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

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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)方法混合物(括号内为杂质)除杂方法或试剂Na2CO3固体(NaHCO3)加热NaHCO3溶液(Na2CO3)通入足量CO2气体Na2CO3溶液(NaHCO3)加入适量NaOH溶液 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①生成CO2的速率NaHCO3快②耗酸量等质量Na2CO3耗酸多相同数目Na2CO3耗酸多③生成CO2的体积等质量NaHCO3产生的多相同数目相等 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　Δm168 g         106 g                 62 gNaHCO3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∶53C．1∶1   D．42∶533．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Na2CO3②取等体积的溶液于两支试管中，加热，有气泡产生的是NaHCO3③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NaHCO3④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Na2CO3⑤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Na2CO3A．①⑤   B．③④C．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(　　)选项陈述Ⅰ陈述Ⅱ判断A纯碱可用于治疗胃溃疡纯碱可与盐酸反应Ⅰ对，Ⅱ对，有B除去CO2中的少量HCl杂质可将气体通入饱和Na2CO3溶液除去Na2CO3可与HCl反应Ⅰ对，Ⅱ错，无CNa2CO3溶液中混有少量NaHCO3杂质，可加入适量NaOH除去NaHCO3可与NaOH反应生成Na2CO3Ⅰ对，Ⅱ对，有D向饱和Na2CO3溶液中通入CO2气体，有白色晶体析出NaHCO3难溶于水Ⅰ对，Ⅱ对，有 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NaHCO3B．当稀盐酸足量时，装置Ⅰ中气球鼓起体积较小的是NaHCO3C．加热装置Ⅱ，使澄清石灰水变浑浊一侧的白色固体是NaHCO3D．装置Ⅲ也可以鉴别Na2CO3和NaHCO36．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>Na2CO3B．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 gC．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 gC．2.65 g   D．2.10 g9．(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 gD．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)＝0.3D．原混合溶液中NaOH与Na2CO3的质量之比为1∶211．下表中叙述Ⅲ不正确的是(　　)选项叙述Ⅰ叙述Ⅱ叙述ⅢA将少量稀硫酸逐滴加入苏打溶液中，并不断振荡无明显现象可用稀硫酸或稀盐酸鉴别苏打溶液和小苏打溶液B向苏打溶液中滴加澄清石灰水(少量)产生白色沉淀可用澄清石灰水鉴别苏打溶液和小苏打溶液C加热小苏打固体产生无色气体和水蒸气可用加热法除去苏打中的小苏打D向苏打稀溶液中通入过量二氧化碳气体无明显现象可用二氧化碳除去小苏打溶液中的苏打 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＋2H2O13．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)。