高中化学苏教版 (2019)必修 第一册第二单元 金属钠及钠的化合物第2课时学案

第2课时　碳酸钠　 碳酸氢钠

一、碳酸钠、碳酸氢钠的性质与应用

1．物理性质

2.化学性质

(1)溶液的酸碱性

①Na2CO3溶液呈碱性。

②NaHCO3溶液呈碱性，物质的量浓度相同时Na2CO3溶液的pH比NaHCO3溶液的大。

(2)热稳定性

①如图所示实验为“套管实验”，小试管内塞有沾有白色无水硫酸铜粉末的棉花球。

点燃酒精灯加热，能观察到的实验现象是小试管中棉花球变蓝色，B烧杯中澄清石灰水变浑浊，A中有少量气泡冒出。

②实验结论：Na2CO3受热不分解；NaHCO3受热易分解，化学方程式为：2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑。由此可知，Na2CO3的热稳定性比NaHCO3强。

(3)与酸(足量盐酸)反应

①Na2CO3：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑。

②NaHCO3：NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。

(4)碳酸钠、碳酸氢钠与某些碱或盐溶液的反应

①澄清的石灰水中滴加Na2CO3溶液的现象为澄清石灰水变浑浊，化学方程式为：Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH；Na2CO3溶液中滴加CaCl2溶液的现象为溶液变浑浊，化学方程式为：Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl。

②澄清石灰水中滴加NaHCO3溶液的现象为澄清石灰水变浑浊，化学方程式为：Ca(OH)2＋2NaHCO3===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，NaHCO3溶液中滴加CaCl2溶液现象为无沉淀生成(溶液仍澄清)。

(5)相互转化

3．用途

(1)碳酸钠：重要的化工原料，在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油等方面有广泛的应用。

(2)碳酸氢钠：是发酵粉的主要成分之一，医疗上可以做治疗胃酸过多的药剂。

二、侯氏制碱法

1．反应原理

NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl, 2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑。

2．NH3通入到饱和NaCl溶液中，形成氨水的NaCl饱和溶液，然后再通入CO2。这样先形成了一个弱碱性的环境以后，可以增大CO2在溶液中的溶解度，生成更多的NaHCO3。

微点拨：(1)利用侯氏制碱法制取NaHCO3时，在饱和NaCl溶液中应先通入NH3，后通入CO2。

(2)NaHCO3在水中的溶解度小于NH4HCO3和NH4Cl、NaCl。

(3) “联合制碱法”时还能得到NaHCO3和NH4Cl等副产品。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”。)

(1)Na2CO3俗称纯碱，属于碱类。 (×)

(2)Na2CO3、NaHCO3都能与盐酸反应生成CO2。 (√)

(3)Na2CO3、NaHCO3的水溶液均呈碱性。 (√)

(4)Na2CO3的热稳定性比NaHCO3强可用反应2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O说明。(√)

2．(双选)下列关于Na2CO3和NaHCO3性质的说法错误的是(　　 )

A．热稳定性：NaHCO3＞Na2CO3

B．与同浓度盐酸反应的剧烈程度：NaHCO3>Na2CO3

C．相同温度时，在水中的溶解度：NaHCO3<Na2CO3

D．等物质的量与足量盐酸反应产生CO2的物质的量：NaHCO3<Na2CO3

AD　[A项，碳酸氢钠受热分解，碳酸钠不易分解，错误；B项，碳酸氢钠和盐酸反应更剧烈，正确；C项，碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠，正确；D项，两者与足量盐酸反应产生CO2的物质的量相等，错误。]

3．Na2CO3和NaHCO3是重要的化工原料。请回答下列问题：

(1)两物质的水溶液分别与足量盐酸混合，反应的化学方程式分别为：                                                、

                                                     。

(2)除去Na2CO3固体中少量NaHCO3的方法，写出化学方程式：

                                                     。

(3)两物质的焰色反应分别为        色、        色。

(4)除去NaHCO3溶液中的Na2CO3，可向溶液中通入        ，反应方程式为                                   。

[答案]　(1)Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O　 NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O

(2)2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O　(3)黄　黄

(4)CO2　Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3

复合膨松剂一般由三部分组成：①碳酸盐，其用量主要占20%～40%，主要作用是产气。②酸性盐或者有机酸。用量约35%～50%，作用是与碳酸盐反应，控制反应速率和膨松剂的作用，调节产品酸碱度。③助剂，有淀粉、脂肪酸、食盐等，作用是改善膨松剂的保存性，防止吸潮失效，调节气体产生速率或使气体产生均匀，助剂的含量一般是10%～40%。

