高三化学一轮复习 第13讲 钠及其化合物之碳酸钠和碳酸氢钠 课件

第四章

金属及其化合物第13讲

碳酸钠和碳酸氢钠

碱金属考点一

碳酸钠和碳酸氢钠一、Na2CO3和NaHCO3的比较1.物理性质物质俗名色态

溶解性

Na2CO3

NaHCO3纯碱、苏打小苏打白色粉末细小白色晶体易溶于水(20℃，S＝21.5g)可溶于水(20℃，S＝9.6g)Na2CO3

>

NaHCO3

Na2S2O3

硫代硫酸钠

俗称“海波”“大苏打”

考点一

碳酸钠和碳酸氢钠一、Na2CO3和NaHCO3的比较考点一

碳酸钠和碳酸氢钠一、Na2CO3和NaHCO3的比较结块变成晶体升高降低考点一

碳酸钠和碳酸氢钠一、Na2CO3和NaHCO3的比较红色红色考点一

碳酸钠和碳酸氢钠一、Na2CO3和NaHCO3的比较考点一

碳酸钠和碳酸氢钠一、Na2CO3和NaHCO3的比较Na2CO3NaHCO3考点一

碳酸钠和碳酸氢钠一、Na2CO3和NaHCO3的比较考点一

碳酸钠和碳酸氢钠一、Na2CO3和NaHCO3的比较考点一

碳酸钠和碳酸氢钠Na2CO3、NaHCO3与足量盐酸反应的比较归纳总结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考点一

碳酸钠和碳酸氢钠一、Na2CO3和NaHCO3的比较考点一

碳酸钠和碳酸氢钠一、Na2CO3和NaHCO3的比较过量Ca(OH)2：_____________________________________考点一

碳酸钠和碳酸氢钠一、Na2CO3和NaHCO3的比较考点一

碳酸钠和碳酸氢钠二、Na2CO3和NaHCO3的相互转化①CO2＋H2O；②适量H＋

①固体(加热)；②适量OH－②NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O①2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑①Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3②Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3考点一

碳酸钠和碳酸氢钠三、Na2CO3和NaHCO3的鉴别(1)利用热稳定性不同——加热法Na2CO3NaHCO3(2)利用溶液的碱性不同——测pH值NaHCO3Na2CO3Na2CO3NaHCO3考点一

碳酸钠和碳酸氢钠三、Na2CO3和NaHCO3的鉴别(3)相同条件下，利用和酸反应生成气体的速率不同——气体法考点一

碳酸钠和碳酸氢钠三、Na2CO3和NaHCO3的鉴别思考：能否利用阴离子的不同——通过加BaCl2/CaCl2来鉴别？实验探究：

NaHCO3与CaCl2溶液的反应①0.01mol/L

CaCl2溶液

+

0.1mol/L

NaHCO3溶液

②0.5mol/L

CaCl2溶液

+1mol/L

NaHCO3溶液

③2.5mol/L

CaCl2溶液

+1mol/L

NaHCO3溶液

考点一

碳酸钠和碳酸氢钠考点一

碳酸钠和碳酸氢钠实验探究：

NaHCO3与CaCl2溶液的反应①0.01mol/L

CaCl2溶液

+

0.1mol/L

NaHCO3溶液

②0.5mol/L

CaCl2溶液

+1mol/L

NaHCO3溶液

③2.5mol/L

CaCl2溶液

+1mol/L

NaHCO3溶液

→无明显现象产生白色沉淀和CO2气体CaCl2+2NaHCO3=CaCO3↓+2NaCl+H2O+CO2↑结论：NaHCO3与CaCl2溶液极稀时，不易反应，但一般浓度下均能反应不可以用BaCl2或CaCl2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3离子方程式：Ca2++2HCO3-=CaCO3↓+H2O+CO2↑探寻规律，构建模型工业上，往往用多元弱酸酸式酸根离子作沉淀剂制备正盐Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+H2O+CO2↑3Pb2++6H2PO4-=Pb3(PO4)2↓+4H3PO43Pb2++4HPO42-=Pb3(PO4)2↓+2H2PO4-多元弱酸酸式酸根离子和部分金属离子反应的规律：理解：反应产生正盐沉淀时，释放出H+和酸式酸根离子结合生成含氢较多的酸式酸根离子(或多元弱酸)金属离子

