（必修1）微专题05碳酸钠和碳酸氢钠的相关计算-2024-2025学年高中化学期末重难点复习攻略

微专题05 Na2CO3和NaHCO3的相关计算——重难点 知识点一：利用数形结合的思想碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸的反应 (1)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图甲所示。 (2)向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图乙所示。 (3)向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图丙所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比为1∶1)。 (4)向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图丁所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比为1∶1)。 (23-24高一上·浙江·期中) 1．探究钠及其化合物的性质，请按要求填空： (1)Na久置于空气中最终变为 (填化学式)； (2)NaHCO3俗称 ；写出NaHCO3用于焙制糕点时发生反应的化学方程式 ； (3)向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1mol/L稀盐酸，CO2的生成量与加入盐酸的体积关系如图所示。OA段发生反应的离子方程式为 、 。原溶液中n(NaOH)：n(Na2CO3)= 。 (21-22高一·浙江杭州·期中) 2．在80mLNaOH溶液中，通入一定量的CO2得到混合溶液，向所得溶液中逐滴加入盐酸，边滴边振荡，使其充分反应产生CO2的气体的体积与所加盐酸的体积之间关系如图所示，根据图像计算： (1)混合溶液中溶质是什么？ 两者质量比为 。 (2)盐酸滴加到80mL时，溶液中的溶质是什么？ (3)原NaOH溶液中NaOH个数与通入CO2气体个数比 。 (22-23高一上·浙江温州·期中) 3．取一定物质的量浓度的NaOH溶液100mL，然后向其中通入一定量的气体，得到溶液A，向A中逐滴缓慢加入的HCl溶液，产生的气体体积(标准状况)与所加HC1溶液的体积之间关系如图所示。 (1)溶液A中的溶质为 。 (2)滴加盐酸过程中，最终产生标况下体积为 mL。 知识点二：碳酸钠和碳酸氢钠含量的测定 1.差量法 ①差量法是指根据化学反应前后有关物理量发生的变化找出“理论差量”。这种差量可以是质量、物质的量、气态物质的体积等物理量。 ②差量法解题的关键是找准“理论差量”， 把化学方程式中的对应差量(理论差量)跟差量(实际差量)列成比例，然后求解。如： 为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将 w1 g样品加热，其质量变为 w2 g，请列式计算该样品中Na2CO3的质量分数。 样品加热发生的反应为 则样品中碳酸钠质量分数为：×100%=×100%＝×100%。 2.气体法 (1)测定原理：Na2CO3＋H2SO4=Na2SO4＋H2O＋CO2↑。 依据CO2的体积确定Na2CO3的物质的量，进而确定纯碱中Na2CO3的含量。 (2)实验操作：向m g纯碱样品中加入足量的稀硫酸，准确测量产生的CO2气体的体积为V mL(已折算为标准状况)。(3)数据处理：纯碱样品中Na2CO3的质量为mol×106 g·mol-1= g，则纯碱样品中Na2CO3的质量分数为×100%=%。 3.沉淀法 (1)测定原理：Na2CO3＋BaCl2=BaCO3↓＋2NaCl。 依据BaCO3沉淀的质量确定Na2CO3的物质的量，进而确定纯碱中Na2CO3的含量。 (2)实验操作：先将m g纯碱样品溶于水配成溶液，向溶液中加入过量的BaCl2溶液，经过滤、洗涤、干燥得BaCO3沉淀的质量为n g。(3)数据处理：纯碱样品中Na2CO3的质量为×106 g·mol-1= g，则纯碱样品中Na2CO3的质量分数为×100%=×100%。 (22-23高一上·浙江杭州·期中) 4．将某碳酸钠和碳酸氢钠混合物2.43g加热到质量不再变化时，剩余物质的质量为2.12g，求： (1)写出加热过程中发生反应的化学方程式 。 (2)碳酸氢钠的质量为 克？ (3)碳酸钠的质量分数为 (保留三位有效数字)？ (22-23高一上·广东广州·期中) 5．某食品膨松剂作用物质为，某兴趣小组研究加热情况下该膨松剂放出气体的量，设计实验的装置图如下。 已知：碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物：。 (1)A装置中溶液的作用是除去空气中的 ，C装置内所盛试剂是 ，E装置的作用是 ； (2)若没有E装置，测定的结果 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)；若没有A装置，B装置左侧用橡皮塞封闭，实验结果将 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。 (3)取a克与混合物进行下列三组实验，其中能测定质量分数的是 (填序号)。 A．充分加热，质量减少b克 B．与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干，灼烧，得b克固体 C．与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用氧化钙吸收，增重b克 (23-24高一上·北京延庆·期末) 6．下列实验方案中，不能测定NaCl和混合物中的质量分数的是 A．取混合物充分加热，减重 B．取混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得固体 C．取混合物与足量溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得固体 D．取混合物与足量氢氧化钠溶液充分反应，加热、蒸干、灼烧，得固体 (23-24高一上·四川乐山·期中) 7．某食品膨松剂起作用物质为NaHCO3，某兴趣小组研究加热情况下该膨松剂放出气体的量，设计实验的装置图如图。            回答下列问题： (1)A装置中NaOH溶液的作用是除去空气中的 ，C装置内所盛试剂是 ，E装置的作用是 ，若没有E装置，测定的结果 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。 (2)分解产物Na2CO3是重要化工原料，研究其性质：分别取少量Na2CO3溶液。 ①与碱反应：滴加澄清石灰水，现象为 。 ②与盐反应：滴加X溶液，产生白色沉淀，则X可能为 (写其中一种的名称)。 ③与酸反应：滴加盐酸，开始没有气泡，反应产生两种盐，推测两种盐的化学式 。 (3)取a克Na2CO3与NaHCO3混合物进行下列三组实验，其中能测定Na2CO3质量分数的是 (填序号)。 A．充分加热，质量减少b克 B．与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干，灼烧，得b克固体 C．与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用氯化钙吸收，增重b克 (23-24高一上·陕西西安·阶段练习) 8．某校化学课外小组为了鉴别和两种白色固体，以及测定某和混合物中的质量分数，用不同的方法开展了实验，具体情况如图所示。 Ⅰ．鉴别碳酸钠和碳酸氢钠固体 (1)根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验，能够达到实验目的的是 (填数字)。 (2)①图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质，写出其中属于离子反应的离子方程式 。 ②若用图Ⅳ所示实验确定碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管B中装入的固体最好是 (填化学式)。 Ⅱ．测定某和混合物中的质量分数 方案一、用沉淀分析法，按如下图所示的实验流程进行实验： (3)①该方案中涉及有关反应的离子方程式为 ， ②该试样中碳酸钠的质量分数的计算式为 。 方案二、按如下图所示装置及主要流程进行实验： (4)装置B盛放的物质是 ，能否用盐酸代替稀硫酸进行实验 (填“能”或“不能”)。 (5)在装置C中装碱石灰来吸收净化后的气体。装置D的作用是 。 (6)有同学认为，为了减少实验误差，在反应前和反应后都要通入，反应后通入的目的是 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．(1)Na2CO3 (2) 小苏打 2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O (3) H++OH-=H2O 2:1 【分析】向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加盐酸时，OA段首先和NaOH发生反应：NaOH+HCl=NaCl+H2O，继续滴加时，盐酸与Na2CO3首先发生反应：HCl+Na2CO3=NaHCO3+NaCl,不放出气体，AB段继续滴加时发生反应：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑。 