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第09讲 Na2CO3、NaHCO3的性质、应用和计算-2023-2024学年高一化学易混易错巧讲精练（人教版2019必修第一册）
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这是一份第09讲 Na2CO3、NaHCO3的性质、应用和计算-2023-2024学年高一化学易混易错巧讲精练（人教版2019必修第一册），共18页。试卷主要包含了碳酸钠和碳酸氢钠的比较，测定碳酸钠质量分数的常用方法，Na2CO3，Na2CO3的制备等内容，欢迎下载使用。
第09讲 Na2CO3、NaHCO3的性质、应用和计算
必备知识
一、碳酸钠和碳酸氢钠的比较
名称
碳酸钠（Na2CO3）
碳酸氢钠（NaHCO3）
俗名
纯碱或苏打
小苏打
物理
性质
色态
白色晶体
细小白色晶体
水溶性
易溶于水，溶液呈碱性
易溶于水(但比Na2CO3溶解度小)，溶液呈碱性
稳定性
稳定，但结晶碳酸钠(Na2CO3·10H2O)易风化
不稳定，受热易分解
化学
性质
与H＋反应
CO＋2H＋===CO2↑＋H2O
HCO＋H＋===CO2↑＋H2O
与碱反应Ca(OH)2
与OH－不反应，但
Ca2＋＋CO===CaCO3↓
Ca2＋＋OH－＋HCO=== CaCO3↓＋H2O(碱过量) Ca2＋＋2OH－＋2HCO===CaCO3↓＋CO＋2H2O(碱不足)
与盐反应
CaCl2
Ca2＋＋CO===CaCO3↓
不反应
硫酸铝
2Al3＋＋3CO＋3H2O===2Al(OH)3↓＋3CO2↑
3HCO＋Al3＋=== Al(OH)3↓＋3CO2↑
主要用途
玻璃、造纸、制皂、洗涤
发酵、医药、灭火器
相互转化
①CO2＋H2O，②少量盐酸
①固(加热)，②液(NaOH)
Na2CO3
NaHCO3
二、测定碳酸钠质量分数的常用方法
1.气体法
(1)测定原理：Na2CO3+H2SO4==Na2SO4+H2O＋CO2↑。
依据CO2的体积确定Na2CO3的物质的量，进而确定纯碱中Na2CO3的含量。
(2)实验操作：向m g纯碱样品中加入足量的稀硫酸，准确测量产生CO2气体的体积为V mL(已折算为标准状况)。
2.沉淀法
(1)测定原理：Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl。
依据BaCO3沉淀的质量，确定Na2CO3的物质的量，进而确定纯碱中Na2CO3的含量。
(2)实验操作：先将m g纯碱样品溶于水配成溶液，向溶液中加入过量的BaCl2溶液，经过滤、洗涤、干燥得BaCO3沉淀的质量为n g。
易混易错点
一、Na2CO3和NaHCO3的鉴别方法
1．根据热稳定性不同
固体
△
Na2CO3无明显现象
NaHCO3放出无色的，使澄清石灰水变浑浊的气体
2．根据和酸反应生成气体的速率不同鉴别
固体或溶液 + 盐酸
反应
速率
滴加
盐酸
滴加盐酸立即产生气泡的是NaHCO3
产生气泡快的是NaHCO3
产生气泡快的是Na2CO3
滴加盐酸开始不产生气泡的是Na2CO3
(1)
(2)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，开始无气泡产生；而向盐酸中滴加Na2CO3溶液开始就有气泡产生。
3．根据阴离子不同用盐溶液鉴别
BaCl2溶液
溶液
不产生白色沉淀的是NaHCO3
产生白色沉淀的是Na2CO3
4．根据溶液的酸碱性鉴别
测相同浓度溶液的pH
溶液
pH小的是NaHCO3
pH大的是Na2CO3
二、CO2与NaOH溶液反应的计算
Ⅰ、思维模型
向氢氧化钠溶液中通入CO2，
1．当通入的CO2与NaOH物质的量之比为 时，
反应为：2NaOH＋CO2 ===Na2CO3＋H2O ；
2．当通入的CO2与NaOH物质的量之比为 时，
反应为：NaOH＋CO2 ===NaHCO3；
<
3．当通入的CO2与NaOH物质的量之比为 时，
NaOH过量，所得产物为NaOH 和Na2CO3的混合物；
>
<
4．当通入的CO2与NaOH物质的量之比为 时，
CO2过量，所生成的产物仍为NaHCO3；
>
>
<
5．当通入的CO2与NaOH物质的量之比为 时，
所得产物为Na2CO3和NaHCO3的混合物。
Ⅱ、反应历程如下图：
Na2CO3
CO2
NaHCO3
NaOH
三、Na2CO3、NaHCO3与盐酸的反应
1．盐酸逐滴加入Na2CO3溶液
(1)现象：开始无明显现象，后有无色气体放出。
(2)反应：无明显现象时反应的离子方程式：CO＋H＋===HCO，无色气体放出时反应的离子方程式：HCO＋H＋===CO2↑＋H2O。
2．Na2CO3溶液逐滴加入稀盐酸中
(1)现象：有无色气体放出。
(2)反应的离子方程式：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O。
3．碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的基本图象的归纳总结
(1)向Na2CO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图1所示；
(2)向NaHCO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图2所示；
(3)向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图3所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比x∶y＝1∶1，其他比例时的图象略)；
(4)向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图4所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比m∶n＝1∶1，其他比例时的图象略)。
四、Na2CO3、NaHCO3的除杂
混合物(括号内为杂质)
除杂方法及试剂
Na2CO3固体(NaHCO3)
加热
NaHCO3溶液(Na2CO3)
通入足量的CO2气体
Na2CO3溶液(NaHCO3)
加入适量的NaOH溶液
五、Na2CO3的制备
(1)Na2CO3的工业制备——侯氏制碱法。
①制备原理：
把二氧化碳和氨气通入氯化钠饱和溶液中，使溶解度较小的碳酸氢钠从溶液中析出；过滤得到碳酸氢钠晶体，碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠。
②反应的化学方程式：
a．NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl；
b．2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。
细剖精析·易混不混·易错不错
1．盛放Na2CO3溶液等碱性溶液的试剂瓶为什么不用磨口玻璃塞？
【细剖精析】
