内容正文:
化学upupup
高中化学必修第一册 一轮过基础
第16课 剖析“元素性质”
——三探碳酸钠与碳酸氢钠的异同
重难点
1. 掌握Na2CO3和NaHCO3的异同
温故知新
1、NaOH是一种强碱,俗称 、 、 ,在空气中易吸收水分而发生 。。
2、按照组成元素分类,碳酸钠和碳酸氢钠属于钠或碳酸盐,碳酸钠具有稳定性,而碳酸氢钠受热易 。方程式为 。
开启新世界
一、探究碳酸钠和碳酸氢钠的物理性质
实验2-4(教材P38页)
在两支试管中分别加入少量Na2CO3和NaHCO3(各约 1 g),完成下列实验,并将实验现象和相应的结论填入下表:
实验操作
Na2CO3
NaHCO3
①观察Na2CO3和NaHCO3的外观并进行描述
白色粉末
细小的白色晶体
②向以上两支试管中分别滴入几滴水,振荡,观察现象;将温度计分别插入其中,温度计的示数有何变化
粉末结块变成晶体;放热,温度计的示数明显升高
晶体部分溶解;吸热,温度计的示数降低
③继续向②的试管中分别加入 5 mL 水,用力振荡,有何现象
完全溶解
部分溶解
④分别向③所得的溶液中滴入1~2滴酚酞溶液,有何现象
溶液变红色
溶液变微红色
初步结论
遇水生成含结晶水的晶体(Na2CO3·xH2O),溶液碱性比NaHCO3强
加水部分溶解,溶液碱性比Na2CO3弱
思考1:往饱和Na2CO3溶液中通入CO2,有白色晶体析出,发生了什么?
二、探究碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性
实验2-5(教材P39页)
按图示装置分别给碳酸钠、碳酸氢钠加热,比较它们的稳定性,完成下表内容。
实验步骤
如图所示,分别加热 Na2CO3 固体和NaHCO3固体,观察实验现象,比较碳酸钠、碳酸氢钠的热稳定性。
实验装置
实验现象
刚加热Na2CO3固体时,石灰水中有气泡,之后无气泡,澄清石灰水无明显变化;
加热NaHCO3固体时,试管口处有小液滴出现,石灰水中有气泡,澄清石灰水变浑浊。
实验结论
①NaHCO3固体不稳定,受热容易分解,化学方程式为 。
②Na2CO3 的热稳定性比NaHCO3 。碳酸钠很稳定,
思考2:对上方实验装置进行改过为下图。Na2CO3和NaHCO3应该分别放入哪个试管?
三、探究碳酸钠和碳酸氢钠的与盐酸反应
实验
实验步骤
在两只试管中分别加入等量的稀盐酸,将两只各装有等量Na2CO3和NaHCO3固体的小气球,分别套在两只试管口。
实验装置
实验现象
两只气球都鼓起来,但是装碳酸氢钠的气球鼓起得更快。
实验结论
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑离子方程式:CO32- + 2H+ = H2O + CO2↑
NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2↑离子方程式:HCO3- + H+ = H2O + CO2↑
都能和盐酸反应产生气体,但是碳酸氢钠和盐酸反应更 。
思考3:为什么碳酸氢钠和盐酸反应更快?
思考4:盐酸逐渐加入Na2CO3溶液和NaHCO3溶液,现象会有什么区别?
