關(guān)于碳酸鈉與碳酸氫鈉的核心知識(shí)突破

牛婷婷

一、物質(zhì)性質(zhì)比較

碳酸鈉和碳酸氫鈉均屬于鈉的化合物，對(duì)應(yīng)水溶液均為堿性，性質(zhì)探究應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注其化學(xué)性質(zhì)。相同點(diǎn)是兩者與酸反應(yīng)均可以產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，與石灰水反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀。不同點(diǎn)是碳酸鈉不與燒堿反應(yīng)，碳酸氫鈉可與燒堿反應(yīng)生成碳酸鈉和水;碳酸鈉可與氯化鈣反應(yīng)生成白色沉淀，碳酸氫鈉不與其反應(yīng)。

二、與酸反應(yīng)剖析

剖析一：兩者與酸反應(yīng)產(chǎn)生CO2氣體的速率是不同的，NaHCO3溶液與酸反應(yīng)，第一步即可產(chǎn)生氣體，故速率快，而Na2CO3在第二步時(shí)才會(huì)放出氣體，故若將濃度相同的鹽酸滴入等體積等物質(zhì)的量濃度的2種溶液中，NaHCO3溶液放出的CO2速率較快。

剖析二：根據(jù)與酸反應(yīng)的化學(xué)方程式可知，Na2CO3、NaHCO3與酸反應(yīng)產(chǎn)生CO2的物質(zhì)的量之比均為1∶1，顯然等質(zhì)量情況下與足量酸反應(yīng)，Na2CO3與酸反應(yīng)產(chǎn)生的CO2體積大，等物質(zhì)的量的2種物質(zhì)，產(chǎn)生的氣體體積相等。

例1 向體積均為10mL且物質(zhì)的量濃度相同的2份NaOH溶液中分別通入一定量的CO2，可得到溶液甲和乙。向甲和乙溶液中分別滴加0.1mol/L的鹽酸，此時(shí)反應(yīng)生成的CO2體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）與所加鹽酸體積之間的關(guān)系如圖1所示，則下列敘述正確的是（? ）。圖1

A. 原NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為0.5mol/L

B. 當(dāng)0

OH-+H+H2O

C. 乙溶液中含有的溶質(zhì)為Na2CO3、NaHCO3

D. 乙溶液中滴加鹽酸后，可產(chǎn)生CO2體積的最大值為11.2mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）

解析 A選項(xiàng)，根據(jù)圖像可知，V（HCl）=50mL時(shí)，可得產(chǎn)物NaCl，由原子守恒可得

n（NaOH）=0.005mol，則原溶液c（NaOH）=0.5mol/L，正確;B選項(xiàng)，在NaOH中通入一定量的CO2，溶液中溶質(zhì)的組成可能為NaOH和Na2CO3、Na2CO3和NaHCO3、Na2CO3、NaHCO3 4種情形。由圖中HCl用量與產(chǎn)生的CO2氣體體積關(guān)系可知甲溶液的溶質(zhì)為Na2CO3和NaHCO3，故當(dāng)0<

V（HCl）<10mL時(shí)，甲溶液中沒(méi)有CO2產(chǎn)生，離子方程式為

CO2-3+H+HCO-3

B錯(cuò)誤;

C選項(xiàng)，NaOH溶液中通入CO2，溶質(zhì)不可能為NaOH和NaHCO3，由圖像可知，乙溶液的溶質(zhì)為NaOH和Na2CO3，錯(cuò)誤;

D選項(xiàng)，乙溶液中滴加HCl，產(chǎn)生CO2的反應(yīng)階段為

HCO-3+H+H2O+CO2↑

反應(yīng)消耗了10mL的鹽酸，可知生成n（CO2）=

0.001mol，故標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO2氣體的體積為

22.4mL，錯(cuò)誤。

綜上可知，正確的是A。

三、鑒別與除雜分析

鑒別方法可分為兩種：固體-加熱法和溶液-試劑法，為固體時(shí)可利用與澄清石灰水反應(yīng)以及熱穩(wěn)定性差異來(lái)加以鑒別;為溶液時(shí)，可通過(guò)沉淀轉(zhuǎn)化和氣體轉(zhuǎn)化差異來(lái)鑒別。

物質(zhì)除雜同樣有兩種情形：除去NaHCO3溶液中混有的Na2CO3雜質(zhì)，可通入CO2氣體;除去Na2CO3中混有的NaHCO3雜質(zhì)，可加入適量的NaOH溶液。

例2 現(xiàn)要除去括號(hào)中的雜質(zhì)，選項(xiàng)所選用的試劑或方法錯(cuò)誤的是（? ）。

A. Na2CO3溶液（NaHCO3）：加入適量的NaOH溶液

B. NaHCO3溶液（Na2CO3）：通入過(guò)量CO2氣體

C. Na2O2粉末（Na2O）：將混合物在氧氣中加熱

D. Na2CO3溶液（Na2SO4溶液）：加入適量的Ba（OH）2溶液，然后過(guò)濾沉淀

解析 A選項(xiàng)，NaHCO3可與NaOH反應(yīng)生成Na2CO3，故可用適量NaOH溶液除去NaHCO3雜質(zhì)，正確;B選項(xiàng)，Na2CO3可與CO2反應(yīng)生成NaHCO3，故可通入過(guò)量的CO2氣體除去Na2CO3雜質(zhì)，正確;C選項(xiàng)，在加熱條件下，Na2O能與氧氣反應(yīng)生成Na2O2，故可將混有Na2O2和Na2O粉末在氧氣中加熱，從而除去Na2O雜質(zhì)，正確;D選項(xiàng)，Na2CO3和Na2SO4溶液均可與Ba（OH）2溶液反應(yīng)生成沉淀，故D選項(xiàng)的除雜方法不可行，錯(cuò)誤。綜上可知，錯(cuò)誤的是D。

四、二者相互轉(zhuǎn)化

碳酸鈉與碳酸氫鈉之間可以相互轉(zhuǎn)化，掌握其轉(zhuǎn)化方法十分必要，轉(zhuǎn)化思路如圖2所示。

Na2CO3 CO2、H2O;H+（少量）

固體加熱;溶液（NaOH）

NaHCO3

例3 下列為物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系以及給定條件，其中不可實(shí)現(xiàn)的是（? ）。

A. Al2O3NaOH（aq）NaAlO2CO2Al（OH）3

B. SO2/點(diǎn)燃SO3H2OH2SO4

C. 飽和NaCl（aq）NH3、CO2NaHCO3△Na2CO3

D. MgCl2（aq）石灰乳Mg（OH）2煅燒MgO

解析 A選項(xiàng)，Al2O3與NaOH反應(yīng)可生成NaAlO2，NaAlO2與CO2反應(yīng)可生成Al（OH）3，轉(zhuǎn)化關(guān)系及條件對(duì)應(yīng)正確;B選項(xiàng)，硫燃燒可生成SO2，不能生成SO3，轉(zhuǎn)化關(guān)系錯(cuò)誤;C選項(xiàng)，在飽和的NaCl溶液中先通入氨，然后通入CO2，可生成NaHCO3，而NaHCO3加熱分解可生成Na2CO3，轉(zhuǎn)化關(guān)系及條件對(duì)應(yīng)正確;D選項(xiàng)，MgCl2溶液與石灰乳反應(yīng)可生成Mg（OH）2，而Mg（OH）2的性質(zhì)不穩(wěn)定，通過(guò)加熱可分解為MgO，轉(zhuǎn)化關(guān)系及條件對(duì)應(yīng)正確。綜上可知，不可實(shí)現(xiàn)的是B。

（收稿日期：2021-09-08）