Na2CO3溶液因水解呈碱性，以Na2CO3溶液为代表的碱性溶液中的OH－可与磨口玻璃塞中裸露的SiO2反应，生成Na2SiO3，使瓶塞和瓶体粘连在一起不易打开。
2．向饱和Na2CO3溶液中通入过量的CO2，可观察到什么现象？为什么？
【细剖精析】
溶液中将析出白色晶体(沉淀)。原因是：发生Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3↓，①NaHCO3的溶解度比Na2CO3小，②生成的NaHCO3的质量比消耗的Na2CO3的大(即106 g Na2CO3生成168 g NaHCO3)，即溶质增加，③反应消耗了水，即溶剂减少，因此出现沉淀，主要原因是①。
3．仅用试管和胶头滴管，你能鉴别Na2CO3溶液和稀盐酸吗？若能，简述原理。
【细剖精析】
能，利用滴加顺序不同，现象不同可区别Na2CO3溶液和稀盐酸
4．请设计实验方案，用50 mL 2 mol·L－1 NaOH溶液和足量的CO2气体，制取50 mL 1 mol·L－1的Na2CO3溶液。
【细剖精析】
将50 mL NaOH溶液，等分成两份，一份通入过量的CO2，然后加热煮沸、冷却后与另一份混合，即可。反应方程式可表示为
第一步：NaOH＋CO2===NaHCO3
第二步：NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O
对点训练
1．下列叙述中正确的是( )
A．向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入NaHCO3饱和溶液，又有CaCO3沉淀生成
B．向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1∶2
C．等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应，在同温同压下，生成的CO2体积相同
D．向Na2CO3饱和溶液中通入足量CO2，有NaHCO3结晶析出
【答案】D
【解析】
CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2，前半句正确，加入NaHCO3饱和溶液后，没有沉淀产生，A错误；向Na2CO3溶液中滴加等物质的量的稀盐酸，发生反应为Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3，没有CO2生成，B错误；等质量的NaHCO3和Na2CO3，与足量盐酸反应，产生的CO2体积不同，NaHCO3生成的CO2更多些，C错误；溶解度：Na2CO3>NaHCO3，向Na2CO3饱和溶液中通入足量CO2后溶液中有NaHCO3晶体析出，D正确。
2．将0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1 mol·L－1稀盐酸。下列图象能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是( )
【答案】C
【解析】
滴加盐酸先发生反应OH－＋H＋===H2O，再发生反应CO＋H＋===HCO，最后发生反应：HCO＋H＋===CO2↑＋H2O；因n(OH－)＝n(CO)＝0.01 mol，故加入0.02 mol HCl后开始有气体生成，故C正确。
3．现有25 mL 2 mol·L－1 Na2CO3溶液和75 mL 1 mol·L－1的稀盐酸。①将Na2CO3溶液缓慢滴到稀盐酸中；②将稀盐酸缓慢滴到Na2CO3溶液中，两操作的现象及结果(标准状况下)是( )
A．现象相同，所得气体的体积相等
B．现象相同，所得气体的体积不等
C．现象不同，所得气体的体积相等
D．现象不同，所得气体的体积不等
【答案】D
【解析】
把Na2CO3溶液逐滴加到盐酸中，开始时盐酸过量，则发生反应Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑，开始就有气体放出。若将盐酸滴到Na2CO3溶液中，开始时Na2CO3过量，只发生反应Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl，无气体放出，只有在Na2CO3全部转化成NaHCO3后再滴加盐酸才有气体放出。n(Na2CO3)∶n(HCl)=(0.025 L×2 mol.L-1)∶(0.075 L×1 mol.L-1)=2∶3>1∶2，故产生的CO2的体积不相同。
4．把7.4 g Na2CO3·10H2O和NaHCO3组成的混合物溶于水，配成100 mL溶液，其中c(Na＋)＝0.6 mol·L－1，若把等质量的混合物加热到恒重时，残留物的质量为( )
A．3.18 g B．2.12 g C．5.28 g D．4.22 g
【答案】A
【解析】
将Na2CO3·10H2O和NaHCO3加热至恒重时物质为Na2CO3，n(Na2CO3)＝n(Na＋)＝×0.6 mol·L－1×0.1 L＝0.03 mol，所以m(Na2CO3)＝0.03 mol×106 g·mol－1＝3.18 g。
提升训练
1．中国努力争取2060年前实现碳中和。利用NaOH溶液喷淋捕捉空气中的CO2，反应过程如图所示。下列说法错误的是
A．捕捉室中NaOH溶液喷成雾状有利于吸收CO2
B．环节a中物质分离的基本操作是过滤
C．反应过程中CaO和NaOH是可循环的物质
D．高温反应炉中的物质是Ca(HCO3)2
【答案】D
【解析】
A．捕捉室中氢氧化钠溶液喷成雾状，可以增大与二氧化碳的接触面积，有利于二氧化碳充分反应被吸收，故A正确；
B．由分析可知，环节a为向碳酸氢钠溶液中加入氧化钙，氧化钙与碳酸氢钠溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，过滤得到碳酸钙沉淀和氢氧化钠溶液，故B正确；
C．由分析可知，环节a得到的氢氧化钠溶液和反应炉中得到的氧化钙可以循环利用，故C正确；
D．由分析可知，高温反应炉中碳酸钙受热分解生成氧化钙和二氧化碳，故D错误；
故选D。
2．实验测得等物质的量浓度的NaHCO3和Na2CO3溶液的pH随温度变化如图所示。下列说法正确的是
A．Na2CO3的水解是放热反应
B．M点之前，升高温度溶液的pH减小，原因是水解平衡逆向移动
C．N点时NaHCO3已完全分解
D．若将N点溶液恢复到25℃，pH>8.62
【答案】D
【解析】
A．Na2CO3的水解是吸热反应，故A错误；
B．碳酸氢钠溶液中，碳酸氢根离子电离产生氢离子、水解产生氢氧根离子，M点之前，升高温度溶液的pH减小，原因是电离程度大于水解程度，故B错误；
C．碳酸钠溶液的pH随温度升高而降低，N点后溶液的pH随温度升高而升高，所以N点时NaHCO3没有完全分解，故C错误；
D．N点溶液中含有碳酸钠，若将N点溶液恢复到25℃，pH>8.62，故D正确；
选D。
3．海洋碳循环是全球碳循环的重要组成部分，是影响全球气候变化的关键控制环节。下图为海洋中碳循环的简单原理图。下列说法错误的是
A．海洋碳循环过程中能将太阳能转化为化学能
B．钙化释放CO2的离子方程式：2HCO+Ca2+=CaCO3↓+CO2↑+H2O
C．影响海洋碳循环的因素主要有海水的酸碱性、水温、藻类生物的分布等
