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大单元二 第4章 第11讲 碳酸钠和碳酸氢钠 讲义（教师版）-2025高考化学一轮复习
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这是一份大单元二 第4章 第11讲 碳酸钠和碳酸氢钠 讲义（教师版）-2025高考化学一轮复习，共19页。
[复习目标] 1.通过比较掌握Na2CO3、NaHCO3的性质，能从不同角度鉴别Na2CO3和NaHCO3，会分析Na2CO3、NaHCO3含量测定的思维方法。2.熟练掌握钠及其重要化合物的转化关系及应用。
考点一 碳酸钠和碳酸氢钠
Na2CO3和NaHCO3的比较
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( )
3．Al2(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 1.× 2.× 3.√ 4.√ 5.× 6.√ 7．× 8.√
一、Na2CO3、NaHCO3的转化与除杂
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。
(1)Na2CO3(s)[NaHCO3]：_________________________________________________________，
______________________________________________________________________________。
(2)NaHCO3(aq)[Na2CO3]：________________________________________________________，
______________________________________________________________________________。
(3)Na2CO3(aq)[NaHCO3]：_________________________________________________________，
______________________________________________________________________________。
答案 (1)充分灼烧至恒重 2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))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
二、Na2CO3、NaHCO3的鉴别
2．多角度鉴别Na2CO3与NaHCO3的基本方法
(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．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)2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))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。
三、Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的定量关系
4．Na2CO3、NaHCO3分别与足量的盐酸反应，完成下列表格。
5．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NaHCO3。
(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Na2CO3，涉及的离子方程式Oa：COeq \\al(2－,3)＋H＋===HCOeq \\al(－,3)；ab：HCOeq \\al(－,3)＋H＋===H2O＋CO2↑。
(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NaOH和Na2CO3，涉及的离子方程式Oa：OH－＋H＋===H2O、COeq \\al(2－,3)＋H＋===HCOeq \\al(－,3)；ab：HCOeq \\al(－,3)＋H＋===CO2↑＋H2O。
(4)若V(Oa)6．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，得到如图所示图像。
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 ml·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 ml＋2.5×10－3 ml＝7.5×10－3 ml，c(HCl)＝eq \f(7.5×10－3 ml,0.15 L)＝0.05 ml·L－1。(4)n(CO2)＝n(Na2CO3)＋n(NaHCO3)＝(2.5＋2.5)×10－3 ml＝5×10－3 ml，标况下V(CO2)＝5×10－3 ml×22.4 L·ml－1＝0.112 L。
考点二 钠及其重要化合物的转化关系
重要方程式书写再落实
(1)Na2O2吸收水和二氧化碳的化学方程式分别为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2 ↑，
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。
(2)以海水中的氯化钠为原料分别制取金属钠、烧碱、纯碱的化学方程式：
①制取金属钠：2NaCl(熔融)eq \(=====,\s\up7(通电))2Na＋Cl2↑；
②现代工业制烧碱：2NaCl＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(通电))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；
③制取纯碱：NH3＋NaCl＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O ＋CO2↑。
(3)烧碱溶液中通入CO2的离子方程式：
①CO2少量：2OH－＋CO2===COeq \\al(2－,3)＋H2O；
②CO2过量：OH－＋CO2===HCOeq \\al(－,3)。
(4)饱和碳酸钠溶液中通入CO2的离子方程式：2Na＋＋COeq \\al(2－,3)＋CO2＋H2O===2NaHCO3↓。
一、有关钠及其化合物转化实验探究
1．一定量Na2O2和NaHCO3固体混合后，在密闭容器中加热，充分反应后，排出气体物质，再冷却，对残留的固体物质进行分析，下表中不正确的是( )
答案 B
解析 该过程发生的反应为2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑，2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2,2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。以A项为例，分析如下，2 ml NaHCO3固体反应生成了1 ml水和1 ml二氧化碳，所生成的二氧化碳刚好与过氧化钠反应，而过氧化钠不与水反应，所以残留的固体物质是Na2CO3 ；B、C、D项以此分析。
2．将燃烧的钠迅速伸入盛满CO2的集气瓶中，钠在其中继续燃烧，反应后冷却，瓶底附着黑色颗粒，瓶壁上黏附着白色物质。实验小组对该白色物质进行如下探究：
[提出假设]
假设1：白色物质是Na2O；
假设2：白色物质是Na2CO3；
假设3：白色物质是Na2O和Na2CO3的混合物。
该小组对燃烧后的白色产物进行如下探究：
[思考与交流]
(1)甲同学认为方案1得到的结论不正确，其理由是________________。
(2)乙同学认为方案2得到的结论正确，白色物质为____________，理由是________________。
(3)钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为________________。
(4)丙同学认为白色物质有可能是氢氧化钠。你是否同意丙同学的观点，并简述理由：____________________________。
