1、第2课时碳酸钠的性质与应用学习目标核心素养建构1.利用实验的方法来探究并掌握碳酸钠、碳酸氢钠的主要性质及二者的区别。2.掌握碳酸钠、碳酸氢钠的相互转化。知 识 梳 理一、碳酸钠的性质和应用1.物理性质颜色状态：白色粉末状固体，水溶性：易溶；俗名：纯碱或苏打，其水溶液显碱性，可除去物品表面的油污。2.化学性质实验实验现象结论或解释【实验1】 在两支洁净的试管中分别加入23 mL澄清石灰水和氯化钙溶液，再分别向上述两支试管中滴加碳酸钠溶液，振荡，观察实验现象均有白色沉淀生成Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH，Na2CO3CaCl2=CaCO32NaCl【实验2】 按下图所示组装仪器，
2、将滴管中的浓盐酸滴入瓶中，观察实验现象盐酸加入碳酸钠溶液有气泡产生，气球体积膨胀Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2【实验3】 用pH试纸测定碳酸钠溶液的pHpH7水溶液显碱性【实验4】 在一只烧杯中加入50 mL 0.5 molL1碳酸钠溶液，用酒精灯将碳酸钠溶液加热至接近沸腾。将一块有油污的铜片浸入碳酸钠溶液中，静置约2 min。用镊子将铜片从溶液中取出后，用水冲洗干净。比较浸入碳酸钠溶液前后铜片表面的情况铜片上的油污去掉，变得光亮水溶液显碱性，加热碱性增强3.用途纯碱是一种非常重要的化工原料，在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金、食品等工业中有广泛应用。在日常生活和生
3、产中常用热的Na2CO3溶液来除去物品表面的油污。【自主思考】1.Na2CO3为何被称为纯碱？碳酸钠的水溶液显碱性，所以纯碱属于碱。这种观点对吗？提示Na2CO3的水溶液显碱性，因而被称为纯碱。不对。因为Na2CO3在水溶液中电离出酸根离子(CO)和金属阳离子(Na)，所以纯碱不属于碱，属于盐。二、碳酸氢钠的性质和应用1.物理性质溶解性：可溶，俗名：小苏打，水溶液显碱性。2.碳酸钠与碳酸氢钠性质的比较实验方案实验现象实验结论将相同质量的Na2CO3、NaHCO3分别慢慢溶于等量的水中NaHCO3首先结晶析出相同温度下溶解度较小的是NaHCO3用pH试纸测量相同浓度的碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液的p
4、H碳酸钠溶液的pH大于碳酸氢钠的pH碱性较强的是Na2CO3分别加热NaHCO3固体和Na2CO3固体NaHCO3受热分解生成Na2CO3、H2O和CO2，Na2CO3受热不分解稳定性较强的是Na2CO3向盛有Na2CO3、NaHCO3固体的试管中分别滴加相同浓度的盐酸均放出气体，但放出气体的快慢不同与盐酸反应较剧烈的是NaHCO33.用途焙制糕点所用的发酵粉的主要成分是NaHCO3，该物质还常用于医疗上治疗胃酸过多。【自主思考】2.分别向碳酸钠与碳酸氢钠溶液中滴加CaCl2溶液都产生沉淀吗？滴加石灰水又怎样呢？提示滴加CaCl2溶液Na2CO3产生沉淀，NaHCO3不产生沉淀；滴加石灰水都产
5、生沉淀。3.向固体Na2CO3和NaHCO3中分别加入同浓度的盐酸，产生气泡的速率相同吗？有什么差异？提示不相同，NaHCO3产生气泡的速率快。效 果 自 测1.下列各组物质与其用途不对应的是()A.过氧化钠：供氧剂B.烧碱：治疗胃酸过多的一种药剂C.小苏打：发酵粉的主要成分D.纯碱：除去物品上的油污解析烧碱(NaOH)为强碱，具有强腐蚀性，不能作为药剂治疗胃酸过多。答案B2.Na2CO3和NaHCO3是重要的化工原料，请回答：(1)两物质的水溶液分别与足量盐酸混合，反应的化学方程式分别为 、 。(2)除去Na2CO3固体中少量NaHCO3的方法，写出化学方程式 。(3)两物质的焰色反应分别为
6、 色， 色。答案(1) Na2CO32HCl=2NaClCO2H2O NaHCO3HCl=NaClCO2H2O(2)2NaHCO3Na2CO3CO2H2O(3)黄黄探究一、碳酸钠和碳酸氢钠的性质及转化【探究讨论】1.向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2会有什么现象？提示会有NaHCO3晶体析出，析出晶体的原因是：(1)NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3小；(2)Na2CO3生成NaHCO3的过程中消耗了水；(3)生成NaHCO3的质量比原Na2CO3的质量大。2.如何除去碳酸钠固体中混有的碳酸氢钠？提示加热。3.如何除去碳酸氢钠溶液中混有的碳酸钠？如何除去碳酸钠溶液中混有的碳酸氢钠？提
