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高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二章 海水中的重要元素——钠和氯第一节 钠及其化合物导学案
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这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二章 海水中的重要元素——钠和氯第一节 钠及其化合物导学案，文件包含第11讲23碳酸钠与碳酸氢钠教师版-2024年高中化学同步精品讲义必修一docx、第11讲23碳酸钠与碳酸氢钠学生版-2024年高中化学同步精品讲义必修一docx等2份学案配套教学资源，其中学案共26页， 欢迎下载使用。
02
预习导学
自主梳理
碳酸钠属于盐类为何叫纯碱？工业上是如何生产纯碱的？苏打和小苏打的性质有何不同？
一、碳酸钠、碳酸氢钠的溶解性
在两支试管中分别加入少量的碳酸钠和碳酸氢钠(各约1 g)，完成下列实验，并将实验现象和相应结论填入下表：
二、碳酸钠、碳酸氢钠与盐、碱的反应
三、碳酸钠、碳酸氢钠的热稳定性
四、碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的比较
1．鉴别碳酸钠和碳酸氢钠固体的方法有哪些？
2．将稀盐酸滴加到碳酸钠溶液中至碳酸钠完全反应，写出整个过程中反应的离子方程式。
1．一是将固体溶于水，测温度的变化，升高的是碳酸钠、降低的是碳酸氢钠；二是将等质量的固体溶于等体积的水中，溶解度大的是碳酸钠、小的是碳酸氢钠；三是将固体分别置于试管加热，如有水珠生成的是碳酸氢钠或加热后固体质量未变的是碳酸钠、质量减小的是碳酸氢钠。
2．CO32－＋H＋＝HCO3－、HCO3－＋H＋＝CO2↑＋H2O
预习检测
1．（2023学年辽宁辽阳上学期期中）将下列某种试剂滴入烧杯中(如图所示)，能使烧杯中的液体由无色变为红色的试剂为
A．B．
C．D．
【答案】C
【解析】烧杯中溶液为水与无色酚酞的混合溶液，酚酞遇碱变红。
A项，稀硫酸显酸性，遇酚酞不变色，不符合题意；B项，硝酸钠显中性，遇酚酞不变色，不符合题意；C项，小苏打为碳酸氢钠，溶液显碱性，遇酚酞变红色，符合题意；D项，氯化钾溶液显中性，遇酚酞不变色，不符合题意。
2．（2023年陕西省安康市期中）下列有关各种物质的物理性质的叙述中不正确的是
A．金属钠的氧化物都是淡黄色的固体B．金属钠的密度比水小
C．纯碱和小苏打都能溶于水D．鉴别碳酸钠和碳酸钾可以使用焰色反应
【答案】A
【解析】A项，Na2O是白色固体，Na2O2是淡黄色的固体，错误；B项，金属钠能浮在水面上，金属钠的密度比水小，正确；C项，碳酸钠和碳酸氢钠都能溶于水，正确；D项，钠元素的焰色为黄色、钾元素的焰色为紫色，鉴别碳酸钠和碳酸钾可以使用焰色反应，正确。
3．（2023年陕西省安康市期中）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NaOH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．分别配成溶液，再进行焰色试验
【答案】C
【解析】A项，碳酸钠和碳酸氢钠都会与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀，无法鉴别，错误；B项，碳酸钠不与氢氧化钠反应，无现象；碳酸氢钠与氢氧化钠能反应，但也无明显现象，无法鉴别，错误；C项，加热，碳酸钠受热不反应；碳酸氢钠受热产生二氧化碳使石灰水变浑浊，现象不同，可以鉴别，正确；D项，由于都是钠盐，焰色反应都是黄色，无法鉴别，错误。
4．（2022年四川广安期末）除去Na2CO3固体中少量NaHCO3的最佳方法是
A．过滤一下B．加入NaOH溶液
C．配成溶液后通入CO2D．将混合物加热
【答案】D
【解析】Na2CO3稳定，受热不分解，而NaHCO3不稳定，受热分解产生Na2CO3、H2O、CO2，分解产生的H2O、CO2挥发逸出，达到分离提纯的目的，故选D项。
5．（2022年江西省九校期中联考）下列有关Na2CO3和NaHCO3比较中，不正确的是
A．相同条件下在水中的溶解度：Na2CO3＞NaHCO3
B．相同条件下与等浓度的盐酸反应的剧烈程度：Na2CO3＞NaHCO3
C．热稳定性：Na2CO3＞NaHCO3
D．等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应生成CO2的质量：Na2CO3＞NaHCO3
【答案】BD
【解析】A项，相同条件下在水中的溶解度：Na2CO3＞NaHCO3，正确；B项，由于Na2CO3与盐酸反应是分两步进行的，故相同条件下与等浓度的盐酸反应的剧烈程度：Na2CO3＜NaHCO3，错误；C项，2NaHCO3eq \(====,\s\up6(Δ))Na2CO3＋H2O＋CO2↑，而Na2CO3受热很难分解，故热稳定性：Na2CO3＞NaHCO3，正确；D项，根据反应Na2CO3＋2HCl＝2NaCl＋H2O＋CO2↑、NaHCO3＋HCl＝NaCl＋H2O＋CO2↑可知，106 g Na2CO3产生44 g CO2，84 g NaHCO3就能产生44 g CO2，故等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应生成CO2的质量：Na2CO3＜NaHCO3，错误。
6．（2023年河北省唐山市十县一中联盟上学期期中）为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法错误的是
A．Na2CO3固体(NaHCO3)：加热至不再产生气体
B．CO2气体(HCl)：饱和Na2CO3溶液
C．NaHCO3溶液(Na2CO3)：通过量CO2
D．Na2CO3溶液(Na2SO4)：加入适量Ba(OH)2溶液，过滤
【答案】BD
【解析】A项，碳酸氢钠加热分解生成碳酸钠，碳酸钠受热不分解，则加热法可除杂，正确；B项，二氧化碳与碳酸钠也反应生成碳酸氢钠，错误；C项，碳酸钠溶液吸收二氧化碳转化为碳酸氢钠，则用二氧化碳能除去碳酸氢钠溶液中的碳酸钠，正确；D项，二者都与氢氧化钡反应生成沉淀，主要物质也被除去了，错误。
►环节一 碳酸钠与碳酸氢钠的性质
情境材料
去污粉主要是由碳酸钠界面活性剂，加了少量白土，摩擦剂，香精，功能性成分等复配而成的粉末产品，主要可以分为家居去污粉和工业去污粉，家居去污粉主要是用于清除瓷砖、家电、锅具、餐具、厨房水槽、浴缸等地方的污垢，让他们使用去污粉后能够焕然一新，不滋生各种菌类；工业去污粉主要是用在加工车间，方便去除污染物对加工件的影响。
适应症：用于缓解胃酸过多引起的胃痛、胃灼热感（烧心）、反酸。
苏打饼干的做法
食材面粉 150克油 30克酵母 3克盐 1克小苏打 1克温水 适量
问题探究
1．去污物中的小苏打属于_______(填字母)
A．酸类B．盐类C．碱类D．氧化物
2．去污物除去油渍，是因为苏打的溶液呈________，能和油脂发生反应。
3．小苏打治疗胃酸过多的离子方程式为__________________________________________，焙烘法制饼干的化学方程式为__________________________________________。
1．B
2．碱性
3．HCO3－＋H＋＝CO2↑＋H2O 2NaHCO3eq \(====,\s\up6(Δ))Na2CO3＋CO2↑＋H2O
要点归纳
一、物理性质
二、化学性质
1．在饱和碳酸钠溶液中通入足量CO2，会有沉淀生成：Na2CO3(饱和)＋CO2＋H2O＝2NaHCO3↓。
2．碳酸钠与盐酸反应，滴加顺序不同，反应现象不同：
①向盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液(开始时酸过量)：立即产生大量的气泡，反应为Na2CO3＋2HCl＝2NaCl＋CO2↑＋H2O。