答案 (1)Na2CO3溶液显碱性，也会使酚酞溶液变红 (2)Na2CO3 方案2的①中出现的白色沉淀是BaCO3，所以燃烧后的白色物质中有Na2CO3，②中滴加无色酚酞溶液无明显现象，说明燃烧后的白色物质中没有Na2O (3)4Na＋3CO2eq \(=====,\s\up7(点燃))2Na2CO3＋C (4)不同意。因为反应物中无氢元素(或违背质量守恒定律)
二、侯氏制碱法的原理与操作
3．如图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。
(1)实验时向饱和食盐水中通入CO2、NH3的先后顺序是____________________。
(2)a通入__________，b通入__________，简述理由：_________________________________。
(3)c中放蘸有稀硫酸的脱脂棉，作用是_______________________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案 (1)先通入NH3，然后通入CO2
(2)NH3 CO2 由于CO2在水中的溶解度比较小，而NH3极易溶于水，为防止倒吸，通入NH3的导气管的末端不能伸入到溶液中，为增加二氧化碳的吸收率，通入CO2的导气管的末端应插入液面以下 (3)吸收氨气尾气，防止污染空气
4．侯氏制碱法主要过程如图(部分物质已略去)：
下列说法错误的是( )
A．气体X为CO2
B．氨盐水中通入气体X后，溶液中Na＋大量减少
C．操作b为过滤
D．悬浊液a中的不溶物主要是NH4Cl
答案 D
解析 饱和食盐水中通入氨气形成氨盐水，再通入二氧化碳反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵，碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，气体X为CO2，故A正确；氨盐水中通入气体X后，反应生成碳酸氢钠沉淀，因此溶液中Na＋大量减少，故B正确；悬浊液a经过操作b得到滤渣和滤液，说明操作b为过滤，故C正确；悬浊液a中的不溶物主要是碳酸氢钠晶体，故D错误。
1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)面包师用小苏打作发泡剂烘焙面包，是因为Na2CO3可与酸反应(2022·广东，6A)( )
(2)NaHCO3的热稳定性比Na2CO3强(2020·浙江7月选考，8B)( )
(3)碳酸钠可用于去除餐具的油污(2018·全国卷Ⅱ,7A)( )
(4)溶解度：Na2CO3(5)用Na2CO3溶液鉴别CaCl2溶液、NaCl溶液和稀硫酸(2018·浙江11月选考，10D)( )
(6)为除去NaHCO3固体中的Na2CO3，可将固体加热至恒重(2017·天津，4A)( )
(7)用装置制备CO2(2023·全国乙卷，9A)( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)× (7)×
2．[2022·天津，13(1)(2)(3)(4)(6)]金属钠及其化合物在人类生产生活中起着重要作用。回答下列问题：
(1)基态Na原子的价电子轨道表示式为__________________________________________。
(2)NaCl熔点为800.8 ℃，工业上采用电解熔融NaCl制备金属Na。电解反应方程式如下：
2NaCl(l)eq \(=======,\s\up7(580 ℃通电),\s\d5(CaCl2l))2Na(l)＋Cl2(g)
加入CaCl2的目的是_____________________________________________________________。
(3)Na2O2的电子式为__________。
(4)采用空气和Na为原料可直接制备Na2O2。空气与熔融金属Na反应前需依次通过__________、__________(填序号)。
a．浓硫酸 b．饱和食盐水
c．NaOH溶液 d．KMnO4溶液
(6)天然碱的主要成分为Na2CO3·NaHCO3·2H2O,1 ml Na2CO3·NaHCO3·2H2O经充分加热得到Na2CO3的质量为__________ g。
答案 (1) (2)作助熔剂，降低NaCl的熔点，节省能耗 (3) (4)c a (6)159
3．[2021·河北，14(1)(2)(3)(4)]化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经济发展做出了重要贡献，某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备NaHCO3，进一步处理得到产品Na2CO3和NH4Cl，实验流程如图：
回答下列问题：
(1)从A～E中选择合适的仪器制备NaHCO3，正确的连接顺序是____________(按气流方向，用小写字母表示)。
(2)B中使用雾化装置的优点是_____________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(3)生成NaHCO3的总反应的化学方程式为___________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(4)反应完成后，将B中U形管内的混合物处理得到固体NaHCO3和滤液：
②向滤液中加入NaCl粉末，存在NaCl(s)＋NH4Cl(aq)―→NaCl(aq)＋NH4Cl(s)过程。为使NH4Cl沉淀充分析出并分离，根据NaCl和NH4Cl溶解度曲线，需采用的操作为____________、________、洗涤、干燥。
答案 (1)aefbcgh (2)使氨盐水雾化，可增大与二氧化碳的接触面积，从而提高产率(或其他合理答案) (3)NH3·H2O＋NaCl＋CO2===NH4Cl＋NaHCO3↓ (4)②冷却结晶 过滤
解析 (1)要制备NaHCO3，需先选用装置A制备二氧化碳，然后通入饱和碳酸氢钠溶液中除去二氧化碳中的HCl，后与饱和氨盐水充分接触来制备NaHCO3，其中过量的二氧化碳可被氢氧化钠溶液吸收，所以按气流方向正确的连接顺序应为aefbcgh。(4)②根据溶解度随温度的变化曲线可以看出，氯化铵的溶解度随着温度的升高而不断增大，而氯化钠的溶解度随着温度的升高变化并不明显，所以要想使NH4Cl沉淀充分析出并分离，需采用的操作为冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
课时精练
1．侯德榜是我国杰出的化学家，“侯氏制碱法”的创始人。NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl是“侯氏制碱法”的重要反应。下面是4位同学对该反应涉及的有关知识发表的部分见解，其中不正确的是( )
A．甲同学说：该条件下NaHCO3的溶解度较小
B．乙同学说：NaHCO3不是纯碱
C．丙同学说：析出NaHCO3固体后的溶液中只含氯化铵
D．丁同学说：该反应是在饱和食盐水中先通入氨气，再通入二氧化碳
答案 C
2．下列关于钠及其化合物的叙述不正确的是( )
A．钠的熔点较低
B．Na2CO3可用于治疗胃酸过多
C．Na2O2可作供氧剂
D．NaHCO3能溶于水，其水溶液呈碱性
答案 B
解析 Na2CO3能和胃酸反应，但碱性太强，有灼伤消化道的危险，不能用Na2CO3治疗胃酸过多，故B错误。
3．钠元素广泛存在于自然界，中国科学技术大学的钱逸泰教授等以CCl4和金属钠为原料，在700 ℃时制造出纳米级金刚石粉末。该成果发表在世界权威杂志上，立刻被科学家们高度评价为“稻草变黄金”。下列关于含钠元素的物质的说法错误的是( )
A．“稻草变黄金”的过程中元素种类没有改变
B．NaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色相同
C．治疗胃酸过多可以用NaHCO3，糕点制作也可以用NaHCO3
D．金属钠放置在空气中，最终会变成Na2O2
答案 D
解析 化学变化过程中元素守恒，所以此过程中元素种类没有改变，故A正确；焰色试验是元素的性质，钠元素的焰色为黄色，则NaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色均为黄色，故B正确；NaHCO3与胃酸中的盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体，所以可以用NaHCO3治疗胃酸过多；NaHCO3受热分解生成二氧化碳气体，遇热膨胀而形成小孔，使得糕点松软多孔，故糕点制作也可以用NaHCO3，故C正确。
