eq \o(\s\up7( INCLUDEPICTURE "聚焦突破3LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../化学鲁科必修第一册/聚焦突破3LLL.TIF" \* MERGEFORMAT ),\s\do5( 碳酸钠与碳酸氢钠的性质与相互转化))
[学生用书P39]
1．性质比较
物质 碳酸钠 碳酸氢钠
化学式 Na2CO3 NaHCO3
俗称 苏打或纯碱 小苏打
色、态 白色粉末 白色细小晶体
溶解性和碱性 都易溶于水，且水溶液均呈碱性，但在相同温度下溶解度：Na2CO3>NaHCO3，碱性：Na2CO3>NaHCO3
溶于水时的热效应 放热 吸热
热稳定性 稳定 不稳定：2NaHCO3H2O＋Na2CO3＋CO2↑
与足量盐酸反应 Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O
与NaOH反应 不反应 NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O
与Ca(OH)2反应 Ca(OH)2＋Na2CO3===2NaOH＋CaCO3↓ Ca(OH)2(少量)＋2NaHCO3===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，Ca(OH)2(足量)＋NaHCO3===CaCO3↓＋NaOH＋H2O
2.鉴别方法
INCLUDEPICTURE "WXYYLK8.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../化学鲁科必修第一册/WXYYLK8.TIF" \* MERGEFORMAT
3．除杂方法
物质(括号内为杂质) 除杂方法
Na2CO3固体(NaHCO3) 加热至恒重
NaHCO3溶液(Na2CO3) 通入足量CO2气体
Na2CO3溶液(NaHCO3) 加适量的NaOH溶液
4.相互转化
涉及反应：
①Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3
②Na2CO3＋HCl(少量)===NaHCO3＋NaCl
③2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑
④NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O
5．有关图像及发生的反应
(1)向Na2CO3溶液中逐滴滴入盐酸
INCLUDEPICTURE "25TL4.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../化学鲁科必修第一册/25TL4.TIF" \* MERGEFORMAT
O～a段：Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3
a～b段：NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
(2)向NaHCO3溶液中逐滴滴入盐酸
INCLUDEPICTURE "25TL5.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../化学鲁科必修第一册/25TL5.TIF" \* MERGEFORMAT
NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
(3)向NaOH、Na2CO3混合液中滴加盐酸
INCLUDEPICTURE "25TL6.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../化学鲁科必修第一册/25TL6.TIF" \* MERGEFORMAT
先：NaOH＋HCl===NaCl＋H2O
再：Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3
后：NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
(4)向Na2CO3、NaHCO3(物质的量之比为1∶1)混合液中滴加盐酸
INCLUDEPICTURE "JT1.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../化学鲁科必修第一册/JT1.TIF" \* MERGEFORMAT
先发生反应：Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl，
再发生反应：NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。
【突破集训】
1．(2024·开封高一质检)已知两支试管中分别装有等浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液，下列操作对应的判断正确的是( )
选项 操作 判断
A 分别加入澄清石灰水 产生沉淀者为NaHCO3溶液
B 分别加入等浓度的稀盐酸 反应较剧烈者为Na2CO3溶液
C 分别滴加几滴酚酞溶液 红色较浅者为NaHCO3溶液
D 逐滴加入等浓度的稀盐酸 立即产生气泡者为Na2CO3溶液
2．(2024·莱阳一中高一月考)某化学小组利用如下图所示的装置探究Na2CO3与NaHCO3相关性质。将a加热一段时间后，b中溶液颜色变浅，并有少量沉淀产生。下列说法错误的是( )
INCLUDEPICTURE "25TL7.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../化学鲁科必修第一册/25TL7.TIF" \* MERGEFORMAT
A．b中沉淀为Na2CO3
B．稳定性：Na2CO3>NaHCO3
C．a溶液中溶质质量减小
D．b溶液中Na＋的物质的量减小
3．为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法不正确的是( )
A．Na2CO3溶液(NaHCO3)，加入适量的NaOH溶液
B．NaHCO3溶液(Na2CO3)，通入过量的CO2气体
C．Na2CO3固体(NaHCO3)，直接加热
D．Na2CO3溶液(Na2SO4)，加入适量Ba(OH)2溶液，过滤
4．(2024·辽宁省实验中学高一调研)下列实验方案中，不能测定Na2CO3和NaHCO3固体混合物中Na2CO3质量分数的是( )
A．取a g混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出的气体用碱石灰吸收，增重b g
B．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混合物充分加热，固体质量减少b g
D．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
5.