[问题1]　白醋的主要成分是醋酸(HAc)，是一种一元有机酸。蒸馒头时用白醋和碳酸氢钠组成复合膨松剂，尝试分析该复合膨松剂起到膨松效果的可能原因。

[提示]　碳酸氢钠与醋酸反应的化学方程式为：HAc＋ NaHCO3===NaAc＋CO2↑＋H2O、2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，产生的气体使面团内部形成海绵状，变得疏松。

[问题2]　如果碳酸盐改用碳酸钠，起到膨松效果的原因是怎样的？如果有两种膨松剂分别含有等质量的碳酸钠和碳酸氢钠，使用时哪一种效果更好？

[提示]　碳酸钠与醋酸反应的化学方程式为：2HAc＋ Na2CO3===2NaAc＋CO2↑＋H2O。质量相等的碳酸钠和碳酸氢钠，碳酸氢钠放出的气体更多，蓬松效果更好。

1．Na2CO3与NaHCO3的鉴别方法

2.Na2CO3与NaHCO3的分离与提纯

1．除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3可采取的方法是(　　 )

A．通入二氧化碳气体

B．加入氢氧化钡溶液

C．加入澄清石灰水

D．加入稀盐酸

A　[除杂方法要操作简便、效果好、不引入新的杂质、保留非杂质成分。可采取这样的方法：Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3。]

2．有两支试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液，下列操作或判断正确的是(　　 )

C　[A项，都产生白色沉淀；B项，Na2CO3溶液中红色深；D项，Na2CO3溶液中开始时无气泡产生(发生反应：Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3)。]

1．下列说法中正确的是(　　 )

A．发酵粉中主要含有氢氧化钠，能使焙制出的糕点疏松多孔

B．碘盐中的碘可以直接用淀粉检验

C．碳酸氢钠可以用于治疗胃酸过多

D．硫酸氢钠属于盐类，其水溶液显中性

C　[发酵粉的主要成分是小苏打，A错误；碘盐中的碘以碘酸钾形式存在，而不是碘单质，B错误；硫酸氢钠的水溶液呈酸性，D错误。]

2．下列有关碳酸钠与碳酸氢钠的说法中不正确的是(　　 )

A．在通常状况下，都是白色固体

B．它们都易溶于水

C．在通常状况下，受热都易分解

D．都可以和盐酸反应并生成CO2气体

C　[碳酸钠与碳酸氢钠一个显著的区别是热稳定性，碳酸氢钠受热易分解，而碳酸钠受热难分解。]

3．为了验证NaHCO3固体中是否含有Na2CO3，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BaCl2溶液，看有无沉淀

C．溶于水后加石灰水，看有无沉淀

D．取固体试样加盐酸，看是否有气泡产生

B　[对上述物质加热有气体放出，只能证明有NaHCO3，而不能证明含有Na2CO3；NaHCO3与Na2CO3都能与石灰水反应产生沉淀，都能与盐酸反应产生气泡而无法鉴别。]

4．下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的比较中正确的是(　　)

A．二者在水中的溶解度不同，碳酸氢钠的溶解度大于碳酸钠的溶解度

B．二者热稳定性不同，碳酸氢钠的热稳定性大于碳酸钠的热稳定性

C．二者都能与盐酸反应放出二氧化碳气体，等物质的量的碳酸钠和碳酸氢钠与同浓度的盐酸反应产生气体的量和反应快慢不同

D．二者在一定的条件下可以相互转化

D　[NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度，A错误；Na2CO3比NaHCO3稳定，B错误；等物质的量的Na2CO3和NaHCO3与过量同浓度盐酸反应时，反应较快的是NaHCO3，但产生气体的量相同，C错误；二者在一定条件下可以相互转化，如2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3，D项正确。]

5．有4种钠的化合物W、X、Y、Z，它们之间存在如下关系：①WX＋H2O＋CO2↑　②Z＋CO2―→X＋O2　③Z＋H2O―→Y＋O2↑　 ④X＋Ca(OH)2―→Y＋CaCO3↓

试回答下列问题：

(1)W、X、Y、Z的化学式分别是： W        ，X           ，Y        ，Z        。

(2)以上4个化学反应，属于氧化还原反应的是        (填反应序号)，反应中氧化剂是          (写化学式)，还原剂是          (写化学式)。

(3)若反应④在溶液中进行，写出其反应的化学方程式：

                                                     。

[解析]　①反应可认定为NaHCO3的分解反应：2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，该反应是非氧化还原反应。由X(Na2CO3)逆推可知Z为Na2O2，Y为NaOH：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2,2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，以上两反应都是氧化还原反应，且Na2O2既是氧化剂又是还原剂。④反应为Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH。

[答案]　(1)NaHCO3　Na2CO3　NaOH　Na2O2

(2)②③　Na2O2　Na2O2　(3)Ca(OH)2＋Na2CO3===2NaOH＋CaCO3↓