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苏教版 (2019)必修 第一册专题3 从海水中获得的化学物质第二单元 金属钠及钠的化合物第2课时导学案
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这是一份苏教版 (2019)必修 第一册专题3 从海水中获得的化学物质第二单元 金属钠及钠的化合物第2课时导学案，共12页。学案主要包含了碳酸钠和碳酸氢钠的性质等内容，欢迎下载使用。
一、碳酸钠和碳酸氢钠的性质
1．碳酸钠和碳酸氢钠的物理性质：
2．碳酸钠的化学性质：
写出序号对应的化学方程式：
①Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑。
②Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH。
③Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl。
④Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3。
3．碳酸氢钠的化学性质：
写出序号对应反应的化学方程式：
①2NaHCO3 eq \(=====,\s\up7(△)) Na2CO3＋H2O＋CO2↑。
②NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。
③NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O。
④Ca(OH)2不足时：2NaHCO3＋__Ca(OH)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O。
Ca(OH)2过量时：NaHCO3＋__Ca(OH)2===CaCO3↓＋NaOH＋H2O。
4．用途：
下列属于碳酸钠用途的是________；属于碳酸氢钠用途的是__________。
①制取玻璃、肥皂、合成洗涤剂；
②发酵粉的主要成分之一；
③造纸、纺织、石油；
④医疗上可以做治疗胃酸过多的药剂。
提示：①③ ②④
(情境思考)面包松软可口，深受人们喜爱，这么好吃的食物离不开一种原料——发酵粉。发酵粉主要用作面制品和膨化食品的生产。发酵粉的主要成分为碳酸氢钠和酒石酸。
请分析碳酸氢钠在面包制作中的作用是什么？化学反应原理是什么？
提示：发酵粉溶于水后，碳酸氢钠与酒石酸和食物里含有的酸性物质发生反应生成水和二氧化碳气体，二氧化碳可以起蓬松食物的作用。
二、碳酸钠的制备及碳酸钠和碳酸氢钠之间的转化
1．碳酸钠的制备——侯氏制碱法：
侯氏制碱法中主要反应的化学方程式为
①NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3＋NH4Cl；
②2NaHCO3 eq \(=====,\s\up7(△)) Na2CO3＋CO2↑＋H2O。
2．碳酸钠和碳酸氢钠之间的相互转化：
写出序号涉及的化学反应方程式：
①2NaHCO3 eq \(=====,\s\up7(△)) Na2CO3＋H2O＋CO2↑。
②NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O。
③Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3。
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)苏打是面包发酵粉的主要成分之一。( )
提示：×。发酵粉的主要成分之一是小苏打——碳酸氢钠。
(2)Na2CO3、NaHCO3都能与盐酸、氢氧化钠溶液反应。( )
提示：×。NaHCO3与盐酸、氢氧化钠溶液都能反应，Na2CO3只能与盐酸反应，不与氢氧化钠溶液反应。
(3)确定NaCl溶液中是否混有Na2CO3的方法是取少量溶液滴加CaCl2溶液，观察是否出现白色浑浊。( )
提示：√。Na2CO3与CaCl2反应生成白色沉淀CaCO3。
碳酸钠、碳酸氢钠的鉴别、转化与除杂
1．Na2CO3与NaHCO3的鉴别方法：
互滴法
互滴法是指当两种溶液反应时有两个不同的反应过程，且这两个过程的实验现象各不相同，则可以通过滴加顺序不同，利用产生的现象不同进行鉴别。
如：(1)盐酸逐滴加入到Na2CO3溶液中
①现象：开始无明显现象，后有无色气体放出。
②原理：CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋H＋===HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) (无明显现象)，
HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋H＋===H2O＋CO2↑(无色气体放出)。
(2)Na2CO3溶液逐滴加入到稀盐酸中
①现象：有无色气体放出。
②原理：CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋2H＋===H2O＋CO2↑。
2．Na2CO3与NaHCO3的分离与提纯：
3.碳酸钠和碳酸氢钠之间的相互转化：
(1)Na2CO3→NaHCO3：
