浙江专版2018版高中化学专题2从海水中获得的化学物质第二单元钠镁及其化合物第2课时碳酸钠的性质与应用学案苏教版必修120180427114.doc

第2课时碳酸钠的性质与应用知识内容必考要求加试要求1.碳酸钠、碳酸氢钠的性质及检验方法。2碳酸钠、碳酸氢钠的用途。baca目标定位1.理解碳酸钠和碳酸氢钠的性质和应用。2掌握碳酸钠和碳酸氢钠的相互转化和鉴别方法。一碳酸钠和碳酸氢钠的性质比较1碳酸钠、碳酸氢钠的水溶性及酸碱性比较(1)实验探究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)进行比较，它们外观的细小差别是Na2CO3为白色粉末；NaHCO3为细小的白色晶体。分别向两支试管中滴加几滴水，振荡试管，用手触摸两支试管，其实验现象是Na2CO3加水结块成晶体，试管外壁发热；NaHCO3加水部分溶解。再分别向两支试管中加入约10 mL水，用力振荡，分别滴加23滴酚酞溶液，其现象是Na2CO3完全溶解，溶液变红色；NaHCO3部分溶解，溶液变浅红色。(2)实验结论碳酸钠易与水结合形成晶体，反应方程式是Na2CO310H2O=Na2CO310 H2O，并放出热量。水溶性：Na2CO3和NaHCO3都能溶于水，溶解度大小比较：Na2CO3溶解度大于NaHCO3。水溶液酸碱性：Na2CO3、NaHCO3水溶液都呈碱性。2碳酸钠、碳酸氢钠与某些碱或盐溶液的反应(1)澄清的石灰水中滴加Na2CO3溶液的现象为澄清石灰水变浑浊，化学方程式为Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH；Na2CO3溶液中滴加CaCl2溶液的现象为溶液变浑浊，化学方程式为Na2CO3CaCl2=CaCO32NaCl。(2)澄清石灰水中滴加NaHCO3溶液的现象为澄清石灰水变浑浊，化学方程式为Ca(OH)22NaHCO3=CaCO3Na2CO32H2O，澄清石灰水中滴加CaCl2溶液现象为无沉淀生成(溶液仍澄清)。3碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应快慢的比较(1)按上图要求完成实验：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。观察到的实验现象是_。(2)实验结论：_。(3)碳酸钠与盐酸反应的化学方程式是_。碳酸氢钠与盐酸反应的化学方程式是_。答案(1)两个气球均膨胀；碳酸氢钠与盐酸混合比碳酸钠与盐酸混合气球膨胀得快且大(2)碳酸氢钠与盐酸反应产生气体比碳酸钠与盐酸反应产生气体剧烈得多(3)Na2CO32HCl=2NaClCO2H2ONaHCO3HCl=NaClCO2H2O4碳酸钠、碳酸氢钠热稳定性的比较(1)如图所示实验为“套管实验”，小试管内塞有沾有白色无水硫酸铜粉末的棉花球。点燃酒精灯加热，能观察到的实验现象是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。(2)实验结论：Na2CO3受热不分解；NaHCO3受热易分解，生成物中含有CO2和H2O。由此可知，Na2CO3的热稳定性比NaHCO3强。(3)鉴别Na2CO3和NaHCO3两种固体的方法是两种固体分别加热，能生成气体且生成的气体能使澄清石灰水变浑浊的是NaHCO3，另一固体是Na2CO3，有关的化学方程式是2NaHCO3Na2CO3CO2H2O；CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O。归纳总结Na2CO3和NaHCO3的性质比较名称碳酸钠(纯碱或苏打)碳酸氢钠(小苏打)颜色、状态白色粉末白色细小晶体溶解性易溶易溶，同温下溶解度比Na2CO3小水溶液的酸碱性碱性碱性，物质的量浓度相同时，Na2CO3溶液的碱性强于NaHCO3溶液与酸反应能反应，有气体产生剧烈反应，有气体产生与碱反应能与Ca(OH)2、Ba(OH)2溶液反应与碱溶液都能反应热稳定性稳定，受热不易分解不稳定，受热易分解可相互转化Na2CO3NaHCO3主要用途作去污剂、制玻璃、肥皂、造纸、纺织、洗涤剂、石油、冶金等发酵剂、灭火剂、医用(治疗胃酸过多)提醒(1)Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸实质分两步：Na2CO3HCl=NaHCO3NaClNaHCO3HCl=NaClH2OCO2。