【详解】（1）Na在空气中放置，会与空气中的O2反应产生Na2O，Na2O与水反应产生NaOH；NaOH吸收水分变为NaOH溶液，然后与CO2反应产生Na2CO3，最终变为Na2CO3； （2）NaHCO3俗称小苏打，NaHCO3用于焙制糕点时受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，发生反应的化学方程式：2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O； （3）OA段为NaOH与稀盐酸反应生成氯化钠和水，以及Na2CO3与HCl反应生成NaHCO3，发生反应的离子方程式为H++OH-=H2O、，AB段为NaHCO3与HCl反应生成CO2，由C元素质量守恒，n(Na2CO3)= n(CO2)=0.01mol，B点溶液中溶质为NaCl,由氯原子守恒可得n(NaCl)=n(HCl)=0.4L×0.1mol/L=0.04mol,由钠离子守恒：n(NaOH)=n(NaCl)-2n(Na2CO3)=0.04mol-2×0.01mol=0.02mol,故原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为0.02:0.01=2：1。 2．(1) Na2CO3和NaHCO3 53:84 (2)NaCl (3)4∶3 【分析】根据图像分析，最先加入20mL盐酸，并没有生成气体，再加入60mL盐酸，继续生成气体，所消耗的盐酸的比为1:3，说明原来的NaOH溶液全部与CO2发生反应生成了Na2CO3和NaHCO3，据此作答。 【详解】（1）根据分析，混合溶液中溶质是Na2CO3和NaHCO3；最先加入20mL盐酸，碳酸钠与盐酸反应：，若设原溶液中碳酸钠的物质的量为n mol，则消耗盐酸的物质的量也为n mol，同时生成物质的量也为n mol；碳酸氢钠与盐酸反应：，消耗盐酸的物质的量与碳酸氢根的物质的量相等，根据前后所消耗的盐酸的比为1:3，则碳酸氢根的物质的量为3n mol，其中碳酸钠生成的碳酸氢根为n mol，则原溶液中碳酸氢钠的物质的量为2n mol，所以碳酸钠、碳酸氢钠的物质的量之比为：n mol∶2n mol =1∶2，质量之比为：。 （2）盐酸滴加到80mL时，不再产生气体，说明碳酸钠和碳酸氢钠全部于盐酸反应生成了NaCl，所以溶液中的溶质NaCl； （3）根据（1）的分析，碳酸钠、碳酸氢钠的物质的量之比为1∶2；根据钠元素、碳元素守恒，钠原子与碳原子的物质的量的比为（2×1+1×2）∶（1+1×2）=4∶3，则原NaOH溶液中NaOH个数与通入CO2气体个数比4∶3。 3．(1)NaOH、Na2CO3 (2)56 【分析】假设CO2与NaOH反应所得溶液中溶质只有Na2CO3，再滴加盐酸，先发生反应：Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,而后发生反应：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，前、后两阶段消耗盐酸的体积相等，而图像中第一阶段消耗盐酸的体积大于第二阶段，可知CO2与NaOH反应所得溶液中溶质为NaOH、Na2CO3，根据消耗盐酸的体积计算二者物质的量之比； 【详解】（1）假设CO2与NaOH反应所得溶液中溶质只有Na2CO3，再滴加盐酸，先发生反应：Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,而后发生反应：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，前、后两阶段消耗盐酸的体积相等，而图像中第一阶段消耗盐酸的体积大于第二阶段，可知CO2与NaOH反应所得溶液中溶质为NaOH、Na2CO3， （2）生成CO2阶段消耗盐酸25mL，由NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，可知n（CO2）=n（HCl）=0.025L×0.1mol/L=0.0025mol，即最终产生标况下CO2的体积为0.0025mol×22.4L/mol=0.056L=56mL。 4．(1)2NaHCO3Na2CO3 + CO2 ↑+ H2O (2)0.84g (3)65.4% 【详解】（1）碳酸氢钠不稳定，遇热易分解分碳酸钠、水和二氧化碳； 故答案为： （2）加热后固体质量减少（2.43g-2.12g）=0.31g为二氧化碳和水的质量，设碳酸氢钠的质量为x，则有： ，x=0.84g； 故答案为：0.84 （3）碳酸钠和碳酸氢钠混合物2.43g，碳酸氢钠的质量0.84g，则碳酸氢钠的质量为2.43g-0.84g=1.59g，碳酸钠的质量分数； 故答案为：65.4% 5．(1) 浓硫酸 吸收空气中的，防止对实验结果造成干扰 (2) 偏高 偏低 (3)AB 【分析】A装置盛放NaOH是为了除去通入空气中的二氧化碳，避免对实验造成干扰，B装置为受热分解，C装置盛放浓硫酸，除去碳酸氢钠分解产生的，D装置为吸收二氧化碳，E装置是为了防止空气中水蒸气和二氧化碳造成干扰； 【详解】（1）①A装置中NaOH溶液的作用是除去空气中的二氧化碳，防止对实验造成干扰； ②C中盛放的是浓硫酸，目的是为了除去碳酸氢钠分解产生的水蒸气； ③E装置的作用是为了防止空气中水蒸气和二氧化碳造成干扰； （2）①若没有E装置，装置D的质量偏大，则测定结构偏高； ②若没有A装置，B装置左侧用橡皮塞封闭，部分二氧化碳不能完全被装置D吸收，则实验结果偏低； （3）A．