INCLUDEPICTURE "25TL8.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../化学鲁科必修第一册/25TL8.TIF" \* MERGEFORMAT
(2024·东营胜利一中高一月考)取一定量的NaOH溶液通入CO2后，再继续向该溶液中逐滴加入0.1 mol/L的盐酸，产生CO2的体积与所加盐酸的体积之间的关系如上图所示。下列说法正确的是( )
A．原溶液中NaOH的物质的量为0.75 mol
B．通入CO2后所得溶液的溶质成分为NaOH和Na2CO3
C．通入CO2后所得溶液中含有2.5×10－3 mol NaHCO3
D．原溶液通入的CO2在标准状况下的体积为224 mL
6．向NaOH和Na2CO3的混合溶液中滴加0.1 mol·L－1的稀盐酸，生成CO2的质量与加入盐酸的体积的关系如下图所示。下列判断正确的是( )
INCLUDEPICTURE "25TL9.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../化学鲁科必修第一册/25TL9.TIF" \* MERGEFORMAT
A．在O～a段内，只发生酸碱中和反应
B．ab段发生反应的化学方程式为Na2CO3＋2HCl===H2O＋CO2↑＋2NaCl
C．a＝0.3
D．原混合溶液中NaOH与Na2CO3的质量之比为53∶40
7．(2024·晋城高一期末)某种市售食用碱是纯碱与小苏打的混合物，可大量应用于食品加工，如面条、面包、馒头等，某校化学兴趣小组利用如下图所示的装置进行实验测定该种食用碱中纯碱的质量分数。
INCLUDEPICTURE "24cl+1.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../化学鲁科必修第一册/24cl+1.TIF" \* MERGEFORMAT
实验步骤：
①检查装置的气密性，称取10 g样品(仅由纯碱与小苏打组成)，加入装置B中；
②连接装置，打开弹簧夹，先通入一段时间空气后，关闭弹簧夹，打开仪器a的活塞滴入稀硫酸至不再有气体生成；
③关闭仪器a的活塞，打开弹簧夹，继续通入一段时间空气。实验中记录的数据见下表：
实验装置 装置B 装置C 干燥管Ⅰ
实验前称得的质量/g 180.0 30.0 120.4
实验后称得的质量/g 174.2 31.5 124.8
请回答下列问题：
(1)仪器a的名称是________，写出稀硫酸与碳酸氢钠反应的化学方程式：________________________________________。
(2)实验开始前，先打开弹簧夹，通入一段时间空气，目的是___________________________________________________________，
试剂X为__________(填化学名称)溶液，实验结束后，需要继续通入一段时间的空气，目的是________________________。
(3)干燥管Ⅱ的作用是_________________________，
若缺少干燥管Ⅱ，则会造成测定结果________(填“偏大”“不变”或“偏小”)。
(4)有同学认为，表格中三组数据都可以计算该样品中Na2CO3的质量分数，但也有同学认为不能用装置C前后的质量差来计算，理由是____________________________________________________________________________________________；
通过实验数据计算，食用碱中Na2CO3的质量分数为________(保留三位有效数字)。eq \o(\s\up7( INCLUDEPICTURE "聚焦突破3LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../化学鲁科必修第一册/聚焦突破3LLL.TIF" \* MERGEFORMAT ),\s\do5( 碳酸钠与碳酸氢钠的性质与相互转化))
[学生用书P39]
1．性质比较
物质 碳酸钠 碳酸氢钠
化学式 Na2CO3 NaHCO3
俗称 苏打或纯碱 小苏打
色、态 白色粉末 白色细小晶体
溶解性和碱性 都易溶于水，且水溶液均呈碱性，但在相同温度下溶解度：Na2CO3>NaHCO3，碱性：Na2CO3>NaHCO3
溶于水时的热效应 放热 吸热
热稳定性 稳定 不稳定：2NaHCO3H2O＋Na2CO3＋CO2↑
与足量盐酸反应 Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O
与NaOH反应 不反应 NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O
