重难点八碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别、除杂与转化.pdf

第 1 页 共 12 页 重点八 Na2CO3和 NaHCO3的鉴别、除杂与转化 【要点解读】 1、鉴别 方法原理结论 加热法2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O ， Na2CO3不分解 加热有气体产生的是NaHCO3，无变化 的是 Na2CO3 沉淀法CO3 2-+Ba2+ =Ba CO 3 HCO3 - 与 Ba 2+不反应 有沉淀生成的是Na2CO3，无变化的是 NaHCO3 与 盐 酸 反 应 的剧烈程度 CO3 2-+2H+CO 2+H2O ， HCO3 - +H +H 2O+CO2 生成气体剧烈的是NaHCO3，相对不剧 烈的是 Na2CO3。 盐 酸 逐 滴 加 入时的现象 CO3 2-+H+=HCO 3-( 无明显现象 ) HCO 3 - +H +=H 2O+CO2 逐 滴 加入 盐 酸 立 即 产 生 气 体 的 是 NaHCO 3，开始不产生气体，滴加一会 才产生气体的时 Na2CO3。 2、除杂 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、转化 【重难点考向一】碳酸钠与碳酸氢钠性质比较 【例 1】( 双选) 下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的比较中，正确的是( ) A二者在水中的溶解度不同，碳酸氢钠的溶解度大于碳酸钠的溶解度 B二者热稳定性不同，碳酸钠的热稳定性大于碳酸氢钠的热稳定性 C 二者都能与盐酸反应放出二氧化碳气体，但产气量和反应快慢不同 D 二者在一定的条件下可以相互转化 【重难点考向二】碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别 【例 2】有两试管分别装有Na2CO3和 NaHCO3溶液，下列操作或判断正确的是( ) 方案操作判断 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 CaCl2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 【重难点考向三】混合物的成分测定 第 2 页 共 12 页 【例 3】下列测定 Na2CO3和 NaHCO3混合物中 NaHCO3质量分数的实验方案，合理的是 取 a g 混合物与过量氢氧化钠溶液充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b g 固体 取 a g 混合物充分加热，减重bg 取 a g 混合物与过量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b g 取 a g 混合物与过量 BaCl2溶液充分反应，过滤、 洗涤、 干燥， 得 b g 固体( ) A B C D 【重难点考向四】性质实验探究 【例 4】现有 Na2CO3和 NaHCO3两种白色固体物质： 欲探究 Na2CO3和 NaHCO3稳定性的相对强弱，两同学分别设计了以下两组装置： 请回答： 如甲图所示， 分别用 Na2CO3和 NaHCO 3做实验，试管中的试剂是 _(填 字母序号 ) ； a稀 H2SO4 bNaOH 溶液 cCa(OH)2溶液 如乙图所示，试管中装入的固体应该是_(填化学式 ) ； 通过上述实验，得出的结论是：Na2CO3比 NaHCO 3的稳定性 _(填“强” 或“弱” ) ； 欲鉴别两种固体物质可选用的试剂是_ ； 等物质的量浓度的两种物质的溶液与同浓度的盐酸反应，反应速率快的是 _(填化学式 )。 