人教版 (2019)必修 第一册第一节 钠及其化合物第4课时导学案

这是一份人教版 (2019)必修 第一册第一节 钠及其化合物第4课时导学案，共8页。学案主要包含了解题指南，补偿训练，思维建模，规律方法等内容，欢迎下载使用。

碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别
Na2CO3、NaHCO3的鉴别
1．利用热稳定性不同：
(1)鉴别方法

(2)常用装置
2．利用和酸反应生成气体的速率不同(相同条件下)：
3．利用与BaCl2溶液反应：
4．利用溶液的碱性强弱：
【典例】有两支试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液，下列操作和判断正确的是( )
【解题指南】解答该题要注意以下三点：
(1)结构决定性质，Na2CO3和NaHCO3的性质不同在于阴离子的不同；
(2)CaCO3难溶于水，Ca(HCO3)2易溶于水；
(3)Na2CO3与酸反应是碳酸根离子逐步结合氢离子的过程。
【解析】选C。A项中发生的反应分别为Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH，2NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，两者现象相同(产生白色沉淀)；B项滴加等浓度的稀盐酸时，NaHCO3溶液反应更剧烈；C项Na2CO3与BaCl2发生反应：Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl，产生白色沉淀，NaHCO3与BaCl2不反应；D项逐滴加入等浓度的盐酸时，NaHCO3立即产生气泡，Na2CO3开始无气泡产生，过一会儿才产生气泡。

(1)若将A项改为分别加入氢氧化钡溶液，能否鉴别？
提示：不能。因为Na2CO3和NaHCO3均与Ba(OH)2反应生成白色沉淀BaCO3，不能鉴别。
(2)上题D项，滴加顺序颠倒，即将两种溶液分别滴入盐酸中，能否鉴别？
提示：否。将两种溶液滴入稀盐酸中，盐酸过量，都立即产生气体，无法鉴别。
现有两瓶无标签的无色溶液，分别装有Na2CO3和NaHCO3，用下列试剂或方法能将两者区分的是( )
①Ca(OH)2 ②盐酸 ③BaCl2 ④NaOH ⑤加热
A．②③ B．①③ C．③④ D．②⑤
【解析】选A。①二者均与石灰水反应生成白色沉淀，现象相同，不能鉴别。②加入盐酸，碳酸钠开始不生成气体，而碳酸氢钠立即生成气体，现象不同，可鉴别。③碳酸钠与氯化钡反应生成沉淀，而碳酸氢钠与氯化钡不反应，现象不同，可以鉴别。④碳酸氢钠与NaOH反应生成碳酸钠和水，现象不明显，而碳酸钠与NaOH不反应，不能鉴别。⑤在溶液中加热，都不分解，没有明显现象，不能鉴别。
【补偿训练】
现有两瓶失去标签的同浓度的Na2CO3和NaHCO3无色溶液，请提出简便的鉴别方法，其中不合理的是( )
A．用干燥的pH试纸检验，pH大的是Na2CO3
B．取同量的溶液于两支试管中，各滴入酚酞溶液，红色较深的是Na2CO3Ｋ
C．取同量的溶液于两支试管中，加热，有气泡产生的是NaHCO3
D．取同量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
【解析】选C。A项，Na2CO3、NaHCO3溶液均呈碱性，同温度相同物质的量浓度两溶液，Na2CO3溶液中c(OH－)大，pH大，正确；B项，因Na2CO3溶液中
c(OH－)大，分别滴加酚酞溶液，红色较深的是Na2CO3溶液，正确；C项，取同量的溶液于两支试管中，加热，均没有气体生成，错误；D项，同浓度的两溶液中，分别逐滴加入稀盐酸，NaHCO3开始就有气体放出，正确。
纯碱和小苏打是厨房中两种常见的用品，它们都是白色固体。某位同学的妈妈将盛放两种物品的瓶子弄混了，该同学主动提出帮忙，提出以下方案，分析是否合理？
(1)方案1：分别用炒锅加热两种样品，全部分解挥发，没有残留物的是小苏打。
提示：否。纯碱受热不分解，小苏打受热分解生成碳酸钠，故两种样品都会有残留。
(2)方案2：用洁净铁丝蘸取两种样品在煤气火焰上灼烧，观察火焰颜色，黄色的是小苏打。
提示：否。两种物质都有Na元素，火焰上灼烧后都有Na元素的焰色特征黄色。
数形结合分析Na2CO3、NaHCO3与盐酸的反应
1．盐酸逐滴加入Na2CO3溶液现象、原理分析及图像：
(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为CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋H＋===HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ，无色气体放出时反应的离子方程式为HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋H＋===CO2↑＋H2O。
(3)定量关系：开始阶段与产生气体阶段消耗的盐酸相等，如图：
2．Na2CO3溶液逐滴滴入稀盐酸中现象、原理分析：