②向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸(开始时酸不足)：刚开始无气泡产生，盐酸滴加到一定量后，有气泡产生。反应为Na2CO3＋HCl＝NaHCO3＋NaCl、NaHCO3＋HCl＝NaCl＋CO2↑＋H2O。
3．HCO3－在强酸与强碱溶液中，均不能存在！Ca2＋与HCO3－只有存在极稀的溶液中。
4．在书写NaHCO3与Ca(OH)2反应时，将量少物质的化学计量数定为1，再配平其他物质的化学计量数。
典例精讲
【例1】（2023年辽宁省葫芦岛市期中）为鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体，有4位同学分别设计了以下四种不同的方案，其中方法和现象判断正确的是
A．分别加入盐酸溶液，看有无气泡产生
B．分别取样配成溶液，滴加Ca(OH)2溶液，观察有无白色沉淀
C．用铂丝蘸取固体在酒精灯火焰上灼烧，观察火焰的颜色
D．分别取样在试管中加热，将可能产生的气体通入澄清石灰水，观察有无白色浑浊
【答案】D
【解析】A项，分别加入Na2CO3和NaHCO3都能产生气泡。故不可以鉴别二者，错误；B项，分别取样配成溶液，滴加Ca(OH)2溶液，都会产生白色CaCO3沉淀．故不可以鉴别二者，错误；C项，因为都是钠元素的化合物，所以焰色反应都是使火焰呈黄色，故不可以鉴别它们，错误；D项，Na2CO3稳定受热不分解，而NaHCO3不稳定受热分解产生CO2，能够使澄清石灰水变浑浊。因此观察有无白色浑浊就可以鉴别二者，正确。
【例2】（2023年山东省潍坊市期中）将NaHCO3和Na2O2的固体混合物置于密闭容器中，加热至270℃，使其充分反应，最后测得生成的气体和剩余固体均由两种物质组成，则其组成应是
【答案】C
【解析】将NaHCO3和Na2O2的固体混合物置于密闭容器中，加热至270℃，首先NaHCO3分解生成Na2CO3、CO2和H2O；之后是Na2O2分别与CO2、H2O反应。注意CO2、H2O同时通过足量的Na2O2时可认为是CO2先与Na2O2反应，后是H2O与Na2O2反应。
A项，Na2O2剩余，则不可能存在CO2、H2O，错误；B项，根据题意加热条件下，NaHCO3已完全分解，错误；C项，如NaHCO3适量，则其分解生成的CO2先与Na2O2完全反应生成O2，部分的水与Na2O2反应生成NaOH，固体为Na2CO3和NaOH，气体有生成的O2与剩余的水，正确；D项，Na2O2剩余，则不可能有H2O剩余，错误。
【例3】（2022年安徽省池州市贵池区期中）下列实验方案中，不能测定出Na2CO3和NaHCO3的混合物中Na2CO3质量分数的是
A．取a g混合物充分加热，剩余固体质量为b g
B．取a g混合物与足量NaOH溶液充分反应，得到b g溶液
C．取a g混合物与足量稀盐酸反应，加热、蒸干、灼烧，得到b g固体
D．取a g混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，质量增加b g
【答案】BD
【解析】A项，NaHCO3受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，利用差量法即可计算出Na2CO3质量分数，不符合题意；B项，b g为碳酸钠、NaOH溶液的质量，无法计算碳酸钠的质量分数，符合题意；C项，Na2CO3、NaHCO3和HCl反应生成NaCl，加热、蒸干、灼烧，得到b g氯化钠，设碳酸钠的质量为x、碳酸氢钠的质量为y，则有：
Na2CO3＋2HCl＝2NaCl＋CO2↑＋H2O NaHCO3＋HCl＝NaCl＋CO2↑＋H2O
106 2×58.5 84 58.5
x EQ \f(2×58.5×x,106) y EQ \f(58.5×y,84)
则得x＋y＝a， EQ \f(2×58.5×x,106)＋ EQ \f(58.5×y,84)＝b，然后可计算碳酸钠的质量分数，不符合题意；D项，碳酸钠、碳酸氢钠都能和稀硫酸反应产生二氧化碳和水，碱石灰能够吸收二氧化碳和水，增加的质量为二氧化碳和水的总质量，但是两者具体的质量未知，无法计算碳酸钠的质量分数，符合题意。
►环节二 候氏制碱法
情境材料
1926年，我国化工专家侯德榜创造出的“侯氏制碱法”，结束了由美、英、法等国垄断世界纯碱市场的时代。其基本工业流程如图：
问题探究
1．上述物质中属于酸式盐的是___________。
2．能否先通CO2后通NH3？
3．“侯氏制碱法”中除水外，能够循环利用的物质是___________和___________(填化学式)
1．碳酸氢钠或NaHCO3 【解析】氨气极易溶于水，且氨气溶于水，溶液显碱性，向饱和氨盐水中通入CO2，利用碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠，发生NaCl＋CO2＋H2O＋NH3＝NaHCO3↓＋NH4Cl，过滤，碳酸氢钠不稳定受热易分解。上述物质中属于酸式盐的是NaHCO3；故答案为碳酸氢钠或NaHCO3。
2．不能 【解析】从气体的溶解度考虑，CO2可溶于水而NH3极易溶于水。如先通过CO2则产生的NaHCO3的量极少。
3．①NaCl ②CO2 【解析】根据上述流程，循环使用的物质是CO2、NaCl，故答案为CO2；NaCl。
要点归纳
三、侯氏制碱法
不能先通入CO2、再通入NH3至饱和。
典例精讲
【例4】（2022年江苏省徐州市第七中学期中）“侯氏制碱法”是将CO2通入含NH3的饱和NaCl溶液中，结晶，过滤，加热分解NaHCO3制得Na2CO3。实验室模拟制取Na2CO3，使用的装置能达到实验目的的是
A．用图1所示装置制取CO2气体
B．用图2所示装置除去CO2气体中的HCl杂质
C．用图3所示装置从溶液中分离出NaHCO3固体
D．用图4所示装置加热分解制取Na2CO3
【答案】C
【解析】A项，稀盐酸与CaCO3反应产生的CO2气体会通过长颈漏斗逸出，不能收集到CO2气体，不符合题意；B项，用NaHCO3饱和溶液除去杂质HCl时，导气管应该长进短出，不符合题意；C项，可以采用如图所示的过滤装置分离NaHCO3固体与溶液，符合题意；D项，加热分解NaHCO3制取Na2CO3应该在坩埚中进行，不能采用蒸发方法，不符合题意。
【例5】(2023届江苏无锡上学期期中)地球海洋是巨大的物质资源宝库，有待于人们进一步开发、利用和保护。氯化钠在海水中的质量分数为2.72％，是海水中含量最多的盐。从远古时代开始，人们就掌握了从海水中获取食盐的方法。近代以来，随着科学技术和化学工业的发展，人们在工业上以氯化钠为原料进一步制备金属钠、氯气、烧碱、碳酸氢钠和碳酸钠，并以氯气、烧碱等为原料进一步从海洋中提取出溴、碘、镁。这些海洋化工产品为化学工业生产体系输送了大量的基础原料，为人类的可持续发展做出了重要贡献。用下列装置模拟侯氏制碱法的部分工艺。下列对于该实验方案的说法不正确的是
A．装置Ⅰ中使用小颗粒CaCO3可加快气体生成
B．装置Ⅱ中的试剂可使用饱和Na2CO3溶液
C．装置Ⅲ中使用冰水可促进NaHCO3析出
D．侯氏制碱法可以实现CO2的循环利用
【答案】B
【解析】装置Ⅰ制备二氧化碳，装置Ⅱ除去二氧化碳中混有的氯化氢，然后通入装置Ⅲ即被氨气饱和的氯化钠溶液中制备碳酸氢钠，据此解答。
A项，装置Ⅰ中反应是碳酸钙和盐酸反应生成二氧化碳气体，使用小颗粒的碳酸钙，增大了碳酸钙与溶液的接触面积，可加快气体生成，正确；B项，向装置Ⅱ洗气瓶中加入饱和Na2CO3溶液，二氧化碳和HCl都能与碳酸钠溶液反应，生成碳酸氢钠，不能除去CO2中的少量HCl，应该用饱和碳酸氢钠溶液，错误；C项，装置Ⅲ中氨化的饱和食盐水中通入二氧化碳生成碳酸氢钠晶体，用冰水浴冷却试管内溶液，碳酸氢钠溶解度减小，有利于析出NaHCO3固体，正确；D项，在装置Ⅲ中发生反应为：NH3＋CO2＋H2O＋NaCl＝NaHCO3↓＋NH4Cl，碳酸氢钠受热分解又产生二氧化碳，所以侯氏制碱法可以实现CO2的循环利用，正确。
04
课堂总结
碳酸钠与碳酸氢钠
0503
强化训练