【趁热打铁】 1下面有关 Na2CO3与 NaHCO3的性质比较中错误的是 ( ) A相同浓度溶液的碱性：Na2CO3NaHCO3 B在水中的溶解度： Na2CO3NaHCO3 C 与同浓度的硫酸反应放出气泡的速率：NaHCO3Na2CO3 D 热稳定性： NaHCO 3Na2CO3 2有关 NaHCO 3和 Na2CO3的性质，以下叙述错误的是( ) 第 3 页 共 12 页 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 大 B等物质的量的 Na2CO3和 NaHCO3与同浓度盐酸完全反应， 所消耗盐酸的体积Na2CO3 是 NaHCO 3的两倍 C 向 Na2CO3饱和溶液中通入CO2，有 NaHCO3结晶析出 D Na2CO3溶液和 NaHCO3溶液都呈碱性 3为了验证小苏打中是否含有纯碱，下列实验操作及判断正确的是( ) A观察加热时是否放出气体 B观察滴加盐酸时能否放出气体 C 溶于水中，再滴加石灰水，观察有无沉淀产生 D 溶于水中，滴加少量的氯化钡溶液，观察有无白色沉淀产生 4纯碱和小苏打是厨房常备的物质，它们都是白色固体，下列区分这两种物质的方法 正确的是 ( ) A分别加热两种样品，全部分解且没有固体剩余的原样品是小苏打 B取等质量样品分别与足量的盐酸反应，产生二氧化碳多的原样品是纯碱 C 用洁净铁丝蘸取两种样品分别在火焰上灼烧，焰色呈黄色的原样品是纯碱 D 取等质量样品分别配成溶液，各滴加酚酞，溶液颜色更深的原样品是纯碱 5生活处处有化学，制作馒头、面包等所用的发酵粉，主要成分是由Na2CO3、NaHCO 3 和固体有机酸混合而成的，晓露同学猜想：发酵粉加热或加水时都能产生CO2，并 进行如下实验： （1） 将 Na2CO3和 NaHCO 3分别加热，能产生 CO2的物质是 _(填化学式 ) （2）晓露同学用如图所示装置探究发酵份加水能否产生CO2，并探究过氧化钠是否 可作呼吸面具的供氧剂请回答： A 装置中仪器 a 的名称是 _ ； 观察到 B装置产生白色浑浊，写出反应的化学方程式_ _ ； 实验证实发酵粉加水也能产生CO2，主要原因是 _ _ _； C 装置中浓硫酸的作用是 _ ； 收集 D装置产生的气体，要验证它是氧气，方法是_ 。 第 4 页 共 12 页 重点八 Na2CO3和 NaHCO3的鉴别、除杂与转化 【要点解读】 1、鉴别 2、除杂 混合物 ( 括号内为杂质 ) 除杂方法或试剂 Na2CO3固体(NaHCO 3) 加热 NaHCO 3溶液(Na2CO3) 通入足量 CO2气体 Na2CO3溶液(NaHCO3) 加入适量 NaOH 溶液 3、转化 【重难点考向一】碳酸钠与碳酸氢钠性质比较 【例 1】( 双选) 下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的比较中，正确的是( ) A二者在水中的溶解度不同，碳酸氢钠的溶解度大于碳酸钠的溶解度 B二者热稳定性不同，碳酸钠的热稳定性大于碳酸氢钠的热稳定性 C 二者都能与盐酸反应放出二氧化碳气体，但产气量和反应快慢不同 D 二者在一定的条件下可以相互转化 【答案】 BD 【解析】 A向 Na2CO3饱和溶液中通入 CO2，会发生反应： Na2CO3+CO 2+H2O=2NaHCO3，可 证明碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠，故A 错误； B碳酸氢钠加热会发生反应： 2NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O，而碳酸钠加热不分解，所以碳酸钠的热稳定性大于 碳酸氢钠，故 B 正确； C碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸的反应中，相同条件下碳酸氢 钠与酸反应速率大， 但是产生二氧化碳气体的量需要根据碳酸钠和碳酸氢钠的物质 的量判断，题中没有告诉碳酸钠、碳酸氢钠及氯化氢的物质的量，无法判断产气量 大小，故 C错误； D 加热条件下，碳酸氢钠固体能够转化成碳酸钠，反应的化学 方程式为： 2NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O；在溶液中，碳酸钠能够与二氧化碳反应 生成碳酸氢钠，反应的化学方程式为：Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3，碳酸钠和碳酸氢钠 能够相互转化，故D正确；故选 BD 。 