①向碳酸钠溶液中通入足量的二氧化碳，可使碳酸钠转化为碳酸氢钠，反应的化学方程式为Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3。
②向碳酸钠溶液中逐滴加入适量盐酸可使碳酸钠转化为碳酸氢钠，反应的化学方程式为Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl。
(2)NaHCO3→Na2CO3：
①固体：碳酸氢钠固体受热可完全分解为碳酸钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式为2NaHCO3 eq \(=====,\s\up7(△)) Na2CO3＋CO2↑＋H2O。
②溶液：向碳酸氢钠溶液中加入适量氢氧化钠可使碳酸氢钠转化为碳酸钠，反应方程式为NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O。
1．(思维升华)为什么碳酸钠和碳酸氢钠分别与同浓度的盐酸反应时，碳酸钠比碳酸氢钠的反应显得“慢一步”？(宏观辨识与微观探析)
提示：因为碳酸钠在和盐酸反应时分成两步，即先与盐酸反应生成碳酸氢钠，然后碳酸氢钠再与盐酸反应生成二氧化碳和水；而碳酸氢钠可以直接与盐酸反应生成二氧化碳和水，所以碳酸钠比碳酸氢钠的反应显得“慢一步”。
2．分别向等浓度的Na2CO3、NaHCO3的稀溶液中滴加同浓度的CaCl2溶液，产生的实验现象相同吗？原因是什么？
提示：不相同；Na2CO3中有白色沉淀生成，发生的反应为Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl。NaHCO3中无明显现象，因为NaHCO3与CaCl2不反应。
3．(情境思考)油炸黄鱼、鲜虾、鸡排或排骨时，在面粉糊里和上一点小苏打，吃起来又松又脆。你知道其中的道理吗？(科学探究与创新意识)
提示：因为小苏打受热后分解，会产生大量的二氧化碳气体，使油炸面糊里留下许多气孔。
【典例】(2021·济宁高一检测)有两支试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液，下列操作和判断正确的是( )
【解析】选C。A项中发生的反应分别为Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH，2NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，两者现象相同(产生白色沉淀)；B项滴加等浓度的稀盐酸时，NaHCO3溶液反应更剧烈；C项Na2CO3与CaCl2发生反应：Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl，产生白色沉淀，NaHCO3与CaCl2不反应；D项逐滴加入等浓度的盐酸时，NaHCO3立即产生气泡，Na2CO3开始无气泡产生，过一会儿才产生气泡。
(1)若将A项改为氢氧化钡溶液，能否鉴别？
提示：不能，因为碳酸钙和碳酸钡均难溶于水，而碳酸氢钙和碳酸氢钡均易溶于水。
(2)若NaHCO3溶液中混有Na2CO3，用滴加盐酸的方法可否鉴别？
提示：否，因为只要滴入稀盐酸，碳酸氢钠与盐酸立即产生气体，无法检验碳酸钠的存在。
(2021·淮安高一检测)Na2CO3被称为“化学工业之母”，下列有关Na2CO3和NaHCO3的说法中，正确的是( )
A．热稳定性：Na2CO3B．相同温度下在水中的溶解度：Na2CO3C．等物质的量的两种固体，分别与过量盐酸反应，生成CO2的质量相等
D．将澄清石灰水分别加入Na2CO3和NaHCO3溶液中，前者产生沉淀，后者无现象
【解析】选C。A项，Na2CO3受热不分解，NaHCO3受热易分解，错误；B项，相同温度时，Na2CO3的溶解度比NaHCO3的大，错误；C项，等物质的量Na2CO3和NaHCO3与过量的HCl反应时，根据碳元素守恒，可得出放出的CO2相等，正确；D项，Ca(OH)2与Na2CO3、NaHCO3反应，均会有沉淀生成，错误。
三言两语话重点
(1)掌握两种重要的含碳化合物的性质：碳酸钠和碳酸氢钠的性质。
(2)学会一个转化：碳酸钠和碳酸氢钠之间的相互转化
(3)必记五个重要的化学方程式：
①Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O
②NaHCO3 ＋ HCl===CO2 ↑＋H2O＋NaCl
③NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O
④Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3
⑤2NaHCO3 eq \(=====,\s\up7(△)) Na2CO3＋CO2↑＋H2O
1．下列物质的俗名与化学式对应不正确的是( )
A．纯碱——NaOH B．石灰石——CaCO3
C．小苏打——NaHCO3 D．苏打——Na2CO3
【解析】选A。NaOH俗名为火碱或烧碱，故A项错误。
2．(2021·镇江高一检测)将下列固体投入适量水中，所得溶液显碱性的组合是( )
①Na ②Na2O ③Na2O2 ④NaCl ⑤Na2CO3
⑥NaHCO3
A．只有②③ B．只有①②③⑥
C．只有①②③⑤ D．除④之外