1．（2023年广东省中山市上学期期中）下列关于钠及其化合物的说法正确的是
A．纯碱可用于治疗胃酸过多
B．过氧化钠只具有还原性
C．钠燃烧时发出黄色的火焰
D．氧化钠可用作供氧剂
【答案】C
【解析】A项，纯碱碱性太强，腐蚀性强，和胃酸反应剧烈，不能用来治疗胃酸过多，应选择碳酸氢钠，错误；B项，Na2O2中氧呈－1价，一般具有强氧化性，化合价降低，但也可以体现还原性，化合价升高生成氧气，错误；C项，钠燃烧时发出黄色的火焰，正确；D项，过氧化钠能与二氧化碳和水反应生成氧气，可用作供氧剂，氧化钠与二氧化碳和水反应均不能产生氧气，不能作供氧剂，错误。
2．（2022年湖北省期中）为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法错误的是
A．CO2气体(HCl)，饱和NaHCO3溶液
B．Na2CO3固体(NaHCO3)，加热至不再产生气体
C．Na2O2粉末(Na2O)，将混合物放在氧气中加热
D．Na2CO3溶液(Na2SO4)，加入适量Ba(NO3)2溶液，过滤
【答案】D
【解析】A项，饱和NaHCO3溶液吸收CO2气体中的(HCl)杂质，不会引入新的杂质，正确；B项，NaHCO3受热易分解生成碳酸钠、水、二氧化碳，不会引入新的杂质，正确；C项，Na2O放在氧气中加热生成过氧化钠，正确；D项，Na2SO4杂质加入适量Ba(NO3)2溶液生成硫酸钡和硝酸钠，引入杂质，错误。
3．（2023年广东省中山市上学期期中）为鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体，4位同学分别设过了下列四种不同的方法，其中不可行的是
A．各取少量试管中，分别滴入少量水，用温度计测量其温度
B．分别取样在试管中加热，将可能产生的气体通入澄清石灰水，观察有无白色浑浊
C．分别取样配成溶液，滴加Ba(OH)2溶液，观察有无白色沉淀
D．分别配成物质的量浓度相同的溶液，滴加酚酞观察其颜色深浅
【答案】C
【解析】A项，Na2CO3溶于水放热，NaHCO3溶于水吸热，用温度计测量其温度变化可以鉴别，不符合题意；B项NaHCO3不稳定，加热易分解，2NaHCO3eq \(====,\s\up6(Δ))Na2CO3＋H2O＋ CO2↑，生成二氧化碳气体可通入澄清石灰水，观察有无白色浑浊，可以鉴别，不符合题意；C项Na2CO3和NaHCO3均与Ba(OH)2反应生成白色的BaCO3沉淀，现象相同，不能鉴别，符合题意；D项物质的量浓度相等时，CO32－的水解程度大于HCO3－的水解程度，故Na2CO3溶液的碱性较强，滴加酚酞观察其颜色深浅可以鉴别，不符合题意。
4．（2022年吉林省洮南市第一中学期中）侯德榜是我国近代化学工业的人之一、他将氨碱法和合成氨工艺联合起来，发明了“联合制碱法”。氨碱法中涉及的反应有：
反应Ⅰ：NaCl＋CO2＋NH3＋H2O＝NaHCO3↓＋NH4Cl
反应Ⅱ：2NaHCO3eq \(====,\s\up6(Δ))Na2CO3＋CO2↑＋H2O
下列制取少量Na2CO3的实验原理和装置不能达到实验目的的是
A．图甲：制取CO2B．图乙：除去CO2中的HCl
C．图丙：制取Na2CO3D．图丁：制取NaHCO3
【答案】C
【解析】A项，甲装置中试剂是稀盐酸和大理石反应生成二氧化碳气体，故可用于制取CO2，正确；B项，除去CO2中HCI，可以把混合气体通入饱和碳酸氢钠溶液，导气管应长进短出，能达到除杂目的，正确；C项，碳酸氢钠固体受热分解过程中生成碳酸钠、二氧化碳和水，装置中生成的水会倒流炸裂试管，应试管口略向下倾斜，错误；D项，装置图中向溶有足量氨气的饱和食盐水中通入二氧化碳，在冰水温度下发生反应，生成碳酸氢钠晶体和氯化铵，可以制备碳酸氢钠，正确。
5．（2023年辽宁省葫芦岛市期中）200 mL含有0.20 ml碳酸钠的溶液和200 mL盐酸，不管将前者滴加入后者，还是将后者滴加入前者，都有气体产生，但最终生成的气体体积不同，则盐酸的浓度合理的是
A．2.5 ml·L－1B．1.5 ml·L－1
C．0.18 ml·L－1D．0.24 ml·L－1
【答案】B
【解析】当碳酸钠滴入盐酸中，先反应生成二氧化碳，后无气体，碳酸钠完全反应，需要盐酸的浓度为 EQ \f(0.2 ml×2,0.2 L)＝2 ml·L－1。当盐酸加入碳酸钠中先反应生成碳酸氢钠，无气体放出，需要盐酸的浓度为 EQ \f(0.2 ml,0.2 L)＝1 ml·L－1，后再加入盐酸，才有气体放出，所以要满足滴加方式不同，产生的气体体积不同，则盐酸的浓度应该在1 ml·L－1～2 ml·L－1之间，答案选B项。
6．（2023年四川省成都市郫都区期中）下列有关Na2CO3和NaHCO3性质比较中，正确的是
A．热稳定性：Na2CO3＜NaHCO3
B．常温下在水溶液中的溶解度：Na2CO3＜NaHCO3
C．等质量的固体分别与足量的盐酸反应产生CO2的质量：Na2CO3＞NaHCO3
D．等浓度溶液的碱性：Na2CO3＞NaHCO3
【答案】D
【解析】A项，Na2CO3比较稳定，受热不分解，NaHCO3不稳定，受热发生分解反应，故热稳定性：Na2CO3＜NaHCO3，错误；B项，常温下Na2CO3易溶于水，NaHCO3能够溶于水，因此在水溶液中的溶解度：Na2CO3＞NaHCO3，错误；C项，根据反应方程式：Na2CO3＋2HCl＝2NaCl＋H2O＋CO2↑及NaHCO3＋HCl＝2NaCl＋H2O＋CO2↑可知：106 g Na2CO3反应产生44 g CO2气体，84 g NaHCO3反应产生44 g CO2气体，可见等质量的固体分别与足量的盐酸反应产生CO2的质量：Na2CO3＜NaHCO3，错误；D项，向等浓度Na2CO3、NaHCO3溶液中分别滴入酚酞试液，前者变为深红色，后者变为浅红色，说明等浓度的两种溶液的碱性：Na2CO3＞NaHCO3，正确。
7．（2023年河南省安阳市期中）侯德榜是我国近代化学工业的奠基人之一，他将氨碱法和合成氨工艺联合起来，发明了“联合制碱法”。氨碱法中涉及的反应有：反应Ⅰ：NaCl＋CO2＋NH3＋H2O＝NaHCO3↓＋NH4Cl；反应Ⅱ：2NaHCO3eq \(====,\s\up6(Δ))Na2CO3＋CO2↑＋H2O。下列装置不能达到相应实验目的的是
【答案】A
【解析】A项，除去CO2中HCl，可以把混合气体通入饱和碳酸氢钠溶液，碳酸钠溶液也能与CO2反应，不符合除杂原则，错误；B项，溶有氨气的饱和食盐水溶液呈碱性，有利于增大二氧化碳的溶解，反应生成碳酸氢钠晶体和氯化铵，可制取NaHCO3，正确；C项，NaHCO3在该反应中以固体析出，因此可用过滤操作分离，正确；D项，碳酸氢钠固体受热分解过程中生成碳酸钠、二氧化碳和水，试管口略向下倾斜，可制取Na2CO3，正确。
8．（2023年四川省成都市四县区期中）“侯氏制碱法”曾为全球制碱工业做出了巨大贡献。该工艺以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱，主要的化学反应方程式为：
NH3＋CO2＋H2O＋NaCl＝NaHCO3↓＋NH4Cl
2NaHCO3eq \(====,\s\up6(Δ))Na2CO3＋CO2↑＋H2O
该工艺的简易装置如下图所示。下列说法错误的是
A．甲装置发生反应的离子方程式为：CaCO3＋2H＋＝Ca2＋＋H2O＋CO2↑
B．乙装置的作用是除去CO2气体中的HCl气体
C．丙的广口瓶内能发生反应的主要原因是NaHCO3不溶于水
D．丁中稀硫酸若换成稀硝酸，可以获得氮肥NH4NO3
【答案】C
【解析】装置发生反应碳酸钙和稀盐酸生成氯化钙和水、二氧化碳，二氧化碳通过乙除去氯化氢后进入丙反应生成碳酸氢钠，废气使用丁吸收。
A项，甲装置发生反应碳酸钙和稀盐酸生成氯化钙和水、二氧化碳，离子方程式为：CaCO3＋2H＋＝Ca2＋＋H2O＋CO2↑，正确；B项，盐酸具有挥发性，挥发出氯化氢和饱和碳酸氢钠生成二氧化碳气体，正确；C项，丙的广口瓶内能发生反应的主要原因是NaHCO3溶解度较小，达到饱和析出，错误；D项，丁吸收多余的氨气，稀硫酸若换成稀硝酸，可以反应生成硝酸铵，获得氮肥NH4NO3，正确。