4．某同学用Na2CO3和NaHCO3溶液进行如图所示实验。下列说法不正确的是( )
A．实验前pH(Na2CO3)＞pH(NaHCO3)
B．实验后两溶液中离子种类完全相同
C．Na2CO3溶液中生成的沉淀比NaHCO3溶液中生成的沉淀多
D．两溶液中反应的基本类型相同
答案 B
解析 COeq \\al(2－,3)、HCOeq \\al(－,3)发生水解，溶液显碱性，相同浓度下，COeq \\al(2－,3)的水解程度比HCOeq \\al(－,3)的大，所以相同浓度和体积的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液，pH(Na2CO3)>pH(NaHCO3)，故A正确；实验后，碳酸钠溶液和氯化钙溶液恰好反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，溶液中的离子主要有Na＋、Cl－，而碳酸氢钠溶液和氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀、氯化钠、水和二氧化碳，氯化钙有剩余，溶液中的离子主要有Na＋、Cl－、Ca2＋，故两者的离子种类不完全相同，故B错误；加入氯化钙后，左侧试管中只有白色沉淀生成，则反应的化学方程式为Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl，右侧试管中有白色沉淀和无色气体产生，则反应的化学方程式为2NaHCO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl＋CO2↑＋H2O，由化学方程式可知起始COeq \\al(2－,3)、HCOeq \\al(－,3)的物质的量相同时，Na2CO3溶液中生成的沉淀比NaHCO3溶液中生成的沉淀多，故C正确；两试管中发生的反应均为复分解反应，故D正确。
5．下列实验设计，不能达到实验目的的是( )
答案 B
解析 K元素的焰色试验必须透过蓝色钴玻璃观察，滤去黄光的干扰，故A正确；碳酸氢钠不稳定，受热分解生成Na2CO3、CO2、H2O，小试管中应该盛放碳酸氢钠，故B错误；过氧化钠和水反应生成氧气，能使带火星的木条复燃，故C正确；Na2CO3、NaHCO3和稀盐酸反应生成气泡的快慢不同，从而可以比较NaHCO3和Na2CO3与盐酸反应的快慢，故D正确。
6．为精确测定工业纯碱中碳酸钠的质量分数(含少量NaCl)，准确称量W g样品进行实验，下列实验方法所对应的实验方案和测量数据合理的是( )
答案 A
解析 用酚酞作指示剂时，Na2CO3与盐酸发生反应，依据消耗盐酸的量可以计算出样品中Na2CO3的量，进而确定样品中Na2CO3的质量分数，A项正确；测量碱石灰增重的方法是重量法而不是量气法且碱石灰吸收的是CO2和H2O，无法计算，B项错误；因盐酸的质量未知，且CO2挥发带出水蒸气，无法通过重量法测量Na2CO3的质量，C项错误；因部分CO2能溶解到水里，与水反应生成H2CO3，故排出水的体积并不是CO2的体积，D项错误。
7．以不同类别物质间的转化为线索，认识钠及其化合物。
下列分析不正确的是( )
A．反应③表明CO2具有酸性氧化物的性质
B．反应④说明NaHCO3的热稳定性强于Na2CO3
C．反应⑤⑥可用于潜水艇中氧气的供给
D．上述转化中发生的反应有分解反应、化合反应、置换反应
答案 B
解析 二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，则反应③表明CO2具有酸性氧化物的性质，故A正确；碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠，则反应④说明Na2CO3的热稳定性强于NaHCO3，故B错误；过氧化钠与水、二氧化碳反应生成氧气，可用于潜水艇中氧气的供给，故C正确；④是分解反应，①是化合反应，②是置换反应，故D正确。
8．实验室可通过沉淀重量法测定样品纯度，按如图装置测定纯碱(含少量NaCl)的纯度，下列说法正确的是( )
A．装置A中试剂应为浓硫酸，C中试剂应为BaCl2溶液
B．在B、C之间应增添盛有饱和NaHCO3溶液的洗气装置，以除去氯化氢气体
C．只要测定装置C在吸收CO2前后的质量差，就可以确定碳酸钠的质量分数
D．反应结束后，需经过过滤、洗涤、干燥、称量等操作测定装置C中沉淀质量
答案 D
解析 为了防止空气中的二氧化碳对实验的影响，需先通过装置A吸收空气中的二氧化碳，则装置A中的试剂为 NaOH溶液，C中的试剂应能与二氧化碳反应生成沉淀，应为Ba(OH)2溶液，故A错误；若B、C之间添加饱和NaHCO3溶液的洗气瓶，挥发出的HCl气体会和NaHCO3反应生成CO2气体，对测定纯碱纯度会有影响，故B错误；盐酸易挥发，B中可能有HCl、H2O进入C中，不能通过测定C的质量差来确定CO2的质量，应通过测量C中产生的沉淀质量来确定碳酸钠的质量分数，故C错误；沉淀表面可能附着少量水分和溶于水的杂质，应经过过滤、洗涤、干燥、称量等操作测定装置C中沉淀质量，故D正确。
9．某化学兴趣小组模拟侯氏制碱法进行实验，流程如图。下列说法正确的是( )
A．该流程中可循环利用的物质只有CO2
B．生成NaHCO3的离子方程式为Na＋＋NH3·H2O＋CO2===NaHCO3↓＋NHeq \\al(＋,4)
C．获得纯净NH4Cl晶体的操作为蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥
D．用澄清石灰水可以鉴别NaHCO3和Na2CO3
答案 B
解析 流程中可以循环利用的物质有二氧化碳和氯化钠溶液，故A 错误；由溶解度图像可知，氯化铵溶解度随温度升高而增大，因此从溶液中得到氯化铵固体的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，故C错误；NaHCO3和Na2CO3与澄清石灰水反应都生成白色沉淀，不能用澄清石灰水鉴别两种物质，故D错误。
10．将NaHCO3和Na2O2的固体混合物x g在密闭容器中加热至250 ℃，充分反应后排出气体。将反应后的固体溶于水无气体放出，再逐滴加入盐酸，产生气体(标准状况)与所加盐酸体积之间的关系如图所示。下列说法错误的是( )
A．HCl的浓度为0.2 ml·L－1
B．反应后固体的成分为NaOH与Na2CO3
C．密闭容器中排出气体的成分为O2和H2O
D．x的数值为6.09
答案 D
解析 由175 mL到275 mL是盐酸与碳酸氢钠反应，则n(Na2CO3)＝n(NaHCO3)＝n(CO2)＝0.02 ml，根据关系式NaHCO3～HCl可得，c(HCl)＝eq \f(0.02 ml,275－175×10－3 L)＝0.2 ml·L－1，A正确；由图像可知，因为175＞275－175，所以固体混合物为NaOH、Na2CO3，B正确；分析可知，反应后的固体中n(Na2CO3)∶n(NaOH)＝4∶3，再根据反应后固体溶于水无气体放出，则发生反应：2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O、2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2、2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，密闭容器中排出气体的成分为O2和H2O，C正确；根据碳原子守恒可知，n(NaHCO3)＝n(CO2) ＝0.02 ml，盐酸体积为275 mL时溶质是单一的氯化钠，根据钠原子守恒可知n(Na2O2)＝eq \f(0.2 ml·L－1×0.275 L－0.02 ml,2)＝0.017 5 ml，固体的质量为(0.02×84) g＋(0.017 5×78) g＝3.045 g，故x＝3.045，D错误。
11．某化学实验小组探究Na2CO3和NaHCO3与碱的反应，实验过程及结果如下。
已知：pH越大，c(OH－)越大，溶液碱性越强。
下列说法不正确的是( )
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和Ⅰ的pH曲线基本重合，说明COeq \\al(2－,3)与OH－不反应，Ⅱ中发生反应：COeq \\al(2－,3)＋Ca2＋===CaCO3↓
C．Ⅲ比Ⅱ的pH曲线降低，说明HCOeq \\al(－,3)与OH－反应，Ⅲ中初期发生反应：HCOeq \\al(－,3)＋OH－＋Ca2＋===CaCO3↓＋H2O