D．光合作用，每生成0.1mol(CH2O)x转移电子数为4NA(NA表示阿伏伽德罗常数)
【答案】D
【解析】
A． CO2经光合作用形成有机物参与海洋碳循环，过程中能将太阳能转化为化学能，故A正确；
B． 钙化生成CaCO3沉淀同时，释放CO2的离子方程式：2HCO+Ca2+=CaCO3↓+CO2↑+H2O，故B正确；
C． 温度高或酸性条件下，二氧化碳在水中溶解度小，影响海洋碳循环的因素主要有海水的酸碱性、水温、藻类生物的分布等，故C正确；
D． 光合作用，碳由+4价降为0价，每生成0.1mol(CH2O)x转移电子数为0.4xNA(NA表示阿伏伽德罗常数)，故D错误；
故选D。
4．下列说法不正确的是
A．向和，固体中分别滴加几滴水，可通过温度变化鉴别两者
B．将火柴头没入水中，片刻后取少量溶液于试管中，滴加硝酸银和稀硝酸可检验其中的氯元素
C．将镀锌铁皮放入稀硫酸，待产生氢气的速率突然减小，可以判断锌镀层已反应完全
D．可以先用甘油洗，再用水洗的方法处理受溴腐蚀致伤的伤口
【答案】B
【解析】
A．碳酸钠溶于水的过程为放热过程，放出的热量使溶液温度升高，碳酸氢钠溶于水的过程为吸热过程，吸收热量会使溶液温度降低，则向碳酸钠和碳酸氢钠固体中分别滴加几滴水，可通过温度变化鉴别碳酸钠和碳酸氢钠，故A正确；
B．若火柴头中含有氯酸盐，不能电离出氯离子，则将火柴头没入水中，片刻后取少量溶液于试管中，滴加硝酸银和稀硝酸，溶液中没有实验现象产生，无法检验火柴头中是否含有氯元素，故B错误；
C．将镀锌铁皮放入稀硫酸，锌的金属性强于铁，在稀硫酸中反应的速率快于铁，若产生氢气的速率突然减小，说明锌镀层已反应完全，故C正确；
D．溴对皮肤有强烈的腐蚀作用，当溴沾到皮肤上，应先用甘油洗涤溶解溴，再用水洗的方法除去溴的甘油溶液，减少对皮肤的伤害，故D正确；
故选B。
5．甲、乙、丙、丁均为中学化学中常见的单质或化合物，它们之间的转化关系如图所示(部分产物已略去)，下列各组物质中不能实现如图所示关系转化的是
选项
甲
乙
丙
丁
物质间的转化
A
CuO
CO2
CO
C
B
Fe
Fe(NO3)2
Fe(NO3)3
HNO3
C
AlCl3
Al(OH)3
NaAlO2
NH3·H2O
D
CO2
NaHCO3
Na2CO3
NaOH
【答案】C
【解析】
A．CuO与少量C反应产生Cu和CO2，与足量C反应产生Cu和CO，CO2与C反应产生CO，CO与CuO反应产生Cu和CO2，可以实现物质之间的转化关系，A不符合题意；
B．铁与足量的HNO3反应生成Fe(NO3)3，铁与少量的HNO3反应生成Fe(NO3)2，Fe(NO3)3与铁粉反应生成Fe(NO3)2，Fe(NO3)2与HNO3反应生成Fe(NO3)3，能够实现物质之间的转化关系，B不符合题意；
C．AlCl3与NH3·H2O反应产生Al(OH)3沉淀，由于NH3·H2O是弱碱，不能溶解Al(OH)3，因此二者反应时无论相对量的多少，只能Al(OH)3沉淀，不能实现物质之间的转化关系，C符合题意；
D．CO2和少量NaOH反应生成NaHCO3，CO2和过量NaOH生成Na2CO3，NaHCO3与NaOH反应产生Na2CO3和H2O，Na2CO3与CO2、H2O反应产生NaHCO3，能够实现上述转化，D不符合题意；
故合理选项是C。
6．侯氏制碱法：在饱和食盐水中通入氨气，形成氨化的NaCl饱和溶液，再向其中通入二氧化碳，使溶液中存在大量的Na＋、、Cl-和，由于NaHCO3的溶解度最小，故可析出NaHCO3晶体，灼烧NaHCO3得纯碱，其余产品处理后可作肥料或循环使用；其反应原理为NH3＋NaCl＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl，2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑；可循环使用的物质为CO2、饱和食盐水。以NH3、CO2和食盐为原料可制取小苏打和苏打。下列有关叙述正确的是
A．的空间构型为平面四边形结构
B．NH3和CO2在水中均能形成氢键
C．热稳定性：苏打＞小苏打
D．相同条件下，在水中的溶解度：小苏打＞苏打
【答案】C
【解析】
A．的空间构型为正四面体结构，选项A错误；
B．CO2与水不能形成氢键，选项B错误；
C．根据反应2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑可知，热稳定性：苏打＞小苏打，选项C正确；
D．相同条件下，在水中的溶解度：苏打＞小苏打，选项D错误。
答案选C。
7．有关和的性质，以下叙述错误的是
A．等质量的和与足量盐酸反应，在相同条件下产生的体积大
B．同物质的量浓度的两种溶液，溶液的大于溶液
C．将石灰水加入溶液中不产生沉淀，加入溶液中产生白色沉淀
D．等物质的量的两种盐与同浓度盐酸完全反应，所耗盐酸的体积是的两倍
【答案】C
【解析】
A．碳酸氢钠的摩尔质量为84g/mol，碳酸钠的摩尔质量为106g/mol，所以等质量的和，的物质的量大于的物质的量，则等质量的和与足量盐酸反应，在相同条件下产生的体积大，故A不选；
B．在水溶液中的水解程度大于，则同物质的量浓度的两种溶液，溶液的大于溶液，故B不选；
C．石灰水既能与溶液反应产生白色沉淀，又能与反应产生白色沉淀，故选C；
D．等物质的量的与分别与等物质的量的盐酸反应消耗盐酸的物质的量前者为后者的两倍，则等物质的量的两种盐与同浓度盐酸完全反应，所耗盐酸的体积是的两倍，故D不选；
答案选C。
8．测定一定质量小苏打中NaHCO3的含量(杂质为NaCl)，下列实验方案不可行的是
A．加热至恒重，称量剩余固体质量
B．加入足量稀硫酸，测定生成气体的体积
C．溶解后以甲基橙为指示剂，用标准盐酸溶液滴定
D．溶解后加入足量CaCl2溶液，过滤、洗涤、干燥后称量沉淀质量
【答案】D
【解析】
A．NaHCO3受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，所以通过加热分解利用差量法即可计算出NaHCO3的含量，故A可行；
B．混合物中NaHCO3与足量稀硫酸充分反应，会生成水和二氧化碳，所以逸出的气体是二氧化碳，测定生成气体的体积，能测定NaHCO3的含量，故B可行；
C．NaHCO3溶液呈碱性，用盐酸滴定 NaHCO3溶液，NaHCO3反应完成时，滴入盐酸，溶液显酸性，甲基橙由黄色变为橙色，可用消耗的标准盐酸溶液的量来计算NaHCO3的含量，故C可行；
D．CaCl2与NaHCO3不发生反应，没有沉淀产生，故D不可行；
故选：D。
9．向、的混合溶液中逐滴加入稀盐酸，生成气体的量随的量的变化关系如图所示，则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是
A．点对应的溶液中：、、、
B．点对应的溶液中：、、、
C．点对应的溶液中：、、、
D．点对应的溶液中：、、、
【答案】C
【解析】
A．、的混合溶液与盐酸反应时，点对应的溶液中含有和， 与不能大量共存，A项不符合题意；
B．点对应的溶液中含有，不含，与因发生双水解反应而不能大量共存，B项不符合题意；
