碳酸盐的性质和应用.docx

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碳酸盐的性质和应用

一、碳酸钠的性质

碳酸钠俗称____或____,易溶于水,________能与许多物质发生反应，在日常生活和生产中

有着广泛的应用。

1．探究碳酸钠的性质

（1）与某些碱的反应，如：

Ca（OH）2、Ba（OH）2等。

现象:

______________

化学方程式：

Ca（OH）2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH

（2）与某些盐的反应，如：

CaCl2、Ba（NO3）2现象:

______________

化学方程式：

CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl

（3）与酸（H＋）的反应

现象：

若将盐酸逐滴加入到Na2CO3溶液中，开始阶段,__________继续滴加,__________。

化学方程式：

Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl

Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O

（4）其水溶液呈碱性

现象：

用pH试纸测高温下0.1mol·L－1Na2CO3溶液的pH，其pH约为12。

应用：

除油污。

（5）与碳酸氢钠可以相互转化

化学方程式：

Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3

2NaHCO3

Na2CO3＋CO2↑＋H2O

思考

向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2有什么现象？

为什么？

【提示】　溶液变浑浊，有晶体析出。

因为反

应生成大量NaHCO3。

而它的溶解度较小，故以晶体形式析出。

2．碳酸钠和碳酸氢钠的性质比较（完成下表）

碳酸钠

碳酸氢钠

化学式

Na2CO3

NaHCO3

俗名

纯碱

小苏打

晶体颜色

白色粉末

细小晶粒

溶解性

易溶

溶解度小

热稳定性

稳定

不稳定

与酸反应（H＋）

不太剧烈Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑

剧烈

NaHCO3＋HCl===

NaCl＋H2O＋CO2↑

与碱反应（OH－）

不与NaOH反应，但与石灰水反应生成沉淀

Na2CO3＋Ca（OH）2

===CaCO3↓＋2NaOH

NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O

2NaHCO3＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O

与CO2反应

Na2CO3＋H2O＋CO2==2NaHCO3

若是饱和Na2CO3溶液,反应后则有晶体析出

不反应

与CaCl2反应

Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl

不反应

水溶液碱性

较强，加酚酞变红

较弱，加酚

酞呈淡粉色

相互转化

二、碳酸钠的制备与应用

1．由氯化钠制备碳酸钠将二氧化碳通入氨水的______饱和溶液中，使溶解度____的_________从溶液中析出。

化学方程式：

NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl

过滤得到碳酸氢钠晶体，碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠。

2．碳酸钠与碳酸氢钠用途

碳酸钠的应用：

重要的用途之一是制造玻璃。

在工业发达的国家，用于生产玻璃的纯碱量，约占纯碱生产总量的40~50%。

在化学工业方面，纯碱可以用作染料、有机合成的原料；在冶金工业方面，可以用于冶炼钢铁、铝和其它有色金属；在国防工业方面，可以用于生产TNT及60%的胶质炸药。

另外，在化肥、农药、造纸、印染、搪瓷、医药等产业也必不可少，特别在生活中，是人们发面做馒头的必需品。

碳酸氢钠的用途：

利用碳酸氢钠受热分解的性质，可以在制糕点的时候做发泡剂，也可利用能与酸反应的性质，用来治疗胃酸过多。

一、碳酸钠的性质

在Na2CO3溶液中加稀盐酸和在稀盐酸中加入Na2CO3溶液产生的现象相同吗？

[师生互动]

【提示】　不相同。

向Na2CO3溶液中滴加盐酸开始没有气泡，后来有气体生成。

Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl

NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O。

但是向盐酸中滴入Na2CO3溶液马上有气泡冒

出：

Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O

因此可利用相互滴加的办法来区别盐酸和Na2CO3溶液。

问题二

按下列装置完成实验，观察实验现象，并用学习知识解释原因。

【提示】　现象：

左侧澄清石灰水中无气泡；右侧澄清石灰水中有气泡，且变浑浊。

原因：

Na2CO3热稳定性强，受热不分解；而NaHCO3不稳定，受热易分解，且产物中有CO2。

问题三

能否用澄清石灰水来鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液？

【提示】　碳酸钠与碳酸氢钠都与石灰水反应，虽然反应的离子方程式不同，但都能生成碳酸钙沉淀，故不能用石灰水鉴别它们。

问题三

哪些方法能实现Na2CO3与NaHCO3之间的相互转化？

[学生交流]