D．Ⅲ中石灰水恰好完全反应时，溶液pH＝7
答案 D
解析 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，反应的离子方程式为COeq \\al(2－,3)＋Ca2＋===CaCO3↓，故B正确；Ⅲ的pH曲线逐渐降低，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HCOeq \\al(－,3)＋OH－＋Ca2＋===CaCO3↓＋H2O，故C正确；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，碳酸钠是强碱弱酸盐，在溶液中水解使溶液呈碱性，故D错误。
12.探究钠及其化合物的性质，实验装置如图所示(已知：试管A中装入足量的NaHCO3固体)。
(1)Na2O2固体呈__________色。
(2)试管A中发生反应的化学方程式为__________。
(3)D处观察到的实验现象是__________，故推测Na2O2可用于____________。
答案 (1)淡黄 (2)2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑ (3)点燃的蚊香燃烧更剧烈 制氧剂
13．碳酸镧咀嚼片是一种不含钙和铝的磷酸盐结合剂，常用于治疗慢性肾衰患者的高磷血症。实验室模拟利用碳酸氢铵溶液和LaCl3为原料来制备碳酸镧。为避免生成碱式碳酸镧[La(OH)CO3]，整个反应在较低的pH条件下进行。
(1)某化学兴趣小组利用下列装置在实验室中用碳酸氢铵制备碳酸镧。
①在实验室用装置甲还可以制取下列气体中的________(填字母)。
A．O2 B．Cl2 C．H2 D．NO E．SO2 F．C2H2 G．C2H4
②仪器X的作用是________。
③实验中应先打开K2，再打开K1，原因是_____________________________________________
_______________________________________________________________________________。
④为保证碳酸镧的纯度，实验过程中需要注意的问题有_____________________________(答一条即可)。
(2)碳酸钠或碳酸氢钠与氯化镧反应均可生成碳酸镧。
①为了高磷血症患者的安全，通常选用碳酸氢钠溶液，优点是____________________________
___________________________________________________________________(答一条即可)。
②NaHCO3与LaCl3反应过程中会发生两个平行反应，其离子方程式为A._________________和B.H＋＋HCOeq \\al(－,3)===CO2↑＋H2O。
答案 (1)①CD ②防倒吸 ③NH3在水中溶解度大，而CO2在水中溶解度小，先通入NH3，可提高CO2利用率 ④控制氨气(或CO2)的通入量
(2)①碳酸氢钠溶液碱性相对较弱，可防止生成碱式碳酸镧 ②2La3＋＋3HCOeq \\al(－,3)===La2(CO3)3↓＋3H＋
解析 (1)②仪器X为球形干燥管，从d口通入的是极易溶于水的氨气，倒置的球形干燥管能防倒吸。③氨气是极易溶于水的气体，而二氧化碳气体在水中溶解度小，实验中先通入氨气形成碱性溶液后，再通入二氧化碳，能够增大二氧化碳的溶解量，有利于碳酸氢根离子的生成，则实验中应先打开K2，再打开K1。④由题意可知，为避免生成碱式碳酸镧，整个反应在较低的pH条件下进行，则为保证碳酸镧的纯度，实验过程中应控制氨气或二氧化碳的通入量，防止生成碱式碳酸镧，影响产品纯度。(2)①相对于碳酸钠溶液而言，碳酸氢钠在溶液中的水解程度小于碳酸钠，溶液的碱性较弱，可防止生成碱式碳酸镧。
14．某化学兴趣小组的同学为测定某Na2CO3和NaCl的固体混合物样品中Na2CO3的质量分数进行了以下实验。回答下列问题：
(1)甲同学用图1所示装置测定CO2的质量。实验时稀硫酸与样品中的________(填“Na2CO3”或“NaCl”)发生反应，仪器b的名称是________，洗气瓶c中盛装的是浓硫酸，作用是_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)乙同学用图2所示装置，取一定质量的样品(m g)和足量稀硫酸反应进行实验，完成样品中Na2CO3质量分数的测定。
①实验前，检查该装置气密性的方法是先打开活塞a，向仪器b中注入水至其下端玻璃管中形成一段水柱，再将针筒活塞向内推压，若仪器b下端玻璃管中的________________，则装置气密性良好。
②在实验完成时，能直接测得的数据是CO2的________(填“体积”或“质量”)。
(3)丙同学用下图所示方法和步骤进行实验。
①操作Ⅰ涉及的实验名称有________、洗涤；操作Ⅱ涉及的实验名称有干燥、________。
②丙同学测得样品中Na2CO3的质量分数为__________________________________________。
答案 (1)Na2CO3 分液漏斗 除去CO2中的水蒸气 (2)①液面上升 ②体积
(3)①过滤 称量 ②eq \f(106y,197x)×100%
解析 (2)①将针筒活塞向内推压，增大了容器中的压强，若仪器b下端玻璃管中的液面上升，则装置气密性良好。②CO2是气体，故能直接测得的数据是CO2的体积。(3)根据Na2CO3＋Ba(OH)2===BaCO3↓＋2NaOH，n(Na2CO3)＝n(BaCO3)＝eq \f(y,197) ml，所以Na2CO3的质量分数为eq \f(106y,197x)×100%。物质
碳酸钠(Na2CO3，白色粉末)
碳酸氢钠(NaHCO3，白色晶体)
俗名
纯碱或苏打
小苏打
水溶性
二者均易溶于水，Na2CO3溶于水伴有放热现象，NaHCO3溶于水伴有吸热现象，碳酸钠溶解度大于碳酸氢钠
水解反应
二者均为强碱弱酸盐，水解使溶液呈碱性，相同物质的量浓度时(同温度下)，Na2CO3水溶液的碱性大于NaHCO3水溶液的碱性
与盐酸反应
HCOeq \\al(－,3)＋H＋===CO2↑＋H2O
COeq \\al(2－,3)＋2H＋===CO2↑＋H2O
与同浓度的盐酸反应产生CO2的速率：NaHCO3>Na2CO3
与Ca(OH)2溶液反应
Ca2＋＋COeq \\al(2－,3)===CaCO3↓
Ca(OH)2少量：Ca2＋＋2OH－＋2HCOeq \\al(－,3)===CaCO3↓＋2H2O＋COeq \\al(2－,3)；
Ca(OH)2过量：Ca2＋＋OH－＋HCOeq \\al(－,3)===CaCO3↓＋H2O
二者的相互转化
Na2CO3eq \(,\s\up7(①CO2＋H2O；②少量盐酸),\s\d5(①固体加热；②液体NaOH))NaHCO3
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
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
选项
Na2O2/ml
NaHCO3/ml
残留的固体物质
A
1
2
Na2CO3
B
1.5
2
Na2O2、Na2CO3
C
2
1
Na2O2、NaOH、Na2CO3
D
2
2
NaOH、Na2CO3
实验方案
实验操作
实验现象
结论
方案1
取少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入无色酚酞溶液
溶液变成红色
白色物质为Na2O
方案2
①取少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入过量的BaCl2溶液
出现白色沉淀
②静置片刻，取上层清液于试管中，滴加无色酚酞溶液
无明显现象
A
B
C
D
观察钾元素的焰色
比较Na2CO3和NaHCO3的稳定性
检验Na2O2与H2O反应有O2生成
比较Na2CO3和NaHCO3与等浓度盐酸反应的快慢
选项
实验方法
实验方案
测量数据
A
滴定法
将样品配成100 mL溶液，取10 mL，加入酚酞，用标准盐酸滴定
消耗盐酸的体积
B
量气法
将样品与盐酸反应，生成的气体全部被碱石灰吸收
碱石灰增加的质量
C
重量法
将样品放入烧瓶中，置于电子天平上，加入足量盐酸
减少的质量
D
量气法
将样品与盐酸反应，气体通过排水量气装置量气
排出水的体积
实验装置