(2)相同温度下与相同浓度的稀盐酸反应时，NaHCO3比Na2CO3快。1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，滴加同浓度盐酸，观察产生气泡的快慢答案A解析A项中的石灰水与Na2CO3和NaHCO3皆能发生反应产生CaCO3沉淀；B项中CaCl2与NaHCO3不反应，与Na2CO3反应产生CaCO3沉淀；C项加热时，只有NaHCO3受热分解：2NaHCO3Na2CO3H2OCO2，产生的CO2能使澄清石灰水变浑浊，故可用来鉴别；D项NaHCO3与盐酸反应速率比Na2CO3快。2下列有关Na2CO3和NaHCO3的性质叙述中错误的是()ANa2CO3和NaHCO3都是盐，能与酸反应B常温时水溶性：Na2CO3NaHCO3C等物质的量的Na2CO3和NaHCO3与相同的盐酸充分反应时，消耗酸的体积之比是21D将澄清的石灰水分别加入少量Na2CO3和NaHCO3溶液时，前者产生沉淀，后者不产生沉淀答案D解析A项正确；由Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2、NaHCO3HCl=NaClH2OCO2知等物质的量的Na2CO3、NaHCO3与足量盐酸反应时消耗等浓度盐酸的体积之比为21，C项正确；D项两者都产生沉淀：Na2CO3Ca(OH)2=2NaOHCaCO3，NaHCO3Ca(OH)2=CaCO3H2ONaOH，D项错误。二侯氏制碱法1反应原理NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl，2NaHCO3Na2CO3H2OCO2。2NH3通入到饱和NaCl溶液中，形成氨水的NaCl饱和溶液，然后再通入CO2。这样先形成了一个弱碱性的环境以后，可以增大CO2在溶液中的溶解度，生成更多的NaHCO3。3因为NaHCO3的溶解度小于NH4Cl的溶解度，所以是NaHCO3先从溶液中结晶析出。4在制碱工业上，所用原料CO2和NH3是由合成氨厂提供的，所以工业生产上常将侯氏制碱和合成氨联合在一起，所以，称为“联合制碱法”。5“联合制碱法”时还能得到NaHCO3和NH4Cl等副产品。归纳总结侯氏制碱法的注意问题(1)利用侯氏制碱法制取NaHCO3时，在饱和NaCl溶液中应先通入NH3，后通入CO2。(2)NaHCO3在水中的溶解度小于NH4HCO3和NH4Cl、NaCl。3工业上用侯氏制碱法制得的纯碱中，往往含有碳酸氢钠和氯化钠。(1)若用加热的方法检验纯碱样品中是否含有碳酸氢钠，应选用A、B、C三套装置中的_。(2)写出将碳酸钠溶液与足量盐酸混合生成气体的离子方程式_。(3)下列有关检验纯碱样品中是否含有氯化钠杂质的实验方案中，最合理的是_(填字母)。A取少量样品于试管中，加入适量蒸馏水溶解，再加人足量盐酸至不再产生气泡，然后滴加几滴AgNO3溶液，若产生白色沉淀，说明样品中含有氯化钠杂质B取少量样品于试管中，加入适量蒸馏水溶解，再加入足量硫酸至不再产生气泡，然后滴加几滴AgNO3溶液，若产生白色沉淀，说明样品中含有氯化钠杂质C取少量样品于试管中，加入适量蒸馏水溶解，再加入足量硝酸至不再产生气泡，然后滴加几滴AgNO3溶液，若产生白色沉淀，说明样品中含有氯化钠杂质答案(1)B(2)CO2H=H2OCO2(3)C解析(1)加热样品试管口应朝下倾斜，以防止试管炸裂。(3)检验纯碱样品中是否含有NaCl，应加入足量的HNO3使CO全部生成CO2逸出，以防止CO的干扰。1下列说法中不正确的是 ()ANa2CO3、NaHCO3溶液都显碱性B饱和Na2CO3溶液中，通入CO2有沉淀生成CNa2CO3和NaHCO3都能跟石灰水反应得到白色沉淀D物质的量相等的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应，得到CO2的物质的量之比为21答案D解析根据碳元素守恒，物质的量相等的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应，产生CO2的物质的量相等。