课堂笔记
Na2CO3和NaHCO3比较
名称
碳酸钠
碳酸氢钠
化学式
俗名
颜色、状态
水溶性
溶解性大小比较
水溶液碱性
都显碱性,且碳酸钠碱性比碳酸氢钠溶液
稳定性
逐滴滴入盐酸
现象:过一会才有气体产生
原因:用离子方程式解释
①
②
现象:立马有气体产生
原因:用离子方程式解释
与碱反应
NaOH
不反应
Ca(OH)2
Ca(OH)2少量:
Ca(OH)2过量:
用途
去除油污、制肥皂、造纸、制玻璃、食用碱的主要成分
制药(治疗胃酸过多)、配制糕点
碳酸钠与碳酸氢钠的实验考点
一、Na2CO3和NaHCO3的鉴别
①固体的鉴别用加热法:产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3固体。A为 ,B为 。
②溶液的鉴别可用沉淀法、气体法和测pH法。
a.沉淀法:加入BaCl2溶液或CaCl2溶液,产生沉淀的是 溶液。(不可用Ca(OH)2或Ba(OH)2)
b.气体法:滴入稀盐酸,立即产生气泡的是 溶液。
c.测pH法:用pH试纸测相同浓度的稀溶液,pH大的是 溶液。
二、相互转化
①Na2CO3―→NaHCO3方法:① ②
②NaHCO3―→Na2CO3方法:① ②
三、Na2CO3、NaHCO3的除杂
序号
混合物(括号内为杂质)
除杂方法
化学方程式
①
Na2CO3(s)(NaHCO3)
②
NaHCO3(aq)(Na2CO3)
③
Na2CO3(aq)(NaHCO3)
随堂训练
1.有关NaHCO3和Na2CO3的性质,以下叙述错误的是( )
A.等质量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应,在相同条件下Na2CO3产生的CO2体积大
B.等物质的量的Na2CO3和NaHCO3与同浓度盐酸完全反应,所消耗盐酸的体积Na2CO3是NaHCO3的两倍
C.向Na2CO3饱和溶液中通入CO2,有NaHCO3结晶析出
D.Na2CO3溶液和NaHCO3溶液都呈碱性
2.下列有关Na2CO3和NaHCO3的叙述中正确的是( )
A.向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸,生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1:2
B.等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应,在同温同压下,生成的CO2体积相同
C.相同温度下物质的量浓度相同时,Na2CO3溶液的pH小于NaHCO3溶液
D.用套管实验比较Na2CO3和NaHCO3分解温度高低,将NaHCO3放在内部小试管中
3.下列有关NaHCO3和Na2CO3的叙述正确的是( )
A.NaHCO3比Na2CO3热稳定性强
B.可以利用加热的方法来鉴别NaHCO3和Na2CO3
C.NaHCO3和Na2CO3固体溶于水均放出热量
D.分别向NaHCO3和Na2CO3溶液中滴加酚酞溶液,只有Na2CO3溶液颜色变红
4.现有一块金属钠露置于空气中一段时间,为检验该固体是否部分变质为碳酸钠,先将固体样品溶解于水得到溶液,并采取下列措施,其中可以实现实验目的的是( )
A.测所得溶液的pH
B.取溶液少量,向其中滴入酚酞观察溶液是否变红
C.取溶液少量,向其中加入盐酸观察是否有气泡产生
D.取溶液少量,向其中加入CuSO4溶液,观察是否有沉淀产生
5.(双选)下列离子方程式正确的是( )
A.过量石灰水与少量碳酸氢钠溶液反应:HCO3-+Ca2++OH-=CaCO3↓+H2O
B.向沸水中滴加饱和的FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体:Fe3++3H2O(沸水)Fe(OH)3(胶体)+3H+
C. 氢氧化铜与稀硫酸反应:H++OH-=H2O
D. 碳酸氢钠溶液中加入盐酸:CO32-+2H+=CO2↑+H2O
