微专题三 碳酸钠和碳酸氢钠的除杂和相关计算
一、Na2CO3、NaHCO3与足量盐酸反应的定量关系
生成CO2的速率 NaHCO3快
耗酸量 等质量 Na2CO3耗酸多
相同物质的量 Na2CO3耗酸多
生成CO2的体积 等质量 NaHCO3产生的多
相同物质的量 相等
二、碳酸钠与碳酸氢钠的相关计算
1.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
当有168 g NaHCO3受热分解后，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。
2.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↑。
(3)向NaOH、Na2CO3混合液中滴加盐酸
①NaOH+HCl===NaCl+H2O，
②Na2CO3+HCl===NaCl+NaHCO3，
③NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑。
1. 向NaOH和Na2CO3的混合溶液中滴加3.65 g·L-1稀盐酸，生成CO2的质量与加入盐酸的体积关系如图所示。下列判断正确的是 ( )
A.在O~a内，只发生酸碱中和反应
B.ab段发生反应的化学方程式为Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O
C.a=0.3
D.原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为1∶2
2.工业纯碱中常含有少量的NaCl杂质，某化学兴趣小组取a g工业纯碱样品与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b g固体。则该样品中纯碱的质量分数为 ( )
A.×100%
B.×100%
C.×100%
D.×100%
3.(2024·苏州月考)(1)某碳酸钠固体样品中含有少量NaHCO3杂质。小组同学用不同的方案测定样品中碳酸钠的纯度。
①方案1：已知：碳酸钠的纯度=×100%
操作X的名称是 。
②方案2：称量m g样品，并使其充分加热，冷却至室温，再称量固体质量为n g。则样品中碳酸钠的纯度= ×100%(用代数式表示)。
(2)取一定浓度的NaOH溶液50 mL，通入一定量的CO2气体，随后取溶液10 mL，加水稀释到100 mL。向稀释后的溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的盐酸，产生CO2气体的体积(标准状况)与所加入的盐酸的体积之间的关系如图所示。回答下列问题：
①通入一定量的CO2气体后溶液溶质为 (写化学式)，其物质的量之比是 。
②V(HCl)=75 mL时生成(标准状况下)CO2气体的体积为 。
③原NaOH溶液的物质的量浓度为 。
答案精析
跟踪训练
1.C ［在O~a内，先发生HCl与NaOH的中和反应，再发生Na2CO3与HCl生成碳酸氢钠的反应，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段发生的反应为NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O，B项错误；由图像可知生成CO2的物质的量为0.01 mol，根据化学方程式NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O可知，消耗HCl的物质的量为0.01 mol，故a=0.3，C项正确；根据化学方程式和图像可知Na2CO3的物质的量是0.01 mol，所以与NaOH反应的HCl的物质的量为0.03 mol-0.01 mol=0.02 mol，则NaOH的物质的量为0.02 mol，因此原混合液中，NaOH与Na2CO3的物质的量之比为2∶1，D项错误。］
2.D ［设样品中碳酸钠的质量为m，则：
Na2CO3+2HCl2NaCl+CO2↑+H2O 固体质量增加
106 117 11
m (b-a) g
所以=，解得m= g，故该样品中Na2CO3的质量分数为×100%=×100%，D项正确。］
3.(1)①过滤 ②
(2)①NaHCO3和Na2CO3 1∶1 ②0.112 L
③0.75 mol·L-1
解析 (1)②设样品中含有NaHCO3杂质的质量为x，根据2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O可知，=，解得x= g，则w(Na2CO3)=(1-)×100%=×100%。(2)①CO2与NaOH反应后，溶液中的溶质可能为NaOH和Na2CO3或Na2CO3或NaHCO3或Na2CO3和NaHCO3，根据图像可知为NaHCO3和Na2CO3；25~75 mL段发生反应：NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑，而25~75 mL段消耗的盐酸为0~25 mL段消耗的盐酸的二倍，故0~25 mL段发生反应：Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl；则两者物质的量之比是1∶1。②25~75 mL段消耗的HCl为0.1 mol·L-1×0.05 L=0.005 mol，根据NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑，V(盐酸)=75 mL时生成(标准状况下)CO2气体的体积为0.005 mol×22.4 L·mol-1=0.112 L。③加入75 mL盐酸时，溶质为氯化钠，根据钠元素及氯元素质量守恒，则NaOH物质的量为0.1 mol·L-1×0.075 L=0.007 5 mol，原NaOH溶液的物质的量浓度为=0.75 mol·L-1。(共17张PPT)
专题3
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碳酸钠和碳酸氢钠的除杂和相关计算