9．（2022年北京市房山区期末）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①、②均属于氧化还原反应
B．反应③表明CO2具有酸性氧化物的性质
C．反应④说明NaHCO3的稳定性强于Na2CO3
D．反应⑤、⑥可用于潜水艇中氧气的供给
【答案】C
【解析】A项，反应①、②中Na转化为Na的化合物，Na元素化合价由0价升高到＋1价，故属于氧化还原反应，正确；B项，反应③对应反应为：CO2＋2NaOH＝Na2CO3＋H2O，符合酸性氧化物定义，故CO2为酸性氧化物，正确；C项，反应④为NaHCO3受热分解生成Na2CO3，说明Na2CO3稳定性强于NaHCO3，错误；D项，反应⑤、⑥均有O2产生，可用于潜水艇中氧气的供给，正确。
10．（2023年江苏省沛县上学期第一次学情调研）纯碱是一种重要的化学原料，具有广泛的用途，常见的制备方法有路布兰制碱法、索尔维制碱法、侯氏制碱法。
其中路布兰制碱法的原理如下图所示：
已知：①反应I、II、III均在高温条件下进行；
②反应I、III为复分解反应，其中反应I中生成的HCl为气体。
（1）根据复分解反应条件可知，反应I能够发生的原因是___________________。
（2）索尔维制碱法原理主要分为两步：第一步是向饱和食盐水中先通氨气至饱和，再通入CO2有NaHCO3固体析出；第二步将NaHCO3固体分解制纯碱。
①该方法中所用的氨气可由NH4Cl为原料制得，下列可以与NH4Cl反应制NH3的一种物质是_______(填序号)。
A．Ca(OH)2B．CaCl2C．Na2SO4
②第二步反应的化学方程式为_______________________。
③第二步分解所制纯碱中可能含有少量NaHCO3固体，设计检验的方案：___________________________________________________________________。
【答案】（1）有氯化氢生成 （2）①A ②2NaHCO3eq \(====,\s\up6(Δ))Na2CO3＋H2O＋CO2↑ ③取少量固体，置于试管中加热，将产生的气体通入澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，则含碳酸氢钠固体
【解析】反应Ⅰ为浓硫酸与氯化钠高温下反应生成氯化氢气体和硫酸钠，反应Ⅱ为碳和硫酸钠高温下生成硫化钠和一氧化碳，反应Ⅲ为硫化钠和碳酸钙高温下反应生成硫化钙和碳酸钠。
（1）发生复分解反应需要满足a：生成难电离的物质(弱电解质)；b：生成难溶物；c：生成易挥发的物质(或者是气体)，反应I是氯化钠与浓硫酸反应生成硫酸钠和氯化氢，氯化氢是气体，所以符合复分解反应发生的条件；（2）①氯化铵和氢氧化钙加热生成氯化钙、氨气和水，而氯化钙和硫酸钠与氯化钙不反应。故选A项；②第二部是碳酸氢钠固体受热分解，方程式为：2NaHCO3eq \(====,\s\up6(Δ))Na2CO3＋H2O＋CO2↑；③检验碳酸钠固体中含有碳酸氢钠，利用碳酸氢钠固体受热分解而碳酸钠不分解，操作步骤为：取少量固体，置于试管中加热，将产生的气体通入澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，则含碳酸氢钠固体。
1．通过实验探究，结合盐的通性认识碳酸钠和碳酸氢钠的化学性质。
2．了解碳酸钠与碳酸氢钠在生产、生活中的应用及与性质的关系。
3．知道候氏制碱法的原料及反应原理。
操作
Na2CO3
NaHCO3
(1)观察外观并进行描述
白色粉末
细小的白色晶体
(2)向以上两支试管中分别滴入几滴水，振荡，观察现象；将温度计分别插入其中，温度计的示数有何变化
粉末结块变成晶体；放热，温度计的示数明显升高
晶体部分溶解；吸热，温度计的示数降低
(3)继续向(2)的试管中分别加入5 mL水，用力振荡，有何现象
完全溶解
部分溶解
(4)分别向(3)所得的溶液中滴入1～2滴酚酞溶液，有何现象
溶液变红色
溶液变微红色
初步结论
加水先变成含结晶水的晶体
(Na2CO3·xH2O)，溶液碱性比NaHCO3强
加水部分溶解，溶液碱性比Na2CO3弱
物质
盐
碱
操作
现象
产生白色沉淀
产生白色沉淀，有气体生成
产生白色沉淀
产生白色沉淀
实验操作
实验现象
化学方程式及结论
棉花球沾有白色无水硫酸铜粉末
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，A烧杯中澄清石灰水不变浑浊。
Na2CO3受热不分解
NaHCO3受热易分解，生成物中含有CO2和H2O。
2NaHCO3eq \(====,\s\up6(Δ))Na2CO3＋H2O＋CO2↑。
由此可知，Na2CO3的热稳定性比NaHCO3强
实验装置
实验操作
实验现象
离子方程式及结论
在两支试管中分别加入3 mL稀盐酸，将两个各装有少量等质量的Na2CO3、NaHCO3粉末的小气球分别套在两支试管的管口。将气球内的Na2CO3和NaHCO3同时倒入试管中。
两个气球均膨胀；NaHCO3与盐酸混合比Na2CO3与盐酸混合气球膨胀得快且大。
NaHCO3与盐酸反应比等质量的Na2CO3与盐酸反应产生气体多且剧烈。
Na2CO3、NaHCO3分别与盐酸反应的离子方程式为COeq \\al(2－,3)＋2H＋＝CO2↑＋H2O、HCOeq \\al(－,3)＋H＋＝CO2↑＋H2O。
名称
碳酸钠
碳酸氢钠
化学式
Na2CO3
NaHCO3
俗名
纯碱、苏打
小苏打
颜色状态
白色粉末
细小白色晶体
溶解性
易溶于水
可溶于水，比Na2CO3小
物质
Na2CO3
NaHCO3
与盐反应
Na2CO3＋CaCl2＝CaCO3↓＋2NaCl
2NaHCO3＋CaCl2＝
CaCO3↓＋CO2↑＋2NaCl＋H2O
与碱反应
NaOH
不反应
NaHCO3＋NaOH＝Na2CO3＋H2O
Ca(OH)2
Na2CO3＋Ca(OH)2＝CaCO3↓＋2NaOH
Ca(OH)2少量：
2NaHCO3＋Ca(OH)2＝CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O
Ca(OH)2过量：
NaHCO3＋Ca(OH)2＝CaCO3↓＋NaOH＋H2O
与酸反应
盐酸过量：Na2CO3＋2HCl＝2NaCl＋CO2↑＋H2O
盐酸少量：Na2CO3＋HCl＝NaHCO3＋NaCl
NaHCO3＋HCl＝NaCl＋ CO2↑＋H2O
与CO2反应
Na2CO3＋CO2＋H2O＝2NaHCO3
不反应
热稳定性
稳定
2NaHCO3eq \(====,\s\up6(Δ))Na2CO3＋CO2↑＋H2O
相互转化
用途
制玻璃、造纸、洗涤剂
发酵粉、灭火剂、治胃酸过多
生成气体
剩余固体
A．
CO2、H2O(g)
Na2CO3、Na2O2
B．
H2O(g)、O2
Na2CO3、NaHCO3
C．
H2O(g)、O2
Na2CO3、NaOH
D．
H2O(g)、O2
NaOH、Na2O2
原料
NH3、CO2、饱和食盐水
原理
往饱和食盐水中依次通入足量的NH3、CO2(氨碱法)，利用NaHCO3的溶解性小于NH4HCO3的溶解性原理，使NaHCO3从溶液中析出。
NH3＋CO2＋H2O＝NH4HCO3、NH4HCO3＋NaCl(饱和)＝NaHCO3↓＋NH4Cl
总反应为：NH3＋CO2＋H2O＋NaCl(饱和)＝NaHCO3↓＋NH4Cl
2NaHCO3eq \(====,\s\up6(Δ))Na2CO3＋H2O＋CO2↑
生产流程
性质对比
溶水热效应
水溶性
热稳定性
碱性
与酸反应速率
苏打放热
苏打＞小苏打
苏打＞小苏打
苏打＞小苏打
苏打＜小苏打
化学性质
盐通性
与盐反应
BaCl2＋Na2CO3＝BaCO3↓＋2NaCl
与碱反应
Ca(OH)2＋Na2CO3＝CaCO3↓＋2NaOH
NaOH＋NaHCO3＝Na2CO3＋H2O
与酸反应
2HCl＋Na2CO3＝2NaCl＋CO2↑＋H2O
HCl＋NaHCO3＝NaCl＋CO2↑＋H2O
稳定性