7、示通入二氧化碳。加入适量NaOH。【点拨提升】1.Na2CO3和NaHCO3的性质不同点主要包括四个方面：其一是Na2CO3和NaHCO3的溶解性不同，Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度；其二是Na2CO3和NaHCO3的热稳定性不同，NaHCO3受热易分解，Na2CO3稳定；其三是Na2CO3和NaHCO3与同等浓度的酸反应放出气体的速率不同，NaHCO3的反应放出气体的速率更快；其四是Na2CO3不与NaOH反应，与Ca(OH)2和Ba(OH)2反应生成沉淀，而NaHCO3可与碱反应生成碳酸盐和水。2.碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别(1)加热法：利用NaHCO3固体受热易分解，Na2CO
8、3不易分解，将固体置于试管中加热，能产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3。(2)沉淀法：各取少量固体溶于水，再分别滴加BaCl2或CaCl2或Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀生成的是Na2CO3。(3)测气体体积法：取相同质量的固体于试管中，加入足量盐酸，产生气体较多的是NaHCO3。(4)测pH法：配成相同物质的量浓度的两溶液，pH较大的是Na2CO3。(5)测生成气体快慢法：各取少量固体于试管，加适量水溶解，分别滴加稀盐酸，立刻有气体产生的是NaHCO3，开始无现象，后有气体产生的是Na2CO3。【典题例证1】关于Na2CO3和NaHCO3性质的说法不正确的是()A.热稳定性：Na
9、HCO3Na2CO3B.与同浓度盐酸反应的剧烈程度：NaHCO3Na2CO3C.相同温度时，在水中的溶解性：NaHCO3Na2CO3D.等物质的量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量盐酸反应产生的CO2质量相同解析B项，在与同浓度的盐酸反应时，NaHCO3比Na2CO3更剧烈；D项，由反应可知：NaHCO3HCl=NaClH2OCO2，Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2，当n(NaHCO3)n(Na2CO3)时，产生的CO2一样多。答案B【学以致用1】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，下列描述正确的是()A.分别和盐酸反应时，混合物的耗酸量大B.分别和足量盐酸
10、反应时，混合物放出的CO2多C.分别配制成等体积溶液，混合物碱性大D.分别配制成等体积溶液，混合物的Na的物质的量大解析碳酸钠和碳酸氢钠分别与盐酸发生：CO2H=CO2H2O，HCOH=CO2H2O，等质量时，如全部为碳酸氢钠，消耗盐酸的物质的量为 mol，全部为碳酸钠时，消耗盐酸的物质的量为2 mol，a g碳酸钠与碳酸氢钠的混合物消耗盐酸的物质的量为 mol2 mol之间，则碳酸钠消耗的盐酸多，A错误；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物质的量为 mol，a g碳酸钠与碳酸氢钠的混合物生成二氧化碳的物质的量介于 mol mol之间，则混合物放出的CO2多，B正确；碳酸钠
11、与碳酸氢钠相比较，碳酸钠溶液的碱性大于碳酸氢钠，故碳酸钠溶液的碱性大，C错误；a g纯净的碳酸钠含Na的物质的量为2 mol，a g碳酸钠与碳酸氢钠的混合物含Na的物质的量为 mol2 mol之间，则碳酸钠含Na的物质的量多，故D错误。答案B探究二、Na2CO3与NaHCO3的鉴别与除杂【探究讨论】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克混合物充分加热，减重b克B.取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体C.取a克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克D.取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反