(1)现象：有无色气体放出。
(2)反应的离子方程式：CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋2H＋===CO2↑＋H2O。
(3)图像：开始阶段与产生气体阶段消耗的盐酸相等，如图：
3．NaHCO3溶液与盐酸反应的现象、原理分析及图像：
(1)现象：向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，或向盐酸中
逐滴加入NaHCO3溶液，现象相同：立即有气泡产生。
(2)原理：HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋H＋===CO2↑＋H2O。
(3)图像：向NaHCO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图所示：
【典例】将0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加稀盐酸。下列图像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( )
【思维建模】解答有关“Na2CO3、NaHCO3与盐酸的反应”问题的思维流程如下：
【解析】选C。溶液中滴加稀盐酸，先与OH－反应，再与CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 反应生成HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ，最后再需稀盐酸将HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 全部转化成CO2，三个阶段消耗的盐酸的体积为1∶1∶1，故选C。
(1)若混合溶液的溶质为Na2CO3和NaHCO3，物质的量浓度相等，图像为哪个？
提示：D。Na2CO3和NaHCO3混合溶液中滴加盐酸，首先碳酸钠生成碳酸氢钠，然后碳酸氢钠再与盐酸反应生成气体，故无气体产生时消耗的盐酸小于产生气体时消耗的盐酸。
(2)向上题溶液中通入足量的CO2，所得溶液中溶质是什么？其质量是多少？
提示：NaHCO3 2.52 g。由化学方程式得
NaOH～NaHCO3 Na2CO3～2NaHCO3
40 84 106 2×84
0.4 g m1 1.06 g m2
得m1 ＝0.84 g m2＝1.68 g
所得溶液中溶质NaHCO3的质量为2.52 g。
【规律方法】依据图像特点判断CO2与氢氧化钠溶液反应后溶液成分的方法
(2021·潍坊高一检测)向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加稀盐酸，CO2的生成量与加入盐酸的体积(V)的关系如图所示。下列判断正确的是( )
A．在O～a范围内，只发生中和反应
B．ab段发生反应的离子方程式为CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋2H＋===H2O＋CO2↑
C．a＞0.2
D．向原混合溶液中通入过量的CO2，得到Na2CO3溶液
【解析】选C。向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加稀盐酸，发生的反应依次为OH－＋H＋===H2O，CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋H＋===HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ，HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋H＋===CO2↑＋H2O，据此可以解答。在O～a范围内，发生的反应应该是OH－＋H＋===H2O，CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋H＋===HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ，不只发生中和反应，A错误；ab段发生反应的离子方程式为HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋H＋===CO2↑＋H2O，B错误；溶液中的溶质为Na2CO3和NaOH，则Oa段消耗盐酸的体积大于ab段消耗盐酸的体积，即V(Oa)＞V(a～0.4)，故a＞0.2，C正确；向原混合溶液中通入过量的CO2，氢氧化钠、碳酸钠都和CO2反应生成NaHCO3溶液，D错误。
互滴法是指当两种溶液反应时有两个不同的反应过程，且这两个过程的实验现象各不相同，则可以通过滴加顺序不同，利用产生的现象不同进行鉴别。
请思考碳酸钠溶液和盐酸溶液能否通过互滴法进行区分？