2NaHCO3eq \(====,\s\up6(Δ))Na2CO3＋CO2↑＋H2O
水解性
均可与水反应，溶液呈碱性（苏打溶液碱性较强，用作洗涤剂；小苏打碱性弱，用于治疗胃酸过多）
与CO2反应
Na2CO3＋CO2＋H2O＝2NaHCO3
A
B
C
D
除去CO2中HCl
制取NaHCO3
分离出NaHCO3
制取Na2CO3
02
预习导学
自主梳理
碳酸钠属于盐类为何叫纯碱？工业上是如何生产纯碱的？苏打和小苏打的性质有何不同？
一、碳酸钠、碳酸氢钠的溶解性
在两支试管中分别加入少量的碳酸钠和碳酸氢钠(各约1 g)，完成下列实验，并将实验现象和相应结论填入下表：
二、碳酸钠、碳酸氢钠与盐、碱的反应
三、碳酸钠、碳酸氢钠的热稳定性
四、碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的比较
1．鉴别碳酸钠和碳酸氢钠固体的方法有哪些？
2．将稀盐酸滴加到碳酸钠溶液中至碳酸钠完全反应，写出整个过程中反应的离子方程式。
1．一是将固体溶于水，测温度的变化，升高的是碳酸钠、降低的是碳酸氢钠；二是将等质量的固体溶于等体积的水中，溶解度大的是碳酸钠、小的是碳酸氢钠；三是将固体分别置于试管加热，如有水珠生成的是碳酸氢钠或加热后固体质量未变的是碳酸钠、质量减小的是碳酸氢钠。
2．CO32－＋H＋＝HCO3－、HCO3－＋H＋＝CO2↑＋H2O
预习检测
1．（2023学年辽宁辽阳上学期期中）将下列某种试剂滴入烧杯中(如图所示)，能使烧杯中的液体由无色变为红色的试剂为
A．B．
C．D．
【答案】C
【解析】烧杯中溶液为水与无色酚酞的混合溶液，酚酞遇碱变红。
A项，稀硫酸显酸性，遇酚酞不变色，不符合题意；B项，硝酸钠显中性，遇酚酞不变色，不符合题意；C项，小苏打为碳酸氢钠，溶液显碱性，遇酚酞变红色，符合题意；D项，氯化钾溶液显中性，遇酚酞不变色，不符合题意。
2．（2023年陕西省安康市期中）下列有关各种物质的物理性质的叙述中不正确的是
A．金属钠的氧化物都是淡黄色的固体B．金属钠的密度比水小
C．纯碱和小苏打都能溶于水D．鉴别碳酸钠和碳酸钾可以使用焰色反应
【答案】A
【解析】A项，Na2O是白色固体，Na2O2是淡黄色的固体，错误；B项，金属钠能浮在水面上，金属钠的密度比水小，正确；C项，碳酸钠和碳酸氢钠都能溶于水，正确；D项，钠元素的焰色为黄色、钾元素的焰色为紫色，鉴别碳酸钠和碳酸钾可以使用焰色反应，正确。
3．（2023年陕西省安康市期中）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NaOH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．分别配成溶液，再进行焰色试验
【答案】C
【解析】A项，碳酸钠和碳酸氢钠都会与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀，无法鉴别，错误；B项，碳酸钠不与氢氧化钠反应，无现象；碳酸氢钠与氢氧化钠能反应，但也无明显现象，无法鉴别，错误；C项，加热，碳酸钠受热不反应；碳酸氢钠受热产生二氧化碳使石灰水变浑浊，现象不同，可以鉴别，正确；D项，由于都是钠盐，焰色反应都是黄色，无法鉴别，错误。
4．（2022年四川广安期末）除去Na2CO3固体中少量NaHCO3的最佳方法是
A．过滤一下B．加入NaOH溶液
C．配成溶液后通入CO2D．将混合物加热
【答案】D
【解析】Na2CO3稳定，受热不分解，而NaHCO3不稳定，受热分解产生Na2CO3、H2O、CO2，分解产生的H2O、CO2挥发逸出，达到分离提纯的目的，故选D项。
5．（2022年江西省九校期中联考）下列有关Na2CO3和NaHCO3比较中，不正确的是
A．相同条件下在水中的溶解度：Na2CO3＞NaHCO3
B．相同条件下与等浓度的盐酸反应的剧烈程度：Na2CO3＞NaHCO3
C．热稳定性：Na2CO3＞NaHCO3
D．等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应生成CO2的质量：Na2CO3＞NaHCO3
【答案】BD
【解析】A项，相同条件下在水中的溶解度：Na2CO3＞NaHCO3，正确；B项，由于Na2CO3与盐酸反应是分两步进行的，故相同条件下与等浓度的盐酸反应的剧烈程度：Na2CO3＜NaHCO3，错误；C项，2NaHCO3eq \(====,\s\up6(Δ))Na2CO3＋H2O＋CO2↑，而Na2CO3受热很难分解，故热稳定性：Na2CO3＞NaHCO3，正确；D项，根据反应Na2CO3＋2HCl＝2NaCl＋H2O＋CO2↑、NaHCO3＋HCl＝NaCl＋H2O＋CO2↑可知，106 g Na2CO3产生44 g CO2，84 g NaHCO3就能产生44 g CO2，故等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应生成CO2的质量：Na2CO3＜NaHCO3，错误。
6．（2023年河北省唐山市十县一中联盟上学期期中）为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法错误的是
A．Na2CO3固体(NaHCO3)：加热至不再产生气体
B．CO2气体(HCl)：饱和Na2CO3溶液
C．NaHCO3溶液(Na2CO3)：通过量CO2
D．Na2CO3溶液(Na2SO4)：加入适量Ba(OH)2溶液，过滤
【答案】BD
【解析】A项，碳酸氢钠加热分解生成碳酸钠，碳酸钠受热不分解，则加热法可除杂，正确；B项，二氧化碳与碳酸钠也反应生成碳酸氢钠，错误；C项，碳酸钠溶液吸收二氧化碳转化为碳酸氢钠，则用二氧化碳能除去碳酸氢钠溶液中的碳酸钠，正确；D项，二者都与氢氧化钡反应生成沉淀，主要物质也被除去了，错误。
►环节一 碳酸钠与碳酸氢钠的性质
情境材料
去污粉主要是由碳酸钠界面活性剂，加了少量白土，摩擦剂，香精，功能性成分等复配而成的粉末产品，主要可以分为家居去污粉和工业去污粉，家居去污粉主要是用于清除瓷砖、家电、锅具、餐具、厨房水槽、浴缸等地方的污垢，让他们使用去污粉后能够焕然一新，不滋生各种菌类；工业去污粉主要是用在加工车间，方便去除污染物对加工件的影响。
适应症：用于缓解胃酸过多引起的胃痛、胃灼热感（烧心）、反酸。
苏打饼干的做法
食材面粉 150克油 30克酵母 3克盐 1克小苏打 1克温水 适量
问题探究
1．去污物中的小苏打属于_______(填字母)
A．酸类B．盐类C．碱类D．氧化物
2．去污物除去油渍，是因为苏打的溶液呈________，能和油脂发生反应。
3．小苏打治疗胃酸过多的离子方程式为__________________________________________，焙烘法制饼干的化学方程式为__________________________________________。
1．B
2．碱性
3．HCO3－＋H＋＝CO2↑＋H2O 2NaHCO3eq \(====,\s\up6(Δ))Na2CO3＋CO2↑＋H2O
要点归纳
一、物理性质
二、化学性质
1．在饱和碳酸钠溶液中通入足量CO2，会有沉淀生成：Na2CO3(饱和)＋CO2＋H2O＝2NaHCO3↓。
2．碳酸钠与盐酸反应，滴加顺序不同，反应现象不同：
①向盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液(开始时酸过量)：立即产生大量的气泡，反应为Na2CO3＋2HCl＝2NaCl＋CO2↑＋H2O。
②向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸(开始时酸不足)：刚开始无气泡产生，盐酸滴加到一定量后，有气泡产生。反应为Na2CO3＋HCl＝NaHCO3＋NaCl、NaHCO3＋HCl＝NaCl＋CO2↑＋H2O。
3．HCO3－在强酸与强碱溶液中，均不能存在！Ca2＋与HCO3－只有存在极稀的溶液中。
4．在书写NaHCO3与Ca(OH)2反应时，将量少物质的化学计量数定为1，再配平其他物质的化学计量数。