试剂X
实验结果
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
①Ⅱ、Ⅲ均产生白色沉淀
②烧杯中溶液pH变化如下：
蒸馏水
0.05 ml·L－1 Na2CO3溶液
0.05 ml·L－1 NaHCO3溶液
[复习目标] 1.通过比较掌握Na2CO3、NaHCO3的性质，能从不同角度鉴别Na2CO3和NaHCO3，会分析Na2CO3、NaHCO3含量测定的思维方法。2.熟练掌握钠及其重要化合物的转化关系及应用。
考点一 碳酸钠和碳酸氢钠
Na2CO3和NaHCO3的比较
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( )
3．Al2(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 1.× 2.× 3.√ 4.√ 5.× 6.√ 7．× 8.√
一、Na2CO3、NaHCO3的转化与除杂
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。
(1)Na2CO3(s)[NaHCO3]：_________________________________________________________，
______________________________________________________________________________。
(2)NaHCO3(aq)[Na2CO3]：________________________________________________________，
______________________________________________________________________________。
(3)Na2CO3(aq)[NaHCO3]：_________________________________________________________，
______________________________________________________________________________。
答案 (1)充分灼烧至恒重 2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))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
二、Na2CO3、NaHCO3的鉴别
2．多角度鉴别Na2CO3与NaHCO3的基本方法
(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．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)2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))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。
三、Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的定量关系
4．Na2CO3、NaHCO3分别与足量的盐酸反应，完成下列表格。
5．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NaHCO3。
(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Na2CO3，涉及的离子方程式Oa：COeq \\al(2－,3)＋H＋===HCOeq \\al(－,3)；ab：HCOeq \\al(－,3)＋H＋===H2O＋CO2↑。
(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NaOH和Na2CO3，涉及的离子方程式Oa：OH－＋H＋===H2O、COeq \\al(2－,3)＋H＋===HCOeq \\al(－,3)；ab：HCOeq \\al(－,3)＋H＋===CO2↑＋H2O。
(4)若V(Oa)
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 ml·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 ml＋2.5×10－3 ml＝7.5×10－3 ml，c(HCl)＝eq \f(7.5×10－3 ml,0.15 L)＝0.05 ml·L－1。(4)n(CO2)＝n(Na2CO3)＋n(NaHCO3)＝(2.5＋2.5)×10－3 ml＝5×10－3 ml，标况下V(CO2)＝5×10－3 ml×22.4 L·ml－1＝0.112 L。
考点二 钠及其重要化合物的转化关系
重要方程式书写再落实
(1)Na2O2吸收水和二氧化碳的化学方程式分别为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2 ↑，
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。
(2)以海水中的氯化钠为原料分别制取金属钠、烧碱、纯碱的化学方程式：
①制取金属钠：2NaCl(熔融)eq \(=====,\s\up7(通电))2Na＋Cl2↑；
②现代工业制烧碱：2NaCl＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(通电))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；
③制取纯碱：NH3＋NaCl＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O ＋CO2↑。
(3)烧碱溶液中通入CO2的离子方程式：
①CO2少量：2OH－＋CO2===COeq \\al(2－,3)＋H2O；
②CO2过量：OH－＋CO2===HCOeq \\al(－,3)。
(4)饱和碳酸钠溶液中通入CO2的离子方程式：2Na＋＋COeq \\al(2－,3)＋CO2＋H2O===2NaHCO3↓。
一、有关钠及其化合物转化实验探究
1．一定量Na2O2和NaHCO3固体混合后，在密闭容器中加热，充分反应后，排出气体物质，再冷却，对残留的固体物质进行分析，下表中不正确的是( )
答案 B
解析 该过程发生的反应为2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑，2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2,2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。以A项为例，分析如下，2 ml NaHCO3固体反应生成了1 ml水和1 ml二氧化碳，所生成的二氧化碳刚好与过氧化钠反应，而过氧化钠不与水反应，所以残留的固体物质是Na2CO3 ；B、C、D项以此分析。
2．将燃烧的钠迅速伸入盛满CO2的集气瓶中，钠在其中继续燃烧，反应后冷却，瓶底附着黑色颗粒，瓶壁上黏附着白色物质。实验小组对该白色物质进行如下探究：
[提出假设]
假设1：白色物质是Na2O；
假设2：白色物质是Na2CO3；
假设3：白色物质是Na2O和Na2CO3的混合物。
该小组对燃烧后的白色产物进行如下探究：
[思考与交流]
(1)甲同学认为方案1得到的结论不正确，其理由是________________。
(2)乙同学认为方案2得到的结论正确，白色物质为____________，理由是________________。
(3)钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为________________。
(4)丙同学认为白色物质有可能是氢氧化钠。你是否同意丙同学的观点，并简述理由：____________________________。
答案 (1)Na2CO3溶液显碱性，也会使酚酞溶液变红 (2)Na2CO3 方案2的①中出现的白色沉淀是BaCO3，所以燃烧后的白色物质中有Na2CO3，②中滴加无色酚酞溶液无明显现象，说明燃烧后的白色物质中没有Na2O (3)4Na＋3CO2eq \(=====,\s\up7(点燃))2Na2CO3＋C (4)不同意。因为反应物中无氢元素(或违背质量守恒定律)