与Ca(OH)2反应 Ca(OH)2＋Na2CO3===2NaOH＋CaCO3↓ Ca(OH)2(少量)＋2NaHCO3===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，Ca(OH)2(足量)＋NaHCO3===CaCO3↓＋NaOH＋H2O
2.鉴别方法
INCLUDEPICTURE "WXYYLK8.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../化学鲁科必修第一册/WXYYLK8.TIF" \* MERGEFORMAT
3．除杂方法
物质(括号内为杂质) 除杂方法
Na2CO3固体(NaHCO3) 加热至恒重
NaHCO3溶液(Na2CO3) 通入足量CO2气体
Na2CO3溶液(NaHCO3) 加适量的NaOH溶液
4.相互转化
涉及反应：
①Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3
②Na2CO3＋HCl(少量)===NaHCO3＋NaCl
③2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑
④NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O
5．有关图像及发生的反应
(1)向Na2CO3溶液中逐滴滴入盐酸
INCLUDEPICTURE "25TL4.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../化学鲁科必修第一册/25TL4.TIF" \* MERGEFORMAT
O～a段：Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3
a～b段：NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
(2)向NaHCO3溶液中逐滴滴入盐酸
INCLUDEPICTURE "25TL5.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../化学鲁科必修第一册/25TL5.TIF" \* MERGEFORMAT
NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
(3)向NaOH、Na2CO3混合液中滴加盐酸
INCLUDEPICTURE "25TL6.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../化学鲁科必修第一册/25TL6.TIF" \* MERGEFORMAT
先：NaOH＋HCl===NaCl＋H2O
再：Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3
后：NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
(4)向Na2CO3、NaHCO3(物质的量之比为1∶1)混合液中滴加盐酸
INCLUDEPICTURE "JT1.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../化学鲁科必修第一册/JT1.TIF" \* MERGEFORMAT
先发生反应：Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl，
再发生反应：NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。
【突破集训】
1．(2024·开封高一质检)已知两支试管中分别装有等浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液，下列操作对应的判断正确的是( )
选项 操作 判断
A 分别加入澄清石灰水 产生沉淀者为NaHCO3溶液
B 分别加入等浓度的稀盐酸 反应较剧烈者为Na2CO3溶液
C 分别滴加几滴酚酞溶液 红色较浅者为NaHCO3溶液
D 逐滴加入等浓度的稀盐酸 立即产生气泡者为Na2CO3溶液
解析：选C。加入澄清石灰水，二者都能产生白色沉淀，A错误；碳酸氢钠与稀盐酸一开始就有气体产生，而碳酸钠一开始无气体产生，故反应较剧烈者为NaHCO3溶液，B、D错误；等浓度的碳酸钠和碳酸氢钠溶液，碱性强的是碳酸钠溶液，故红色较浅者为NaHCO3溶液，C正确。
2．(2024·莱阳一中高一月考)某化学小组利用如下图所示的装置探究Na2CO3与NaHCO3相关性质。将a加热一段时间后，b中溶液颜色变浅，并有少量沉淀产生。下列说法错误的是( )
INCLUDEPICTURE "25TL7.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../化学鲁科必修第一册/25TL7.TIF" \* MERGEFORMAT
