
数据,判断下列说法错误的是( )
实验过程
实验数据
A.Ⅰ是空白实验,排除因体积变化对Ⅱ、Ⅲ溶液pH 的影响
B.Ⅱ的烧杯中产生白色沉淀
C.Ⅱ和Ⅰ的pH 曲线基本重合,说明Ⅱ中OH-没有参加反应
D.Ⅲ比Ⅱ的pH 曲线低,说明Ⅲ初期发生反应:H++OH-===H2O
答案 D
解析 由题给信息可知,Ⅰ是空白实验,Ⅰ和Ⅱ的pH 曲线基本重合,说明加入的碳酸根离子只与石灰
水中的钙离子反应,不与氢氧根离子反应,Ⅲ比Ⅱ的pH 曲线降低,说明反应开始时,少量的碳酸氢钠与
石灰水反应生成碳酸钙沉淀、氢氧化钠和水,石灰水恰好完全反应时,碳酸氢钠与石灰水反应生成碳
酸钙沉淀、碳酸钠和水。A.由分析可知,Ⅰ是空白实验,设计实验的目的是排除体积变化对Ⅱ、Ⅲ溶
液pH 的影响,故A 正确;B.Ⅱ中碳酸根离子与石灰水中的钙离子反应,反应的离子方程式为CO3
2−
+Ca2+===CaCO3↓,产生白色沉淀,故B 正确;C.由分析可知,Ⅱ和Ⅰ的pH 曲线基本重合,说明加入的碳
酸根离子只与石灰水中的钙离子反应,不与氢氧根离子反应,故C 正确;D.由分析可知,Ⅲ比Ⅱ的pH 曲
线降低,说明反应开始时,少量的碳酸氢钠与石灰水反应生成碳酸钙沉淀、氢氧化钠和水,反应的离
子方程式为HCO3
−+OH-+Ca2+===CaCO3↓+H2O,故D 错误。
10.元素的“价-类”二维图指的是以元素的化合价为纵坐标,以物质的类别为横坐标所绘制的二维
平面图像。下图为钠元素的“价-类”二维图,其中的箭头表示部分物质间的转化关系,下列说法不
正确的是( )
A.氢氧化钠溶液可以与过量二氧化碳反应实现转化关系①
B.Na2O2发生④⑤的转化均有O2产生
C.碳酸钠溶液中不断滴加盐酸依次发生反应③和⑧生成氯化钠
D.反应②只能通过加热才能实现物质转化
答案 D
解析 A 项,氢氧化钠溶液与过量二氧化碳反应的方程式为CO2(过量)+NaOH===NaHCO3,可以实现
转化关系①, 正确;B 项,Na2O2 与水和二氧化碳反应的化学方程式分别为
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑、2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,因此④⑤的转化均有O2产生,正确;C
项, 碳酸钠溶液中不断滴加盐酸依次发生反应③Na2CO3+HCl===NaCl+NaHCO3 和反应
⑧NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑,都生成氯化钠,正确;D 项,反应②通过加热能实现物质转化,
2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑, 也可加入氢氧化钠溶液实现物质转化,
NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O,错误。
11.有一含NaCl、Na2CO3·10H2O 和NaHCO3的混合物,某同学设计如图所示的实验装置,通过测量反
应产生的CO2和H2O 的质量,来确定该混合物中各组分的质量分数。
(1)实验步骤:
①按图( 夹持仪器未画出) 组装好实验装置后, 首先进行的操作是
。
②称取样品,并将其放入硬质玻璃管中;称量装浓硫酸的洗气瓶C 的质量和装碱石灰的U 形管D 的
质量。
③打开活塞
K1 、K2, 关闭
K3, 缓缓鼓入空气数分钟, 其目的是
。
④关闭活塞K1、K2,打开K3,点燃酒精灯加热至不再产生气体。装置B 中发生反应的化学方程式为
。
⑤打开活塞K1,缓缓鼓入空气数分钟,然后拆下装置,再次称量洗气瓶C 的质量和U 形管D 的质量。
(2)关于该实验方案,请回答下列问题。
①若加热反应后不鼓入空气,对测定结果的影响是 。
②E 处干燥管中盛放的药品是 ,其作用是 ,
如果实验中没有该装置,则会导致测量结果NaHCO3的质量 (填“偏大”“偏小”或“无影
响”)。
③若样品质量为w g,反应后C、D 装置增加的质量分别为m1 g、m2 g,则混合物中Na2CO3·10H2O
的质量分数为 (用含w、m1、m2的代数式表示)。
答案 (1)①检查装置气密性 ③除去装置中的水蒸气和二氧化碳 ④2NaHCO3
Na2CO3+H2O↑+CO2↑、Na2CO3·10H2O
Na2CO3+10H2O↑ (2)①Na2CO3·10H2O 和NaHCO3的质量
分数测定结果偏小,NaCl 的质量分数测定结果偏大 ②碱石灰 防止空气中的CO2和水蒸气进入D
中影响测定结果 偏大 ③286(m1× 18m2
44 )
180w
×100%
解析 (2)①若加热反应后不鼓入空气,生成水蒸气质量和二氧化碳质量测定结果会减小,碳酸氢钠
依据二氧化碳计算,而Na2CO3·10H2O 的测定是根据生成水的总质量计算的,则测得Na2CO3·10H2O 的
含量将偏小,对测定结果的影响是NaCl 偏大,NaHCO3偏小,Na2CO3·10H2O 偏小。②干燥管中盛放的
是碱石灰,碱石灰能吸收空气中的水蒸气和二氧化碳,所以干燥管的作用是防止空气中的CO2和水蒸
气进入影响测定结果,若撤去E 装置,则测定的碳酸氢钠的质量偏大。③D 装置中增加的质量为二
氧化碳的质量,设碳酸氢钠分解生成的水蒸气的质量为x。
x=18m2
44 g,
装置C 吸收的是水蒸气,包括碳酸氢钠分解生成的和十水碳酸钠分解生成的,十水碳酸钠分解生成的
水蒸气的质量=m1 g-18m2
44
g= 44 m1−18m2
44
g,
设十水碳酸钠的质量为y,则有
y=286(44 m1−18m2)
180×44
g
所以十水碳酸钠的质量分数=
286(44 m1−18m2)
180×44
w
×100 % =
286(m1−18m2
44 )
180w
×100%。