+酸式酸根离子

→正盐↓+含氢较多的酸式酸根离子(或多元弱酸)考点一

碳酸钠和碳酸氢钠四、Na2CO3和NaHCO3的除杂混合物除杂方法Na2CO3(s)(NaHCO3)NaHCO3(aq)(Na2CO3)Na2CO3(aq)(NaHCO3)加热法通入足量CO2滴加适量NaOH溶液(1)Na2CO3、NaHCO3的除杂方法依据二者性质的差异确定除杂方法(后者为杂质)考点一

碳酸钠和碳酸氢钠(2)请设计实验方案，用50mL2mol·L－1NaOH溶液和足量的CO2气体，制取50mL1mol·L－1的Na2CO3溶液。答案将50mLNaOH溶液，等分成两份，一份通入过量的CO2，然后加热煮沸、冷却后与另一份混合，即可。反应方程式可表示为第一步：NaOH＋CO2===NaHCO3第二步：NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O考点一

碳酸钠和碳酸氢钠五、Na2CO3的制备和用途考点一

碳酸钠和碳酸氢钠五、Na2CO3的制备和用途[问题1]将碳酸钠溶液逐滴滴入盐酸溶液和将盐酸溶液逐滴滴入碳酸钠溶液现象是否相同?为什么?关于Na2CO3溶液的几个问题HCl→→→Na2CO3

先

CO32-+H+=HCO3-;后

HCO3-+H+=CO2↑+H2ONa2CO3→→→HCl

CO32-+2H+=CO2↑+H2O逐滴逐滴现象:开始无气泡,后有气泡。现象:开始就有气泡。【归纳】不同的滴加顺序产生不同现象,可用于鉴别,亦可用于计算的分析。关于Na2CO3溶液的几个问题[问题2]在一定温度下饱和的Na2CO3溶液中通入CO2气体,有何现象发生?将会有白色沉淀生成。Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3↓其原因是：(1)NaHCO3溶解度比Na2CO3溶解度小；(2)反应中生成的NaHCO3质量比Na2CO3大；(3)反应中消耗水，溶液中溶剂水的量减少。

所以必有NaHCO3↓结晶析出。106168此时,反应的离子方程式怎么写？2Na++CO32-+CO2+H2O=2NaHCO3↓关于Na2CO3溶液的几个问题[问题3]在一定的温度下，向足量的饱和Na2CO3溶液中加入1.06g无水Na2CO3，充分搅拌后静置，最终所得晶体的质量

A、等于1.06gB、大于1.06g而小于2.86gC、等于2.86gD、大于2.86gDNa2CO3+

10H2O

==Na2CO3·10H2O↓

解析：1.06g无水Na2CO3是以Na2CO3·10H2O的形式析出2.86g1.06g又由于消耗了溶剂水，所以原饱和Na2CO3溶液中的Na2CO3也有部分以Na2CO3·10H2O的形式析出∴

最终所得晶体的质量大于2.86g

CO32-+H+=HCO3-HCO3-+H+=CO2↑+H2OHCO3-+H+=CO2↑+H2O实验操作和反应n(CO2)—n(HCl)图像①向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸Oa段：ab段：图像特点：Oa＝ab②向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸Na2CO3和NaHCO3与酸反应的图像分析向等物质的量的NaOH、Na2CO3的混合溶液中逐滴加入盐酸

向等物质的量的Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入盐酸

实验操作和反应n(CO2)—n(HCl)图像0abn(HCl)图像特点：2Oa＝ab图像特点：Oa＝2abOa段：H＋＋OH－=H2OCO32-+H+=HCO3-ab段：HCO3-+H+=CO2↑+H2OOa段：CO32-+H+=HCO3-ab段：HCO3-+H+=CO2↑+H2ONa2CO3和NaHCO3与酸反应的图像分析Na2CO3和NaHCO3与酸反应的图像分析1.将0.4gNaOH和1.06gNa2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1mol/L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(