典例精讲
【例1】（2023年辽宁省葫芦岛市期中）为鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体，有4位同学分别设计了以下四种不同的方案，其中方法和现象判断正确的是
A．分别加入盐酸溶液，看有无气泡产生
B．分别取样配成溶液，滴加Ca(OH)2溶液，观察有无白色沉淀
C．用铂丝蘸取固体在酒精灯火焰上灼烧，观察火焰的颜色
D．分别取样在试管中加热，将可能产生的气体通入澄清石灰水，观察有无白色浑浊
【答案】D
【解析】A项，分别加入Na2CO3和NaHCO3都能产生气泡。故不可以鉴别二者，错误；B项，分别取样配成溶液，滴加Ca(OH)2溶液，都会产生白色CaCO3沉淀．故不可以鉴别二者，错误；C项，因为都是钠元素的化合物，所以焰色反应都是使火焰呈黄色，故不可以鉴别它们，错误；D项，Na2CO3稳定受热不分解，而NaHCO3不稳定受热分解产生CO2，能够使澄清石灰水变浑浊。因此观察有无白色浑浊就可以鉴别二者，正确。
【例2】（2023年山东省潍坊市期中）将NaHCO3和Na2O2的固体混合物置于密闭容器中，加热至270℃，使其充分反应，最后测得生成的气体和剩余固体均由两种物质组成，则其组成应是
【答案】C
【解析】将NaHCO3和Na2O2的固体混合物置于密闭容器中，加热至270℃，首先NaHCO3分解生成Na2CO3、CO2和H2O；之后是Na2O2分别与CO2、H2O反应。注意CO2、H2O同时通过足量的Na2O2时可认为是CO2先与Na2O2反应，后是H2O与Na2O2反应。
A项，Na2O2剩余，则不可能存在CO2、H2O，错误；B项，根据题意加热条件下，NaHCO3已完全分解，错误；C项，如NaHCO3适量，则其分解生成的CO2先与Na2O2完全反应生成O2，部分的水与Na2O2反应生成NaOH，固体为Na2CO3和NaOH，气体有生成的O2与剩余的水，正确；D项，Na2O2剩余，则不可能有H2O剩余，错误。
【例3】（2022年安徽省池州市贵池区期中）下列实验方案中，不能测定出Na2CO3和NaHCO3的混合物中Na2CO3质量分数的是
A．取a g混合物充分加热，剩余固体质量为b g
B．取a g混合物与足量NaOH溶液充分反应，得到b g溶液
C．取a g混合物与足量稀盐酸反应，加热、蒸干、灼烧，得到b g固体
D．取a g混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，质量增加b g
【答案】BD
【解析】A项，NaHCO3受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，利用差量法即可计算出Na2CO3质量分数，不符合题意；B项，b g为碳酸钠、NaOH溶液的质量，无法计算碳酸钠的质量分数，符合题意；C项，Na2CO3、NaHCO3和HCl反应生成NaCl，加热、蒸干、灼烧，得到b g氯化钠，设碳酸钠的质量为x、碳酸氢钠的质量为y，则有：
Na2CO3＋2HCl＝2NaCl＋CO2↑＋H2O NaHCO3＋HCl＝NaCl＋CO2↑＋H2O
106 2×58.5 84 58.5
x EQ \f(2×58.5×x,106) y EQ \f(58.5×y,84)
则得x＋y＝a， EQ \f(2×58.5×x,106)＋ EQ \f(58.5×y,84)＝b，然后可计算碳酸钠的质量分数，不符合题意；D项，碳酸钠、碳酸氢钠都能和稀硫酸反应产生二氧化碳和水，碱石灰能够吸收二氧化碳和水，增加的质量为二氧化碳和水的总质量，但是两者具体的质量未知，无法计算碳酸钠的质量分数，符合题意。
►环节二 候氏制碱法
情境材料
1926年，我国化工专家侯德榜创造出的“侯氏制碱法”，结束了由美、英、法等国垄断世界纯碱市场的时代。其基本工业流程如图：
问题探究
1．上述物质中属于酸式盐的是___________。
2．能否先通CO2后通NH3？
3．“侯氏制碱法”中除水外，能够循环利用的物质是___________和___________(填化学式)
1．碳酸氢钠或NaHCO3 【解析】氨气极易溶于水，且氨气溶于水，溶液显碱性，向饱和氨盐水中通入CO2，利用碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠，发生NaCl＋CO2＋H2O＋NH3＝NaHCO3↓＋NH4Cl，过滤，碳酸氢钠不稳定受热易分解。上述物质中属于酸式盐的是NaHCO3；故答案为碳酸氢钠或NaHCO3。
2．不能 【解析】从气体的溶解度考虑，CO2可溶于水而NH3极易溶于水。如先通过CO2则产生的NaHCO3的量极少。
3．①NaCl ②CO2 【解析】根据上述流程，循环使用的物质是CO2、NaCl，故答案为CO2；NaCl。
要点归纳
三、侯氏制碱法
不能先通入CO2、再通入NH3至饱和。
典例精讲
【例4】（2022年江苏省徐州市第七中学期中）“侯氏制碱法”是将CO2通入含NH3的饱和NaCl溶液中，结晶，过滤，加热分解NaHCO3制得Na2CO3。实验室模拟制取Na2CO3，使用的装置能达到实验目的的是
A．用图1所示装置制取CO2气体
B．用图2所示装置除去CO2气体中的HCl杂质
C．用图3所示装置从溶液中分离出NaHCO3固体
D．用图4所示装置加热分解制取Na2CO3
【答案】C
【解析】A项，稀盐酸与CaCO3反应产生的CO2气体会通过长颈漏斗逸出，不能收集到CO2气体，不符合题意；B项，用NaHCO3饱和溶液除去杂质HCl时，导气管应该长进短出，不符合题意；C项，可以采用如图所示的过滤装置分离NaHCO3固体与溶液，符合题意；D项，加热分解NaHCO3制取Na2CO3应该在坩埚中进行，不能采用蒸发方法，不符合题意。
【例5】(2023届江苏无锡上学期期中)地球海洋是巨大的物质资源宝库，有待于人们进一步开发、利用和保护。氯化钠在海水中的质量分数为2.72％，是海水中含量最多的盐。从远古时代开始，人们就掌握了从海水中获取食盐的方法。近代以来，随着科学技术和化学工业的发展，人们在工业上以氯化钠为原料进一步制备金属钠、氯气、烧碱、碳酸氢钠和碳酸钠，并以氯气、烧碱等为原料进一步从海洋中提取出溴、碘、镁。这些海洋化工产品为化学工业生产体系输送了大量的基础原料，为人类的可持续发展做出了重要贡献。用下列装置模拟侯氏制碱法的部分工艺。下列对于该实验方案的说法不正确的是
A．装置Ⅰ中使用小颗粒CaCO3可加快气体生成
B．装置Ⅱ中的试剂可使用饱和Na2CO3溶液
C．装置Ⅲ中使用冰水可促进NaHCO3析出
D．侯氏制碱法可以实现CO2的循环利用
【答案】B
【解析】装置Ⅰ制备二氧化碳，装置Ⅱ除去二氧化碳中混有的氯化氢，然后通入装置Ⅲ即被氨气饱和的氯化钠溶液中制备碳酸氢钠，据此解答。
A项，装置Ⅰ中反应是碳酸钙和盐酸反应生成二氧化碳气体，使用小颗粒的碳酸钙，增大了碳酸钙与溶液的接触面积，可加快气体生成，正确；B项，向装置Ⅱ洗气瓶中加入饱和Na2CO3溶液，二氧化碳和HCl都能与碳酸钠溶液反应，生成碳酸氢钠，不能除去CO2中的少量HCl，应该用饱和碳酸氢钠溶液，错误；C项，装置Ⅲ中氨化的饱和食盐水中通入二氧化碳生成碳酸氢钠晶体，用冰水浴冷却试管内溶液，碳酸氢钠溶解度减小，有利于析出NaHCO3固体，正确；D项，在装置Ⅲ中发生反应为：NH3＋CO2＋H2O＋NaCl＝NaHCO3↓＋NH4Cl，碳酸氢钠受热分解又产生二氧化碳，所以侯氏制碱法可以实现CO2的循环利用，正确。
04
课堂总结
碳酸钠与碳酸氢钠
0503
强化训练
1．（2023年广东省中山市上学期期中）下列关于钠及其化合物的说法正确的是
A．纯碱可用于治疗胃酸过多
B．过氧化钠只具有还原性
C．钠燃烧时发出黄色的火焰
D．氧化钠可用作供氧剂
【答案】C
【解析】A项，纯碱碱性太强，腐蚀性强，和胃酸反应剧烈，不能用来治疗胃酸过多，应选择碳酸氢钠，错误；B项，Na2O2中氧呈－1价，一般具有强氧化性，化合价降低，但也可以体现还原性，化合价升高生成氧气，错误；C项，钠燃烧时发出黄色的火焰，正确；D项，过氧化钠能与二氧化碳和水反应生成氧气，可用作供氧剂，氧化钠与二氧化碳和水反应均不能产生氧气，不能作供氧剂，错误。