【解析】选D。Na、Na2O、Na2O2与水反应均生成NaOH，溶液显碱性；Na2CO3和NaHCO3的溶液均为碱性；NaCl为中性，选D项。
3．(2021·温州高一检测)为了验证碳酸氢钠固体中是否含有碳酸钠。下列实验及判断中，正确的是( )
A．加热，观察是否有气体放出
B．溶于水后加石灰水，看有无沉淀
C．取少量配成稀溶液滴加氯化钡溶液，看有无沉淀
D．加热后称量，看质量是否变化
【解析】选C。碳酸氢钠固体中不管是否含有碳酸钠，加热后均会产生气体；碳酸钠和碳酸氢钠均可以和石灰水反应产生白色沉淀碳酸钙；碳酸钠可以和氯化钡发生复分解反应生成白色沉淀碳酸钡，但是碳酸氢钠不能反应；碳酸氢钠本身加热后称量质量会减轻，碳酸氢钠固体中含有碳酸钠加热后称量质量仍然会减轻。
4．(2021·泉州高一检测)为了除去CO2中含有少量的HCl 气体，可以使气体通过( )
A．饱和Na2CO3溶液 B．饱和NaHCO3溶液
C．H2SO4溶液 D．Ba(OH)2溶液
【解析】选B。除去CO2中含有少量的HCl 气体，可以用饱和NaHCO3溶液，原因是饱和NaHCO3溶液不能与CO2反应而HCl可以与NaHCO3反应。
5．(教材二次开发·教材习题改编)教材【学以致用】中给出了碳酸钠与碳酸氢钠的性质比较。试根据此表中的二者性质的比较选择除掉固体 Na2CO3中混有的固体NaHCO3 的最佳方法和除掉NaHCO3溶液中混有少量的Na2CO3的最佳方法分别是( )
A．加盐酸、通二氧化碳
B．加热、加盐酸
C．加热、通二氧化碳
D．加氢氧化钠溶液、通一氧化碳
【解析】选C。由于NaHCO3分解生成碳酸钠，所以除掉固体Na2CO3中混有的固体NaHCO3的最佳方法是加热；由于碳酸钠溶液能与CO2反应生成NaHCO3，所以除掉NaHCO3溶液中混有少量的Na2CO3通二氧化碳。
6．有同学利用如图装置鉴别碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性。点燃酒精灯，加热盛有固体药品的部位。请结合实验现象，完成下面的填空。
2个长柄V形玻璃管左右并列固定
(1)【实验现象】加热开始后，很快可以看到，盛有碳酸氢钠的长柄V形玻璃管内的石灰水_________________________________________________，
且固体附近的玻璃管内壁上附有大量的___________________________。
(2)【实验结论】该实验现象充分说明，碳酸氢钠受热易分解，并且分解的产物有________。而盛有碳酸钠的长柄V形玻璃管里的石灰水________。
【解析】加热开始后，很快可以看到，盛有碳酸氢钠的长柄V形玻璃管内的石灰水变浑浊，且固体附近的玻璃管内壁上附有大量的小液滴；该实验现象充分说明，碳酸氢钠受热易分解，并且分解的产物有二氧化碳和水。而盛有碳酸钠的长柄V形玻璃管里的石灰水不变浑浊。
答案：(1)变浑浊 小液滴
(2)二氧化碳和水 不变浑浊
【补偿训练】
1．(2021·无锡高一检测)碳酸钠与工农业生产、日常生活紧密相关。工业碳酸钠大多采用侯氏制碱法制取，所得碳酸钠样品中往往含有少量的NaCl，现欲测定样品中Na2CO3的质量分数，某研究性学习小组分别设计了如下实验方案。请回答下列有关问题：
方案一：沉淀分析法
(1)把一定质量的样品溶解后加入过量的CaCl2溶液，将所得悬浊液__________(填操作)、洗涤、烘干、称量。
方案二：气体分析法
(2)在标准状况下，把一定量的样品与足量盐酸反应后，用图所示装置测定产生CO2气体的体积，为了使测量结果准确，B中的溶液最好采用饱和NaHCO3溶液，但选用该溶液后实验结果仍然不够准确，原因是_________________，
反应的化学方程式为________________________________________。
方案三：质量差分析法
(3)把一定质量的样品与足量的稀硫酸反应，采用如图所示装置，通过称量反应前后盛有碱石灰的干燥管质量，利用其质量差求算样品的纯度。该实验的操作步骤：
①在干燥管内填满碱石灰，质量为m1 g ②取n g样品装入广口瓶中 ③检查装置的气密性 ④缓慢鼓入空气数分钟，再称量干燥管质量为m2 g ⑤关闭止水夹 ⑥打开止水夹 ⑦缓慢加入稀硫酸至不再产生气体为止 ⑧缓慢鼓入空气数分钟
Ⅰ.正确的操作顺序是(填写序号)：③→__________→⑥→____________→⑤→____________→⑦→__________→④。
Ⅱ.在操作④中，要缓慢鼓入空气数分钟，鼓入空气的作用是__________；
装置A的作用是_______________________________________________；
装置B的作用是__________________________________________________。
【解析】(1)CaCl2与Na2CO3反应生成CaCO3沉淀，经过滤、洗涤、烘干、称量，得出CaCO3的质量，由此可以计算出Na2CO3的质量。(2)实验原理为Na2CO3与HCl反应产生CO2，利用CO2将饱和NaHCO3压入量筒中，由溶液的体积计算出A中产生的CO2量。由于A中产生的CO2中混有HCl气体，在实验进行过程中，HCl与NaHCO3也会反应产生CO2，从而使被压出的NaHCO3溶液增多，最终造成实验结果不准确。(3)实验操作步骤：先检查装置的气密性，将样品装入广口瓶中，打开止水夹，鼓入空气，将装置中的空气全部排出，关闭止水夹，在干燥管内装入碱石灰，然后滴入稀硫酸，将Na2CO3完全反应产生CO2，并用浓硫酸干燥，根据干燥管的增重，可以计算出产生的CO2的量，进而得出样品中Na2CO3的量，为了使生成的CO2完全进入碱石灰中，可以打开止水夹，鼓入空气将装置中的CO2全部驱入干燥管中。