2为了验证NaHCO3固体中是否含有Na2CO3，下列实验及判断中正确的是 ()A加热，观察是否有气体放出B溶于水后加BaCl2溶液，看有无沉淀C溶于水后加石灰水，看有无沉淀D取固体试样加盐酸，看是否有气泡产生答案B解析对上述物质加热有气体放出，只能证明有NaHCO3，而不能证明含有Na2CO3；NaHCO3与Na2CO3都能与石灰水反应产生沉淀，都能与盐酸反应产生气泡而无法鉴别。3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，下列区分这两种物质的方法中正确的是()A分别用砂锅加热两种样品，全部分解挥发没有残留物的是小苏打B用洁净铁丝蘸取两种样品在煤气火焰上灼烧，使火焰颜色发生明显变化的是小苏打C取两只小玻璃杯，分别加入少量的两种样品，再加入等量的食醋，产生气泡快的是小苏打D先将两样品配成溶液，分别加入澄清石灰水，无白色沉淀生成的是小苏打答案C解析小苏打NaHCO3分解生成Na2CO3、H2O和CO2，有Na2CO3残留，A项错误；纯碱和小苏打的火焰颜色均为黄色，B项错误；二者的溶液中分别加入澄清石灰水，均有CaCO3沉淀生成，D项错误。4下列有关Na2CO3、NaHCO3的叙述中正确的是()A除去NaHCO3固体中混有的少量Na2CO3可用加热法B相同条件下，Na2CO3在水中的溶解度小于NaHCO3在水中的溶解度C相同质量的Na2CO3与NaHCO3与足量盐酸反应，Na2CO3放出的二氧化碳气体多且速率快D向物质的量浓度相同的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液中滴入酚酞，前者的红色明显比后者深答案D解析NaHCO3受热易分解而Na2CO3很稳定，除去Na2CO3固体中混有的少量NaHCO3可用加热法，A项错；相同条件下，Na2CO3在水中的溶解度大于NaHCO3在水中的溶解度，B项错；106 g Na2CO3和84 g NaHCO3均产生1 mol CO2，所以相同质量的Na2CO3与NaHCO3与足量盐酸反应，NaHCO3产生的二氧化碳多，且NaHCO3与盐酸反应更剧烈，反应速率更快，C项错；NaHCO3和Na2CO3的水溶液均显碱性，在物质的量浓度相同时，Na2CO3溶液的碱性更强，D项正确。5取3.05 g Na2CO3和NaHCO3的混合物充分加热后，生成标准状况下336 mL气体。若取相同质量的混合物加入25 mL某浓度的盐酸溶液，充分反应后用10 mL 1 molL1NaOH溶液恰好完全中和。(1)混合物中NaHCO3的物质的量为_mol。(2)盐酸溶液的物质的量浓度为_molL1。答案(1)0.03(2)2解析(1)根据2NaHCO3Na2CO3H2OCO2得n(NaHCO3)2n(CO2)20.03 mol。(2)n(Na2CO3)0.005 mol，n(HCl)n(NaCl)0.03 mol0.005 mol20.01 mol0.05 mol，c(HCl)2 molL1。6为确定碳酸钠和碳酸氢钠混合样品中碳酸钠的质量分数，可通过加热分解得到的CO2质量进行计算，某同学设计的实验装置示意图如下：请回答：(1)仪器a的名称是_。(2)装置B中冰水的作用是_。(3)该同学设计的实验装置存在缺陷，有关该实验装置及实验过程中，下列因素可能使碳酸钠的质量分数偏高的是_。A样品分解不完全B装置B、C之间缺少CO2的干燥装置C产生CO2气体的速率太快，没有被碱石灰完全吸收D反应完全后停止加热，通入过量的空气答案(1)(球形)干燥管(2)冷凝反应生成的水蒸气(3)AC解析按照图示连接好装置后，利用气体X(氮气)赶净装置中的空气，避免空气中二氧化碳影响测定结果，固体受热分解生成的二氧化碳和水蒸气进入装置B，利用冰水混合物冷却生成的水蒸气，装置C中的碱石灰吸收生成的二氧化碳，最后干燥管中为碱石灰，防止空气中的二氧化碳、水蒸气进入装置C影响测定结果。(1)依据仪器形状和用途分析，仪器a的名称为球形干燥管。(2)装置B利用冰水混合物冷却生成的水蒸气，防止水蒸气进入装置C，造成实验误差。