二、侯氏制碱法的原理与操作
3．如图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。
(1)实验时向饱和食盐水中通入CO2、NH3的先后顺序是____________________。
(2)a通入__________，b通入__________，简述理由：_________________________________。
(3)c中放蘸有稀硫酸的脱脂棉，作用是_______________________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案 (1)先通入NH3，然后通入CO2
(2)NH3 CO2 由于CO2在水中的溶解度比较小，而NH3极易溶于水，为防止倒吸，通入NH3的导气管的末端不能伸入到溶液中，为增加二氧化碳的吸收率，通入CO2的导气管的末端应插入液面以下 (3)吸收氨气尾气，防止污染空气
4．侯氏制碱法主要过程如图(部分物质已略去)：
下列说法错误的是( )
A．气体X为CO2
B．氨盐水中通入气体X后，溶液中Na＋大量减少
C．操作b为过滤
D．悬浊液a中的不溶物主要是NH4Cl
答案 D
解析 饱和食盐水中通入氨气形成氨盐水，再通入二氧化碳反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵，碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，气体X为CO2，故A正确；氨盐水中通入气体X后，反应生成碳酸氢钠沉淀，因此溶液中Na＋大量减少，故B正确；悬浊液a经过操作b得到滤渣和滤液，说明操作b为过滤，故C正确；悬浊液a中的不溶物主要是碳酸氢钠晶体，故D错误。
1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)面包师用小苏打作发泡剂烘焙面包，是因为Na2CO3可与酸反应(2022·广东，6A)( )
(2)NaHCO3的热稳定性比Na2CO3强(2020·浙江7月选考，8B)( )
(3)碳酸钠可用于去除餐具的油污(2018·全国卷Ⅱ,7A)( )
(4)溶解度：Na2CO3
(6)为除去NaHCO3固体中的Na2CO3，可将固体加热至恒重(2017·天津，4A)( )
(7)用装置制备CO2(2023·全国乙卷，9A)( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)× (7)×
2．[2022·天津，13(1)(2)(3)(4)(6)]金属钠及其化合物在人类生产生活中起着重要作用。回答下列问题：
(1)基态Na原子的价电子轨道表示式为__________________________________________。
(2)NaCl熔点为800.8 ℃，工业上采用电解熔融NaCl制备金属Na。电解反应方程式如下：
2NaCl(l)eq \(=======,\s\up7(580 ℃通电),\s\d5(CaCl2l))2Na(l)＋Cl2(g)
加入CaCl2的目的是_____________________________________________________________。
(3)Na2O2的电子式为__________。
(4)采用空气和Na为原料可直接制备Na2O2。空气与熔融金属Na反应前需依次通过__________、__________(填序号)。
a．浓硫酸 b．饱和食盐水
c．NaOH溶液 d．KMnO4溶液
(6)天然碱的主要成分为Na2CO3·NaHCO3·2H2O,1 ml Na2CO3·NaHCO3·2H2O经充分加热得到Na2CO3的质量为__________ g。
答案 (1) (2)作助熔剂，降低NaCl的熔点，节省能耗 (3) (4)c a (6)159
3．[2021·河北，14(1)(2)(3)(4)]化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经济发展做出了重要贡献，某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备NaHCO3，进一步处理得到产品Na2CO3和NH4Cl，实验流程如图：
回答下列问题：
(1)从A～E中选择合适的仪器制备NaHCO3，正确的连接顺序是____________(按气流方向，用小写字母表示)。
(2)B中使用雾化装置的优点是_____________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(3)生成NaHCO3的总反应的化学方程式为___________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(4)反应完成后，将B中U形管内的混合物处理得到固体NaHCO3和滤液：
②向滤液中加入NaCl粉末，存在NaCl(s)＋NH4Cl(aq)―→NaCl(aq)＋NH4Cl(s)过程。为使NH4Cl沉淀充分析出并分离，根据NaCl和NH4Cl溶解度曲线，需采用的操作为____________、________、洗涤、干燥。
答案 (1)aefbcgh (2)使氨盐水雾化，可增大与二氧化碳的接触面积，从而提高产率(或其他合理答案) (3)NH3·H2O＋NaCl＋CO2===NH4Cl＋NaHCO3↓ (4)②冷却结晶 过滤
解析 (1)要制备NaHCO3，需先选用装置A制备二氧化碳，然后通入饱和碳酸氢钠溶液中除去二氧化碳中的HCl，后与饱和氨盐水充分接触来制备NaHCO3，其中过量的二氧化碳可被氢氧化钠溶液吸收，所以按气流方向正确的连接顺序应为aefbcgh。(4)②根据溶解度随温度的变化曲线可以看出，氯化铵的溶解度随着温度的升高而不断增大，而氯化钠的溶解度随着温度的升高变化并不明显，所以要想使NH4Cl沉淀充分析出并分离，需采用的操作为冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
课时精练
1．侯德榜是我国杰出的化学家，“侯氏制碱法”的创始人。NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl是“侯氏制碱法”的重要反应。下面是4位同学对该反应涉及的有关知识发表的部分见解，其中不正确的是( )
A．甲同学说：该条件下NaHCO3的溶解度较小
B．乙同学说：NaHCO3不是纯碱
C．丙同学说：析出NaHCO3固体后的溶液中只含氯化铵
D．丁同学说：该反应是在饱和食盐水中先通入氨气，再通入二氧化碳
答案 C
2．下列关于钠及其化合物的叙述不正确的是( )
A．钠的熔点较低
B．Na2CO3可用于治疗胃酸过多
C．Na2O2可作供氧剂
D．NaHCO3能溶于水，其水溶液呈碱性
答案 B
解析 Na2CO3能和胃酸反应，但碱性太强，有灼伤消化道的危险，不能用Na2CO3治疗胃酸过多，故B错误。
3．钠元素广泛存在于自然界，中国科学技术大学的钱逸泰教授等以CCl4和金属钠为原料，在700 ℃时制造出纳米级金刚石粉末。该成果发表在世界权威杂志上，立刻被科学家们高度评价为“稻草变黄金”。下列关于含钠元素的物质的说法错误的是( )
A．“稻草变黄金”的过程中元素种类没有改变
B．NaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色相同
C．治疗胃酸过多可以用NaHCO3，糕点制作也可以用NaHCO3
D．金属钠放置在空气中，最终会变成Na2O2
答案 D
解析 化学变化过程中元素守恒，所以此过程中元素种类没有改变，故A正确；焰色试验是元素的性质，钠元素的焰色为黄色，则NaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色均为黄色，故B正确；NaHCO3与胃酸中的盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体，所以可以用NaHCO3治疗胃酸过多；NaHCO3受热分解生成二氧化碳气体，遇热膨胀而形成小孔，使得糕点松软多孔，故糕点制作也可以用NaHCO3，故C正确。
4．某同学用Na2CO3和NaHCO3溶液进行如图所示实验。下列说法不正确的是( )
A．实验前pH(Na2CO3)＞pH(NaHCO3)
B．实验后两溶液中离子种类完全相同
C．Na2CO3溶液中生成的沉淀比NaHCO3溶液中生成的沉淀多
D．两溶液中反应的基本类型相同