2．（2022年湖北省期中）为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法错误的是
A．CO2气体(HCl)，饱和NaHCO3溶液
B．Na2CO3固体(NaHCO3)，加热至不再产生气体
C．Na2O2粉末(Na2O)，将混合物放在氧气中加热
D．Na2CO3溶液(Na2SO4)，加入适量Ba(NO3)2溶液，过滤
【答案】D
【解析】A项，饱和NaHCO3溶液吸收CO2气体中的(HCl)杂质，不会引入新的杂质，正确；B项，NaHCO3受热易分解生成碳酸钠、水、二氧化碳，不会引入新的杂质，正确；C项，Na2O放在氧气中加热生成过氧化钠，正确；D项，Na2SO4杂质加入适量Ba(NO3)2溶液生成硫酸钡和硝酸钠，引入杂质，错误。
3．（2023年广东省中山市上学期期中）为鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体，4位同学分别设过了下列四种不同的方法，其中不可行的是
A．各取少量试管中，分别滴入少量水，用温度计测量其温度
B．分别取样在试管中加热，将可能产生的气体通入澄清石灰水，观察有无白色浑浊
C．分别取样配成溶液，滴加Ba(OH)2溶液，观察有无白色沉淀
D．分别配成物质的量浓度相同的溶液，滴加酚酞观察其颜色深浅
【答案】C
【解析】A项，Na2CO3溶于水放热，NaHCO3溶于水吸热，用温度计测量其温度变化可以鉴别，不符合题意；B项NaHCO3不稳定，加热易分解，2NaHCO3eq \(====,\s\up6(Δ))Na2CO3＋H2O＋ CO2↑，生成二氧化碳气体可通入澄清石灰水，观察有无白色浑浊，可以鉴别，不符合题意；C项Na2CO3和NaHCO3均与Ba(OH)2反应生成白色的BaCO3沉淀，现象相同，不能鉴别，符合题意；D项物质的量浓度相等时，CO32－的水解程度大于HCO3－的水解程度，故Na2CO3溶液的碱性较强，滴加酚酞观察其颜色深浅可以鉴别，不符合题意。
4．（2022年吉林省洮南市第一中学期中）侯德榜是我国近代化学工业的人之一、他将氨碱法和合成氨工艺联合起来，发明了“联合制碱法”。氨碱法中涉及的反应有：
反应Ⅰ：NaCl＋CO2＋NH3＋H2O＝NaHCO3↓＋NH4Cl
反应Ⅱ：2NaHCO3eq \(====,\s\up6(Δ))Na2CO3＋CO2↑＋H2O
下列制取少量Na2CO3的实验原理和装置不能达到实验目的的是
A．图甲：制取CO2B．图乙：除去CO2中的HCl
C．图丙：制取Na2CO3D．图丁：制取NaHCO3
【答案】C
【解析】A项，甲装置中试剂是稀盐酸和大理石反应生成二氧化碳气体，故可用于制取CO2，正确；B项，除去CO2中HCI，可以把混合气体通入饱和碳酸氢钠溶液，导气管应长进短出，能达到除杂目的，正确；C项，碳酸氢钠固体受热分解过程中生成碳酸钠、二氧化碳和水，装置中生成的水会倒流炸裂试管，应试管口略向下倾斜，错误；D项，装置图中向溶有足量氨气的饱和食盐水中通入二氧化碳，在冰水温度下发生反应，生成碳酸氢钠晶体和氯化铵，可以制备碳酸氢钠，正确。
5．（2023年辽宁省葫芦岛市期中）200 mL含有0.20 ml碳酸钠的溶液和200 mL盐酸，不管将前者滴加入后者，还是将后者滴加入前者，都有气体产生，但最终生成的气体体积不同，则盐酸的浓度合理的是
A．2.5 ml·L－1B．1.5 ml·L－1
C．0.18 ml·L－1D．0.24 ml·L－1
【答案】B
【解析】当碳酸钠滴入盐酸中，先反应生成二氧化碳，后无气体，碳酸钠完全反应，需要盐酸的浓度为 EQ \f(0.2 ml×2,0.2 L)＝2 ml·L－1。当盐酸加入碳酸钠中先反应生成碳酸氢钠，无气体放出，需要盐酸的浓度为 EQ \f(0.2 ml,0.2 L)＝1 ml·L－1，后再加入盐酸，才有气体放出，所以要满足滴加方式不同，产生的气体体积不同，则盐酸的浓度应该在1 ml·L－1～2 ml·L－1之间，答案选B项。
6．（2023年四川省成都市郫都区期中）下列有关Na2CO3和NaHCO3性质比较中，正确的是
A．热稳定性：Na2CO3＜NaHCO3
B．常温下在水溶液中的溶解度：Na2CO3＜NaHCO3
C．等质量的固体分别与足量的盐酸反应产生CO2的质量：Na2CO3＞NaHCO3
D．等浓度溶液的碱性：Na2CO3＞NaHCO3
【答案】D
【解析】A项，Na2CO3比较稳定，受热不分解，NaHCO3不稳定，受热发生分解反应，故热稳定性：Na2CO3＜NaHCO3，错误；B项，常温下Na2CO3易溶于水，NaHCO3能够溶于水，因此在水溶液中的溶解度：Na2CO3＞NaHCO3，错误；C项，根据反应方程式：Na2CO3＋2HCl＝2NaCl＋H2O＋CO2↑及NaHCO3＋HCl＝2NaCl＋H2O＋CO2↑可知：106 g Na2CO3反应产生44 g CO2气体，84 g NaHCO3反应产生44 g CO2气体，可见等质量的固体分别与足量的盐酸反应产生CO2的质量：Na2CO3＜NaHCO3，错误；D项，向等浓度Na2CO3、NaHCO3溶液中分别滴入酚酞试液，前者变为深红色，后者变为浅红色，说明等浓度的两种溶液的碱性：Na2CO3＞NaHCO3，正确。
7．（2023年河南省安阳市期中）侯德榜是我国近代化学工业的奠基人之一，他将氨碱法和合成氨工艺联合起来，发明了“联合制碱法”。氨碱法中涉及的反应有：反应Ⅰ：NaCl＋CO2＋NH3＋H2O＝NaHCO3↓＋NH4Cl；反应Ⅱ：2NaHCO3eq \(====,\s\up6(Δ))Na2CO3＋CO2↑＋H2O。下列装置不能达到相应实验目的的是
【答案】A
【解析】A项，除去CO2中HCl，可以把混合气体通入饱和碳酸氢钠溶液，碳酸钠溶液也能与CO2反应，不符合除杂原则，错误；B项，溶有氨气的饱和食盐水溶液呈碱性，有利于增大二氧化碳的溶解，反应生成碳酸氢钠晶体和氯化铵，可制取NaHCO3，正确；C项，NaHCO3在该反应中以固体析出，因此可用过滤操作分离，正确；D项，碳酸氢钠固体受热分解过程中生成碳酸钠、二氧化碳和水，试管口略向下倾斜，可制取Na2CO3，正确。
8．（2023年四川省成都市四县区期中）“侯氏制碱法”曾为全球制碱工业做出了巨大贡献。该工艺以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱，主要的化学反应方程式为：
NH3＋CO2＋H2O＋NaCl＝NaHCO3↓＋NH4Cl
2NaHCO3eq \(====,\s\up6(Δ))Na2CO3＋CO2↑＋H2O
该工艺的简易装置如下图所示。下列说法错误的是
A．甲装置发生反应的离子方程式为：CaCO3＋2H＋＝Ca2＋＋H2O＋CO2↑
B．乙装置的作用是除去CO2气体中的HCl气体
C．丙的广口瓶内能发生反应的主要原因是NaHCO3不溶于水
D．丁中稀硫酸若换成稀硝酸，可以获得氮肥NH4NO3
【答案】C
【解析】装置发生反应碳酸钙和稀盐酸生成氯化钙和水、二氧化碳，二氧化碳通过乙除去氯化氢后进入丙反应生成碳酸氢钠，废气使用丁吸收。
A项，甲装置发生反应碳酸钙和稀盐酸生成氯化钙和水、二氧化碳，离子方程式为：CaCO3＋2H＋＝Ca2＋＋H2O＋CO2↑，正确；B项，盐酸具有挥发性，挥发出氯化氢和饱和碳酸氢钠生成二氧化碳气体，正确；C项，丙的广口瓶内能发生反应的主要原因是NaHCO3溶解度较小，达到饱和析出，错误；D项，丁吸收多余的氨气，稀硫酸若换成稀硝酸，可以反应生成硝酸铵，获得氮肥NH4NO3，正确。
9．（2022年北京市房山区期末）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①、②均属于氧化还原反应
B．反应③表明CO2具有酸性氧化物的性质
C．反应④说明NaHCO3的稳定性强于Na2CO3
D．反应⑤、⑥可用于潜水艇中氧气的供给
【答案】C