提示：能。盐酸逐滴加入碳酸钠溶液中的现象为开始无明显现象，后有无色气体放出。原理为CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋H＋===HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) (无明显现象)，HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋H＋===H2O＋CO2↑(无色气体放出)。
碳酸钠溶液逐滴加入盐酸中的现象为立即有无色气体放出。原理为CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋2H＋===H2O＋CO2↑。
【鲁科版】P32【探究碳酸氢钠用作膨松剂的作用原理】
碳酸氢钠作为单一膨松剂，可能会造成食品口味不纯、颜色加深等问题。结合对碳酸氢钠膨松作用原理的探讨，应如何选择合适的物质来制成复合膨松剂呢？
1．请在白醋、柠檬酸中选择你认为合适的物质和碳酸氢钠组成复合膨松剂，尝试用其蒸馒头并讨论影响馒头膨松效果的因素。
2．除了用碳酸氢钠，你还可以利用哪些碳酸盐类物质设计复合膨松剂？
现有a g纯净的碳酸钠和a g碳酸钠与碳酸氢钠的混合物相比。
(1)分别和盐酸反应时，谁耗酸量大？
提示：纯净的碳酸钠。碳酸钠和碳酸氢钠分别与盐酸发生：CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋2H＋===CO2↑＋H2O，HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋H＋===CO2↑＋H2O，a g纯净碳酸钠消耗盐酸 eq \f(73,106) a g，a g纯净碳酸氢钠消耗盐酸 eq \f(36.5,84) a g，故碳酸钠消耗的盐酸多。
(2)分别和足量盐酸反应时，谁放出的CO2多？
提示：混合物。分别和足量盐酸反应时，a g纯净的碳酸钠生成二氧化碳的质量为 eq \f(44a,106) g，a g碳酸钠与碳酸氢钠的混合物生成二氧化碳的质量介于 eq \f(44a,106) ～ eq \f(44a,84) g之间，则混合物放出的CO2多。
1．(水平1)除去CO2中混有的少量HCl，最好将混合气体通过( )
A．烧碱溶液 B．饱和的碳酸氢钠溶液
C．碳酸钠溶液 D．浓硫酸
【解析】选B。A、C项与二氧化碳气体也能发生反应，D项与HCl气体不反应，只有B项符合题意。
【补偿训练】
下列化合物与小苏打溶液反应，没有气体或沉淀生成的是( )
A．烧碱 B．硫酸氢钠
C．氢氧化钡 D．过氧化钠
【解析】选A。NaOH与NaHCO3反应产生Na2CO3和H2O，Na2CO3易溶于水；NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，相当于一元强酸，可与NaHCO3反应产生CO2气体；Ba(OH)2是强碱，OH－可与NaHCO3中的HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 反应产生CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ，
CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋Ba2＋===BaCO3↓；Na2O2在任何水溶液中都会与H2O反应产生O2。
2．(水平2)分别取等物质的量浓度的氢氧化钠溶液各100 mL，再通入一定量的CO2，随后分别各取20 mL溶液，向其中逐滴滴入盐酸，在标准状况下产生CO2的体积(y轴)与所加入盐酸的体积(x轴)的关系如图(分A、B两种情况)：
(1)在A情况下，溶质是________(填化学式)。
(2)在B情况下，溶质是________(填化学式)。
【解析】CO2与NaOH溶液反应时，据CO2量与NaOH量的相对多少，有这样两个阶段：①CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O，此时溶质可能为NaOH和Na2CO3或只有Na2CO3(刚好反应)；②Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3，此时溶质可能为Na2CO3和NaHCO3或只有NaHCO3；据图分析：B情况最终生成的CO2是A情况的2倍。
答案：(1)NaOH、Na2CO3 (2)Na2CO3、NaHCO3选项
操作
判断
A
分别加入澄清石灰水
产生沉淀者为Na2CO3
B
分别加入等浓度的稀盐酸
反应较剧烈者为Na2CO3
C
分别加入BaCl2溶液
产生沉淀者为Na2CO3
D
逐滴加入等浓度的盐酸
立即产生气泡者为Na2CO3
(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
(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Na2CO3和NaOH
(4)若V(Oa)＜V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积小于ab段消耗盐酸的体积)
溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3