C．点为溶液，离子之间不发生反应，能大量共存，C项符合题意；
D．点时盐酸过量，溶液呈酸性，与因发生氧化还原反应而不能大量共存，在酸性条件下不能大量共存，且溶液中的与也不能大量共存，D项不符合题意；
故正确选项为C。
10．实验室用100mL0.500mol·L-1的NaOH溶液捕获CO2；一定时间后，测定CO2的吸收量。方法是用盐酸逐滴加入到吸收CO2后的溶液中，产生的CO2气体的物质的量与加入盐酸的体积示意图如下：
(1)盐酸的物质的量浓度是___________mol·L-1。
(2)吸收的CO2在标准状况下的体积是___________mL。
【答案】1.00 672
【解析】
(1) 碳酸钠和稀盐酸反应方程式为：Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl、NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，根据图像，加入稀盐酸时没有气体生成，如果溶质完全是碳酸钠，碳酸钠和稀盐酸反应生成碳酸氢钠、碳酸氢钠和稀盐酸反应生成二氧化碳时消耗的稀盐酸体积应该相等，实际上两段消耗盐酸量是20mL和30mL，不等，说明溶液中溶质有Na2CO3和NaHCO3。当盐酸的体积为50mL时，溶液中的溶质为NaCl，根据钠离子和氯离子守恒，n(NaOH)=n(HCl)，因此n(HCl)=0.1 L×0.5 mol/L=0.05 mol，c(HCl)==1.00mol/L，故答案为：1.00；
(2) 生成二氧化碳最多时消耗30mL盐酸，根据NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，可知CO2体积(标准状况下)为0.03 L×1mol/L×22.4 L/mol=0.672L=672mL，故答案为：672。
11．某小组探究Na2CO3和NaHCO3的性质，实验步骤及记录如下：
Ⅰ.分别向盛有0.5 g Na2CO3固体、0.5 g NaHCO3固体的烧杯中加入10 mL水(20 ℃)，搅拌，测量温度为T1；
Ⅱ.静置恒温后测量温度为T2；
Ⅲ.分别加入10 mL 密度约为1.1 g·mL－120%的盐酸(20 ℃)，搅拌，测量温度T3。
得到下表1的数据：
回答下列问题：
（1）Na2CO3溶于水显碱性，其原因是______________________(用离子方程式表示)。
（2）根据试题后的附表判断：步骤Ⅰ中Na2CO3、NaHCO3固体分别是全部溶解还是部分溶解____________________________________。
（3）分析表1的数据得出：Na2CO3固体溶于水________，NaHCO3固体溶于水________(填“放热”或“吸热”)。
（4）甲同学分析上述数据得出：Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应都是放热反应。
乙同学认为应该增加一个实验，并补做如下实验：向盛有10 mL水(20 ℃)的烧杯中加入10 mL________，搅拌，测量温度为22.2 ℃。
（5）结合上述探究，下列说法正确的是________。
A．NaHCO3与盐酸的反应是吸热反应
B．不能用稀盐酸鉴别Na2CO3和NaHCO3固体
C．Na2CO3、NaHCO3固体与稀盐酸反应的能量变化还与物质的溶解等因素有关
（6）丙同学为测定一份NaHCO3和Na2CO3混合固体中NaHCO3的纯度，称取m1g混合物，加热至质量不变时，称其质量为m2g，则原混合物中NaHCO3的质量分数为________(用代数式表示)。
附表：溶解度表
.
【答案】（1）CO32-＋H2OHCO3-＋OH－ （2） Na2CO3和NaHCO3固体都是全部溶解 （3） 放热 吸热 （4） 密度约为1.1 g·mL－120%的盐酸(20 ℃) （5） AC （6） ×100%
【解析】
试题分析：（1）Na2CO3是强碱弱酸盐，由于水解，溶液显碱性，离子方程式为CO32－+H2O HCO3－+OH－ ；（2）根据溶解度计算可知步骤Ⅰ中10 mL水（20℃）可分别溶解Na2CO3、NaHCO3固体的质量为2.15g、0.96g，Na2CO3和NaHCO3固体都是全部溶解；（3）分析表1的数据得出：Na2CO3固体溶于水后温度为23.3℃高于20℃，放热，NaHCO3固体溶于水后温度为18.5℃低于20℃，吸热；（4）为了说明Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应都是放热反应，应验证盐酸溶于水是放热还是吸热；（5）A、NaHCO3与盐酸的反应是吸热反应，A正确；B、可以用稀盐酸鉴别Na2CO3和NaHCO3固体，B错误；C、Na2CO3、NaHCO3固体与稀盐酸反应的能量变化还与物质的溶解等因素有关，C正确；答案选AC；（6）NaHCO3加热分解生成碳酸钠、水、二氧化碳；则原混合物中NaHCO3的质量分数为。
12．纯碱一直以来都是工业生产的重要原料，很长一段时间来纯碱的制法都被欧美国家所垄断。上个世纪初我国著名的工业化学家侯德榜先生，经过数年的反复研究终于发明了优于欧美制碱技术的联合制碱法(又称侯氏制碱法)。并在天津建造了我国独立研发的第一家制碱厂。其制碱原理的流程如下：
⑴侯德榜选择天津作为制碱厂的厂址有何便利条件(举二例说明)_______、______。
⑵合成氨工厂需要向制碱厂提供两种原料气体，它们分别是：______、_______。(填化学式)这两种气体在使用过程中是否需要考虑添加的顺序：_______(填“是”或“否”)，原因是：________________________。
⑶在沉淀池中发生的反应的化学方程式是：________________________。
⑷使原料水中溶质的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了_________（填上述流程中的编号）的循环。从母液中可以提取的副产品的应用是______________(举一例)。
【答案】⑴原料丰富 运输便利 ⑵ CO2 NH3 是 氨气在水中溶解度大，先通氨气后通CO2产生碳酸氢铵多，有利于碳酸氢钠析出 ⑶NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl ⑷ 循环I 作化肥
【解析】
(1)天津位于沿海地区交通发达，而制碱的原料之一NaCl，在海水中含量丰富。侯德榜选择天津作为制碱厂的厂址有何便利条件是原料丰富、运输方便；
(2)合成氨工厂需要向制碱厂提供两种原料气体，它们分别是CO2和NH3；CO2在水溶液中溶解度小，生成NaHCO3少，不能析出晶体，而NH3在水中的溶解度大，先通NH3后通CO2产生碳酸氢铵多，有利于碳酸氢钠的析出；
(3)氨化的饱和氯化钠溶液中通入过量CO2，发生反应CO2和氨水反应生成碳酸氢铵，碳酸氢铵和氯化钠反应，由于碳酸氢钠溶解度小，所以先生成碳酸氢钠晶体析出，反应总方程式为：NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl；