第 5 页 共 12 页 【重难点点睛】 一、比较 Na2CO3和 NaHCO 3的热稳定性 实验操作： 用 20×200mm 的具支试管， 内安装一支 15×150mm 的小试管，由一个小单孔塞与大单孔 塞“串联”，安装时将具支试管的支管平行于水平面，具支试管装Na2CO3，小试管装 NaHCO 3，同时加热，简捷省时，对比效果明显大管温度高，小管温度低，若小管的碳 酸氢钠都分解了，而大管中碳酸钠没有，正说明碳酸钠的热稳定性强 实验装置图： 二、比较 Na2CO3和 NaHCO3在水中的溶解性 分别称取约 2gNa2CO3和 NaHCO3固体，观察外观 分别滴入 10 滴水，振荡试管观察现象，用手接触试管 继续加等体积的水 Na2CO3NaHCO3结论 称取 2g 固体，用药匙放入 试管中，观察其外观 称取 2g 固体，用药匙放入入试 管中，观察并与 NaHCO 3比较 碳酸钠与碳酸氢钠均 为粉末状固体，碳酸钠 的固体颗粒较大 用胶头滴管滴入十滴水， 振荡，固体溶解，触试管 底部，感觉到热 用胶头滴管滴入十滴水， 振荡， 少量固体沉淀在底部，手触试 管底，热感不明显 碳酸钠溶于水会放热 在试管中继续滴水，记下 滴数 根据上步数据在试管中滴入与 碳酸钠相同的水，碳酸氢钠固 体减少 碳酸氢钠溶解度较小 小结： 碳酸钠与碳酸氢钠均为粉末状固体，碳酸钠的固体颗粒较大； 第 6 页 共 12 页 碳酸钠与碳酸氢钠都能溶于水，碳酸钠溶于水会放出热量，而碳酸氢钠则不明显； 碳酸氢钠的溶解度比碳酸钠小很多 三、与盐酸反应 在两个烧瓶中加入约50ml 2mol/L 盐酸； 在气球中加入上述Na2CO3、NaHCO 3固体 安装好装置 Na2CO3NaHCO 3结论 当提起球时， 球中固体落入 试管中，马上发生反 应 当提起球时，球中固体落入 试管中，马上发生反应 碳酸钠与碳酸氢钠能与 盐酸反应 反应激烈，放出气体，气球 胀大 反应更激烈，放出气体，气 球胀大 碳酸氢钠与盐酸的反应 比碳酸钠与盐酸激 烈 将气球中的气体通入澄清 石灰水 将气球中的气体通入澄清石 灰水澄清石灰水变浑浊 小结： 碳酸钠与碳酸氢钠能与盐酸反应 碳酸氢钠与盐酸的反应比碳酸钠的反应激烈 【重难点考向二】碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别 【例 2】有两试管分别装有Na2CO3和 NaHCO 3溶液，下列操作或判断正确的是( ) 方案操作判断 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 CaCl2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 【答案】 C 第 7 页 共 12 页 【重难点点睛】 互滴法检验 Na2CO3和稀盐酸互滴法是指当两种物质反应时有两个不同的 反应过程，且这两个过程的现象各不相同，则可以通过滴加顺序不同，利用产生现 象的不同进行鉴别。 如：（ 1）盐酸逐滴加入到Na2CO3溶液中。 现象：开始无明显现象，后有无色气体放出。 原理： CO3 2- +H +=HCO 3-( 无明显现象 ) HCO3 -+H+=H 2O+CO2(无色气体放出 ) （2）Na2CO3溶液逐滴加入到稀盐酸中。 现象：有无色气体放出。 原理： CO3 2- +2H += H 2O+CO2 【重难点考向三】混合物的成分测定 【例 3】下列测定 Na2CO3和 NaHCO3混合物中 NaHCO3质量分数的实验方案，合理的是 取 a g 混合物与过量氢氧化钠溶液充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b g 固体 取 a g 混合物充分加热，减重bg 取 a g 混合物与过量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b g 取 a g 混合物与过量 BaCl2溶液充分反应，过滤、 洗涤、 干燥， 得 b g 固体( ) A B C D 【答案】 【名师点睛】方案能确定碳酸钠、碳酸氢钠任一物质的质量，即可测定混合物中NaHCO 3 质量分数， 氢氧化钠过量，在加热、蒸干、灼烧过程中可生成Na2CO3； 碳酸氢钠的不稳定性， 加热分解，利用固体差量法即可计算出固体中碳酸氢钠的质量； 应先把水蒸气排除才合理； 只有碳酸钠可与氯化钡反应，根据沉淀的质量可确定Na2CO3的质量，进而可确定碳酸 氢钠的质量分数。 