第13讲 碳酸钠和碳酸氢钠　碱金属-【精梳精讲】2024年高考化学大一轮精品复习课件（新教材）

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1.掌握Na2CO3、NaHCO3的基本性质及相互转化。2.掌握Na2CO3、NaHCO3的鉴别及除杂。3.了解碱金属的通性与特性及焰色试验。
考点一 碳酸钠和碳酸氢钠
考点二 碱金属　焰色试验
考点一 碳酸钠与碳酸氢钠
一、Na2CO3和NaHCO3
Na2CO3和NaHCO3都是常见的钠盐，它们外观上有差别吗？
易溶于水(20 ℃，S＝21.5 g)
可溶于水(20 ℃，S＝9.6 g)
俗称“海波”“大苏打”
碳酸钠和碳酸氢钠溶于水有什么不同呢？
知识回顾：必修一 P36 实验2-4：
—— Na2CO3和NaHCO3的性质
加水部分溶解；吸热，热量变化不大
溶液碱性:Na2CO3>NaHCO3
水 溶 性: Na2CO3>NaHCO3
制玻璃、肥皂、造纸、纺织等
治疗胃酸过多的药剂、发酵剂、灭火剂等
Na2CO3粉末吸湿性很强，遇水生成含有结晶水的碳酸钠晶体——水合碳酸钠（Na2CO3•xH2O）。碳酸钠晶体在干燥空气中容易逐渐失去结晶水而变成Na2CO3粉末。
Na2CO3和NaHCO3都是盐，但溶液都呈碱性。日常的食用碱主要是Na2CO3•10H2O ，俗称洗涤碱；NaHCO3是发酵粉的主要成分，也用于制灭火剂、焙粉或清凉饮料等方面的原料，在橡胶工业中作发泡剂。
CO32-＋2H＋=CO2↑＋H2O
HCO3-＋H＋=CO2↑＋H2O
HCO3- +OH－+Ca2+ = CaCO3↓+H2O
Ca2++2OH－+2HCO3-= CaCO3↓+CO32- +2H2O
→可以用酸鉴别Na2CO3和NaHCO3 ，但不可用Ca(OH)2溶液
Ca2＋＋CO32-=CaCO3↓
Ca(OH)2少量：Ca(OH)2过量：
2Al3＋＋3CO32-＋3H2O = 2Al(OH)3↓＋3CO2↑
Al3＋＋3HCO3- = Al(OH)3↓＋3CO2↑
能否用BaCl2或CaCl2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3
实验探究： NaHCO3与CaCl2溶液的反应
①0.01ml/L CaCl2溶液 + 0.1ml/L NaHCO3溶液 ②0.5ml/L CaCl2溶液 + 1ml/L NaHCO3溶液 ③2.5ml/L CaCl2溶液 + 1ml/L NaHCO3溶液
产生白色沉淀和CO2气体
CaCl2+ 2NaHCO3
= CaCO3↓+ 2NaCl+ H2O +CO2↑
结论：NaHCO3与CaCl2溶液极稀时，不易反应，但一般浓度下，均能反应
不可以用BaCl2或CaCl2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3
Ca2++ 2HCO3-
= CaCO3↓+ H2O +CO2↑
→→工业上，往往用多元弱酸酸式酸根离子作沉淀剂制备正盐。
Mn2++ 2HCO3-
= MnCO3↓+ H2O +CO2↑
3Pb2++ 6H2PO4-
= Pb3(PO4)2↓+ 4H3PO4
3Pb2++ 4HPO42-
= Pb3(PO4)2↓+ 2H2PO4-
多元弱酸酸式酸根离子和部分金属离子反应的规律：
理解：反应产生正盐沉淀时，释放出H+和酸式酸根离子结合生成含氢较多的酸式酸根离子(或多元弱酸)
金属离子+酸式酸根离子→正盐↓ + 含氢较多的酸式酸根离子(或多元弱酸)
(1)利用热稳定性不同
(2)相同条件下，利用和酸反应生成气体的速率不同
1.Na2CO3、NaHCO3的鉴别方法
(3)利用溶液的碱性不同
2. Na2CO3和NaHCO3的相互转化
① CO2＋H2O； ②适量H+
①固体(加热)；②溶液适量OH－
② NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O
① Na2CO3 + CO2 + H2O = 2NaHCO3
② Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3
[问题1]将碳酸钠溶液逐滴滴入盐酸溶液和将盐酸溶液逐滴滴入碳酸钠溶液现象是否相同?为什么?
关于Na2CO3溶液的几个问题
先CO32-+H+=HCO3-；
后HCO3-+H+=CO2↑+H2O
CO32-+ 2H+ = CO2↑+ H2O
现象:开始无气泡,后有气泡。
【归纳】不同的滴加顺序产生不同现象, 可用于鉴别,亦可用于计算的分析。
[问题2]在一定温度下饱和的Na2CO3溶液中通入CO2气体, 有何现象发生?