微专题三
一、Na2CO3、NaHCO3与足量盐酸反应的定量关系
生成CO2的速率 NaHCO3快
耗酸量 等质量 Na2CO3耗酸多
相同物质的量 Na2CO3耗酸多
生成CO2的体积 等质量 NaHCO3产生的多
相同物质的量 相等
二、碳酸钠与碳酸氢钠的相关计算
1.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。
2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O Δm
168 g 106 g 62 g
当有168 g NaHCO3受热分解后，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。
2.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↑。
(3)向NaOH、Na2CO3混合液中滴加盐酸
①NaOH+HCl===NaCl+H2O，
②Na2CO3+HCl===NaCl+NaHCO3，
③NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑。
跟踪训练
1.向NaOH和Na2CO3的混合溶液中滴加3.65 g·L-1稀盐酸，生成CO2的质量与加入盐酸的体积关系如图所示。下列判断正确的是
A.在O~a内，只发生酸碱中和反应
B.ab段发生反应的化学方程式为Na2CO3+
2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O
C.a=0.3
D.原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为1∶2
√
跟踪训练
在O~a内，先发生HCl与NaOH的中和反应，再发生Na2CO3与HCl生成碳酸氢钠的反应，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段发生的反应为NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O，B项错误；
跟踪训练
由图像可知生成CO2的物质的量为0.01 mol，根据化学方程式NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O可知，消耗HCl的物质的量为0.01 mol，故a=0.3，C项正确；
根据化学方程式和图像可知Na2CO3的物质的量是0.01 mol，所以与NaOH反应的HCl的物质的量为0.03 mol-0.01 mol=0.02 mol，则NaOH的物质的量为0.02 mol，因此原混合液中，NaOH与Na2CO3的物质的量之比为2∶1，D项错误。
跟踪训练
2.工业纯碱中常含有少量的NaCl杂质，某化学兴趣小组取a g工业纯碱样品与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b g固体。则该样品中纯碱的质量分数为
A.×100% B.×100%
C.×100% D.×100%
√
跟踪训练
设样品中碳酸钠的质量为m，则：
Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O 固体质量增加
106 117 11
m (b-a) g
所以=，解得m= g，故该样品中Na2CO3的质量分数为×100%=×100%，D项正确。
跟踪训练
3.(2024·苏州月考)(1)某碳酸钠固体样品中含有少量NaHCO3杂质。小组同学用不同的方案测定样品中碳酸钠的纯度。
①方案1：已知：碳酸钠的纯度=×100%
操作X的名称是 。
过滤
跟踪训练
②方案2：称量m g样品，并使其充分加热，冷却至室温，再称量固体质
量为n g。则样品中碳酸钠的纯度=________×100%(用代数式表示)。
跟踪训练
设样品中含有NaHCO3杂质的质量为x，根据2NaHCO3 Na2CO3
+CO2↑+H2O可知，=，解得x= g，则w(Na2CO3)=(1-)
×100%=×100%。
跟踪训练
(2)取一定浓度的NaOH溶液50 mL，通入一定量的CO2气体，随后取溶液10 mL，加水稀释到100 mL。向稀释后的溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的盐酸，产生CO2气体的体积(标准状况)与所加入的盐酸的体积之间的关系如图所示。回答下列问题：
①通入一定量的CO2气体后溶液溶质为_________
_________(写化学式)，其物质的量之比是 。
NaHCO3
和Na2CO3
1∶1
跟踪训练
CO2与NaOH反应后，溶液中的溶质可能为NaOH和Na2CO3或Na2CO3或NaHCO3或Na2CO3和NaHCO3，根据图像可知为NaHCO3和Na2CO3；
25~75 mL段发生反应：NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑，而25~75 mL段消耗的盐酸为0~25 mL段消耗的盐酸的二倍，故0~25 mL段发生反应：Na2CO3+HCl===NaHCO3+NaCl；则两者物质的量之比是1∶1。
跟踪训练
②V(HCl)=75 mL时生成(标准状况下)CO2气体的体积为 。
0.112 L
25~75 mL段消耗的HCl为0.1 mol·L-1×0.05 L=0.005 mol，根据NaHCO3+HCl=== NaCl+H2O+CO2↑，V(盐酸)=75 mL时生成(标准状况下)CO2气体的体积为0.005 mol×22.4 L·mol-1=0.112 L。
跟踪训练
③原NaOH溶液的物质的量浓度为 。
0.75 mol·L-1
加入75 mL盐酸时，溶质为氯化钠，根据钠元素及氯元素质量守恒，则NaOH物质的量为0.1 mol·L-1 ×0.075 L=0.007 5 mol，原NaOH溶液
的物质的量浓度为=0.75 mol·L-1。