答案：(1)过滤 (2)CO2气体中混有的HCl气体与NaHCO3溶液作用生成CO2
NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O
(3)Ⅰ.② ⑧ ① ⑥
Ⅱ.使广口瓶中产生的CO2气体全部排出 吸收空气中的CO2气体 吸收CO2中的水蒸气
2．侯氏制碱法是我国著名化学家侯德榜发现的，他是在改良了索尔维制碱法之后得出的一种新的制碱工艺，成为工业纯碱的主要制取方法之一。工业纯碱中常含有NaCl、Na2SO4等杂质，为了测定工业纯碱中Na2CO3的含量，某同学设计了如图装置：
试回答下列问题：
(1)装置A中发生反应的化学方程式为_____________________________。
(2)装置D的作用是__________________________________________________。
(3)利用上述装置进行实验，即使气密性良好，并缓慢滴加了过量的稀硫酸使反应完全，装置C中装有足量碱石灰，其他操作也正确，测定结果还是偏低，原因可能是_____________________________________________。
(4)实验前所取工业纯碱质量为m g，装置C中碱石灰和U形管的总质量为m1 g，加入足量稀硫酸，反应结束后，装置C中碱石灰和U形管的总质量变为m2 g，则上述实验中测得的工业纯碱中Na2CO3的质量分数为________。
(5)利用上图A、B装置(B中仍用浓硫酸作干燥剂)，还可以制取哪些气体？________(填两种气体的化学式)。
【解析】(1)装置A中发生的是稀硫酸与碳酸钠的反应，则化学方程式为Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑。
(2)由于空气中也存在二氧化碳和水，所以若没有装置D的话，空气中的水和二氧化碳会被碱石灰吸收，所以装置D的作用是防止空气中的水和二氧化碳进入装置内，引起误差。
(3)若测定结果偏低，则是装置中的二氧化碳未被完全吸收。
(4)装置C中碱石灰和U形管的总质量的前后的差值是生成二氧化碳的质量，所以根据反应方程式：
Na2CO3＋H2SO4===CO2 ↑＋H2O＋Na2SO4
106 g 44 g
m(Na2CO3) (m2－m1)g
则：m(Na2CO3)＝ eq \f(53（m2－m1）,22) ，所以工业纯碱中Na2CO3的质量分数为 eq \f(53（m2－m1）,22m) ×100%。
(5)由于该装置是固液不加热装置，所以还可以用该装置制取H2(Zn和稀硫酸)和O2(H2O2和MnO2)。
答案：(1)Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
(2)防止空气中的水和二氧化碳进入装置内，引起误差 (3)装置中的二氧化碳未能完全被吸收
(4) eq \f(53（m2－m1）,22m) ×100% (5)H2、O2名称
碳酸钠
碳酸氢钠
化学式
Na2CO3
NaHCO3
俗名
纯碱、苏打
小苏打
色态
白色粉末
细小白色晶体
溶解性
水中易溶
水中易溶，相同温度下，Na2CO3的溶解度大于NaHCO3
依据
原理
结论
热稳
定性
2NaHCO3 eq \(=====,\s\up7(△))
Na2CO3＋CO2↑＋H2O；
Na2CO3受热不易分解
加热有气体产生的是NaHCO3，无变化的是Na2CO3
与CaCl2、
BaCl2
的反应
CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋Ca2＋===CaCO3↓，CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋Ba2＋===BaCO3↓；HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 与Ca2＋、Ba2＋不反应
有沉淀生成的是Na2CO3，无变化的是NaHCO3
与盐酸
反应的
剧烈
程度
Na2CO3＋2HCl===
2NaCl＋H2O＋CO2↑；
NaHCO3＋HCl===
NaCl＋H2O＋CO2↑
生成气体剧烈的是NaHCO3，相对不剧烈的是Na2CO3
盐酸逐
滴加入
时的现
象
CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋H＋===HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ；
HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋H＋===CO2↑＋H2O
逐滴加入盐酸立即产生气体的是NaHCO3，开始不产生气体，滴加一会才产生气体的是Na2CO3
混合物(括号内的为杂质)
除杂方法及试剂
Na2CO3固体(NaHCO3)
加热
NaHCO3溶液(Na2CO3)
通入足量CO2气体
Na2CO3溶液(NaHCO3)