(4)碳酸氢钠能溶于水，析出晶体后的溶液中还含有较多碳酸氢钠，所以要循环利用，从母液中有NH4Cl可以做肥料.故使原料水中溶质的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了循环Ⅰ的循环使用；从母液中可以提取的副产品的应用是作肥料或用于金属加工除锈等。
第09讲 Na2CO3、NaHCO3的性质、应用和计算
必备知识
一、碳酸钠和碳酸氢钠的比较
名称
碳酸钠（Na2CO3）
碳酸氢钠（NaHCO3）
俗名
纯碱或苏打
小苏打
物理
性质
色态
白色晶体
细小白色晶体
水溶性
易溶于水，溶液呈碱性
易溶于水(但比Na2CO3溶解度小)，溶液呈碱性
稳定性
稳定，但结晶碳酸钠(Na2CO3·10H2O)易风化
不稳定，受热易分解
化学
性质
与H＋反应
CO＋2H＋===CO2↑＋H2O
HCO＋H＋===CO2↑＋H2O
与碱反应Ca(OH)2
与OH－不反应，但
Ca2＋＋CO===CaCO3↓
Ca2＋＋OH－＋HCO=== CaCO3↓＋H2O(碱过量) Ca2＋＋2OH－＋2HCO===CaCO3↓＋CO＋2H2O(碱不足)
与盐反应
CaCl2
Ca2＋＋CO===CaCO3↓
不反应
硫酸铝
2Al3＋＋3CO＋3H2O===2Al(OH)3↓＋3CO2↑
3HCO＋Al3＋=== Al(OH)3↓＋3CO2↑
主要用途
玻璃、造纸、制皂、洗涤
发酵、医药、灭火器
相互转化
①CO2＋H2O，②少量盐酸
①固(加热)，②液(NaOH)
Na2CO3
NaHCO3
二、测定碳酸钠质量分数的常用方法
1.气体法
(1)测定原理：Na2CO3+H2SO4==Na2SO4+H2O＋CO2↑。
依据CO2的体积确定Na2CO3的物质的量，进而确定纯碱中Na2CO3的含量。
(2)实验操作：向m g纯碱样品中加入足量的稀硫酸，准确测量产生CO2气体的体积为V mL(已折算为标准状况)。
2.沉淀法
(1)测定原理：Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl。
依据BaCO3沉淀的质量，确定Na2CO3的物质的量，进而确定纯碱中Na2CO3的含量。
(2)实验操作：先将m g纯碱样品溶于水配成溶液，向溶液中加入过量的BaCl2溶液，经过滤、洗涤、干燥得BaCO3沉淀的质量为n g。
易混易错点
一、Na2CO3和NaHCO3的鉴别方法
1．根据热稳定性不同
固体
△
Na2CO3无明显现象
NaHCO3放出无色的，使澄清石灰水变浑浊的气体
2．根据和酸反应生成气体的速率不同鉴别
固体或溶液 + 盐酸
反应
速率
滴加
盐酸
滴加盐酸立即产生气泡的是NaHCO3
产生气泡快的是NaHCO3
产生气泡快的是Na2CO3
滴加盐酸开始不产生气泡的是Na2CO3
(1)
(2)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，开始无气泡产生；而向盐酸中滴加Na2CO3溶液开始就有气泡产生。
3．根据阴离子不同用盐溶液鉴别
BaCl2溶液
溶液
不产生白色沉淀的是NaHCO3
产生白色沉淀的是Na2CO3
4．根据溶液的酸碱性鉴别
测相同浓度溶液的pH
溶液
pH小的是NaHCO3
pH大的是Na2CO3
二、CO2与NaOH溶液反应的计算
Ⅰ、思维模型
向氢氧化钠溶液中通入CO2，
1．当通入的CO2与NaOH物质的量之比为 时，
反应为：2NaOH＋CO2 ===Na2CO3＋H2O ；
2．当通入的CO2与NaOH物质的量之比为 时，
反应为：NaOH＋CO2 ===NaHCO3；
<
3．当通入的CO2与NaOH物质的量之比为 时，
NaOH过量，所得产物为NaOH 和Na2CO3的混合物；
>
<
4．当通入的CO2与NaOH物质的量之比为 时，
CO2过量，所生成的产物仍为NaHCO3；
>
>
<
5．当通入的CO2与NaOH物质的量之比为 时，
所得产物为Na2CO3和NaHCO3的混合物。
Ⅱ、反应历程如下图：
Na2CO3
CO2
NaHCO3
NaOH
三、Na2CO3、NaHCO3与盐酸的反应
1．盐酸逐滴加入Na2CO3溶液
(1)现象：开始无明显现象，后有无色气体放出。
(2)反应：无明显现象时反应的离子方程式：CO＋H＋===HCO，无色气体放出时反应的离子方程式：HCO＋H＋===CO2↑＋H2O。
2．Na2CO3溶液逐滴加入稀盐酸中
(1)现象：有无色气体放出。
(2)反应的离子方程式：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O。
3．碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的基本图象的归纳总结
(1)向Na2CO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图1所示；
(2)向NaHCO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图2所示；
(3)向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图3所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比x∶y＝1∶1，其他比例时的图象略)；
(4)向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图4所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比m∶n＝1∶1，其他比例时的图象略)。
四、Na2CO3、NaHCO3的除杂
混合物(括号内为杂质)
除杂方法及试剂
Na2CO3固体(NaHCO3)
加热
NaHCO3溶液(Na2CO3)
通入足量的CO2气体
Na2CO3溶液(NaHCO3)
加入适量的NaOH溶液
五、Na2CO3的制备
(1)Na2CO3的工业制备——侯氏制碱法。
①制备原理：
把二氧化碳和氨气通入氯化钠饱和溶液中，使溶解度较小的碳酸氢钠从溶液中析出；过滤得到碳酸氢钠晶体，碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠。
②反应的化学方程式：
a．NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl；
b．2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。
细剖精析·易混不混·易错不错
1．盛放Na2CO3溶液等碱性溶液的试剂瓶为什么不用磨口玻璃塞？
【细剖精析】
Na2CO3溶液因水解呈碱性，以Na2CO3溶液为代表的碱性溶液中的OH－可与磨口玻璃塞中裸露的SiO2反应，生成Na2SiO3，使瓶塞和瓶体粘连在一起不易打开。
2．向饱和Na2CO3溶液中通入过量的CO2，可观察到什么现象？为什么？
【细剖精析】