【提示】　碳酸钠与碳酸氢钠的相互转化：

例题

下列实验方案鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色粉末，不能达到预期目的的是（　　）

A．分别向等量的白色粉末中加等体积、等浓度的稀盐酸，比较生成气体的快慢

B．分别向等量的白色粉末中加等体积适量的水，比较固体溶解量的多少

C．分别将等量的白色粉末配成溶液，然后加入澄清石灰水，比较是否有沉淀生成

D．分别将等量的白色粉末用如上图装置进行实验，比较澄清石灰水是否变浑浊

【思路指引】　此题考查Na2CO3与NaHCO3性质的异同及鉴别。

【解析】　A选项中，向等量的Na2CO3和NaHCO3中加等体积、等浓度的盐酸，NaHCO3中立即产生无色气泡，发生反应：

NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，在Na2CO3中先无明显现象，之后产生气泡，发生反应为：

Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl，NaHCO3＋HCl===H2O＋CO2↑＋NaCl，可以鉴别。

B选项中由于S（Na2CO3）>S（NaHCO3），能全部溶解的为Na2CO3粉末，不能全部溶解的为NaHCO3粉末。

C选项中均有白色沉淀产生，反应为Ca（OH）2＋Na2CO3===2NaOH＋CaCO3↓,

Ca（OH）2＋NaHCO3===CaCO3↓＋H2O＋NaOH。

D选项中，NaHCO3具有不稳定性，加热可产生CO2使澄清石灰水变浑浊，Na2CO3加热不分解，无此现象。

跟踪练习

1.有两个无标签的试剂瓶，分别装有Na2CO3和NaHCO3，有4位同学为鉴别它们采用了以下不同的方法，其中可行的是（　　）

A．分别配成溶液，再加入澄清石灰水

B．分别配成溶液，再加入NaOH溶液

C．分别加热，再检验是否有能使澄清石灰水变浑浊的气体产生

D．分别配成溶液，再进行焰色反应

【解析】　A项中的石灰水与Na2CO3和NaHCO3皆能发生反应产生CaCO3沉淀；B项中NaOH虽然只与NaHCO3反应：

NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O，但并无明显现象；C项加热时，只有NaHCO3受热分解：

2NaHCO3

Na2CO3＋H2O＋CO2↑，产生的CO2可使澄清石灰水变浑浊，故可用来鉴别；D项由于两试剂中皆含有Na元素，故也不能用焰色反应区分。

二、碳酸钠的制备与应用

患有胃溃疡的病人，为什么不可以用小苏打治疗胃酸过多？

[师生互动]

【提示】　因为胃酸的主要成份是HCl，可以与小苏打反应生成大量气体，对胃溃疡患者来说很易引起胃穿孔，而加剧病情。

故不能服用小苏打。

问题二

泡沫灭火器中常用NaHCO3与酸反应产生CO2，为什么不用Na2CO3?

[学生交流]

【提示】　NaHCO3与酸反应的速率快；单位质量的NaHCO3与酸反应生成CO2气体多，且消耗酸的总量少。

故灭火器中用NaHCO3而不用Na2CO3。

例题一：

我国化学家侯德榜根据NaHCO3溶解度比NaCl、Na2CO3、NH4HCO3、NH4Cl都小的性质，运用CO2＋NH3＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl的反应原理制备纯碱。

下列是在实验室进行模拟实验的反应过程：

气体A的饱和溶液

A和食盐的饱和溶液

悬浊液

晶体Ⅳ,纯碱，则下列叙述错误的是（　　）

A．A气体是NH3，B气体是CO2

B．把纯碱及第Ⅲ步得到晶体与某些固体酸性物质（如酒石酸）混合可制得发酵粉

C．纯碱可广泛地用于玻璃、制皂、造纸、纺织等工业中

D．第Ⅳ步操作是将晶体溶于水后加热、蒸发、结晶

【解析】　本题目主要考查侯氏制碱法原理及其纯碱的应用。

Ⅲ中过滤得到晶体的主要成份是NaHCO3，要生成纯碱需要Ⅳ步操作中加热灼烧。

故D项错误。

【答案】　D

跟踪练习

2.工业上常用氨碱法制取碳酸钠（将氨和二氧化碳先后通入饱和食盐水而析出小苏打，再经过滤、焙烧得到纯碱），但却不能用氨碱法制碳酸钾，这是因为在溶液中（　　）

A．KHCO3溶解度较大　　　　

B．KHCO3溶解度较小

C．K2CO3溶解度较小

D．K2CO3溶解度较大

【答案】　A

一、Na2CO3与NaHCO3的鉴别

原理步骤

要点

有关化学方程式

（1）利用二者加热后与澄清石灰水反应的现象不同

取少量样品加热，能够产生使澄清的石灰水变浑浊的气体的为NaHCO3。

无明显现象的为Na2CO3

2NaHCO3==Na2CO3＋H2O＋CO2↑

CO2＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋H2ONa2CO3加热不分解

（2）利用二者与盐酸反应的剧烈程度不同

取少量样品加入过量等浓度的盐酸，反应剧烈程度大的为NaHCO3

Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O+CO2↑NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑

（3）利用二者与少量盐酸反应的现象不同

取少量的样品于试管中，溶于水并配成稀溶液，分别逐滴加入稀盐酸，立即有气体产生的是NaHCO3，在加入一定量的稀盐酸后，才逐渐有气体产生的溶液是Na2CO3

NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑Na2CO3＋HCl（少量）===NaHCO3＋NaCl

（4）利用与Ca2＋能否产生沉淀

取二者少量制成溶液，加入CaCl2（或BaCl2）溶液，有沉淀生成的为Na2CO3，无沉淀生成的为NaHCO3

Na2CO3＋CaCl2

===CaCO3↓＋2NaCl（Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl）NaHCO3与CaCl2（BaCl2）不反应

Na2CO3与NaHCO3的除杂

方法

Na2CO3（NaHCO3）固体

加热法2NaHCO3

Na2CO3＋CO2↑＋H2O

Na2CO3（NaHCO3）溶液

加适量NaOH溶液NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O

NaHCO3（Na2CO3）溶液

通入足量CO2Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3

二、Na2CO3与盐酸的反应

碳酸钠溶液与盐酸作用时，由于滴加顺序不同，会导致实验现象和结果均不同。

（1）向Na2CO3溶液中逐滴滴入盐酸，发生两步反应：

a．CO

与HCl首先发生Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl；

b．待全部CO

转化为HCO

后，再发生NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O。

即反应开始时无气体产生，一段时间后才有气体产生。

（2）向盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液，由于盐酸一开始相对过量，即发生Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑。

