專題三

從海水中獲得的化學物質第二單元金屬鈉及鈉的化合物3.2.2碳酸鈉

碳酸氫鈉

碳酸鈉、碳酸氫鈉是鈉的兩種重要的化合物，在日常生活和工業生產中有著廣泛的應用。Na2CO3NaHCO3

碳酸鈉和碳酸鈣都是重要的碳酸鹽。在初中我們已經學習過碳酸鈣的性質，你能據此推測碳酸鈉可能具有哪些性質嗎？CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2OCaCO3=CaO+CO2↑高溫Na2CO3與稀鹽酸的反應Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O俗名：純堿、蘇打一、碳酸鈉的性質化學式：Na2CO3

鈉鹽、碳酸鹽所屬類別：白色粉末固體，易溶于水物理性質：

NaOH:俗名燒堿、火堿、苛性鈉，是一種白色固體，易吸收空氣中的水分而潮解，易溶于水且溶于水放出大量的熱，有強腐蝕性。

【實驗1】在兩支潔凈的試管中分別加入2~3mL澄清石灰水和氯化鈣溶液，再分別向上述兩支試管中滴加碳酸鈉溶液，振蕩，觀察實驗現象。實驗現象化學方程式Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOHNa2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl都有白色沉淀生成【實驗2】用pH試紙測定碳酸鈉溶液的pH。

【實驗3】在一只燒杯中加入50mL0.5mol·L-1碳酸鈉溶液，用酒精燈將其加熱至接近沸騰。將一塊沾有油污的銅片浸入碳酸鈉溶液中，靜置約2min。用鑷子將銅片從溶液中取出后，用水沖洗干凈。比較浸入碳酸鈉溶液前后銅片表面的情況。實驗現象結

論實驗2：pH試紙變藍實驗2：碳酸鈉溶液呈堿性實驗3：銅片上油污被去除實驗3：熱的純堿溶液可以去除物品表面的油污。溫度/℃0102030405060溶解度/g712.221.839.748.847.346.4溫度/℃0102030405060溶解度/g6.98.159.611.112.714.4516.4已知：碳酸氫鈉溶解度:【思考】往飽和的碳酸鈉溶液中通入過量的二氧化碳，有何現象？為什么？現象：原因：有白色晶體析出。Na2CO3(飽和)+H2O+CO2=2NaHCO3↓碳酸鈉溶解度：

實驗室通常用大理石和稀鹽酸反應制備CO2，下列除去CO2中混有的HCl氣體的方法是否正確？為什么？CO2（HCl）Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3NaHCO3

碳酸鈉在日常生活和工業生產中有著廣泛的應用

純堿是人類最早制取和使用的化學物質之一。人們早期是通過鹽堿湖獲得純堿的。1861年，比利時人索爾維（E.Solvay，1838—1922）創立了氨堿法制堿工藝，以食鹽、石灰石和氨為原料制得了碳酸鈉，但該法對原料的利用率較低。

我國化學家侯德榜發現了氨堿法生產的不足之處，并于1943年提出了著名的侯氏制堿法（又稱聯合制堿法），即將二氧化碳通入氨化的氯化鈉飽和溶液中，使溶解度小的碳酸氫鈉從溶液中析出：NaCl+NH3+H2O+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl

過濾得到的碳酸氫鈉晶體受熱分解后生成碳酸鈉。此方法將氨堿法和合成氨法兩種工藝聯合起來，同時得到純堿和氯化銨兩種產品，提高了食鹽的利用率，縮短了生產流程，減少了對環境的污染，降低了成本，為中國贏得了榮譽。俗名：小蘇打二、碳酸氫鈉的性質化學式：NaHCO3

鈉鹽、碳酸氫鹽所屬類別：白色固體，易溶于水物理性質：【實驗1】取等質量的碳酸鈉和碳酸氫鈉固體少許，分別放入兩支試管中，再向兩支試管中加入等體積的水，仔細觀察它們的溶解情況。實驗結論：

碳酸鈉和碳酸氫鈉都易溶于水，并且碳酸鈉溶解度大于碳酸氫鈉。【實驗2】在兩支試管中分別加入相同物質的量濃度的碳酸鈉和碳酸氫鈉溶液，分別用pH試紙測定它們的pH。實驗結論：