溶液中将析出白色晶体(沉淀)。原因是：发生Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3↓，①NaHCO3的溶解度比Na2CO3小，②生成的NaHCO3的质量比消耗的Na2CO3的大(即106 g Na2CO3生成168 g NaHCO3)，即溶质增加，③反应消耗了水，即溶剂减少，因此出现沉淀，主要原因是①。
3．仅用试管和胶头滴管，你能鉴别Na2CO3溶液和稀盐酸吗？若能，简述原理。
【细剖精析】
能，利用滴加顺序不同，现象不同可区别Na2CO3溶液和稀盐酸
4．请设计实验方案，用50 mL 2 mol·L－1 NaOH溶液和足量的CO2气体，制取50 mL 1 mol·L－1的Na2CO3溶液。
【细剖精析】
将50 mL NaOH溶液，等分成两份，一份通入过量的CO2，然后加热煮沸、冷却后与另一份混合，即可。反应方程式可表示为
第一步：NaOH＋CO2===NaHCO3
第二步：NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O
对点训练
1．下列叙述中正确的是( )
A．向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入NaHCO3饱和溶液，又有CaCO3沉淀生成
B．向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1∶2
C．等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应，在同温同压下，生成的CO2体积相同
D．向Na2CO3饱和溶液中通入足量CO2，有NaHCO3结晶析出
【答案】D
【解析】
CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2，前半句正确，加入NaHCO3饱和溶液后，没有沉淀产生，A错误；向Na2CO3溶液中滴加等物质的量的稀盐酸，发生反应为Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3，没有CO2生成，B错误；等质量的NaHCO3和Na2CO3，与足量盐酸反应，产生的CO2体积不同，NaHCO3生成的CO2更多些，C错误；溶解度：Na2CO3>NaHCO3，向Na2CO3饱和溶液中通入足量CO2后溶液中有NaHCO3晶体析出，D正确。
2．将0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1 mol·L－1稀盐酸。下列图象能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是( )
【答案】C
【解析】
滴加盐酸先发生反应OH－＋H＋===H2O，再发生反应CO＋H＋===HCO，最后发生反应：HCO＋H＋===CO2↑＋H2O；因n(OH－)＝n(CO)＝0.01 mol，故加入0.02 mol HCl后开始有气体生成，故C正确。
3．现有25 mL 2 mol·L－1 Na2CO3溶液和75 mL 1 mol·L－1的稀盐酸。①将Na2CO3溶液缓慢滴到稀盐酸中；②将稀盐酸缓慢滴到Na2CO3溶液中，两操作的现象及结果(标准状况下)是( )
A．现象相同，所得气体的体积相等
B．现象相同，所得气体的体积不等
C．现象不同，所得气体的体积相等
D．现象不同，所得气体的体积不等
【答案】D
【解析】
把Na2CO3溶液逐滴加到盐酸中，开始时盐酸过量，则发生反应Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑，开始就有气体放出。若将盐酸滴到Na2CO3溶液中，开始时Na2CO3过量，只发生反应Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl，无气体放出，只有在Na2CO3全部转化成NaHCO3后再滴加盐酸才有气体放出。n(Na2CO3)∶n(HCl)=(0.025 L×2 mol.L-1)∶(0.075 L×1 mol.L-1)=2∶3>1∶2，故产生的CO2的体积不相同。
4．把7.4 g Na2CO3·10H2O和NaHCO3组成的混合物溶于水，配成100 mL溶液，其中c(Na＋)＝0.6 mol·L－1，若把等质量的混合物加热到恒重时，残留物的质量为( )
A．3.18 g B．2.12 g C．5.28 g D．4.22 g
【答案】A
【解析】
将Na2CO3·10H2O和NaHCO3加热至恒重时物质为Na2CO3，n(Na2CO3)＝n(Na＋)＝×0.6 mol·L－1×0.1 L＝0.03 mol，所以m(Na2CO3)＝0.03 mol×106 g·mol－1＝3.18 g。
提升训练
1．中国努力争取2060年前实现碳中和。利用NaOH溶液喷淋捕捉空气中的CO2，反应过程如图所示。下列说法错误的是
A．捕捉室中NaOH溶液喷成雾状有利于吸收CO2
B．环节a中物质分离的基本操作是过滤
C．反应过程中CaO和NaOH是可循环的物质
D．高温反应炉中的物质是Ca(HCO3)2
【答案】D
【解析】
A．捕捉室中氢氧化钠溶液喷成雾状，可以增大与二氧化碳的接触面积，有利于二氧化碳充分反应被吸收，故A正确；
B．由分析可知，环节a为向碳酸氢钠溶液中加入氧化钙，氧化钙与碳酸氢钠溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，过滤得到碳酸钙沉淀和氢氧化钠溶液，故B正确；
C．由分析可知，环节a得到的氢氧化钠溶液和反应炉中得到的氧化钙可以循环利用，故C正确；
D．由分析可知，高温反应炉中碳酸钙受热分解生成氧化钙和二氧化碳，故D错误；
故选D。
2．实验测得等物质的量浓度的NaHCO3和Na2CO3溶液的pH随温度变化如图所示。下列说法正确的是
A．Na2CO3的水解是放热反应
B．M点之前，升高温度溶液的pH减小，原因是水解平衡逆向移动
C．N点时NaHCO3已完全分解
D．若将N点溶液恢复到25℃，pH>8.62
【答案】D
【解析】
A．Na2CO3的水解是吸热反应，故A错误；
B．碳酸氢钠溶液中，碳酸氢根离子电离产生氢离子、水解产生氢氧根离子，M点之前，升高温度溶液的pH减小，原因是电离程度大于水解程度，故B错误；
C．碳酸钠溶液的pH随温度升高而降低，N点后溶液的pH随温度升高而升高，所以N点时NaHCO3没有完全分解，故C错误；
D．N点溶液中含有碳酸钠，若将N点溶液恢复到25℃，pH>8.62，故D正确；
选D。
3．海洋碳循环是全球碳循环的重要组成部分，是影响全球气候变化的关键控制环节。下图为海洋中碳循环的简单原理图。下列说法错误的是
A．海洋碳循环过程中能将太阳能转化为化学能
B．钙化释放CO2的离子方程式：2HCO+Ca2+=CaCO3↓+CO2↑+H2O
C．影响海洋碳循环的因素主要有海水的酸碱性、水温、藻类生物的分布等
D．光合作用，每生成0.1mol(CH2O)x转移电子数为4NA(NA表示阿伏伽德罗常数)
【答案】D
【解析】
A． CO2经光合作用形成有机物参与海洋碳循环，过程中能将太阳能转化为化学能，故A正确；
B． 钙化生成CaCO3沉淀同时，释放CO2的离子方程式：2HCO+Ca2+=CaCO3↓+CO2↑+H2O，故B正确；