A．b中沉淀为Na2CO3
B．稳定性：Na2CO3>NaHCO3
C．a溶液中溶质质量减小
D．b溶液中Na＋的物质的量减小
解析：选A。a中发生反应2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，b中发生反应Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3↓。由于反应消耗水，且溶解度：Na2CO3＞NaHCO3，故b中析出碳酸氢钠，A错误；加热时碳酸氢钠可分解，生成更稳定的碳酸钠，故稳定性：Na2CO3>NaHCO3，B正确；a中发生反应2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，故溶液中溶质质量减小，C正确；由于碳酸氢钠析出，因此b中Na＋的物质的量减小，D正确。
3．为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法不正确的是( )
A．Na2CO3溶液(NaHCO3)，加入适量的NaOH溶液
B．NaHCO3溶液(Na2CO3)，通入过量的CO2气体
C．Na2CO3固体(NaHCO3)，直接加热
D．Na2CO3溶液(Na2SO4)，加入适量Ba(OH)2溶液，过滤
解析：选D。Ba(OH)2＋Na2SO4===BaSO4↓＋2NaOH，虽除去了Na2SO4，但又增加了新的杂质NaOH，并且Na2CO3溶液也能与Ba(OH)2溶液反应，D错误。
4．(2024·辽宁省实验中学高一调研)下列实验方案中，不能测定Na2CO3和NaHCO3固体混合物中Na2CO3质量分数的是( )
A．取a g混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出的气体用碱石灰吸收，增重b g
B．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混合物充分加热，固体质量减少b g
D．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
解析：选A。取a g混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出的气体用碱石灰吸收，碱石灰吸收的是二氧化碳和水，碱石灰增重b g，不能准确测定二氧化碳的质量，所以不能测定Na2CO3和NaHCO3固体混合物中Na2CO3质量分数，故选A；取a g混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干灼烧，所得b g固体为氯化钠，设碳酸钠的质量为x g，碳酸氢钠的质量为(a－x) g，根据钠元素守恒，×2＋＝，解方程可得x值，能测定Na2CO3和NaHCO3固体混合物中Na2CO3质量分数，故不选B；碳酸钠加热不分解，碳酸氢钠加热分解为碳酸钠、二氧化碳和水，取a g混合物充分加热，固体质量减少b g，固体减少的质量为碳酸氢钠加热分解生成二氧化碳和水的质量，根据反应的化学方程式可计算碳氢酸钠的质量，所以能测定Na2CO3和NaHCO3固体混合物中Na2CO3质量分数，故不选C；取a g混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，所得b g固体为碳酸钡，设碳酸钠的质量为x g，碳酸氢钠的质量为(a－x) g，根据碳元素守恒，＋＝，解方程可得x值，能测定Na2CO3和NaHCO3固体混合物中Na2CO3质量分数，故不选D。
5.
INCLUDEPICTURE "25TL8.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../化学鲁科必修第一册/25TL8.TIF" \* MERGEFORMAT
(2024·东营胜利一中高一月考)取一定量的NaOH溶液通入CO2后，再继续向该溶液中逐滴加入0.1 mol/L的盐酸，产生CO2的体积与所加盐酸的体积之间的关系如上图所示。下列说法正确的是( )
A．原溶液中NaOH的物质的量为0.75 mol
B．通入CO2后所得溶液的溶质成分为NaOH和Na2CO3
C．通入CO2后所得溶液中含有2.5×10－3 mol NaHCO3
D．原溶液通入的CO2在标准状况下的体积为224 mL