【重难点考向四】性质实验探究 【例 4】现有 Na2CO3和 NaHCO3两种白色固体物质： 欲探究 Na2CO3和 NaHCO 3稳定性的相对强弱，两同学分别设计了以下两组装置： 第 8 页 共 12 页 请回答： 如甲图所示， 分别用 Na2CO3和 NaHCO 3做实验，试管中的试剂是 _(填 字母序号 ) ； a稀 H2SO4 bNaOH 溶液 cCa(OH)2溶液 如乙图所示，试管中装入的固体应该是_(填化学式 ) ； 通过上述实验，得出的结论是：Na2CO3比 NaHCO3的稳定性 _(填“强” 或“弱” )； 欲鉴别两种固体物质可选用的试剂是_ ； 等物质的量浓度的两种物质的溶液与同浓度的盐酸反应，反应速率快的是 _(填化学式 )。 【答案】 I c NaHCO 3强 CaCl2(或 BaCl2) 溶液NaHCO3 【解析】 I 碳酸氢钠加热分解生成二氧化碳，二氧化碳使石灰水变浑浊，碳酸钠加 热不分解，则甲图分别用Na2CO3和 NaHCO3做实验，试管中的试剂是c，溶液变浑 浊可说明； 碳酸氢钠加热分解， 为体现对比，小试管中应为碳酸氢钠，即乙图的试管中装 入的固体应该是 NaHCO 3； 由上述实验可知， Na2CO3比 NaHCO 3的稳定性强； 碳酸钠与氯化钙或氯化钡反应生成白色沉淀，而碳酸氢钠不能，则鉴别两种固 体物质可选用的试剂是CaCl2( 或 BaCl2)溶液； 碳酸钠与盐酸反应先生成碳酸氢钠，但碳酸氢钠与盐酸反应直接生成气体，等 物质的量浓度的两种物质的溶液与同浓度盐酸反应速率快的为NaHCO3。 【名师点睛】 I 碳酸氢钠加热分解生成二氧化碳，二氧化碳使石灰水变浑浊，碳酸钠加热不分解； 碳酸氢钠加热分解，为体现对比，小试管中应为碳酸氢钠； 碳酸钠稳定； 第 9 页 共 12 页 碳酸钠与氯化钙或氯化钡反应生成白色沉淀，而碳酸氢钠不能； 碳酸钠与盐酸反应先不生成气体，而碳酸氢钠与盐酸反应直接生成气体 【趁热打铁】 1下面有关 Na2CO3与 NaHCO3的性质比较中错误的是 ( ) A相同浓度溶液的碱性：Na2CO3NaHCO 3 B在水中的溶解度： Na2CO3NaHCO 3 C 与同浓度的硫酸反应放出气泡的速率：NaHCO 3Na2CO3 D 热稳定性： NaHCO3Na2CO3 【答案】 C 【解析】 A.CO3 2-以第一步水解为主，则 Na2CO3溶液的碱性较强，故A 正确； B在饱 和 Na2CO3溶液中通入过量二氧化碳气体可得到NaHCO 3沉淀，说明Na2CO3比 NaHCO3 易溶于水，故 B正确； C 分别滴加 HCl溶液， 反应离子方程式为CO3 2- +2H +CO 2+H2O ， HCO3 - +H +H 2O+CO2， 相同条件下 NaHCO3比 Na2CO3反应放出气体剧烈，故C 错误；DNaHCO3不稳定，加 热易分解： 2NaHCO 3 Na2CO3+CO 2+H2O ，碳酸钠受热不易分解，较稳定，故D 正 确；故选 C。 2有关 NaHCO 3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 大 B等物质的量的 Na2CO3和 NaHCO 3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 向 Na2CO3饱和溶液中通入CO2，有 NaHCO 3结晶析出 D Na2CO3溶液和 NaHCO3溶液都呈碱性 【答案】 A 【解析】相对分子质量NaHCO3小于 Na2CO3，所以等质量的NaHCO3、Na2CO3的物质的量 n(NaHCO3)n(Na2CO3)，即产生 CO 2的体积在相同条件下NaHCO3的大；物质的量相等 的 NaHCO3、 Na2CO3与同浓度的盐酸反应， 则消耗盐酸的体积Na2CO3是 NaHCO3的两倍； CO2通入饱和 Na2CO3溶液中发生反应： CO2H2O Na2CO3=2NaHCO 3，由于溶剂水的质 量减少，溶质 NaHCO 3的质量多于 Na2CO3的质量，且 NaHCO3的溶解度小于 Na2CO3的溶 第 10 页 共 12 页 解度，所以反应后溶液中析出NaHCO3晶体；实验证明Na2CO3溶液和 NaHCO3溶液都 呈碱性。 