)C①

OH－＋

H＋

=

H2O②CO32—＋H＋=HCO3—③HCO3—＋H＋=

H2O＋CO2↑

0.010.010.010.010.010.010.010.012.有关NaHCO3和Na2CO3的性质，以下叙述错误的是(

)A.等质量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应，在相同条件下Na2CO3产生的CO2体积小B.等物质的量的两种盐与同浓度盐酸完全反应，所消耗盐酸的体积Na2CO3是NaHCO3的两倍C.等质量NaHCO3和Na2CO3与盐酸完全反应，前者消耗盐酸较多D.等物质的量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应产生CO2一样多CNa2CO3+2HCl

=2NaCI+H2O+CO2↑NaHCO3+HCl

=NaCl+H2O+CO2↑106g44g84g44g大于44g2mol小于2mol106g注意:等质量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应，在相同条件下NaHCO3

产生的CO2多，消耗HCl少，反应更剧烈。1mol关键能力专项突破3.将一定物质的量的Na2CO3、NaHCO3组成的混合物溶于水，配成1L溶液，取出50mL溶液，然后滴加一定物质的量浓度的盐酸，得到的图像如图所示。按要求回答问题：(1)写出依次发生反应的化学方程式：_____________________________________________________________。Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3、NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑关键能力专项突破(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。NaHCO3NaClNa2CO3关键能力专项突破(3)盐酸的物质的量浓度为_____________。0.05mol·L－1当加入150mL盐酸时正好生成NaCl溶液，n(HCl)＝n(NaCl)＝2n(Na2CO3)＋n(NaHCO3)＝2.5×10－3×2mol＋2.5×10－3mol＝7.5×10－3mol，c(HCl)＝

＝0.05mol·L－1。解析(4)加入盐酸为150mL时，放出的CO2在标准状况下的体积为________。0.112L解析n(CO2)＝n(Na2CO3)＋n(NaHCO3)＝(2.5＋2.5)×10－3mol＝5×10－3mol，标况下V(CO2)＝5×10－3mol×22.4L·mol－1＝0.112L。4.向浓度相等、体积均为100mL的A、B两份NaOH溶液中，分别通入一定量的CO2后，逐滴加入0.1mol·L－1盐酸，产生CO2的体积(标准状况)与所加盐酸的体积关系如图所示。(1)A曲线表明，原溶液通入CO2________mL(标准状况)。134.4HCO3-+H+=CO2↑+H2On(CO2)＝n(NaHCO3)＝n(HCl)=0.1mol·L－1×0.06L＝0.006molV(CO2)＝Vm·n(CO2)＝22.4L·mol－1×0.006mol＝0.1344L＝134.4mL解析：根据元素质量守恒，A曲线对应的最终生成的CO2的体积等于之前通入NaOH溶液的CO2的体积关键能力专项突破4.向浓度相等、体积均为100mL的A、B两份NaOH溶液中，分别通入一定量的CO2后，逐滴加入0.1mol·L－1盐酸，产生CO2的体积(标准状况)与所加盐酸的体积关系如图所示。(2)B曲线表明，原溶液通入CO2后，所得溶液中溶质的物质的量之比为_______。1∶1解析：B曲线表明，该混合溶液中有NaOH、Na2CO3HCO3-+H+=CO2↑+H2OH＋＋OH－=H2OCO32-+H+=HCO3-0-60ml:60-90ml:30ml30ml60-30=30ml关键能力专项突破4.向浓度相等、体积均为100mL的A、B两份NaOH溶液中，分别通入一定量的CO2后，逐滴加入0.1mol·L－1盐酸，产生CO2的体积(标准状况)与所加盐酸的体积关系如图所示。(3)原NaOH溶液的物质的量浓度为_____________。0.09mol·L－1解析：元素质量守恒法最终NaCl中Na＋的来源就是NaOH，所以最终n(NaCl)等于最初n(NaOH)n(NaOH)＝n(NaCl)=n(HCl)＝0.1mol·L－1×0.09L＝0.009molc(NaOH)＝0.09mol·L－1HCO3-+H+=CO2↑+H2O最终溶质为NaCl关键能力专项突破易错辨析

