2023-2024学年（人教版2019）高中化学必修1第二章　第一节　微专题1　Na2CO3与NaHCO3的相关计算 学案 （含答案）

微专题1　Na2CO3与NaHCO3的相关计算
1．Na2CO3、NaHCO3与足量盐酸反应的定量关系
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.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　Δm
168 g 106 g 62 g
NaHCO3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。
思考1　如果将16.8 g NaHCO3加热一段时间，剩余固体为13.7 g，则NaHCO3的分解百分率为多少？如何检验有Na2CO3固体生成？
3．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↑。
思考2　若向NaOH、Na2CO3混合液中滴加盐酸，依据反应的先后顺序写出相应的化学方程式，并画出CO2的体积随加入盐酸的体积变化的关系图。
1．(2022·大同高一检测)把一定量的NaHCO3和Na2O2的混合物放在密闭容器中加热，关于混合物加热前后消耗的HCl的质量，下列判断正确的是(　　)
A．加热前消耗的多
B．加热后消耗的多
C．加热前后消耗的一样多
D．无法确定
2．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 g
C．4.16 g D．4.41 g
3．有两份质量相同的NaHCO3，向第一份中加入盐酸使其充分反应；将第二份加热使其完全分解，冷却至原温度再加入相同浓度的盐酸，充分反应，则它们所耗用的盐酸的体积比为(　　)
A．2∶1 B．1∶1
C．1∶2 D．4∶1
4．把Na2CO3和NaHCO3的混合物27.4 g加热到质量不再变化时，得残留固体21.2 g。求原混合物中NaHCO3和Na2CO3的质量之比为(　　)
A．53∶84 B．84∶53
C．1∶1 D．42∶53
5．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＝0.3
D．原混合溶液中NaOH与Na2CO3的质量之比为1∶2
6．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)所得溶液中的溶质为_________________________________________________________。
(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：___________________________________________________
______________________________________________________________________________。
7．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(夹持装置未画出)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，则会导致测得的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)。
微专题1　Na2CO3与NaHCO3的相关计算
思考1　根据化学方程式2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O可知，168 g NaHCO3反应质量减少62 g，题中NaHCO3的质量减少3.1 g，因此NaHCO3分解8.4 g，所以NaHCO3分解百分率为×100%＝50%。取反应后的固体少许加蒸馏水溶解，滴加氯化钡或氯化钙溶液，有白色沉淀产生，证明有碳酸钠固体生成。
思考2　
①NaOH＋HCl===NaCl＋H2O，
②Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3，
③NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。
跟踪训练
1．C　2.A
3．B　[本题可从钠元素守恒的角度考虑。无论NaHCO3是直接与盐酸反应，还是先加热分解再与盐酸反应，Na的量不变，生成NaCl的量相等，则消耗盐酸的量相等。]
4．B
5．C　[在O～a内，先发生氢离子与氢氧根离子的中和反应，再发生碳酸根离子与氢离子生成碳酸氢根离子的反应，A项错误；a点时的溶液为氯化钠和碳酸氢钠的混合溶液，所以ab段发生反应的离子方程式为HCO＋H＋===H2O＋CO2↑，B项错误；由ab段发生的反应NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑可知，生成0.44 g CO2消耗盐酸的体积为(0.4－a)L，则3.65 g·L－1×(0.4－a)L＝，解得a＝0.3，C项正确；由计算可得碳酸钠的质量是1.06 g，生成碳酸氢根离子消耗的稀盐酸的体积是0.1 L，则中和氢氧化钠消耗的稀盐酸的体积是0.3 L－0.1 L＝0.2 L，所以氢氧化钠的质量是3.65 g·L－1×0.2 L×＝0.8 g，原混合溶液中NaOH与Na2CO3的质量之比为＝，D项错误。]
6．(1)NaOH、Na2CO3　(2)H＋＋OH－===H2O、H＋＋CO===HCO　H＋＋HCO===CO2↑＋H2O
7．(1)①检查装置气密性　③除去装置中的水蒸气和二氧化碳
④2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑、
Na2CO3·10H2ONa2CO3＋10H2O
(2)①Na2CO3·10H2O和NaHCO3的质量分数测定结果偏小，NaCl的质量分数测定结果偏大
②防止空气中的CO2和水蒸气进入D中影响测定结果　偏大　③×100%
解析　(2)③由题目信息知，反应放出的CO2的质量为m2 g，根据反应的化学方程式2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，可计算出该反应中产生的水的质量为g，从而计算出Na2CO3·10H2O分解产生水的质量为(m1－)g，再根据Na2CO3·10H2ONa2CO3＋10H2O，计算出Na2CO3·10H2O的质量，最后计算出混合物中Na2CO3·10H2O的质量分数。