【解析】A项，反应①、②中Na转化为Na的化合物，Na元素化合价由0价升高到＋1价，故属于氧化还原反应，正确；B项，反应③对应反应为：CO2＋2NaOH＝Na2CO3＋H2O，符合酸性氧化物定义，故CO2为酸性氧化物，正确；C项，反应④为NaHCO3受热分解生成Na2CO3，说明Na2CO3稳定性强于NaHCO3，错误；D项，反应⑤、⑥均有O2产生，可用于潜水艇中氧气的供给，正确。
10．（2023年江苏省沛县上学期第一次学情调研）纯碱是一种重要的化学原料，具有广泛的用途，常见的制备方法有路布兰制碱法、索尔维制碱法、侯氏制碱法。
其中路布兰制碱法的原理如下图所示：
已知：①反应I、II、III均在高温条件下进行；
②反应I、III为复分解反应，其中反应I中生成的HCl为气体。
（1）根据复分解反应条件可知，反应I能够发生的原因是___________________。
（2）索尔维制碱法原理主要分为两步：第一步是向饱和食盐水中先通氨气至饱和，再通入CO2有NaHCO3固体析出；第二步将NaHCO3固体分解制纯碱。
①该方法中所用的氨气可由NH4Cl为原料制得，下列可以与NH4Cl反应制NH3的一种物质是_______(填序号)。
A．Ca(OH)2B．CaCl2C．Na2SO4
②第二步反应的化学方程式为_______________________。
③第二步分解所制纯碱中可能含有少量NaHCO3固体，设计检验的方案：___________________________________________________________________。
【答案】（1）有氯化氢生成 （2）①A ②2NaHCO3eq \(====,\s\up6(Δ))Na2CO3＋H2O＋CO2↑ ③取少量固体，置于试管中加热，将产生的气体通入澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，则含碳酸氢钠固体
【解析】反应Ⅰ为浓硫酸与氯化钠高温下反应生成氯化氢气体和硫酸钠，反应Ⅱ为碳和硫酸钠高温下生成硫化钠和一氧化碳，反应Ⅲ为硫化钠和碳酸钙高温下反应生成硫化钙和碳酸钠。
（1）发生复分解反应需要满足a：生成难电离的物质(弱电解质)；b：生成难溶物；c：生成易挥发的物质(或者是气体)，反应I是氯化钠与浓硫酸反应生成硫酸钠和氯化氢，氯化氢是气体，所以符合复分解反应发生的条件；（2）①氯化铵和氢氧化钙加热生成氯化钙、氨气和水，而氯化钙和硫酸钠与氯化钙不反应。故选A项；②第二部是碳酸氢钠固体受热分解，方程式为：2NaHCO3eq \(====,\s\up6(Δ))Na2CO3＋H2O＋CO2↑；③检验碳酸钠固体中含有碳酸氢钠，利用碳酸氢钠固体受热分解而碳酸钠不分解，操作步骤为：取少量固体，置于试管中加热，将产生的气体通入澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，则含碳酸氢钠固体。
1．通过实验探究，结合盐的通性认识碳酸钠和碳酸氢钠的化学性质。
2．了解碳酸钠与碳酸氢钠在生产、生活中的应用及与性质的关系。
3．知道候氏制碱法的原料及反应原理。
操作
Na2CO3
NaHCO3
(1)观察外观并进行描述
白色粉末
细小的白色晶体
(2)向以上两支试管中分别滴入几滴水，振荡，观察现象；将温度计分别插入其中，温度计的示数有何变化
粉末结块变成晶体；放热，温度计的示数明显升高
晶体部分溶解；吸热，温度计的示数降低
(3)继续向(2)的试管中分别加入5 mL水，用力振荡，有何现象
完全溶解
部分溶解
(4)分别向(3)所得的溶液中滴入1～2滴酚酞溶液，有何现象
溶液变红色
溶液变微红色
初步结论
加水先变成含结晶水的晶体
(Na2CO3·xH2O)，溶液碱性比NaHCO3强
加水部分溶解，溶液碱性比Na2CO3弱
物质
盐
碱
操作
现象
产生白色沉淀
产生白色沉淀，有气体生成
产生白色沉淀
产生白色沉淀
实验操作
实验现象
化学方程式及结论
棉花球沾有白色无水硫酸铜粉末
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，A烧杯中澄清石灰水不变浑浊。
Na2CO3受热不分解
NaHCO3受热易分解，生成物中含有CO2和H2O。
2NaHCO3eq \(====,\s\up6(Δ))Na2CO3＋H2O＋CO2↑。
由此可知，Na2CO3的热稳定性比NaHCO3强
实验装置
实验操作
实验现象
离子方程式及结论
在两支试管中分别加入3 mL稀盐酸，将两个各装有少量等质量的Na2CO3、NaHCO3粉末的小气球分别套在两支试管的管口。将气球内的Na2CO3和NaHCO3同时倒入试管中。
两个气球均膨胀；NaHCO3与盐酸混合比Na2CO3与盐酸混合气球膨胀得快且大。
NaHCO3与盐酸反应比等质量的Na2CO3与盐酸反应产生气体多且剧烈。
Na2CO3、NaHCO3分别与盐酸反应的离子方程式为COeq \\al(2－,3)＋2H＋＝CO2↑＋H2O、HCOeq \\al(－,3)＋H＋＝CO2↑＋H2O。
名称
碳酸钠
碳酸氢钠
化学式
Na2CO3
NaHCO3
俗名
纯碱、苏打
小苏打
颜色状态
白色粉末
细小白色晶体
溶解性
易溶于水
可溶于水，比Na2CO3小
物质
Na2CO3
NaHCO3
与盐反应
Na2CO3＋CaCl2＝CaCO3↓＋2NaCl
2NaHCO3＋CaCl2＝
CaCO3↓＋CO2↑＋2NaCl＋H2O
与碱反应
NaOH
不反应
NaHCO3＋NaOH＝Na2CO3＋H2O
Ca(OH)2
Na2CO3＋Ca(OH)2＝CaCO3↓＋2NaOH
Ca(OH)2少量：
2NaHCO3＋Ca(OH)2＝CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O
Ca(OH)2过量：
NaHCO3＋Ca(OH)2＝CaCO3↓＋NaOH＋H2O
与酸反应
盐酸过量：Na2CO3＋2HCl＝2NaCl＋CO2↑＋H2O
盐酸少量：Na2CO3＋HCl＝NaHCO3＋NaCl
NaHCO3＋HCl＝NaCl＋ CO2↑＋H2O
与CO2反应
Na2CO3＋CO2＋H2O＝2NaHCO3
不反应
热稳定性
稳定
2NaHCO3eq \(====,\s\up6(Δ))Na2CO3＋CO2↑＋H2O
相互转化
用途
制玻璃、造纸、洗涤剂
发酵粉、灭火剂、治胃酸过多
生成气体
剩余固体
A．
CO2、H2O(g)
Na2CO3、Na2O2
B．
H2O(g)、O2
Na2CO3、NaHCO3
C．
H2O(g)、O2
Na2CO3、NaOH
D．
H2O(g)、O2
NaOH、Na2O2
原料
NH3、CO2、饱和食盐水
原理
往饱和食盐水中依次通入足量的NH3、CO2(氨碱法)，利用NaHCO3的溶解性小于NH4HCO3的溶解性原理，使NaHCO3从溶液中析出。
NH3＋CO2＋H2O＝NH4HCO3、NH4HCO3＋NaCl(饱和)＝NaHCO3↓＋NH4Cl
总反应为：NH3＋CO2＋H2O＋NaCl(饱和)＝NaHCO3↓＋NH4Cl
2NaHCO3eq \(====,\s\up6(Δ))Na2CO3＋H2O＋CO2↑
生产流程
性质对比
溶水热效应
水溶性
热稳定性
碱性
与酸反应速率
苏打放热
苏打＞小苏打
苏打＞小苏打
苏打＞小苏打
苏打＜小苏打
化学性质
盐通性
与盐反应
BaCl2＋Na2CO3＝BaCO3↓＋2NaCl
与碱反应
Ca(OH)2＋Na2CO3＝CaCO3↓＋2NaOH
NaOH＋NaHCO3＝Na2CO3＋H2O
与酸反应
2HCl＋Na2CO3＝2NaCl＋CO2↑＋H2O
HCl＋NaHCO3＝NaCl＋CO2↑＋H2O
稳定性
2NaHCO3eq \(====,\s\up6(Δ))Na2CO3＋CO2↑＋H2O
水解性
均可与水反应，溶液呈碱性（苏打溶液碱性较强，用作洗涤剂；小苏打碱性弱，用于治疗胃酸过多）
与CO2反应
Na2CO3＋CO2＋H2O＝2NaHCO3
A
B
C
D
除去CO2中HCl
制取NaHCO3
分离出NaHCO3
制取Na2CO3
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