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(

)××√√×√×√关键能力专项突破1.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，如下图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)。Ⅱ关键能力专项突破(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2NaHCO3D(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)。NaHCO31.下列几种试剂不能把等物质的量浓度的Na2CO3、NaHCO3鉴别开的是(

)A.BaCl2溶液B.澄清石灰水C.稀盐酸D.pH试纸AB2.除去CO2中少量的HCl气体，可以将混合气体通过下列哪种溶液洗气()A.饱和Na2CO3溶液B.饱和NaHCO3溶液

C.澄清石灰水

D.饱和食盐水

B3.把NaHCO3和NaOH的混合物放在密闭容器中加热，下列关于混合物加热前后消耗盐酸的量的判断正确的是(

)A.加热前消耗得多B.加热后消耗得多C.加热前后一样多D.当NaOH适量时才会一样多C元素守恒解题:无论加热前或后，最终产物为

，由Cl元素守恒知，NaCl～HCl，所以消耗盐酸一样多NaCl4.(2023·河南名校联盟第一次调研)实验室模仿侯氏制碱法原理制备碳酸钠，下

列过程中不合理的是(

)A5.Na2O2与NaHCO3按质量比为39:84混合后，在密闭容器中充分加热，排除气体物质后，所得残留固体是()A.Na2CO3和Na2O2B.只有Na2CO3C.Na2CO3和NaOHD.只有NaOH解析：2NaHCO3==Na2CO3＋H2O＋CO2↑若:2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑①考虑:2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O22NaOH+CO2=Na2CO3+H2O当Na2O2同时遇到H2O和CO2时，先考虑CO2与Na2O2的反应②再考虑:2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑物质的量之比为1:2B6.为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1g样品加热，其质量变为w2g，则该样品的纯度(质量分数)是(

)168g

106g

Δm(固)减重(w1－w2)g62gm(NaHCO3)=样品中Na2CO3质量为w1－gA解析：2NaHCO3==Na2CO3＋H2O＋CO2↑考点二

碱金属

焰色试验一、碱金属的通性LiNa

KRbCs

Fr1.原子结构特征相同点：最外层上均有1个电子

→较强的金属性，最高价均为＋1价递变性：从锂到铯原子序数依次递增，电子层数依次

,原子半径逐渐

→金属性逐渐

。锂

钠钾铷

铯

钫增大增大增强放射性元素写出碱金属元素符号和名称，并画出它们的原子结构示意图考点二

碱金属

焰色试验二、碱金属的物理性质

LiNaKRbCs1.相似性:(与钠相似)2.递变性:银白色有金属光泽(铯略带金色)硬度小,都较柔软,有延展性密度小

(ρ石蜡<ρLi<ρ煤油<ρK<ρNa<ρ水<ρRb<ρCs)熔点低(均小于200℃)导电、导热性良好密度呈

趋势(但K反常)(K反常)熔、沸点逐渐

.

增大降低(锂是最轻的金属)(Cs的熔点28.4℃)考点二

碱金属

焰色试验三、碱金属的化学性质点燃2Na＋O２===Na2O2过氧化钠

点燃4Li＋O２===2Li2O氧化锂Rb、Cs遇空气立即自燃，生成更复杂的氧化物

反应越来越剧烈,产物越来越复杂①与氧气的反应：4Na＋O２===2Na2O点燃(O2不足)2K＋O２===K2O2点燃(O2过量)K＋O２===KO2超氧化钾

证明:金属性

LiNaKRbCs<<<<LiNaKRbCs常温相似性：都有较强还原性

递变性：还原性逐渐增强考点二

碱金属

焰色试验三、碱金属的化学性质②与水的反应通式：2R＋2H２O=2ROH＋H２↑遇水立即燃烧，爆炸！碱性：LiOHNaOHKOHRbOHCsOH<<<<CsOH是自然界中最强的碱！注意：碱金属都不能在水溶液中置换出其他的金属单质。试分析

K投入CuSO4溶液中的反应现象？反应越来越剧烈LiNaKRbCs证明：金属性

LiNaKRbCs<<<<考点二

碱金属

焰色试验归纳总结:碱金属的特性(1)碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大,但钾的密度比钠的小。(2)碱金属一般都保存在

