内容正文:
[学科素养]
能通过碳酸钠、碳酸氢钠的鉴别方案的设计,培养学生的科学探究与创新意识的化学核心素养;通过碳酸钠、碳酸氢钠与酸反应的图像分析,培养学生的证据推理与模型认知的化学核心素养。
一、Na2CO3与NaHCO3的鉴别
有两支试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液,下列操作和判断不正确的是( )
选项
操作
判断
A
分别加入澄清石灰水
产生沉淀者为Na2CO3
B
分别加入等浓度的稀盐酸
反应较剧烈者为NaHCO3
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NaHCO3
[解析] A项中发生的反应分别为Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH,2NaHCO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+Na2CO3+2H2O,两者现象相同(产生白色沉淀);B项滴加等浓度的稀盐酸时,NaHCO3溶液反应更剧烈;C项Na2CO3与CaCl2发生反应:Na2CO3+CaCl2===CaCO3↓+2NaCl,产生白色沉淀,NaHCO3与CaCl2不反应;D项逐滴加入等浓度的盐酸时,NaHCO3立即产生气泡,Na2CO3开始无气泡产生,过一会儿才产生气泡。
[答案] A
[方法规律]
1.利用热稳定性不同
(1)鉴别方法
(2)常用装置
2.利用和酸反应生成气体的速率不同(相同条件下)
3.利用与BaCl2溶液反应
4.利用溶液的碱性强弱
[变式训练]
1.现有两瓶失去标签的同浓度的Na2CO3和NaHCO3无色溶液,请提出简便的鉴别方法,其中不合理的是( )
A.用干燥的pH试纸检验,pH大的是Na2CO3
B.取同量的溶液于两支试管中,各滴入酚酞溶液,红色较深的是Na2CO3
C.取同量的溶液于两支试管中,加热,有气泡产生的是NaHCO3
D.取同量的溶液于两支试管中,逐滴加入稀盐酸,开始就有气体放出的是NaHCO3
解析 A项,Na2CO3、NaHCO3溶液均呈碱性,同温度相同物质的量浓度的两溶液,Na2CO3溶液中c(OH-)大,pH大,正确;B项,因Na2CO3溶液中c(OH-)大,分别滴加酚酞溶液,红色较深的是Na2CO3溶液,正确;C项,取同量的溶液于两支试管中,加热,均没有气体生成,错误;D项,同浓度的两溶液中,分别逐滴加入稀盐酸,NaHCO3开始就有气体放出,正确。
答案 C
二、Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的图像分析
分别取等物质的量浓度的氢氧化钠溶液各100 mL,再通入一定量的CO2,随后分别各取20 mL溶液,向其中逐滴滴入盐酸,在标准状况下产生CO2的体积(y轴)与所加入盐酸的体积(x轴)的关系如图(分A、B两种情况):
(1)在A情况下,溶质是________(填化学式)。
(2)在B情况下,溶质是________(填化学式)。
[解析] CO2与NaOH溶液反应时,据CO2量与NaOH量的相对多少,有这样两个阶段:①CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O,此时溶质可能为NaOH和Na2CO3或只有Na2CO3(刚好反应);②Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3,此时溶质可能为Na2CO3和NaHCO3或只有NaHCO3;据图分析:B情况最终生成的CO2是A情况的2倍。
[答案] (1)NaOH、Na2CO3 (2)Na2CO3、NaHCO3
[方法规律]
1.盐酸逐滴加入Na2CO3溶液现象、原理分析及图像
(1)现象:开始无明显现象,后有无色气体放出。
(2)反应:无明显现象时反应的离子方程式为CO+H+===HCO,无色气体放出时反应的离子方程式为HCO+H+===CO2↑+H2O。
(3)定量关系:开始阶段与产生气体阶段消耗的盐酸相等,如图:
2.Na2CO3溶液逐滴滴入稀盐酸中现象、原理分析
(1)现象:有无色气体放出。
(2)反应的离子方程式:CO+2H+===CO2↑+H2O。
(3)图像:Na2CO3溶液逐滴加入稀盐酸中,因盐酸过量,立即产生CO2气体,图像如下:
3.NaHCO3溶液与盐酸反应的现象、原理分析及图像
(1)现象:向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸,或向盐酸中逐滴加入NaHCO3溶液,现象相同:立即有气泡产生。
(2)原理:HCO+H+===CO2↑+H2O。
(3)图像:向NaHCO3中逐滴加入盐酸,消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图所示。
[变式训练]
2.向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体,充分反应后,再向所得溶液中逐滴加入一定浓度的盐酸,产生CO2的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示。下列判断正确的是( )
A.所得溶液的溶质成分为NaOH、Na2CO3
B.所得溶液的溶质成分为Na2CO3
C.所得