12、应，过滤、洗涤、烘干，得b克固体提示本题考查化学计算。A选项采用差量法，减少的质量为碳酸氢钠分解生成二氧化碳和水的质量，由此可求出碳酸氢钠的质量，进而求出碳酸钠的质量分数；B选项中b克固体为生成的氯化钠的质量，根据钠原子守恒和混合物总质量可列式计算出碳酸钠的质量，进而求出碳酸钠的质量分数；C选项中碱石灰增加的质量为盐与酸反应生成的二氧化碳和水的质量及溶液中挥发出来的水蒸气的质量，因此不能通过数据准确计算出碳酸钠的质量分数；D选项中沉淀的质量即为碳酸钡的质量，根据碳酸钡的质量和混合物总质量可以列式求出碳酸钠的质量，进而求出碳酸钠的质量分数。答案C【点拨提升】在化学反应中，根据组成定律和质量守恒定
13、律，反应物和生成物按一定的质量比发生反应。在具体的一个反应中，还可以根据需要，进行某些特定的组合，即反应方程式某些项目进行加减组合。如碳酸氢钠固体的分解反应，产物中的二氧化碳和水是气体，若讨论固体质量的变化，可以是前后固体质量的差值，也可以是非固体物质、按化学方程式中比例关系合并为一个比例量，与原方程式各种量成比例关系。具体如下：2NaHCO3Na2CO3CO2H2Om(284) g 106 g44 g 18 g62 g上述方法称为差量法或差值法，是化学计算的一种重要方法。【典题例证2】为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1 g样品加热，其质量变为w2 g，则该样品的
14、纯度(质量分数)是()A. B.C. D.解析解得x，从而有：w(Na2CO3)，A项正确。答案A【学以致用2】下列不能用来鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体的实验操作是()A.分别加热这两种固体物质，并将生成的气体通入澄清石灰水中B.分别在这两种物质的稀溶液中加入CaCl2溶液C.分别在这两种固体物质中加入等浓度的稀盐酸D.分别在这两种物质的溶液中加入少量澄清石灰水解析A项，Na2CO3受热不分解，而NaHCO3受热分解产生CO2，可以鉴别；B项，稀Na2CO3溶液与CaCl2溶液作用产生CaCO3沉淀，而稀NaHCO3溶液则不与CaCl2溶液反应，无沉淀产生，可以鉴别；C项，向Na
15、2CO3中逐滴加入盐酸时，开始时无气体产生，当盐酸加入较多时，可产生气体，而向NaHCO3中加入等浓度的盐酸，则迅速产生气体，可以通过产生气体的快慢加以鉴别；D项，Na2CO3和NaHCO3均可与澄清石灰水反应产生沉淀，现象相同，无法鉴别，故选D。答案D1.下列物质与Na2CO3溶液不发生化学反应的是()A.CO2 B.NaOH C.BaCl2 D.稀H2SO4解析Na2CO3溶液与NaOH不发生化学反应。答案B2.某化合物加热时会放出一种气体并生成一种残渣，残渣能与稀盐酸反应放出相同的气体，化合物可能是()A.碳酸钠 B.碳酸氢钠C.氯酸钾 D.硫酸钠解析NaHCO3加热分解可生成Na2CO
16、3和CO2气体，Na2CO3能与稀盐酸反应放出CO2气体。答案B3.现在有混有少量碳酸氢钠的碳酸钠固体，下列有关提纯碳酸钠的方法正确的是()A.加入过量的氢氧化钠溶液B.加入适量的盐酸C.将固体充分加热，直到质量不变为止D.加入氯化钙溶液解析NaHCO3受热分解生成Na2CO3。答案C4.现加热5 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0.31 g，则原混合物中碳酸钠的质量为()A.3.38 g B.4.58 g C.4.16 g D.4.41 g解析碳酸钠较稳定，加热不分解，只有碳酸氢钠分解，设混合物中含有x g NaHCO3，则2NaHCO3Na2CO3CO2H2
17、Om284 g 62 gx g 0.31 g解之得：x0.84，所以m(Na2CO3)5 gm(NaHCO3)5 g0.84 g4.16 g。答案C5.实验室中氢氧化钠溶液在空气中放置，因密封不好会变质，有关反应的化学方程式为 ；为了检测一瓶氢氧化钠溶液是否已变质，可取少量该溶液向其中加入 ，若有 现象发生，则说明烧碱溶液已经变质。为了除去烧碱溶液中的杂质，应加入适量的 ，并进行过滤。解析NaOH溶液在空气中放置，变质的原因是与空气中的CO2发生反应生成Na2CO3。检验NaOH溶液是否变质，即检验Na2CO3的存在，可向少许久置于空气的NaOH溶液中加入Ca(OH)2溶液或CaCl2溶液，如果产生白色沉淀，则证明NaOH溶液已变质。除杂的基本原则是除去原来的杂质，不引入新的杂质，所以向溶液中加入适量的Ca(OH)2溶液。答案2NaOHCO2=Na2CO3H2OCaCl2溶液或Ca(OH)2溶液(其他合理答案也可)白色沉淀Ca(OH)2溶液