加入适量NaOH溶液
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Na2CO3
C
分别加入CaCl2溶液
产生沉淀者为Na2CO3
D
逐滴加入等浓度的盐酸
立即产生气泡者为Na2CO3
一、碳酸钠和碳酸氢钠的性质
1．碳酸钠和碳酸氢钠的物理性质：
2．碳酸钠的化学性质：
写出序号对应的化学方程式：
①Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑。
②Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH。
③Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl。
④Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3。
3．碳酸氢钠的化学性质：
写出序号对应反应的化学方程式：
①2NaHCO3 eq \(=====,\s\up7(△)) Na2CO3＋H2O＋CO2↑。
②NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。
③NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O。
④Ca(OH)2不足时：2NaHCO3＋__Ca(OH)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O。
Ca(OH)2过量时：NaHCO3＋__Ca(OH)2===CaCO3↓＋NaOH＋H2O。
4．用途：
下列属于碳酸钠用途的是________；属于碳酸氢钠用途的是__________。
①制取玻璃、肥皂、合成洗涤剂；
②发酵粉的主要成分之一；
③造纸、纺织、石油；
④医疗上可以做治疗胃酸过多的药剂。
提示：①③ ②④
(情境思考)面包松软可口，深受人们喜爱，这么好吃的食物离不开一种原料——发酵粉。发酵粉主要用作面制品和膨化食品的生产。发酵粉的主要成分为碳酸氢钠和酒石酸。
请分析碳酸氢钠在面包制作中的作用是什么？化学反应原理是什么？
提示：发酵粉溶于水后，碳酸氢钠与酒石酸和食物里含有的酸性物质发生反应生成水和二氧化碳气体，二氧化碳可以起蓬松食物的作用。
二、碳酸钠的制备及碳酸钠和碳酸氢钠之间的转化
1．碳酸钠的制备——侯氏制碱法：
侯氏制碱法中主要反应的化学方程式为
①NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3＋NH4Cl；
②2NaHCO3 eq \(=====,\s\up7(△)) Na2CO3＋CO2↑＋H2O。
2．碳酸钠和碳酸氢钠之间的相互转化：
写出序号涉及的化学反应方程式：
①2NaHCO3 eq \(=====,\s\up7(△)) Na2CO3＋H2O＋CO2↑。
②NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O。
③Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3。
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)苏打是面包发酵粉的主要成分之一。( )
提示：×。发酵粉的主要成分之一是小苏打——碳酸氢钠。
(2)Na2CO3、NaHCO3都能与盐酸、氢氧化钠溶液反应。( )
提示：×。NaHCO3与盐酸、氢氧化钠溶液都能反应，Na2CO3只能与盐酸反应，不与氢氧化钠溶液反应。
(3)确定NaCl溶液中是否混有Na2CO3的方法是取少量溶液滴加CaCl2溶液，观察是否出现白色浑浊。( )
提示：√。Na2CO3与CaCl2反应生成白色沉淀CaCO3。
碳酸钠、碳酸氢钠的鉴别、转化与除杂
1．Na2CO3与NaHCO3的鉴别方法：
互滴法
互滴法是指当两种溶液反应时有两个不同的反应过程，且这两个过程的实验现象各不相同，则可以通过滴加顺序不同，利用产生的现象不同进行鉴别。
如：(1)盐酸逐滴加入到Na2CO3溶液中
①现象：开始无明显现象，后有无色气体放出。
②原理：CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋H＋===HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) (无明显现象)，
HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋H＋===H2O＋CO2↑(无色气体放出)。
(2)Na2CO3溶液逐滴加入到稀盐酸中
①现象：有无色气体放出。
②原理：CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋2H＋===H2O＋CO2↑。
2．Na2CO3与NaHCO3的分离与提纯：
3.碳酸钠和碳酸氢钠之间的相互转化：
(1)Na2CO3→NaHCO3：
①向碳酸钠溶液中通入足量的二氧化碳，可使碳酸钠转化为碳酸氢钠，反应的化学方程式为Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3。