6.以不同类别物质间的转化为线索,认识钠及其化合物。下列分析不正确的是( )
A.反应①、②均属于氧化还原反应 B.反应③表明CO2具有酸性氧化物的性质
C.反应④说明NaHCO3的稳定性强于Na2CO3 D.反应⑤、⑥可用于潜水艇中氧气的供给
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高中化学必修第一册 一轮过基础
第16课 剖析“元素性质”
——三探碳酸钠与碳酸氢钠的异同
重难点
1. 掌握Na2CO3和NaHCO3的异同
温故知新
1、NaOH是一种强碱,俗称火碱、烧碱、苛性碱,在空气中易吸收水分而发生潮解。。
2、按照组成元素分类,碳酸钠和碳酸氢钠属于钠或碳酸盐,碳酸钠具有稳定性,而碳酸氢钠受热易分解。方程式为 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ 。
开启新世界
一、探究碳酸钠和碳酸氢钠的物理性质
实验2-4(教材P38页)
在两支试管中分别加入少量Na2CO3和NaHCO3(各约 1 g),完成下列实验,并将实验现象和相应的结论填入下表:
实验操作
Na2CO3
NaHCO3
①观察Na2CO3和NaHCO3的外观并进行描述
白色粉末
细小的白色晶体
②向以上两支试管中分别滴入几滴水,振荡,观察现象;将温度计分别插入其中,温度计的示数有何变化
粉末结块变成晶体;放热,温度计的示数明显升高
晶体部分溶解;吸热,温度计的示数降低
③继续向②的试管中分别加入 5 mL 水,用力振荡,有何现象
完全溶解
部分溶解
④分别向③所得的溶液中滴入1~2滴酚酞溶液,有何现象
溶液变红色
溶液变微红色
初步结论
遇水生成含结晶水的晶体(Na2CO3·xH2O),溶液碱性比NaHCO3强
加水部分溶解,溶液碱性比Na2CO3弱
思考1:往饱和Na2CO3溶液中通入CO2,有白色晶体析出,发生了什么?
【答案】CO2+H2O+Na2CO3===2NaHCO3↓
二、探究碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性
实验2-5(教材P39页)
按图示装置分别给碳酸钠、碳酸氢钠加热,比较它们的稳定性,完成下表内容。
实验步骤
如图所示,分别加热 Na2CO3 固体和NaHCO3固体,观察实验现象,比较碳酸钠、碳酸氢钠的热稳定性。
实验装置
实验现象
刚加热Na2CO3固体时,石灰水中有气泡,之后无气泡,澄清石灰水无明显变化;
加热NaHCO3固体时,试管口处有小液滴出现,石灰水中有气泡,澄清石灰水变浑浊。
实验结论
①NaHCO3固体不稳定,受热容易分解,化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。
②Na2CO3 的热稳定性比NaHCO3强。碳酸钠很稳定,
思考2:对上方实验装置进行改过为下图。Na2CO3和NaHCO3应该分别放入哪个试管?
【答案】A是碳酸钠,B是碳酸氢钠。
三、探究碳酸钠和碳酸氢钠的与盐酸反应
实验
实验步骤
在两只试管中分别加入等量的稀盐酸,将两只各装有等量Na2CO3和NaHCO3固体的小气球,分别套在两只试管口。
实验装置
实验现象
两只气球都鼓起来,但是装碳酸氢钠的气球鼓起得更快。
实验结论
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑离子方程式:CO32- + 2H+ = H2O + CO2↑
NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2↑离子方程式:HCO3- + H+ = H2O + CO2↑
都能和盐酸反应产生气体,但是碳酸氢钠和盐酸反应更快。
思考3:为什么碳酸氢钠和盐酸反应更快?
【答案】因为CO32-→CO2是两步反应,而HCO3- →CO2是一步反应。
思考4:盐酸逐渐加入Na2CO3溶液和NaHCO3溶液,现象会有什么区别?