(3)样品分解不完全，测定二氧化碳质量减小，碳酸氢钠质量减小，则碳酸钠质量增大，导致碳酸钠的质量分数偏高，A正确；装置B、C之间缺少CO2的干燥装置，水蒸气进入装置C导致测定二氧化碳质量增大，碳酸氢钠质量增大，碳酸钠质量减小，导致碳酸钠的质量分数偏低，B错误；产生CO2气体的速率太快，没有被碱石灰完全吸收，测定二氧化碳质量减小，碳酸氢钠质量减小，碳酸钠质量增大，导致碳酸钠的质量分数偏高，C正确；反应完全后停止加热，通入过量的空气，会导致空气中二氧化碳也被装置C吸收，测定碳酸氢钠质量增大，碳酸钠质量减小，导致碳酸钠的质量分数偏低，D错误。课时作业经典基础题1现有一块金属钠露置于空气中一段时间，为检验该固体是否部分变质为碳酸钠，先将固体样品溶解于水得到溶液，并采取下列措施，其中可以实现实验目的的是()A测所得溶液的pHB取溶液少量，向其中滴入酚酞观察溶液是否变红C取溶液少量，向其中加入盐酸观察是否有气泡产生D取溶液少量，向其中加入CuSO4溶液，观察是否有沉淀产生答案C解析钠溶于水得到的NaOH溶液呈碱性，碳酸钠溶于水亦呈碱性，因此A、B项中的措施均无法实现实验目的。CuSO4与NaOH溶液或Na2CO3溶液反应均生成蓝色沉淀，故D错误。2下列关于Na2CO3性质的说法中错误的是()A相同温度下溶解度比NaHCO3要大BNa2CO3是盐，其水溶液显中性C热稳定性比NaHCO3强D和酸反应放出等量的CO2时消耗的酸比NaHCO3多答案B解析Na2CO3俗名纯碱或苏打，是盐，其水溶液呈碱性，热稳定性：Na2CO3NaHCO3；D项中，Na2CO32HCl=2NaClCO2H2O，NaHCO3HCl=NaClCO2H2O，放出等量的CO2时，Na2CO3消耗酸多。3除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3可采取的方法是()A通入二氧化碳气体B加入氢氧化钡溶液C加入澄清石灰水D加入稀盐酸答案A解析除杂方法要操作简便、效果好、不引入新的杂质、保留非杂质成分。可用这样的方法：Na2CO3H2OCO2=2NaHCO3。4为使以面粉为原料制作的面包松软可口，通常用碳酸氢钠作发泡剂，因为它()热稳定性差能增加甜味可产生二氧化碳 能提供钠离子A B C D答案B5下表中叙述不正确的是()选项叙述叙述叙述A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向稀苏打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答案B解析向苏打溶液和小苏打溶液中滴加澄清石灰水，均产生白色沉淀，离子反应如下：COCa2=CaCO3Ca22OH2HCO=CaCO3CO2H2O故不能用澄清石灰水鉴别苏打溶液和小苏打溶液。6关于Na2CO3和NaHCO3的比较中不正确的是()ANaHCO3比Na2CO3热稳定性差B与稀盐酸反应放出气体的速度：NaHCO3Na2CO3C在相同温度下，Na2CO3的溶解度大于NaHCO3DNa2CO3能使澄清石灰水变浑浊，而NaHCO3不行答案D解析碳酸氢钠受热分解，碳酸钠不分解，A正确；碳酸氢钠与盐酸反应放出气体更快，B正确；碳酸钠的溶解度比碳酸氢钠的大，C正确；碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀，碳酸氢钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀，D错误。7下列实验方案中，不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是()A取a g混合物充分加热，减重b gB取a g混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b g固体C取a g混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b gD取a g混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b g固体答案C解析生成的CO2气体没有干燥，把H2O的质量也当成CO2的质量，导致CO2的质量分数偏大。