②向碳酸钠溶液中逐滴加入适量盐酸可使碳酸钠转化为碳酸氢钠，反应的化学方程式为Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl。
(2)NaHCO3→Na2CO3：
①固体：碳酸氢钠固体受热可完全分解为碳酸钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式为2NaHCO3 eq \(=====,\s\up7(△)) Na2CO3＋CO2↑＋H2O。
②溶液：向碳酸氢钠溶液中加入适量氢氧化钠可使碳酸氢钠转化为碳酸钠，反应方程式为NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O。
1．(思维升华)为什么碳酸钠和碳酸氢钠分别与同浓度的盐酸反应时，碳酸钠比碳酸氢钠的反应显得“慢一步”？(宏观辨识与微观探析)
提示：因为碳酸钠在和盐酸反应时分成两步，即先与盐酸反应生成碳酸氢钠，然后碳酸氢钠再与盐酸反应生成二氧化碳和水；而碳酸氢钠可以直接与盐酸反应生成二氧化碳和水，所以碳酸钠比碳酸氢钠的反应显得“慢一步”。
2．分别向等浓度的Na2CO3、NaHCO3的稀溶液中滴加同浓度的CaCl2溶液，产生的实验现象相同吗？原因是什么？
提示：不相同；Na2CO3中有白色沉淀生成，发生的反应为Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl。NaHCO3中无明显现象，因为NaHCO3与CaCl2不反应。
3．(情境思考)油炸黄鱼、鲜虾、鸡排或排骨时，在面粉糊里和上一点小苏打，吃起来又松又脆。你知道其中的道理吗？(科学探究与创新意识)
提示：因为小苏打受热后分解，会产生大量的二氧化碳气体，使油炸面糊里留下许多气孔。
【典例】(2021·济宁高一检测)有两支试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液，下列操作和判断正确的是( )
【解析】选C。A项中发生的反应分别为Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH，2NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，两者现象相同(产生白色沉淀)；B项滴加等浓度的稀盐酸时，NaHCO3溶液反应更剧烈；C项Na2CO3与CaCl2发生反应：Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl，产生白色沉淀，NaHCO3与CaCl2不反应；D项逐滴加入等浓度的盐酸时，NaHCO3立即产生气泡，Na2CO3开始无气泡产生，过一会儿才产生气泡。
(1)若将A项改为氢氧化钡溶液，能否鉴别？
提示：不能，因为碳酸钙和碳酸钡均难溶于水，而碳酸氢钙和碳酸氢钡均易溶于水。
(2)若NaHCO3溶液中混有Na2CO3，用滴加盐酸的方法可否鉴别？
提示：否，因为只要滴入稀盐酸，碳酸氢钠与盐酸立即产生气体，无法检验碳酸钠的存在。
(2021·淮安高一检测)Na2CO3被称为“化学工业之母”，下列有关Na2CO3和NaHCO3的说法中，正确的是( )
A．热稳定性：Na2CO3
D．将澄清石灰水分别加入Na2CO3和NaHCO3溶液中，前者产生沉淀，后者无现象
【解析】选C。A项，Na2CO3受热不分解，NaHCO3受热易分解，错误；B项，相同温度时，Na2CO3的溶解度比NaHCO3的大，错误；C项，等物质的量Na2CO3和NaHCO3与过量的HCl反应时，根据碳元素守恒，可得出放出的CO2相等，正确；D项，Ca(OH)2与Na2CO3、NaHCO3反应，均会有沉淀生成，错误。
三言两语话重点
(1)掌握两种重要的含碳化合物的性质：碳酸钠和碳酸氢钠的性质。
(2)学会一个转化：碳酸钠和碳酸氢钠之间的相互转化
(3)必记五个重要的化学方程式：
①Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O
②NaHCO3 ＋ HCl===CO2 ↑＋H2O＋NaCl
③NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O
④Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3
⑤2NaHCO3 eq \(=====,\s\up7(△)) Na2CO3＋CO2↑＋H2O
1．下列物质的俗名与化学式对应不正确的是( )
A．纯碱——NaOH B．石灰石——CaCO3
C．小苏打——NaHCO3 D．苏打——Na2CO3
【解析】选A。NaOH俗名为火碱或烧碱，故A项错误。
2．(2021·镇江高一检测)将下列固体投入适量水中，所得溶液显碱性的组合是( )
①Na ②Na2O ③Na2O2 ④NaCl ⑤Na2CO3
⑥NaHCO3
A．只有②③ B．只有①②③⑥
C．只有①②③⑤ D．除④之外
【解析】选D。Na、Na2O、Na2O2与水反应均生成NaOH，溶液显碱性；Na2CO3和NaHCO3的溶液均为碱性；NaCl为中性，选D项。
3．(2021·温州高一检测)为了验证碳酸氢钠固体中是否含有碳酸钠。下列实验及判断中，正确的是( )
A．加热，观察是否有气体放出
B．溶于水后加石灰水，看有无沉淀
C．取少量配成稀溶液滴加氯化钡溶液，看有无沉淀
