第2章 第1节 微专题4 碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别与图像分析-【精讲精练】2023-2024学年高中化学必修第一册人教版（教师用书）

[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

　为鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体，有4位同学分别设计了下列四种不同的方案，其中可行的是(　　)

A．分别加入到稀盐酸中，看有无气泡产生

B．分别取样在试管中加热，将可能产生的气体通入澄清石灰水，观察澄清石灰水是否变浑浊

C．分别取样配成溶液，滴加Ca(OH)2溶液，观察有无白色沉淀

D．分别取样配成溶液，用洁净铂丝蘸取溶液在酒精灯火焰上灼烧，观察火焰的颜色

[解析]　Na2CO3和NaHCO3两种白色固体加入到盐酸中，都生成二氧化碳，都产生气泡，不能鉴别，A错误；NaHCO3不稳定，加热易分解生成二氧化碳，而Na2CO3加热时不易分解，故可将两种试样加热后可能产生的气体通入澄清石灰水，观察是否变浑浊，B正确；Na2CO3、NaHCO3均可与氢氧化钙溶液反应生成白色沉淀，不能鉴别，C错误；二者均含有Na元素，焰色试验现象相同，不能鉴别，D错误。

[答案]　B

[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　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，A正确；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，B正确；取同量的溶液于两支试管中，加热，均没有气体生成，C错误；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，D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．盐酸逐滴滴入Na2CO3溶液中现象、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(　　)