即一开始反应就有气体放出。

（3）只有当盐酸足量时，上述两种滴加方式产生的CO2的量才相等，否则前一种方式产生的CO2不如后一种多。

随堂练习题

1要除去CO2中混有的少量HCl气体，最好的方法是将气体通过（　　）

A．饱和NaHCO3溶液　　　

B．Na2CO3溶液

C．饱和石灰水

D．烧碱溶液

2、下图所示各步变化，A为金属，B为淡黄色固体粉末，每一物质均含有A元素。

（1）写出下列物质的化学式：

B______，C______，E______，F________。

（2）写出下列各步反应的化学方程式。

C→E______________________________；

C→F______________________________；

F→C______________________________

1、下列物质露置在空气中，不能吸收CO2的是（ ）

A.Na2CO3B.NaOH

C.NaHCO3D.Na2O

2、相同物质的量的碳酸钠和碳酸氢钠分别与过量盐酸反应，下列说法中正确的是（）

A.碳酸钠放出CO2多

B.碳酸氢钠放出CO2多

C.碳酸钠消耗盐酸多

D.碳酸氢钠消耗盐酸多

3、向碳酸钠的浓溶液中逐滴加入稀盐酸直到不再产生二氧化碳气体为止，在此过程中，溶液中碳酸氢根离子浓度变化趋势可能是（）

A.逐渐减小

B.逐渐增大

C.先逐渐增大，而后减小

D.先逐渐减小，而后增大

4、要除去CO2气体中所混有的少量HCl气体，最好的方法是将混合气体通过（）

A.饱和NaHCO3溶液

B.Na2CO3溶液

C.饱和石灰水

D.烧碱溶液

5、mol过氧化钠与2mol碳酸氢钠固体混合后，在密闭容器中加热充分反应，排尽气体后冷却，残留的固体物质是（　　）

A．Na2CO3　　　　　　B．Na2O2、Na2CO3

C．NaOH、Na2CO3D．Na2O2、NaOH、Na2CO3

6、把足量CO2通入含NaOH0.8g的烧碱溶液中，将产物在一定条件下蒸干后，得到Na2CO3和NaHCO3固体混合物1.37g，则通入CO2的质量是（　　）

A．0.44g　　B．0.88g　　C．0.66g　　D．都不是

7、将Na2CO3和NaHCO3的混合物加强热，将生成的气体通入足量的石灰水中，生成CaCO320.0g，将残留物加足量盐酸时，生成CO2气体11.0g。

试计算：

原混合物中含Na2CO3、NaHCO3的质量各为多少克？

课下练习

1．下列有关Na2CO3和NaHCO3性质比较中，正确的是 

A.热稳定性：

Na2CO3＜NaHCO3B.常温时水溶液中的溶解度：

Na2CO3＜NaHCO3

C.与稀盐酸反应快慢：

Na2CO3＜NaHCO3D.物质的量相同时，消耗盐酸：

Na2CO3＜NaHCO3

2．下列物质既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的是

　A.Na2CO3B.NaHCO3C.CuCl2D.Na2SO4

3．现有NaOH、Na2CO3和Ba（OH）2三种无色溶液，用一种试剂就可将它们鉴别出来，这种试剂是

　A．HClB．H2SO4C．Na2SO4D．CaCl2

4．下列关于Na2C03的叙述中，不正确的是

A．水溶液显酸性B．治疗胃酸过多的一种药剂

C．热的Na2C03溶液可用来除去沾污

D．与稀硫酸反应放出无色无刺激性气味的气体

5．在不同反应中既能吸收CO2,又能参加反应放出CO2的是

　A.KOHB.K2CO3C.KHCO3D.Ca（OH）2

6．下列各种方法中，可以用于除去苏打中混有的少量小苏打的是：

A、水洗；B、加热；C、通入二氧化碳；D、加入盐酸；

7．实验室用石灰石和盐酸制取CO2时，最佳的除杂试剂和方法是

A.水、浓H2SO4；洗气B.饱和Na2CO3溶液、浓H2SO4；洗气

C.饱和NaHCO3溶液、浓H2SO4；洗气D.NaOH溶液、浓H2SO4；洗气

8、106gNa2CO3和84gNaHCO3分别与过量的HCl溶液反应，其中（　　）

A．Na2CO3放出的CO2多B．NaHCO3放出的CO2多

C．Na2CO3消耗的HCl多D．NaHCO3消耗的HCl多

9、下列说法不正确的是（　　）

A．Na2CO3比NaHCO3易溶于水B．Na2CO3比NaHCO3稳定

C．Na2CO3和NaHCO3都能与澄清石灰水反应得到白色沉淀

D．物质的量相等的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应得CO2的物质的量之比为2∶1

10、下列物质的俗名与其化学式、用途都相符的是（）

A．烧碱、Na2CO3、制玻璃B．小苏打、NaHCO3、治疗胃酸过多

C．苏打、NaOH、造纸D．食盐、NaCl、化肥

11、下列关于碳酸氢钠的叙述，不正确的是（）

A．碳酸氢钠固体受热分解为碳酸钠

B．碳酸氢钠溶液中加入氯化钙溶液，立即产生沉淀

C．碳酸氢钠溶液中加入少量澄清石灰水，

反应为：

NaHCO3+Ca（OH）2＝NaOH+CaCO3↓+H2O

D．碳酸氢钠溶液中加入过量澄清石灰水，

反应为：

2NaHCO3+Ca（OH）2＝Na2CO3+CaCO3↓+2H2O

12、工业生产的纯碱中常含有少量的NaCl杂质。

某校研究性学习活动小组为了测定混合物中纯碱的质量分数，拟使用下图实验装置，先测定一定量的样品和酸反应放出二氧化碳的质量，再计算混合物中纯碱的质量分数。

甲乙丙

（1）甲装置的作用是；丙装置的作用是；

（2）乙装置反应前先通数分钟空气的作用是，甲装置反应的化学方程式是。

（3）若去掉丙装置，测得的CO2质量会（填“偏大”或“偏小”）。

（4）若取ng样品装入广口瓶，且反应前填满碱石灰的干燥管丁总质量为mg，实验结束后称得干燥管丁的总质量为w，则Na2CO3质量分数的计算式为。

13．碳酸钠俗称或，易溶于，能与许多物质发生反应。

向碳酸钠溶液中通入二氧化碳可以生成，碳酸氢钠受热分解得到，上述两过程的化学方程式分别是，。

14、

（1）Na2CO3固体中混有少量NaHCO3固体，除去的方法是_________，有关反应的化学方程式为_____________________________________________。

（2）NaCl溶液中混有少量Na2CO3，除去的方法是_________，有关反应的化学方程式___________________。

15．A、B、C、D四种钾的化合物，A、B、C和盐酸反应均得到D，将固体C加热可制得A，若在A的溶液中通入一种无色无味气体，又可制得C，若B与C的溶液混合可制得A，试推断

（1）A是________，B是_________，C是_________，D是__________。

（2）完成有关方程式：

A—→C   _____________________；B+C—→

A _________________。

16、已知A、B、C是三种含钠元素的白色固体物质，D是无色气体，E是一种难溶物质，它们具有如右图所示转化关系：

（1）写出A、B、C、D、E的化学式。

（2）写出①、②两个箭头所示转化的化学方程式。

17．取NaHCO3和Na2CO3混合粉末5.26g，将其加热至

质量不再改变，残余固体质量为3.71g。

求该混合物中NaHCO3和Na2CO3的质量。