D．加热后称量，看质量是否变化
【解析】选C。碳酸氢钠固体中不管是否含有碳酸钠，加热后均会产生气体；碳酸钠和碳酸氢钠均可以和石灰水反应产生白色沉淀碳酸钙；碳酸钠可以和氯化钡发生复分解反应生成白色沉淀碳酸钡，但是碳酸氢钠不能反应；碳酸氢钠本身加热后称量质量会减轻，碳酸氢钠固体中含有碳酸钠加热后称量质量仍然会减轻。
4．(2021·泉州高一检测)为了除去CO2中含有少量的HCl 气体，可以使气体通过( )
A．饱和Na2CO3溶液 B．饱和NaHCO3溶液
C．H2SO4溶液 D．Ba(OH)2溶液
【解析】选B。除去CO2中含有少量的HCl 气体，可以用饱和NaHCO3溶液，原因是饱和NaHCO3溶液不能与CO2反应而HCl可以与NaHCO3反应。
5．(教材二次开发·教材习题改编)教材【学以致用】中给出了碳酸钠与碳酸氢钠的性质比较。试根据此表中的二者性质的比较选择除掉固体 Na2CO3中混有的固体NaHCO3 的最佳方法和除掉NaHCO3溶液中混有少量的Na2CO3的最佳方法分别是( )
A．加盐酸、通二氧化碳
B．加热、加盐酸
C．加热、通二氧化碳
D．加氢氧化钠溶液、通一氧化碳
【解析】选C。由于NaHCO3分解生成碳酸钠，所以除掉固体Na2CO3中混有的固体NaHCO3的最佳方法是加热；由于碳酸钠溶液能与CO2反应生成NaHCO3，所以除掉NaHCO3溶液中混有少量的Na2CO3通二氧化碳。
6．有同学利用如图装置鉴别碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性。点燃酒精灯，加热盛有固体药品的部位。请结合实验现象，完成下面的填空。
2个长柄V形玻璃管左右并列固定
(1)【实验现象】加热开始后，很快可以看到，盛有碳酸氢钠的长柄V形玻璃管内的石灰水_________________________________________________，
且固体附近的玻璃管内壁上附有大量的___________________________。
(2)【实验结论】该实验现象充分说明，碳酸氢钠受热易分解，并且分解的产物有________。而盛有碳酸钠的长柄V形玻璃管里的石灰水________。
【解析】加热开始后，很快可以看到，盛有碳酸氢钠的长柄V形玻璃管内的石灰水变浑浊，且固体附近的玻璃管内壁上附有大量的小液滴；该实验现象充分说明，碳酸氢钠受热易分解，并且分解的产物有二氧化碳和水。而盛有碳酸钠的长柄V形玻璃管里的石灰水不变浑浊。
答案：(1)变浑浊 小液滴
(2)二氧化碳和水 不变浑浊
【补偿训练】
1．(2021·无锡高一检测)碳酸钠与工农业生产、日常生活紧密相关。工业碳酸钠大多采用侯氏制碱法制取，所得碳酸钠样品中往往含有少量的NaCl，现欲测定样品中Na2CO3的质量分数，某研究性学习小组分别设计了如下实验方案。请回答下列有关问题：
方案一：沉淀分析法
(1)把一定质量的样品溶解后加入过量的CaCl2溶液，将所得悬浊液__________(填操作)、洗涤、烘干、称量。
方案二：气体分析法
(2)在标准状况下，把一定量的样品与足量盐酸反应后，用图所示装置测定产生CO2气体的体积，为了使测量结果准确，B中的溶液最好采用饱和NaHCO3溶液，但选用该溶液后实验结果仍然不够准确，原因是_________________，
反应的化学方程式为________________________________________。
方案三：质量差分析法
(3)把一定质量的样品与足量的稀硫酸反应，采用如图所示装置，通过称量反应前后盛有碱石灰的干燥管质量，利用其质量差求算样品的纯度。该实验的操作步骤：
①在干燥管内填满碱石灰，质量为m1 g ②取n g样品装入广口瓶中 ③检查装置的气密性 ④缓慢鼓入空气数分钟，再称量干燥管质量为m2 g ⑤关闭止水夹 ⑥打开止水夹 ⑦缓慢加入稀硫酸至不再产生气体为止 ⑧缓慢鼓入空气数分钟
Ⅰ.正确的操作顺序是(填写序号)：③→__________→⑥→____________→⑤→____________→⑦→__________→④。
Ⅱ.在操作④中，要缓慢鼓入空气数分钟，鼓入空气的作用是__________；
装置A的作用是_______________________________________________；
装置B的作用是__________________________________________________。
【解析】(1)CaCl2与Na2CO3反应生成CaCO3沉淀，经过滤、洗涤、烘干、称量，得出CaCO3的质量，由此可以计算出Na2CO3的质量。(2)实验原理为Na2CO3与HCl反应产生CO2，利用CO2将饱和NaHCO3压入量筒中，由溶液的体积计算出A中产生的CO2量。由于A中产生的CO2中混有HCl气体，在实验进行过程中，HCl与NaHCO3也会反应产生CO2，从而使被压出的NaHCO3溶液增多，最终造成实验结果不准确。(3)实验操作步骤：先检查装置的气密性，将样品装入广口瓶中，打开止水夹，鼓入空气，将装置中的空气全部排出，关闭止水夹，在干燥管内装入碱石灰，然后滴入稀硫酸，将Na2CO3完全反应产生CO2，并用浓硫酸干燥，根据干燥管的增重，可以计算出产生的CO2的量，进而得出样品中Na2CO3的量，为了使生成的CO2完全进入碱石灰中，可以打开止水夹，鼓入空气将装置中的CO2全部驱入干燥管中。