答案 B
解析 COeq \\al(2－,3)、HCOeq \\al(－,3)发生水解，溶液显碱性，相同浓度下，COeq \\al(2－,3)的水解程度比HCOeq \\al(－,3)的大，所以相同浓度和体积的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液，pH(Na2CO3)>pH(NaHCO3)，故A正确；实验后，碳酸钠溶液和氯化钙溶液恰好反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，溶液中的离子主要有Na＋、Cl－，而碳酸氢钠溶液和氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀、氯化钠、水和二氧化碳，氯化钙有剩余，溶液中的离子主要有Na＋、Cl－、Ca2＋，故两者的离子种类不完全相同，故B错误；加入氯化钙后，左侧试管中只有白色沉淀生成，则反应的化学方程式为Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl，右侧试管中有白色沉淀和无色气体产生，则反应的化学方程式为2NaHCO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl＋CO2↑＋H2O，由化学方程式可知起始COeq \\al(2－,3)、HCOeq \\al(－,3)的物质的量相同时，Na2CO3溶液中生成的沉淀比NaHCO3溶液中生成的沉淀多，故C正确；两试管中发生的反应均为复分解反应，故D正确。
5．下列实验设计，不能达到实验目的的是( )
答案 B
解析 K元素的焰色试验必须透过蓝色钴玻璃观察，滤去黄光的干扰，故A正确；碳酸氢钠不稳定，受热分解生成Na2CO3、CO2、H2O，小试管中应该盛放碳酸氢钠，故B错误；过氧化钠和水反应生成氧气，能使带火星的木条复燃，故C正确；Na2CO3、NaHCO3和稀盐酸反应生成气泡的快慢不同，从而可以比较NaHCO3和Na2CO3与盐酸反应的快慢，故D正确。
6．为精确测定工业纯碱中碳酸钠的质量分数(含少量NaCl)，准确称量W g样品进行实验，下列实验方法所对应的实验方案和测量数据合理的是( )
答案 A
解析 用酚酞作指示剂时，Na2CO3与盐酸发生反应，依据消耗盐酸的量可以计算出样品中Na2CO3的量，进而确定样品中Na2CO3的质量分数，A项正确；测量碱石灰增重的方法是重量法而不是量气法且碱石灰吸收的是CO2和H2O，无法计算，B项错误；因盐酸的质量未知，且CO2挥发带出水蒸气，无法通过重量法测量Na2CO3的质量，C项错误；因部分CO2能溶解到水里，与水反应生成H2CO3，故排出水的体积并不是CO2的体积，D项错误。
7．以不同类别物质间的转化为线索，认识钠及其化合物。
下列分析不正确的是( )
A．反应③表明CO2具有酸性氧化物的性质
B．反应④说明NaHCO3的热稳定性强于Na2CO3
C．反应⑤⑥可用于潜水艇中氧气的供给
D．上述转化中发生的反应有分解反应、化合反应、置换反应
答案 B
解析 二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，则反应③表明CO2具有酸性氧化物的性质，故A正确；碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠，则反应④说明Na2CO3的热稳定性强于NaHCO3，故B错误；过氧化钠与水、二氧化碳反应生成氧气，可用于潜水艇中氧气的供给，故C正确；④是分解反应，①是化合反应，②是置换反应，故D正确。
8．实验室可通过沉淀重量法测定样品纯度，按如图装置测定纯碱(含少量NaCl)的纯度，下列说法正确的是( )
A．装置A中试剂应为浓硫酸，C中试剂应为BaCl2溶液
B．在B、C之间应增添盛有饱和NaHCO3溶液的洗气装置，以除去氯化氢气体
C．只要测定装置C在吸收CO2前后的质量差，就可以确定碳酸钠的质量分数
D．反应结束后，需经过过滤、洗涤、干燥、称量等操作测定装置C中沉淀质量
答案 D
解析 为了防止空气中的二氧化碳对实验的影响，需先通过装置A吸收空气中的二氧化碳，则装置A中的试剂为 NaOH溶液，C中的试剂应能与二氧化碳反应生成沉淀，应为Ba(OH)2溶液，故A错误；若B、C之间添加饱和NaHCO3溶液的洗气瓶，挥发出的HCl气体会和NaHCO3反应生成CO2气体，对测定纯碱纯度会有影响，故B错误；盐酸易挥发，B中可能有HCl、H2O进入C中，不能通过测定C的质量差来确定CO2的质量，应通过测量C中产生的沉淀质量来确定碳酸钠的质量分数，故C错误；沉淀表面可能附着少量水分和溶于水的杂质，应经过过滤、洗涤、干燥、称量等操作测定装置C中沉淀质量，故D正确。
9．某化学兴趣小组模拟侯氏制碱法进行实验，流程如图。下列说法正确的是( )
A．该流程中可循环利用的物质只有CO2
B．生成NaHCO3的离子方程式为Na＋＋NH3·H2O＋CO2===NaHCO3↓＋NHeq \\al(＋,4)
C．获得纯净NH4Cl晶体的操作为蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥
D．用澄清石灰水可以鉴别NaHCO3和Na2CO3
答案 B
解析 流程中可以循环利用的物质有二氧化碳和氯化钠溶液，故A 错误；由溶解度图像可知，氯化铵溶解度随温度升高而增大，因此从溶液中得到氯化铵固体的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，故C错误；NaHCO3和Na2CO3与澄清石灰水反应都生成白色沉淀，不能用澄清石灰水鉴别两种物质，故D错误。
10．将NaHCO3和Na2O2的固体混合物x g在密闭容器中加热至250 ℃，充分反应后排出气体。将反应后的固体溶于水无气体放出，再逐滴加入盐酸，产生气体(标准状况)与所加盐酸体积之间的关系如图所示。下列说法错误的是( )
A．HCl的浓度为0.2 ml·L－1
B．反应后固体的成分为NaOH与Na2CO3
C．密闭容器中排出气体的成分为O2和H2O
D．x的数值为6.09
答案 D
解析 由175 mL到275 mL是盐酸与碳酸氢钠反应，则n(Na2CO3)＝n(NaHCO3)＝n(CO2)＝0.02 ml，根据关系式NaHCO3～HCl可得，c(HCl)＝eq \f(0.02 ml,275－175×10－3 L)＝0.2 ml·L－1，A正确；由图像可知，因为175＞275－175，所以固体混合物为NaOH、Na2CO3，B正确；分析可知，反应后的固体中n(Na2CO3)∶n(NaOH)＝4∶3，再根据反应后固体溶于水无气体放出，则发生反应：2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O、2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2、2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，密闭容器中排出气体的成分为O2和H2O，C正确；根据碳原子守恒可知，n(NaHCO3)＝n(CO2) ＝0.02 ml，盐酸体积为275 mL时溶质是单一的氯化钠，根据钠原子守恒可知n(Na2O2)＝eq \f(0.2 ml·L－1×0.275 L－0.02 ml,2)＝0.017 5 ml，固体的质量为(0.02×84) g＋(0.017 5×78) g＝3.045 g，故x＝3.045，D错误。
11．某化学实验小组探究Na2CO3和NaHCO3与碱的反应，实验过程及结果如下。
已知：pH越大，c(OH－)越大，溶液碱性越强。
下列说法不正确的是( )
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和Ⅰ的pH曲线基本重合，说明COeq \\al(2－,3)与OH－不反应，Ⅱ中发生反应：COeq \\al(2－,3)＋Ca2＋===CaCO3↓
C．Ⅲ比Ⅱ的pH曲线降低，说明HCOeq \\al(－,3)与OH－反应，Ⅲ中初期发生反应：HCOeq \\al(－,3)＋OH－＋Ca2＋===CaCO3↓＋H2O
D．Ⅲ中石灰水恰好完全反应时，溶液pH＝7
答案 D