解析：选C。消耗盐酸75 mL时，溶液恰好为氯化钠溶液，根据元素守恒，n(NaOH)＝n(NaCl)＝n(HCl)＝0.075 L×0.1 mol/L＝0.007 5 mol，故A错误；由题图可知，生成气体前消耗盐酸的体积小于生成气体时消耗盐酸的体积，说明通入一定量CO2反应后溶液中的溶质为Na2CO3、NaHCO3，故B错误；由题图可知，溶液中Na2CO3、NaHCO3的物质的量相等，生成二氧化碳时发生反应NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O，共消耗盐酸75 mL－25 mL＝50 mL，n总(NaHCO3)＝n(HCl)＝0.05 L×0.1 mol/L＝0.005 mol，所以通入CO2后所得溶液中含有NaHCO3的物质的量为0.005 mol×＝2.5×10－3 mol，故C正确；原溶液中通入的CO2完全转化为Na2CO3和NaHCO3，且溶液中Na2CO3、NaHCO3的物质的量相等，均为2.5×10－3 mol，故原溶液中通入的CO2在标准状况下的体积为2.5×10－3 mol×2×22.4 L/mol＝0.112 L＝112 mL，故D错误。
6．向NaOH和Na2CO3的混合溶液中滴加0.1 mol·L－1的稀盐酸，生成CO2的质量与加入盐酸的体积的关系如下图所示。下列判断正确的是( )
INCLUDEPICTURE "25TL9.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../化学鲁科必修第一册/25TL9.TIF" \* MERGEFORMAT
A．在O～a段内，只发生酸碱中和反应
B．ab段发生反应的化学方程式为Na2CO3＋2HCl===H2O＋CO2↑＋2NaCl
C．a＝0.3
D．原混合溶液中NaOH与Na2CO3的质量之比为53∶40
解析：选C。在O～a段内，先发生NaOH与HCl的中和反应，再发生Na2CO3与HCl生成NaHCO3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段发生反应的化学方程式为NaHCO3＋HCl===H2O＋CO2↑＋NaCl，B项错误；由ab段发生的反应NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑可知，0.1 mol·L－1×V(盐酸)＝，解得V(盐酸)＝0.1 L，所以a＝0.3，C项正确；混合溶液中碳酸钠的物质的量为0.01 mol，质量是1.06 g，生成碳酸氢钠消耗稀盐酸的体积是0.1 L，故中和氢氧化钠消耗稀盐酸的体积是0.3 L－0.1 L＝0.2 L，所以氢氧化钠的质量是0.1 mol·L－1×0.2 L×40 g·mol－1＝0.8 g，原混合溶液中NaOH与Na2CO3的质量之比为0.8 g∶1.06 g＝40∶53，D项错误。
7．(2024·晋城高一期末)某种市售食用碱是纯碱与小苏打的混合物，可大量应用于食品加工，如面条、面包、馒头等，某校化学兴趣小组利用如下图所示的装置进行实验测定该种食用碱中纯碱的质量分数。
INCLUDEPICTURE "24cl+1.TIF" INCLUDEPICTURE "../../../化学鲁科必修第一册/24cl+1.TIF" \* MERGEFORMAT
实验步骤：
①检查装置的气密性，称取10 g样品(仅由纯碱与小苏打组成)，加入装置B中；
②连接装置，打开弹簧夹，先通入一段时间空气后，关闭弹簧夹，打开仪器a的活塞滴入稀硫酸至不再有气体生成；
③关闭仪器a的活塞，打开弹簧夹，继续通入一段时间空气。实验中记录的数据见下表：
实验装置 装置B 装置C 干燥管Ⅰ
实验前称得的质量/g 180.0 30.0 120.4
实验后称得的质量/g 174.2 31.5 124.8
请回答下列问题：
(1)仪器a的名称是________，写出稀硫酸与碳酸氢钠反应的化学方程式：________________________________________。
(2)实验开始前，先打开弹簧夹，通入一段时间空气，目的是___________________________________________________________，
试剂X为__________(填化学名称)溶液，实验结束后，需要继续通入一段时间的空气，目的是________________________。
(3)干燥管Ⅱ的作用是_________________________，
若缺少干燥管Ⅱ，则会造成测定结果________(填“偏大”“不变”或“偏小”)。
(4)有同学认为，表格中三组数据都可以计算该样品中Na2CO3的质量分数，但也有同学认为不能用装置C前后的质量差来计算，理由是____________________________________________________________________________________________；
通过实验数据计算，食用碱中Na2CO3的质量分数为________(保留三位有效数字)。
答案：(1)分液漏斗 H2SO4＋2NaHCO3===Na2SO4＋2CO2↑＋2H2O (2)除去装置内的CO2 氢氧化钠 将装置内的CO2全部赶到干燥管Ⅰ中被完全吸收 (3)防止空气中的水蒸气和CO2进入干燥管Ⅰ 偏小 (4)吸收的水蒸气并不全部来自反应生成的 77.1%