【答案】盐酸逐渐加入Na2CO3溶液,一会才产生气体;盐酸逐渐加入NaHCO3溶液,立马产生气体。
课堂笔记
Na2CO3和NaHCO3比较
名称
碳酸钠
碳酸氢钠
化学式
Na2CO3
NaHCO3
俗名
纯碱或苏打
小苏打
颜色、状态
白色粉末
细小白色晶体
水溶性
变成晶体,放热
能溶解,吸热
溶解性大小比较
较大
较小
水溶液碱性
都显碱性,且碳酸钠碱性比碳酸氢钠溶液强
稳定性
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
逐滴滴入盐酸
现象:过一会才有气体产生
原因:用离子方程式解释
①CO+H+===HCO+H2O
②HCO+H+===CO2↑+H2O
现象:立马有气体产生
原因:用离子方程式解释
HCO+H+===CO2↑+H2O
与碱反应
NaOH
不反应
NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
Ca(OH)2
Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
Ca(OH)2少量:2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+Na2CO3+2H2O
Ca(OH)2过量:NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+NaOH+H2O
用途
去除油污、制肥皂、造纸、制玻璃、食用碱的主要成分
制药(治疗胃酸过多)、配制糕点
碳酸钠与碳酸氢钠的实验考点
一、Na2CO3和NaHCO3的鉴别
①固体的鉴别用加热法:产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3固体。A为NaHCO3,B为Na2CO3。
②溶液的鉴别可用沉淀法、气体法和测pH法。
a.沉淀法:加入BaCl2溶液或CaCl2溶液,产生沉淀的是Na2CO3溶液。(不可用Ca(OH)2或Ba(OH)2)
b.气体法:滴入稀盐酸,立即产生气泡的是NaHCO3溶液。
c.测pH法:用pH试纸测相同浓度的稀溶液,pH大的是Na2CO3溶液。
二、相互转化
①Na2CO3―→NaHCO3方法:①通入CO2 ②少量盐酸
②NaHCO3―→Na2CO3方法:①固体加热 ②液体加少量NaOH
三、Na2CO3、NaHCO3的除杂
序号
混合物(括号内为杂质)
除杂方法
化学方程式
①
Na2CO3(s)(NaHCO3)
充分灼烧至恒重
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
②
NaHCO3(aq)(Na2CO3)
通入足量CO2
Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3
③
Na2CO3(aq)(NaHCO3)
滴加适量NaOH 溶液
NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O
随堂训练
1.有关NaHCO3和Na2CO3的性质,以下叙述错误的是( )
A.等质量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应,在相同条件下Na2CO3产生的CO2体积大
B.等物质的量的Na2CO3和NaHCO3与同浓度盐酸完全反应,所消耗盐酸的体积Na2CO3是NaHCO3的两倍
C.向Na2CO3饱和溶液中通入CO2,有NaHCO3结晶析出
D.Na2CO3溶液和NaHCO3溶液都呈碱性
【答案】A
【解析】相对分子质量NaHCO3小于Na2CO3,所以等质量的NaHCO3、Na2CO3的物质的量n(NaHCO3)>n(Na2CO3),即产生CO2的体积在相同条件下NaHCO3的大;物质的量相等的NaHCO3、Na2CO3与同浓度的盐酸反应,则消耗盐酸的体积Na2CO3是NaHCO3的两倍;CO2通入饱和Na2CO3溶液中发生反应:CO2+H2O+Na2CO3===2NaHCO3,由于溶剂水的质量减少,溶质NaHCO3的质量多于Na2CO3的质量,且NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度,所以反应后溶液中析出NaHCO3晶体;实验证明Na2CO3溶液和NaHCO3溶液都呈碱性。
2.下列有关Na2CO3和NaHCO3的叙述中正确的是( )
A.向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸,生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1:2
B.等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应,在同温同压下,生成的CO2体积相同
C.相同温度下物质的量浓度相同时,Na2CO3溶液的pH小于NaHCO3溶液