解析 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，反应的离子方程式为COeq \\al(2－,3)＋Ca2＋===CaCO3↓，故B正确；Ⅲ的pH曲线逐渐降低，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HCOeq \\al(－,3)＋OH－＋Ca2＋===CaCO3↓＋H2O，故C正确；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，碳酸钠是强碱弱酸盐，在溶液中水解使溶液呈碱性，故D错误。
12.探究钠及其化合物的性质，实验装置如图所示(已知：试管A中装入足量的NaHCO3固体)。
(1)Na2O2固体呈__________色。
(2)试管A中发生反应的化学方程式为__________。
(3)D处观察到的实验现象是__________，故推测Na2O2可用于____________。
答案 (1)淡黄 (2)2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑ (3)点燃的蚊香燃烧更剧烈 制氧剂
13．碳酸镧咀嚼片是一种不含钙和铝的磷酸盐结合剂，常用于治疗慢性肾衰患者的高磷血症。实验室模拟利用碳酸氢铵溶液和LaCl3为原料来制备碳酸镧。为避免生成碱式碳酸镧[La(OH)CO3]，整个反应在较低的pH条件下进行。
(1)某化学兴趣小组利用下列装置在实验室中用碳酸氢铵制备碳酸镧。
①在实验室用装置甲还可以制取下列气体中的________(填字母)。
A．O2 B．Cl2 C．H2 D．NO E．SO2 F．C2H2 G．C2H4
②仪器X的作用是________。
③实验中应先打开K2，再打开K1，原因是_____________________________________________
_______________________________________________________________________________。
④为保证碳酸镧的纯度，实验过程中需要注意的问题有_____________________________(答一条即可)。
(2)碳酸钠或碳酸氢钠与氯化镧反应均可生成碳酸镧。
①为了高磷血症患者的安全，通常选用碳酸氢钠溶液，优点是____________________________
___________________________________________________________________(答一条即可)。
②NaHCO3与LaCl3反应过程中会发生两个平行反应，其离子方程式为A._________________和B.H＋＋HCOeq \\al(－,3)===CO2↑＋H2O。
答案 (1)①CD ②防倒吸 ③NH3在水中溶解度大，而CO2在水中溶解度小，先通入NH3，可提高CO2利用率 ④控制氨气(或CO2)的通入量
(2)①碳酸氢钠溶液碱性相对较弱，可防止生成碱式碳酸镧 ②2La3＋＋3HCOeq \\al(－,3)===La2(CO3)3↓＋3H＋
解析 (1)②仪器X为球形干燥管，从d口通入的是极易溶于水的氨气，倒置的球形干燥管能防倒吸。③氨气是极易溶于水的气体，而二氧化碳气体在水中溶解度小，实验中先通入氨气形成碱性溶液后，再通入二氧化碳，能够增大二氧化碳的溶解量，有利于碳酸氢根离子的生成，则实验中应先打开K2，再打开K1。④由题意可知，为避免生成碱式碳酸镧，整个反应在较低的pH条件下进行，则为保证碳酸镧的纯度，实验过程中应控制氨气或二氧化碳的通入量，防止生成碱式碳酸镧，影响产品纯度。(2)①相对于碳酸钠溶液而言，碳酸氢钠在溶液中的水解程度小于碳酸钠，溶液的碱性较弱，可防止生成碱式碳酸镧。
14．某化学兴趣小组的同学为测定某Na2CO3和NaCl的固体混合物样品中Na2CO3的质量分数进行了以下实验。回答下列问题：
(1)甲同学用图1所示装置测定CO2的质量。实验时稀硫酸与样品中的________(填“Na2CO3”或“NaCl”)发生反应，仪器b的名称是________，洗气瓶c中盛装的是浓硫酸，作用是_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)乙同学用图2所示装置，取一定质量的样品(m g)和足量稀硫酸反应进行实验，完成样品中Na2CO3质量分数的测定。
①实验前，检查该装置气密性的方法是先打开活塞a，向仪器b中注入水至其下端玻璃管中形成一段水柱，再将针筒活塞向内推压，若仪器b下端玻璃管中的________________，则装置气密性良好。
②在实验完成时，能直接测得的数据是CO2的________(填“体积”或“质量”)。
(3)丙同学用下图所示方法和步骤进行实验。
①操作Ⅰ涉及的实验名称有________、洗涤；操作Ⅱ涉及的实验名称有干燥、________。
②丙同学测得样品中Na2CO3的质量分数为__________________________________________。
答案 (1)Na2CO3 分液漏斗 除去CO2中的水蒸气 (2)①液面上升 ②体积
(3)①过滤 称量 ②eq \f(106y,197x)×100%
解析 (2)①将针筒活塞向内推压，增大了容器中的压强，若仪器b下端玻璃管中的液面上升，则装置气密性良好。②CO2是气体，故能直接测得的数据是CO2的体积。(3)根据Na2CO3＋Ba(OH)2===BaCO3↓＋2NaOH，n(Na2CO3)＝n(BaCO3)＝eq \f(y,197) ml，所以Na2CO3的质量分数为eq \f(106y,197x)×100%。物质
碳酸钠(Na2CO3，白色粉末)
碳酸氢钠(NaHCO3，白色晶体)
俗名
纯碱或苏打
小苏打
水溶性
二者均易溶于水，Na2CO3溶于水伴有放热现象，NaHCO3溶于水伴有吸热现象，碳酸钠溶解度大于碳酸氢钠
水解反应
二者均为强碱弱酸盐，水解使溶液呈碱性，相同物质的量浓度时(同温度下)，Na2CO3水溶液的碱性大于NaHCO3水溶液的碱性
与盐酸反应
HCOeq \\al(－,3)＋H＋===CO2↑＋H2O
COeq \\al(2－,3)＋2H＋===CO2↑＋H2O
与同浓度的盐酸反应产生CO2的速率：NaHCO3>Na2CO3
与Ca(OH)2溶液反应
Ca2＋＋COeq \\al(2－,3)===CaCO3↓
Ca(OH)2少量：Ca2＋＋2OH－＋2HCOeq \\al(－,3)===CaCO3↓＋2H2O＋COeq \\al(2－,3)；
Ca(OH)2过量：Ca2＋＋OH－＋HCOeq \\al(－,3)===CaCO3↓＋H2O
二者的相互转化
Na2CO3eq \(,\s\up7(①CO2＋H2O；②少量盐酸),\s\d5(①固体加热；②液体NaOH))NaHCO3
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
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
选项
Na2O2/ml
NaHCO3/ml
残留的固体物质
A
1
2
Na2CO3
B
1.5
2
Na2O2、Na2CO3
C
2
1
Na2O2、NaOH、Na2CO3
D
2
2
NaOH、Na2CO3
实验方案
实验操作
实验现象
结论
方案1
取少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入无色酚酞溶液
溶液变成红色
白色物质为Na2O
方案2
①取少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入过量的BaCl2溶液
出现白色沉淀
②静置片刻，取上层清液于试管中，滴加无色酚酞溶液
无明显现象
A
B
C
D
观察钾元素的焰色
比较Na2CO3和NaHCO3的稳定性
检验Na2O2与H2O反应有O2生成
比较Na2CO3和NaHCO3与等浓度盐酸反应的快慢
选项
实验方法
实验方案
测量数据
A
滴定法
将样品配成100 mL溶液，取10 mL，加入酚酞，用标准盐酸滴定
消耗盐酸的体积
B
量气法
将样品与盐酸反应，生成的气体全部被碱石灰吸收
碱石灰增加的质量
C
重量法
将样品放入烧瓶中，置于电子天平上，加入足量盐酸
减少的质量
D
量气法
将样品与盐酸反应，气体通过排水量气装置量气
排出水的体积
实验装置
试剂X
实验结果
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
①Ⅱ、Ⅲ均产生白色沉淀
②烧杯中溶液pH变化如下：
蒸馏水
0.05 ml·L－1 Na2CO3溶液
0.05 ml·L－1 NaHCO3溶液
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