C． 温度高或酸性条件下，二氧化碳在水中溶解度小，影响海洋碳循环的因素主要有海水的酸碱性、水温、藻类生物的分布等，故C正确；
D． 光合作用，碳由+4价降为0价，每生成0.1mol(CH2O)x转移电子数为0.4xNA(NA表示阿伏伽德罗常数)，故D错误；
故选D。
4．下列说法不正确的是
A．向和，固体中分别滴加几滴水，可通过温度变化鉴别两者
B．将火柴头没入水中，片刻后取少量溶液于试管中，滴加硝酸银和稀硝酸可检验其中的氯元素
C．将镀锌铁皮放入稀硫酸，待产生氢气的速率突然减小，可以判断锌镀层已反应完全
D．可以先用甘油洗，再用水洗的方法处理受溴腐蚀致伤的伤口
【答案】B
【解析】
A．碳酸钠溶于水的过程为放热过程，放出的热量使溶液温度升高，碳酸氢钠溶于水的过程为吸热过程，吸收热量会使溶液温度降低，则向碳酸钠和碳酸氢钠固体中分别滴加几滴水，可通过温度变化鉴别碳酸钠和碳酸氢钠，故A正确；
B．若火柴头中含有氯酸盐，不能电离出氯离子，则将火柴头没入水中，片刻后取少量溶液于试管中，滴加硝酸银和稀硝酸，溶液中没有实验现象产生，无法检验火柴头中是否含有氯元素，故B错误；
C．将镀锌铁皮放入稀硫酸，锌的金属性强于铁，在稀硫酸中反应的速率快于铁，若产生氢气的速率突然减小，说明锌镀层已反应完全，故C正确；
D．溴对皮肤有强烈的腐蚀作用，当溴沾到皮肤上，应先用甘油洗涤溶解溴，再用水洗的方法除去溴的甘油溶液，减少对皮肤的伤害，故D正确；
故选B。
5．甲、乙、丙、丁均为中学化学中常见的单质或化合物，它们之间的转化关系如图所示(部分产物已略去)，下列各组物质中不能实现如图所示关系转化的是
选项
甲
乙
丙
丁
物质间的转化
A
CuO
CO2
CO
C
B
Fe
Fe(NO3)2
Fe(NO3)3
HNO3
C
AlCl3
Al(OH)3
NaAlO2
NH3·H2O
D
CO2
NaHCO3
Na2CO3
NaOH
【答案】C
【解析】
A．CuO与少量C反应产生Cu和CO2，与足量C反应产生Cu和CO，CO2与C反应产生CO，CO与CuO反应产生Cu和CO2，可以实现物质之间的转化关系，A不符合题意；
B．铁与足量的HNO3反应生成Fe(NO3)3，铁与少量的HNO3反应生成Fe(NO3)2，Fe(NO3)3与铁粉反应生成Fe(NO3)2，Fe(NO3)2与HNO3反应生成Fe(NO3)3，能够实现物质之间的转化关系，B不符合题意；
C．AlCl3与NH3·H2O反应产生Al(OH)3沉淀，由于NH3·H2O是弱碱，不能溶解Al(OH)3，因此二者反应时无论相对量的多少，只能Al(OH)3沉淀，不能实现物质之间的转化关系，C符合题意；
D．CO2和少量NaOH反应生成NaHCO3，CO2和过量NaOH生成Na2CO3，NaHCO3与NaOH反应产生Na2CO3和H2O，Na2CO3与CO2、H2O反应产生NaHCO3，能够实现上述转化，D不符合题意；
故合理选项是C。
6．侯氏制碱法：在饱和食盐水中通入氨气，形成氨化的NaCl饱和溶液，再向其中通入二氧化碳，使溶液中存在大量的Na＋、、Cl-和，由于NaHCO3的溶解度最小，故可析出NaHCO3晶体，灼烧NaHCO3得纯碱，其余产品处理后可作肥料或循环使用；其反应原理为NH3＋NaCl＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl，2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑；可循环使用的物质为CO2、饱和食盐水。以NH3、CO2和食盐为原料可制取小苏打和苏打。下列有关叙述正确的是
A．的空间构型为平面四边形结构
B．NH3和CO2在水中均能形成氢键
C．热稳定性：苏打＞小苏打
D．相同条件下，在水中的溶解度：小苏打＞苏打
【答案】C
【解析】
A．的空间构型为正四面体结构，选项A错误；
B．CO2与水不能形成氢键，选项B错误；
C．根据反应2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑可知，热稳定性：苏打＞小苏打，选项C正确；
D．相同条件下，在水中的溶解度：苏打＞小苏打，选项D错误。
答案选C。
7．有关和的性质，以下叙述错误的是
A．等质量的和与足量盐酸反应，在相同条件下产生的体积大
B．同物质的量浓度的两种溶液，溶液的大于溶液
C．将石灰水加入溶液中不产生沉淀，加入溶液中产生白色沉淀
D．等物质的量的两种盐与同浓度盐酸完全反应，所耗盐酸的体积是的两倍
【答案】C
【解析】
A．碳酸氢钠的摩尔质量为84g/mol，碳酸钠的摩尔质量为106g/mol，所以等质量的和，的物质的量大于的物质的量，则等质量的和与足量盐酸反应，在相同条件下产生的体积大，故A不选；
B．在水溶液中的水解程度大于，则同物质的量浓度的两种溶液，溶液的大于溶液，故B不选；
C．石灰水既能与溶液反应产生白色沉淀，又能与反应产生白色沉淀，故选C；
D．等物质的量的与分别与等物质的量的盐酸反应消耗盐酸的物质的量前者为后者的两倍，则等物质的量的两种盐与同浓度盐酸完全反应，所耗盐酸的体积是的两倍，故D不选；
答案选C。
8．测定一定质量小苏打中NaHCO3的含量(杂质为NaCl)，下列实验方案不可行的是
A．加热至恒重，称量剩余固体质量
B．加入足量稀硫酸，测定生成气体的体积
C．溶解后以甲基橙为指示剂，用标准盐酸溶液滴定
D．溶解后加入足量CaCl2溶液，过滤、洗涤、干燥后称量沉淀质量
【答案】D
【解析】
A．NaHCO3受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，所以通过加热分解利用差量法即可计算出NaHCO3的含量，故A可行；
B．混合物中NaHCO3与足量稀硫酸充分反应，会生成水和二氧化碳，所以逸出的气体是二氧化碳，测定生成气体的体积，能测定NaHCO3的含量，故B可行；
C．NaHCO3溶液呈碱性，用盐酸滴定 NaHCO3溶液，NaHCO3反应完成时，滴入盐酸，溶液显酸性，甲基橙由黄色变为橙色，可用消耗的标准盐酸溶液的量来计算NaHCO3的含量，故C可行；
D．CaCl2与NaHCO3不发生反应，没有沉淀产生，故D不可行；
故选：D。
9．向、的混合溶液中逐滴加入稀盐酸，生成气体的量随的量的变化关系如图所示，则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是
A．点对应的溶液中：、、、
B．点对应的溶液中：、、、
C．点对应的溶液中：、、、
D．点对应的溶液中：、、、
【答案】C
【解析】
A．、的混合溶液与盐酸反应时，点对应的溶液中含有和， 与不能大量共存，A项不符合题意；
B．点对应的溶液中含有，不含，与因发生双水解反应而不能大量共存，B项不符合题意；
C．点为溶液，离子之间不发生反应，能大量共存，C项符合题意；
D．点时盐酸过量，溶液呈酸性，与因发生氧化还原反应而不能大量共存，在酸性条件下不能大量共存，且溶液中的与也不能大量共存，D项不符合题意；
故正确选项为C。
10．实验室用100mL0.500mol·L-1的NaOH溶液捕获CO2；一定时间后，测定CO2的吸收量。方法是用盐酸逐滴加入到吸收CO2后的溶液中，产生的CO2气体的物质的量与加入盐酸的体积示意图如下：