D.用套管实验比较Na2CO3和NaHCO3分解温度高低,将NaHCO3放在内部小试管中
【答案】D
【解析】A.根据化学方程式Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3,当碳酸钠和盐酸物质的量相等时,不会产生二氧化碳,A错误;B.NaHCO3和Na2CO3都与盐酸反应生成二氧化碳气体:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑,等质量的Na2CO3和NaHCO3物质的量不同,与足量盐酸反应,放出的CO2质量不相等,所以同温同压下,生成的CO2体积不同,B错误;C.相同温度下,在Na2CO3溶液、NaHCO3溶液中,碳酸根离子和碳酸氢根离子均能水解,导致溶液呈碱性,但是碳酸根离子水解程度大,所以碳酸钠的碱性强于碳酸氢钠,即Na2CO3溶液的pH大于NaHCO3溶液,C错误;D.用套管实验比较Na2CO3和NaHCO3分解温度高低,碳酸氢钠受热分解,碳酸钠受热不分解,应将NaHCO3放在内部小试管中,D正确;答案为D。
3.下列有关NaHCO3和Na2CO3的叙述正确的是( )
A.NaHCO3比Na2CO3热稳定性强
B.可以利用加热的方法来鉴别NaHCO3和Na2CO3
C.NaHCO3和Na2CO3固体溶于水均放出热量
D.分别向NaHCO3和Na2CO3溶液中滴加酚酞溶液,只有Na2CO3溶液颜色变红
【答案】B
【解析】A.碳酸氢钠易受热分解生成碳酸钠,稳定性比碳酸钠弱,A错误;B.碳酸氢钠易受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,可以利用加热的方法来鉴别 碳酸钠和碳酸氢钠 ,B正确;C.NaHCO3 和Na2CO3固体溶于水需要断裂离子键,均吸收热量,C错误;D.碳酸钠 和碳酸氢钠溶液均显碱性,都能使酚酞变红,D错误;故选B。
4.现有一块金属钠露置于空气中一段时间,为检验该固体是否部分变质为碳酸钠,先将固体样品溶解于水得到溶液,并采取下列措施,其中可以实现实验目的的是( )
A.测所得溶液的pH
B.取溶液少量,向其中滴入酚酞观察溶液是否变红
C.取溶液少量,向其中加入盐酸观察是否有气泡产生
D.取溶液少量,向其中加入CuSO4溶液,观察是否有沉淀产生
【答案】C
【解析】将固体投入水中发生反应2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,得到Na2CO3和NaOH的澄清溶液.碳酸钠和氢氧化钠溶液都呈碱性,且即使有碳酸钠,碳酸钠的量很少,几乎不影响溶液pH,所以不能据此判断,A错误;B.碳酸钠和氢氧化钠溶液都呈碱性,都能使酚酞试液变红色,所以不能据此判断,B错误;C.氢氧根离子和氢离子反应生成水,碳酸根离子和氢离子反应生成二氧化碳气体,如果有碳酸钠,则能生成气体,所以能据此判断,C正确;D.氢氧根离子和碳酸根离子都和铜离子反应生成蓝色沉淀,反应现象相同,所以不能据此判断,D错误。
5.(双选)下列离子方程式正确的是( )
A.过量石灰水与少量碳酸氢钠溶液反应:HCO3-+Ca2++OH-=CaCO3↓+H2O
B.向沸水中滴加饱和的FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体:Fe3++3H2O(沸水)Fe(OH)3(胶体)+3H+
C. 氢氧化铜与稀硫酸反应:H++OH-=H2O
D. 碳酸氢钠溶液中加入盐酸:CO32-+2H+=CO2↑+H2O
【答案】AB
【解析】过量石灰水与少量碳酸氢钠溶液反应,1个HCO3-消耗1个 OH-,生成1个 CO32-和1个水,1个CO32-再结合1个 Ca2+生成1个CaCO3,故A正确; 向沸水中滴加饱和的FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体,故B正确;氢氧化铜难溶,应该用化学式表示,故C错误;弱酸的酸式酸根不能拆开:HCO3-+H+=CO2↑+H2O,故D错误。
6.以不同类别物质间的转化为线索,认识钠及其化合物。下列分析不正确的是( )
A.反应①、②均属于氧化还原反应
B.反应③表明CO2具有酸性氧化物的性质
C.反应④说明NaHCO3的稳定性强于Na2CO3
D.反应⑤、⑥可用于潜水艇中氧气的供给
【答案】C
【解析】A项,反应①、②中Na转化为Na的化合物,Na元素化合价由0价升高到+1价,故属于氧化还原反应,正确;B项,反应③对应反应为:CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,符合酸性氧化物定义,故CO2为酸性氧化物,正确;C项,反应④为NaHCO3受热分解生成Na2CO3,说明Na2CO3稳定性强于NaHCO3,错误;D项,反应⑤、⑥均有O2产生,可用于潜水艇中氧气的供给,正确。
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