【名师点睛】注意碳酸盐与酸式盐的几个性质 （1）溶解性： 大部分的碳酸氢盐易溶于水， 如 Ca(HCO 3)2，即碳酸氢盐比相应的碳酸盐易溶，但 NaHCO3 的溶解度比 Na2CO3小。 （2）稳定性： 相同金属阳离子， 碳酸正盐比酸式盐稳定， 如稳定性：Na2CO3NaHCO3， CaCO3Ca(HCO3)2。 NaHCO 3固体受热易分解，但在溶液中NaHCO3受热不分解。 Na2CO3固体性质稳定，在空气中不与CO2反应，但在溶液中， Na2CO3可以与水、 CO2反 应生成 NaHCO 3。 3为了验证小苏打中是否含有纯碱，下列实验操作及判断正确的是( ) A观察加热时是否放出气体 B观察滴加盐酸时能否放出气体 C 溶于水中，再滴加石灰水，观察有无沉淀产生 D 溶于水中，滴加少量的氯化钡溶液，观察有无白色沉淀产生 【答案】 D 4纯碱和小苏打是厨房常备的物质，它们都是白色固体，下列区分这两种物质的方法 正确的是 ( ) A分别加热两种样品，全部分解且没有固体剩余的原样品是小苏打 B取等质量样品分别与足量的盐酸反应，产生二氧化碳多的原样品是纯碱 C 用洁净铁丝蘸取两种样品分别在火焰上灼烧，焰色呈黄色的原样品是纯碱 D 取等质量样品分别配成溶液，各滴加酚酞，溶液颜色更深的原样品是纯碱 【答案】 D 【解析】小苏打的主要成分为NaHCO3，纯碱的主要成分为Na2CO3；A小苏打不稳定， 加热易分解生成Na2CO3、CO2和水，质量减小，故A错误； B等质量时碳酸氢钠物 质的量多，生成二氧化碳多，故B错误；C纯碱和小苏打都含有Na元素，焰色反 应都呈黄色，不能鉴别，故C错误； DCO3 2-水解程度大于 HCO 3 - ，则纯碱溶液碱性 更强，故 D正确；故选 D。 第 11 页 共 12 页 5生活处处有化学，制作馒头、面包等所用的发酵粉，主要成分是由Na2CO3、NaHCO3 和固体有机酸混合而成的，晓露同学猜想：发酵粉加热或加水时都能产生CO2，并 进行如下实验： （1）将 Na2CO3和 NaHCO3分别加热，能产生CO2的物质是 _(填化学 式) （2）晓露同学用如图所示装置探究发酵份加水能否产生CO2，并探究过氧化钠是否 可作呼吸面具的供氧剂请回答： A 装置中仪器 a 的名称是 _ ； 观察到 B装置产生白色浑浊，写出反应的化学方程式_ _ ； 实验证实发酵粉加水也能产生CO2， 主要原因是 _ _ _； C 装置中浓硫酸的作用是 _ ； 收集 D装置产生的气体，要验证它是氧气，方法是_ 。 【答案】（ 1）NaHCO3（2） 分液漏斗CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O 当加 入水后， 有机酸会电离出氢离子， 氢离子与碳酸根、碳酸氢根反应产生二氧化碳 吸收水蒸汽将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，证明是氧气 【解析】（ 1）碳酸氢钠受热分解产生二氧化碳； （2）仪器 a 是分液漏斗； 二 氧 化 碳 与B 中 澄 清 石 灰 水 反 应 产 生 白 色 沉 淀 ， 反 应 方 程 式 为 ： CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O ； 发酵粉主要成分是由Na2CO3、NaHCO3和固体有机酸，当加入水后，有机酸会电离 出氢离子，氢离子与碳酸根、碳酸氢根反应产生二氧化碳； 浓硫酸的作用是除掉水，避免水蒸气与D中的过氧化钠反应产生氧气； 将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，证明是氧气。