人教版 (2019)必修 第一册第一节 钠及其化合物第4课时学案设计

第4课时　碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别和计算

[核心素养发展目标]　1.通过Na2CO3和NaHCO3的鉴别与除杂，培养学生的转化意识、宏观辨识与微观探析的核心素养。2.通过定量计算的推理，培养学生证据推理与模型认知的化学核心素养。

一、碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别与转化

1．常用的鉴别方法

2．常用的除杂(提纯)方法

3.Na2CO3与NaHCO3的相互转化

Na2CO3NaHCO3，分别写出①②③的化学方程式

①    

②    

③   

(1)向Na2CO3饱和溶液中通入过量CO2，有NaHCO3结晶析出(　　)

(2)Na2CO3和NaHCO3溶液分别和Ca(OH)2溶液反应，现象相同(　　)

(3)用加热的方法可除去碳酸氢钠固体中的碳酸钠(　　)

(4)用CaCl2溶液可以鉴别碳酸钠溶液与碳酸氢钠溶液(　　)

(5)不用其他试剂不能鉴别Na2CO3溶液与盐酸(　　)

1．为了除去NaHCO3溶液中含有的Na2CO3，下列方案可行的是(　　)

A．滴加适量盐酸

B．滴加BaCl2溶液，后过滤

C．通入足量的CO2气体

D．加热溶液

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不能

(3)若用实验装置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________

_______________________________________________________________________________。

(4)将碳酸氢钠溶液与澄清石灰水混合并充分反应：

①当澄清石灰水过量时，其离子方程式是____________________________________________。

②当NaHCO3过量时，其离子方程式是______________________________________________。

与量有关的碳酸盐的离子反应

(1)NaOHNa2CO3NaHCO3。

(2)Na2CO3NaHCO3NaCl。

(3)酸式盐与碱的反应，可将少量的物质化学计量数定为“1”，过量物质根据需要确定计量数。

二、碳酸钠与碳酸氢钠的相关计算

1．Na2CO3、NaHCO3与足量盐酸反应的关系

2.图像分析法

(1)向Na2CO3溶液中逐滴滴入盐酸

①Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3，

②NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。

(2)向NaHCO3溶液中逐滴滴入盐酸

NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。

(3)向NaOH、Na2CO3混合液中滴加盐酸

①NaOH＋HCl===NaCl＋H2O，

②Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3，

③NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。

3．质量差量法

在反应前后，物质的质量差和参加该反应的反应物或生成物的质量成正比关系。

2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O　Δm

168 g         106 g                 62 g

NaHCO3受热分解时，当168 g NaHCO3反应后，固体质量减少62 g，实际参与反应的各物质的质量对应成比例。

1．已知：①纯净的碳酸钠a g；②碳酸钠与碳酸氢钠的混合物a g。下列关于两者的比较描述正确的是(　　)

A．分别和盐酸完全反应时，混合物的耗酸量大

B．分别和盐酸完全反应时，纯净的碳酸钠放出的CO2多

C．分别溶于水，再加入足量澄清石灰水，混合物得到的沉淀质量大

D．分别配成溶液，混合物溶液中的Na＋个数多

2．把27.4 g Na2CO3和NaHCO3的混合物加热到质量不再变化时，得到21.2 g残留固体。求原混合物中NaHCO3和Na2CO3的质量之比为(　　)

A．53∶84   B．84∶53

C．1∶1   D．42∶53

3．将一定体积的CO2通入一定浓度的NaOH溶液中，为了测定所得溶液的成分，向该溶液中逐滴加入盐酸，所加盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图所示：

(1)溶液中所含溶质为________________。

(2)OA段发生反应的离子方程式：____________________________________。

AB段发生反应的离子方程式：______________________________________。

题组一　Na2CO3、NaHCO3的鉴别、提纯

1．(2021·北京高一月考)有两个无标签的试剂瓶，分别装有Na2CO3和NaHCO3固体，有4位同学为鉴别它们采用了以下不同的方法，其中不可行的是(　　)

A．分别配成溶液，再加入澄清石灰水

B．分别配成溶液，再加入CaCl2溶液

C．分别加热，再检验是否有使澄清石灰水变浑浊的气体产生

D．分别取固体样品，滴加同质量分数的盐酸，观察产生气泡的快慢

2．现有两瓶失去标签的同质量分数的Na2CO3和NaHCO3无色溶液，下述鉴别方法不合理的是(　　)