答案：(1)过滤 (2)CO2气体中混有的HCl气体与NaHCO3溶液作用生成CO2
NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O
(3)Ⅰ.② ⑧ ① ⑥
Ⅱ.使广口瓶中产生的CO2气体全部排出 吸收空气中的CO2气体 吸收CO2中的水蒸气
2．侯氏制碱法是我国著名化学家侯德榜发现的，他是在改良了索尔维制碱法之后得出的一种新的制碱工艺，成为工业纯碱的主要制取方法之一。工业纯碱中常含有NaCl、Na2SO4等杂质，为了测定工业纯碱中Na2CO3的含量，某同学设计了如图装置：
试回答下列问题：
(1)装置A中发生反应的化学方程式为_____________________________。
(2)装置D的作用是__________________________________________________。
(3)利用上述装置进行实验，即使气密性良好，并缓慢滴加了过量的稀硫酸使反应完全，装置C中装有足量碱石灰，其他操作也正确，测定结果还是偏低，原因可能是_____________________________________________。
(4)实验前所取工业纯碱质量为m g，装置C中碱石灰和U形管的总质量为m1 g，加入足量稀硫酸，反应结束后，装置C中碱石灰和U形管的总质量变为m2 g，则上述实验中测得的工业纯碱中Na2CO3的质量分数为________。
(5)利用上图A、B装置(B中仍用浓硫酸作干燥剂)，还可以制取哪些气体？________(填两种气体的化学式)。
【解析】(1)装置A中发生的是稀硫酸与碳酸钠的反应，则化学方程式为Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑。
(2)由于空气中也存在二氧化碳和水，所以若没有装置D的话，空气中的水和二氧化碳会被碱石灰吸收，所以装置D的作用是防止空气中的水和二氧化碳进入装置内，引起误差。
(3)若测定结果偏低，则是装置中的二氧化碳未被完全吸收。
(4)装置C中碱石灰和U形管的总质量的前后的差值是生成二氧化碳的质量，所以根据反应方程式：
Na2CO3＋H2SO4===CO2 ↑＋H2O＋Na2SO4
106 g 44 g
m(Na2CO3) (m2－m1)g
则：m(Na2CO3)＝ eq \f(53（m2－m1）,22) ，所以工业纯碱中Na2CO3的质量分数为 eq \f(53（m2－m1）,22m) ×100%。
(5)由于该装置是固液不加热装置，所以还可以用该装置制取H2(Zn和稀硫酸)和O2(H2O2和MnO2)。
答案：(1)Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
(2)防止空气中的水和二氧化碳进入装置内，引起误差 (3)装置中的二氧化碳未能完全被吸收
(4) eq \f(53（m2－m1）,22m) ×100% (5)H2、O2名称
碳酸钠
碳酸氢钠
化学式
Na2CO3
NaHCO3
俗名
纯碱、苏打
小苏打
色态
白色粉末
细小白色晶体
溶解性
水中易溶
水中易溶，相同温度下，Na2CO3的溶解度大于NaHCO3
依据
原理
结论
热稳
定性
2NaHCO3 eq \(=====,\s\up7(△))
Na2CO3＋CO2↑＋H2O；
Na2CO3受热不易分解
加热有气体产生的是NaHCO3，无变化的是Na2CO3
与CaCl2、
BaCl2
的反应
CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋Ca2＋===CaCO3↓，CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋Ba2＋===BaCO3↓；HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 与Ca2＋、Ba2＋不反应
有沉淀生成的是Na2CO3，无变化的是NaHCO3
与盐酸
反应的
剧烈
程度
Na2CO3＋2HCl===
2NaCl＋H2O＋CO2↑；
NaHCO3＋HCl===
NaCl＋H2O＋CO2↑
生成气体剧烈的是NaHCO3，相对不剧烈的是Na2CO3
盐酸逐
滴加入
时的现
象
CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋H＋===HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ；
HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋H＋===CO2↑＋H2O
逐滴加入盐酸立即产生气体的是NaHCO3，开始不产生气体，滴加一会才产生气体的是Na2CO3
混合物(括号内的为杂质)
除杂方法及试剂
Na2CO3固体(NaHCO3)
加热
NaHCO3溶液(Na2CO3)
通入足量CO2气体
Na2CO3溶液(NaHCO3)
加入适量NaOH溶液
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Na2CO3
C
分别加入CaCl2溶液
产生沉淀者为Na2CO3
D
逐滴加入等浓度的盐酸
立即产生气泡者为Na2CO3
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