碳酸氢钠加热分解，由差量法可计算碳酸氢钠的质量，然后再计算碳酸钠的质量分数，能够测出混合物中碳酸钠的质量分数； B．碳酸钠和碳酸氢钠均可与稀盐酸反应，生成水，二氧化碳和氯化钠，所以bg固体是氯化钠，利用守恒法可计算处碳酸钠质量分数； C．混合物与足量稀硫酸反应，会生成水和二氧化碳，逸出气体为二氧化碳和水蒸气的混合物，所以氧化钙增加的不是纯二氧化碳的质量，不能准确测定其含量； 答案选AB。 6．D 【详解】A．受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，所以通过加热分解利用差量法即可计算出质量分数，A错误； B．碳酸氢钠可与盐酸反应生成水、二氧化碳和氯化钠，所以bg固体是氯化钠，利用守恒法可计算出质量分数，B错误； C．NaCl和混合物中，碳酸氢钠与Ba(OH)2反应，反应的方程式为，因此最后得到的固体是BaCO3，依据碳元素守恒计算，可以计算出质量分数，C错误； D．与NaOH反应生成碳酸钠，加热、蒸干、灼烧后，碳酸钠不会分解，因此无法通过这种方法测定质量分数，D正确； 故选D。 7．(1) CO2 浓硫酸 吸收空气中的CO2和H2O，防止对实验结果造成干扰 偏高 (2) 溶液变浑浊 氯化钡或氯化钙 NaHCO3、NaCl (3)AB 【分析】D装置实验前后的质量差为反应生成二氧化碳的质量。A装置除去空气中的二氧化碳，实验前通入除去二氧化碳的空气排出装置内的空气，防止空气中的二氧化碳干扰实验，实验后继续通入空气将装置B中生成的二氧化碳全部排至D装置中吸收。B装置中碳酸氢钠受热分解，C装置盛放浓硫酸除去二氧化碳中的水，D装置吸收B中生成的二氧化碳，E装置防止空气中的二氧化碳、水进入D，据此解答。 【详解】（1）由分析可知，A装置中NaOH溶液的作用是除去空气中的CO2，C的作用是干燥二氧化碳，则C装置内所盛试剂是浓硫酸，E装置的作用是吸收空气中的CO2、H2O，防止对实验结果造成干扰；若没有E装置，反应后D装置增重偏大，测定结果偏高； （2）①Na2CO3和澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀，现象为溶液变浑浊； ②Na2CO3能与可溶性钙盐、钡盐反应生成碳酸钙、碳酸钡沉淀，碳酸钠溶液中滴加X溶液，产生白色沉淀，则X可能为氯化钙或氯化钡等； ③碳酸钠溶液中滴加盐酸，开始没有气泡，反应生成NaHCO3、NaCl两种盐，则两种盐的化学式为：NaHCO3、NaCl； （3）A．碳酸氢钠加热分解，碳酸钠加热不分解，则充分加热，质量减少b克，根据碳酸氢钠分解的方程式可计算原混合物中NaHCO3的质量，能测定Na2CO3质量分数，A符合题意； B．与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干，灼烧，得b克固体，设混合物中碳酸钠的质量为x，碳酸氢钠的质量为y，则，解方程组可计算出碳酸钠的质量，能测定Na2CO3质量分数，B符合题意； C．氯化钙能吸收水，但不能吸收二氧化碳，故不能测定放出二氧化碳的质量，则不能测定Na2CO3质量分数，C不符合题意； 故选AB。 8．(1)Ⅱ (2) NaHCO3 (3) (4) 浓硫酸 不能 (5)防止空气中的水和二氧化碳干扰实验 (6)将生成的二氧化碳全部赶入C中被吸收 【分析】Ⅱ．xg固体配成溶液后加过量的氯化钡溶液，碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀，经过操作Ⅰ过滤后得到溶液M和沉淀A碳酸钡，经过操作Ⅱ：洗涤、干燥、称量得到yg固体。 在方案二中，A中反应生成二氧化碳气体，通过浓硫酸干燥后二氧化碳被C中碱石灰吸收，D装置防止空气中二氧化碳和水的干扰； 【详解】（1）图Ⅰ中盐酸与碳酸钠和碳酸氢钠反应均产生二氧化碳，均能让澄清石灰水变浑浊，不能鉴别；图Ⅱ中，相同质量的碳酸钠和碳酸氢钠固体，碳酸氢钠的物质的量多，产生二氧化碳的量多，且产生气体的速率快，能鉴别，故选图Ⅱ； （2）①Ⅲ、Ⅳ中均为二氧化碳与澄清石灰水反应，离子方程式为：； ②图Ⅳ中B管受热较弱，应该放碳酸氢钠，若能产生让澄清石灰水变浑浊的气体，则碳酸氢钠的热稳定性差，故B中放NaHCO3； （3）①该方案中涉及的反应为碳酸钠和氯化钡生成碳酸钡沉淀和氯化钠：； ②该试样中碳酸钠的质量分数的计算式为； （4）装置B为干燥二氧化碳气体，盛放的物质是浓硫酸，盐酸具有挥发性，挥发的氯化氢会和碱石灰反应干扰实验，不能用盐酸代替稀硫酸进行实验； （5）C中碱石灰吸收二氧化碳，D中碱石灰防止空气中的水和二氧化碳干扰实验。 （6）为了减少实验误差，在反应前和反应后都要通入氮气，反应后通入的目的是：将生成的二氧化碳全部赶入C中被吸收。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$