8在10 mL 0.01 molL1的Na2CO3溶液中，不断搅拌下逐滴加入1.2 mL 0.05 molL1的盐酸，完全反应后，在标准状况下生成CO2的体积为 ()A1.34 mL B2.24 mLC0.672 mL D0答案D解析在溶液中，Na2CO3与HCl的反应分两步进行：Na2CO3HCl=NaHCO3NaCl，NaHCO3HCl=CO2H2ONaCl。由于n(Na2CO3)(101030.01) mol104 mol，n(HCl)(1.21030.05) mol6105 mol，故只能发生第一步反应。9碳酸氢钠容易分解为碳酸钠。现加热5.00 g的碳酸钠和碳酸氢钠的混合物，使碳酸氢钠完全分解，混合物质量减小了 0.31 g，则原混合物中碳酸钠的质量为()A3.38 g B4.58 gC4.16 g D4.41 g答案C解析设混合物中NaHCO3的质量为x，则2NaHCO3Na2CO3CO2H2Om284 10628410662 x 0.31 g x0.84 g，求得m(Na2CO3)5.00 g0.84 g4.16 g。10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 molL1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()答案C解析0.01 mol NaOH先与0.01 mol H中和；CO再与H生成HCO，又消耗0.01 mol H；最后0.01 mol HCO与H反应生成0.01 mol CO2。能力提升题11将碳酸钠和碳酸氢钠的混合物27.4 g，加热到质量不再变化时剩余物质的质量为21.2 g。再另取试样27.4 g，加入某浓度盐酸100 mL，恰好完全反应。(1)求混合物中Na2CO3和NaHCO3的质量。(2)计算盐酸的物质的量浓度。答案(1)10.6 g16.8 g(2)4 molL1解析(1)设27.4 g 混合物中含有的NaHCO3的物质的量为x，2NaHCO3Na2CO3H2OCO2m2 mol62 gx(27.421.2) g6.2 g2 molx62 g6.2 g，则x(6.2 g2 mol)62 g0.2 mol，混合物中碳酸氢钠的质量为m(NaHCO3)0.2 mol84 gmol116.8 g，碳酸钠的质量为m(Na2CO3)27.4 g16.8 g10.6 g。(2)根据(1)可知，27.4 g混合物中含有0.2 mol碳酸氢钠，含有10.6 g碳酸钠，碳酸钠的物质的量为n(Na2CO3)10.6 g106 gmol10.1 mol，根据反应关系式：NaHCO3HCl、Na2CO32HCl可知，该混合物完全反应消耗氯化氢的物质的量为0.2 mol10.1 mol20.4 mol，则该盐酸的物质的量浓度为c(HCl)0.4 mol0.1 L4 molL1。12(加试要求)A、B、C、D、E五种物质是含钠元素的单质或化合物，其中A为银白色固体，B为淡黄色固体，它们有如图所示的转化关系：(1)推断各符号所代表的物质的化学式：A_，B_，C_，D_，E_。(2)分别写出反应、的化学方程式：_；_。答案(1)NaNa2O2NaOHNa2CO3NaHCO3(2)2Na2H2O=2NaOHH2CO2H2ONa2CO3=2NaHCO3解析解推断题的关键是找突破口，根据“B为淡黄色固体”可知B为Na2O2，前后联系可知其他物质。13向浓度相等、体积均为50 mL的A、B两份NaOH溶液中，分别通入一定量的CO2后，再稀释到100 mL。(1)在NaOH溶液中通入一定量的CO2后，溶液中溶质的组成可能是_，_，_，_。(2)在稀释后的溶液中逐滴加入0.1 mol L1的盐酸，产生CO2的体积(标准状况)与所加盐酸的体积关系如下图所示。A曲线表明，原溶液通入CO2后，所得溶质与盐酸反应产生CO2的最大体积是_mL(标准状况)。B曲线表明，原溶液通入CO2后，所得溶液中溶质的化学式为_。原NaOH溶液的物质的量浓度为_。答案(1)NaOH、Na2CO3Na2CO3Na2CO3、NaHCO3NaHCO3(2)112NaOH、Na2CO30.150 molL1解析(2)分析图中曲线和各个量的关系，A中先加入的25 mL盐酸，含有的氢离子的物质的量为0.1 molL10.025 L0.002 5 mol，此时发生的反应为COH=HCO，所以可知溶液中含有的CO的物