物質的量濃度相同時，碳酸鈉的堿性強，pH值大。Na2CO3NaHCO3

【實驗3】在兩支干燥試管里分別放入少量

Na2CO3和

NaHCO3固體，接好裝置，使導管末端伸入澄清石灰水中，加熱，觀察現象。實驗結論：

裝有NaHCO3的試管生成氣體，使澄清石灰水變渾濁。很穩定的是Na2CO3，不穩定的是NaHCO3。2NaHCO3=Na2CO3＋

H2O

＋

CO2↑

△

向澄清石灰水持續通入二氧化碳，發現澄清石灰水先變渾濁后又變清的原因：Ca(OH)2+CO2

=

CaCO3↓+H2O，CaCO3+CO2+H2O

=Ca(HCO3)2

膨松劑指食品加工中添加于生產焙烤食品的主要原料小麥粉中，使面坯起發，形成致密多孔組織，從而使制品具有膨松、柔軟或酥脆的一類物質。為使以面粉為原料的面包松軟可口，通常用碳酸氫鈉作膨松劑，因為它：①熱穩定性差②增加甜味③產生二氧化碳④提供鈉離子。其中合理的是(

)A.②③ B.①③C.①④ D.③④B【實驗4】在兩支裝有相同物質的量濃度的Na2CO3和NaHCO3溶液潔凈的試管中分別以同樣的速度加入1mLHCl溶液，觀察現象。Na2CO3和

NaHCO3均能與鹽酸反應，反應更快的是NaHCO3。Na2CO3少量鹽酸:過量鹽酸:CO32-+H+=HCO3-Na2CO3+HCl

=NaHCO3+NaClNa2CO3+2HCl

=2NaCl+H2O

+CO2↑CO32-+2H+=H2O+CO2↑現象：過一小段時間才產生氣泡，速率較慢。NaHCO3+HCl

=NaCl+H2O+CO2↑NaHCO3HCO3-+H+=H2O+CO2↑現象：立即產生氣泡，速率較快。治療胃酸過多含有NaHCO3已知泡騰片是將藥物與碳酸氫鈉、固體酸及一些輔料混在一起壓制而成的，一旦放入水中，立刻產生大量CO2氣體。下列說法正確的是(

)A．泡騰片是電解質B．CO2氣體由碳酸氫鈉溶于水電離產生C．大量CO2氣體的產生致使藥片翻騰，加速藥片溶解D．泡騰片在溫度較高的環境中可長期保存C碳酸鈉、碳酸氫鈉與堿的反應（1）碳酸鈉與澄清石灰水Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3

↓+2NaOH（2）碳酸氫鈉與澄清石灰水2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+Na2CO3+2H2O澄清石灰水少量：澄清石灰水過量：NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+NaOH+H2O少量定一提示：依據它們的性質差異來區分碳酸鈉和碳酸氫鈉(1)Na2CO3溶液→NaHCO3溶液(2)NaHCO3→Na2CO3①固體間轉化：

②溶液間轉化：Na2CO3NaHCO3①通入CO2②少量的鹽酸①固體加熱②溶液滴加NaOH溶液Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O

2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O△三、Na2CO3與NaHCO3的相互轉化

除雜方法或所用試劑反應原理NaHCO3溶液(Na2CO3)Na2CO3固體(NaHCO3)Na2CO3溶液(NaHCO3)加熱至恒重通入足量CO2Na2CO3＋H2O＋CO2=2NaHCO3加入適量的NaOH溶液NaHCO3＋NaOH=Na2CO3＋H2O2NaHCO3

Na2CO3+H2O+CO2↑Na2CO3和NaHCO3混合物的除雜【課堂小結】碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質比較物質Na2CO3NaHCO3俗名外觀溶解度溶液堿性強弱與HCl反應與NaOH反應與CO2反應熱穩定性與CaCl2反應純堿、蘇打小蘇打白色粉末白色細小晶體碳酸鈉的溶解度大于碳酸氫鈉碳酸鈉溶液的堿性強于碳酸氫鈉溶液Na2CO3