①用干燥的pH试纸检验，pH大的是Na2CO3

②取等体积的溶液于两支试管中，加热，有气泡产生的是NaHCO3

③取等体积的溶液于两支试管中，逐滴加入稀盐酸，开始就有气体放出的是NaHCO3

④取等体积的溶液于两支试管中，滴加Ba(OH)2溶液，生成白色沉淀的是Na2CO3

⑤取等体积的溶液于两支试管中，滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀的是Na2CO3

A．①⑤   B．③④

C．②④   D．②⑤

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)，加入适量的NaOH溶液

B．NaHCO3溶液(Na2CO3)，通入过量的CO2气体

C．Na2O2粉末(Na2O)，将混合物在氧气中加热

D．Na2CO3溶液(Na2SO4)，加入适量Ba(OH)2溶液，过滤

4．(2021·南京高一期中)下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是(　　)

5．某课外小组为了鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体，设计了如图几种实验方法。下列说法不正确的是(　　)

A．装置Ⅰ中的Na2CO3和NaHCO3均能与盐酸反应，产生气体速率快的是NaHCO3

B．当稀盐酸足量时，装置Ⅰ中气球鼓起体积较小的是NaHCO3

C．加热装置Ⅱ，使澄清石灰水变浑浊一侧的白色固体是NaHCO3

D．装置Ⅲ也可以鉴别Na2CO3和NaHCO3

6．有关Na2CO3和NaHCO3的性质，下列叙述正确的是(　　)

A．热稳定性：NaHCO3<Na2CO3，相同条件下在水中的溶解度：NaHCO3>Na2CO3

B．鉴别Na2CO3、NaHCO3溶液可以用Ca(OH)2溶液

C．等质量的Na2CO3和NaHCO3分别跟足量盐酸充分反应时，产生的CO2质量相同

D．可以用加热的方式除去Na2CO3固体中的NaHCO3杂质

题组二　Na2CO3、NaHCO3的计算

7．加热5.00 g碳酸钠和碳酸氢钠的混合物，使碳酸氢钠完全分解，混合物质量减少了0.93 g，则原混合物中碳酸钠的质量为(　　)

A．2.48 g   B．2.58 g

C．4.16 g   D．4.41 g

8．把6.56 g碳酸氢钠和纯碱晶体(Na2CO3·10H2O)的混合物溶于水配成100 mL溶液，测知其中含钠离子1.15 g，若将6.56 g这种混合物加热到恒重，所得固体的质量是(　　)

A．5.30 g   B．4.20 g

C．2.65 g   D．2.10 g

9．(2022·北京西城区高一期末)下列实验方案不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是(　　)

A．取a g混合物与稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b g

B．取a g混合物与稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b g固体

C．取a g混合物充分加热，减重b g

D．取a g混合物与Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b g固体

10．向NaOH和Na2CO3的混合溶液中滴加3.65 g·L－1的稀盐酸，生成的CO2的质量与加入盐酸的体积的关系如图所示。下列判断正确的是(　　)

A．在O～a内，只发生酸碱中和反应

B．ab段发生反应的离子方程式为CO＋2H＋===H2O＋CO2↑

C．a点表示的V(盐酸)＝0.3

D．原混合溶液中NaOH与Na2CO3的质量之比为1∶2

11．下表中叙述Ⅲ不正确的是(　　)

12．下列说法错误的是(　　)

A．鉴别Na2CO3和NaHCO3可用Ba(OH)2或Ca(OH)2溶液

B．除去Na2CO3固体中混有的少量NaHCO3，可采用加热法

C．CO2中混有少量HCl等气体时，可用饱和NaHCO3溶液提纯气体

D．将澄清石灰水滴入NaHCO3溶液中，开始时发生反应的离子方程式为Ca2＋＋2OH－＋2HCO===CaCO3↓＋CO＋2H2O

13．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打开弹簧夹K1、K2，关闭K3，缓缓鼓入空气数分钟，其目的是__________________________。

④关闭弹簧夹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打开弹簧夹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碱石灰，其作用是____________________，如果实验中没有该装置，则会导致测量结果NaHCO3的质量分数___________________(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)。