(1)盐酸的物质的量浓度是___________mol·L-1。
(2)吸收的CO2在标准状况下的体积是___________mL。
【答案】1.00 672
【解析】
(1) 碳酸钠和稀盐酸反应方程式为：Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl、NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，根据图像，加入稀盐酸时没有气体生成，如果溶质完全是碳酸钠，碳酸钠和稀盐酸反应生成碳酸氢钠、碳酸氢钠和稀盐酸反应生成二氧化碳时消耗的稀盐酸体积应该相等，实际上两段消耗盐酸量是20mL和30mL，不等，说明溶液中溶质有Na2CO3和NaHCO3。当盐酸的体积为50mL时，溶液中的溶质为NaCl，根据钠离子和氯离子守恒，n(NaOH)=n(HCl)，因此n(HCl)=0.1 L×0.5 mol/L=0.05 mol，c(HCl)==1.00mol/L，故答案为：1.00；
(2) 生成二氧化碳最多时消耗30mL盐酸，根据NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，可知CO2体积(标准状况下)为0.03 L×1mol/L×22.4 L/mol=0.672L=672mL，故答案为：672。
11．某小组探究Na2CO3和NaHCO3的性质，实验步骤及记录如下：
Ⅰ.分别向盛有0.5 g Na2CO3固体、0.5 g NaHCO3固体的烧杯中加入10 mL水(20 ℃)，搅拌，测量温度为T1；
Ⅱ.静置恒温后测量温度为T2；
Ⅲ.分别加入10 mL 密度约为1.1 g·mL－120%的盐酸(20 ℃)，搅拌，测量温度T3。
得到下表1的数据：
回答下列问题：
（1）Na2CO3溶于水显碱性，其原因是______________________(用离子方程式表示)。
（2）根据试题后的附表判断：步骤Ⅰ中Na2CO3、NaHCO3固体分别是全部溶解还是部分溶解____________________________________。
（3）分析表1的数据得出：Na2CO3固体溶于水________，NaHCO3固体溶于水________(填“放热”或“吸热”)。
（4）甲同学分析上述数据得出：Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应都是放热反应。
乙同学认为应该增加一个实验，并补做如下实验：向盛有10 mL水(20 ℃)的烧杯中加入10 mL________，搅拌，测量温度为22.2 ℃。
（5）结合上述探究，下列说法正确的是________。
A．NaHCO3与盐酸的反应是吸热反应
B．不能用稀盐酸鉴别Na2CO3和NaHCO3固体
C．Na2CO3、NaHCO3固体与稀盐酸反应的能量变化还与物质的溶解等因素有关
（6）丙同学为测定一份NaHCO3和Na2CO3混合固体中NaHCO3的纯度，称取m1g混合物，加热至质量不变时，称其质量为m2g，则原混合物中NaHCO3的质量分数为________(用代数式表示)。
附表：溶解度表
.
【答案】（1）CO32-＋H2OHCO3-＋OH－ （2） Na2CO3和NaHCO3固体都是全部溶解 （3） 放热 吸热 （4） 密度约为1.1 g·mL－120%的盐酸(20 ℃) （5） AC （6） ×100%
【解析】
试题分析：（1）Na2CO3是强碱弱酸盐，由于水解，溶液显碱性，离子方程式为CO32－+H2O HCO3－+OH－ ；（2）根据溶解度计算可知步骤Ⅰ中10 mL水（20℃）可分别溶解Na2CO3、NaHCO3固体的质量为2.15g、0.96g，Na2CO3和NaHCO3固体都是全部溶解；（3）分析表1的数据得出：Na2CO3固体溶于水后温度为23.3℃高于20℃，放热，NaHCO3固体溶于水后温度为18.5℃低于20℃，吸热；（4）为了说明Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应都是放热反应，应验证盐酸溶于水是放热还是吸热；（5）A、NaHCO3与盐酸的反应是吸热反应，A正确；B、可以用稀盐酸鉴别Na2CO3和NaHCO3固体，B错误；C、Na2CO3、NaHCO3固体与稀盐酸反应的能量变化还与物质的溶解等因素有关，C正确；答案选AC；（6）NaHCO3加热分解生成碳酸钠、水、二氧化碳；则原混合物中NaHCO3的质量分数为。
12．纯碱一直以来都是工业生产的重要原料，很长一段时间来纯碱的制法都被欧美国家所垄断。上个世纪初我国著名的工业化学家侯德榜先生，经过数年的反复研究终于发明了优于欧美制碱技术的联合制碱法(又称侯氏制碱法)。并在天津建造了我国独立研发的第一家制碱厂。其制碱原理的流程如下：
⑴侯德榜选择天津作为制碱厂的厂址有何便利条件(举二例说明)_______、______。
⑵合成氨工厂需要向制碱厂提供两种原料气体，它们分别是：______、_______。(填化学式)这两种气体在使用过程中是否需要考虑添加的顺序：_______(填“是”或“否”)，原因是：________________________。
⑶在沉淀池中发生的反应的化学方程式是：________________________。
⑷使原料水中溶质的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了_________（填上述流程中的编号）的循环。从母液中可以提取的副产品的应用是______________(举一例)。
【答案】⑴原料丰富 运输便利 ⑵ CO2 NH3 是 氨气在水中溶解度大，先通氨气后通CO2产生碳酸氢铵多，有利于碳酸氢钠析出 ⑶NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl ⑷ 循环I 作化肥
【解析】
(1)天津位于沿海地区交通发达，而制碱的原料之一NaCl，在海水中含量丰富。侯德榜选择天津作为制碱厂的厂址有何便利条件是原料丰富、运输方便；
(2)合成氨工厂需要向制碱厂提供两种原料气体，它们分别是CO2和NH3；CO2在水溶液中溶解度小，生成NaHCO3少，不能析出晶体，而NH3在水中的溶解度大，先通NH3后通CO2产生碳酸氢铵多，有利于碳酸氢钠的析出；
(3)氨化的饱和氯化钠溶液中通入过量CO2，发生反应CO2和氨水反应生成碳酸氢铵，碳酸氢铵和氯化钠反应，由于碳酸氢钠溶解度小，所以先生成碳酸氢钠晶体析出，反应总方程式为：NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl；
(4)碳酸氢钠能溶于水，析出晶体后的溶液中还含有较多碳酸氢钠，所以要循环利用，从母液中有NH4Cl可以做肥料.故使原料水中溶质的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了循环Ⅰ的循环使用；从母液中可以提取的副产品的应用是作肥料或用于金属加工除锈等。
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