中,但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。(3)试剂瓶中的药品取出后，一般不能放回原瓶,但Na、K等需放回原试剂瓶。(4)锂与O2反应与钠不同，只生成Li2O。煤油锂易与N2反应生成

。Li3NLi2CO3微溶于水(5)碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物,碱金属氢化物是强还原剂。(6)碱金属所形成的盐均溶于水，并且酸式盐比正盐的溶解度大(但NaHCO3的溶解度比Na2CO3的小)。2Na+H2====2NaH高温-1例如：考点二

碱金属

焰色试验四、焰色试验焰色试验属于

变化，属于元素的性质。物理注意:不是所有金属元素都有焰色反应颜色特征颜色金属元素考点二

碱金属

焰色试验四、焰色试验焰色试验的显色过程与气体物质燃烧时产生各色火焰的过程有着本质的区别。焰色试验并非金属及其化合物自身发生燃烧反应而产生的各种颜色火焰,而是它们的原子或离子的外围电子被激发而产生的各种颜色的光。考点二

碱金属

焰色试验四、焰色试验洗烧蘸用盐酸洗净铂丝将洗净的铂丝在火焰上灼烧至与原火焰颜色相同蘸取待测试样烧在酒精灯上灼烧，并观察火焰的颜色洗用盐酸洗净铂丝,在外焰上灼烧至与原火焰颜色相同2.实验步骤：洗→烧→蘸→烧→洗结论：钠元素的焰色为黄色，钾元素的焰色为紫色(透过蓝色钴玻璃)。(或光洁无锈的铁丝）1.铂丝为什么要用盐酸洗涤?能改用稀硫酸洗涤吗？2.为什么要用蓝色钴玻璃观察钾的焰色?

除去铂丝上的挥发性杂质；不能，硫酸盐往往不容易挥发。

为了去黄色的光，避免所含微量的钠造成干扰。小知识：①K+、Na+实现完全分离较难，分离成本高，且使用时在大多数情况下没必要完全分离，因此钾盐中往往有少量钠盐。②少量钠盐的黄色火焰就能对钾元素的焰色观察造成干扰。蓝色钴玻璃能透射蓝紫光，而吸收橙黄光。问题考点二

碱金属

焰色试验1.焰色试验是金属元素的性质，可以是游离态(单质)，也可以是化合态(化合物)，如Na和NaCl、Na2CO3等焰色试验都为黄色。2.并非所有金属元素都能发生焰色试验，如Fe、Pt等金属元素均不发生焰色试验，故可用铂丝或铁丝来蘸取待检溶液做焰色试验。注意事项：3.利用焰色试验可以检验某些用常规化学方法不能鉴别的金属元素(主要是钠和钾)。4.将铂丝或铁丝用盐酸洗净后放在火焰上灼烧至与原火焰颜色相同，是为了除去上面沾有的杂质。考点二

碱金属

焰色试验四、焰色试验钠元素：

色；钾元素：

色(透过

观察)；铜元素：

色；钡元素：

色；钙元素：

色。黄紫蓝色钴玻璃绿黄绿砖红3.熟记常见金属的焰色黄色紫色砖红色洋红色绿色紫红色黄绿色明确考向真题演练1.正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)碳酸氢钠可做食品膨松剂(2022·全国乙卷，7B)(

)(2)焰火中红色来源于钠盐灼烧(2022·全国乙卷，7D)(

)(3)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)(

)(4)NaHCO3的热稳定性比Na2CO3强(2020·浙江7月选考，8B)(

)(5)盐碱地(含较多Na2CO3等)不利于作物生长，可施加熟石灰进行改良(2019·天津，3C)(

)(6)碳酸钠可用于去除餐具的油污(2018·全国卷Ⅱ,7A)(

)(7)溶解度：Na2CO3<NaHCO3(2018·天津，2A)(

)√××××√×明确考向真题演练(8)用铂丝蘸取某碱金属的盐溶液灼烧，火焰呈黄色，证明其中含有Na＋(2018·全国卷Ⅲ,10C)(

)(9)用Na2CO3溶液可鉴别CaCl2溶液、NaCl溶液和稀硫酸(2018·浙江11月选考，10D)(

)(10)为除去NaHCO3固体中的Na2