Na2CO3 + CO2 + H2O = 2NaHCO3 ↓
(1)NaHCO3溶解度比Na2CO3溶解度小；(2)反应中生成的NaHCO3质量比Na2CO3大；(3)反应中消耗水，溶液中溶剂水的量减少。所以必有NaHCO3 ↓结晶析出。
此时, 反应的离子方程式怎么写？
2Na+ + CO32- + CO2 + H2O = 2NaHCO3 ↓
[问题3]在一定的温度下，向足量的饱和Na2CO3溶液中加入1.06g无水Na2CO3，充分搅拌后静置，最终所得晶体的质量 A、等于1.06g B、大于1.06g而小于2.86g C、等于2.86g D、大于2.86g
Na2CO3 + 10H2O == Na2CO3·10H2O↓
1.06g无水Na2CO3是以Na2CO3·10H2O的形式析出
∴最终所得晶体的质量大于2.86g
所以原饱和Na2CO3溶液中的Na2CO3也有部分以Na2CO3·10H2O的形式析出
4.Na2CO3、NaHCO3与酸反应的图像分析
CO32-+H+=HCO3-
HCO3-+H+=CO2↑+H2O
①向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸
②向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸
向等物质的量的NaOH、Na2CO3的混合溶液中逐滴加入盐酸
向等物质的量的Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入盐酸
0 a b n(HCl)
图像特点：2Oa＝ab
图像特点：Oa＝2ab
1.将0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1 ml/L稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是(　　)
① OH－＋ H＋ = H2O
② CO32—＋H＋= HCO3—
③ HCO3—＋H＋= H2O＋CO2↑
2.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体积小B.等物质的量的两种盐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.等质量NaHCO3和Na2CO3与盐酸完全反应，前者消耗盐酸较多D.等物质的量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应产生CO2一样多
Na2CO3 + 2HCl =2NaCI+H2O+CO2↑
NaHCO3 + HCl = NaCl+H2O+CO2↑
注意:等质量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应，在相同条件下
NaHCO3产生的CO2多，消耗HCl少，反应更剧烈！
4.向浓度相等、体积均为100 mL的A、B两份NaOH溶液中，分别通入一定量的CO2后，逐滴加入0.1 ml·L－1盐酸，产生CO2的体积(标准状况)与所加盐酸的体积关系如图所示。
CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O
CO2 + NaOH = NaHCO3
NaOH+Na2CO3
Na2CO3+NaHCO3
即NaOH溶液中通入一定量的CO2，所含溶质有四种情况
(1)A曲线表明，原溶液通入CO2________mL(标准状况)。
n(CO2)＝n(NaHCO3)＝n(HCl)
根据元素质量守恒，A曲线对应的最终生成的CO2的体积等于之前通入NaOH溶液的CO2的体积
=0.1 ml·L－1×0.06 L＝0.006 ml
V(CO2)＝Vm·n(CO2)＝22.4 L·ml－1×0.006 ml＝0.134 4 L＝134.4 mL
(2)B曲线表明，原溶液通入CO2后，所得溶液中溶质的物质的量之比为_______。
B曲线表明，该混合溶液中有NaOH、Na2CO3
HCO3- + H+ = CO2↑ + H2O
CO32- + H+ = HCO3-
(3)原NaOH溶液的物质的量浓度为_____________。
0.09 ml·L－1
最终NaCl中Na＋的来源就是NaOH，所以最终n(NaCl)等于最初n(NaOH)
n(NaOH)＝ n(NaCl) =n(HCl)
＝0.1 ml·L－1×0.09 L＝0.009 ml
1.下列几种试剂不能把等物质的量浓度的Na2CO3、NaHCO3鉴别开的是(　　)A.BaCl2溶液　 B.澄清石灰水　 C.稀盐酸　 D.pH试纸
2.除去CO2中少量的HCl气体，可以将混合气体通过下列哪种溶液洗气( ) A. 饱和Na2CO3溶液 B. 饱和NaHCO3溶液 C. 澄清石灰水 D. 饱和食盐水
3.把NaHCO3和NaOH的混合物放在密闭容器中加热，下列关于混合物加热前后消耗盐酸的量的判断正确的是(　　)A.加热前消耗得多 B.加热后消耗得多C.加热前后一样多 D.当NaOH适量时才会一样多
无论加热前或后，最终产物为 ，
由Cl元素守恒知，NaCl～HCl，
4.Na2O2与NaHCO3按质量比为39:84混合后，在密闭容器中充分加热，排除气体物质后，所得残留固体是（ ）A.Na2CO3和Na2O2 B.只有Na2CO3 C.Na2CO3和NaOH D.只有NaOH
若:2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑
①考虑:2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2
2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O
所以,只要有CO2存在，最终产物只能是Na2CO3而非NaOH
当Na2O2同时遇到H2O和CO2时，先考虑CO2与Na2O2的反应
与Na2O2反应，谁先谁后？
②再考虑:2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑
物质的量之比为1 : 2
5.Na2O2与足量的NaHCO3混合后，在密闭容器中充分加热，排除气体物质后冷却，残留固体是（ ）A.Na2CO3和Na2O2 B.只有Na2CO3C.Na2CO3和NaOH D.Na2O和NaHCO3
2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑
2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2
6.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，则该样品的纯度(质量分数)是(　　)
168 g　　　106 g　　 　　
考点二 碱金属 焰色试验
同族元素的学习：注意相似性、递变性、特殊性
Li Na K Rb Cs Fr
从锂到铯原子序数依次递增电子层数依次 ,原子半径逐渐 .
锂 钠 钾 铷 铯 钫
较强的金属性，均为＋1价
写出碱金属元素符号和名称，并画出它们的原子结构示意图
Li Na K Rb Cs
密度呈 趋势(但K 反常)
熔点低（均小于200℃）
硬度小,都较柔软,有延展性
(ρ石蜡< ρLi < ρ煤油< ρK < ρNa < ρ水 < ρRb < ρCs)
熔、沸点逐渐 .
Rb、Cs遇空气立即自燃，生成更复杂的氧化物
反应越来越剧烈,产物越来越复杂
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