關于碳酸鈉與碳酸氫鈉的核心知識突破

牛婷婷

一、物質性質比較

碳酸鈉和碳酸氫鈉均屬于鈉的化合物，對應水溶液均為堿性，性質探究應重點關注其化學性質。相同點是兩者與酸反應均可以產生二氧化碳氣體，與石灰水反應產生白色沉淀。不同點是碳酸鈉不與燒堿反應，碳酸氫鈉可與燒堿反應生成碳酸鈉和水;碳酸鈉可與氯化鈣反應生成白色沉淀，碳酸氫鈉不與其反應。

二、與酸反應剖析

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

剖析二：根據與酸反應的化學方程式可知，Na2CO3、NaHCO3與酸反應產生CO2的物質的量之比均為1∶1，顯然等質量情況下與足量酸反應，Na2CO3與酸反應產生的CO2體積大，等物質的量的2種物質，產生的氣體體積相等。

例1 向體積均為10mL且物質的量濃度相同的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，此時反應生成的CO2體積（標準狀況下）與所加鹽酸體積之間的關系如圖1所示，則下列敘述正確的是（? ）。圖1

A. 原NaOH溶液的物質的量濃度為0.5mol/L

B. 當0

OH-+H+H2O

C. 乙溶液中含有的溶質為Na2CO3、NaHCO3

D. 乙溶液中滴加鹽酸后，可產生CO2體積的最大值為11.2mL（標準狀況下）

解析 A選項，根據圖像可知，V（HCl）=50mL時，可得產物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，在NaOH中通入一定量的CO2，溶液中溶質的組成可能為NaOH和Na2CO3、Na2CO3和NaHCO3、Na2CO3、NaHCO3 4種情形。由圖中HCl用量與產生的CO2氣體體積關系可知甲溶液的溶質為Na2CO3和NaHCO3，故當0<

V（HCl）<10mL時，甲溶液中沒有CO2產生，離子方程式為

CO2-3+H+HCO-3

B錯誤;

C選項，NaOH溶液中通入CO2，溶質不可能為NaOH和NaHCO3，由圖像可知，乙溶液的溶質為NaOH和Na2CO3，錯誤;

D選項，乙溶液中滴加HCl，產生CO2的反應階段為

HCO-3+H+H2O+CO2↑

反應消耗了10mL的鹽酸，可知生成n（CO2）=

0.001mol，故標準狀況下CO2氣體的體積為

22.4mL，錯誤。

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，為固體時可利用與澄清石灰水反應以及熱穩定性差異來加以鑒別;為溶液時，可通過沉淀轉化和氣體轉化差異來鑒別。

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

例2 現要除去括號中的雜質，選項所選用的試劑或方法錯誤的是（? ）。

A. Na2CO3溶液（NaHCO3）：加入適量的NaOH溶液

B. NaHCO3溶液（Na2CO3）：通入過量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，然后過濾沉淀

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

四、二者相互轉化

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

Na2CO3 CO2、H2O;H+（少量）

固體加熱;溶液（NaOH）

NaHCO3

例3 下列為物質的轉化關系以及給定條件，其中不可實現的是（? ）。

A. Al2O3NaOH（aq）NaAlO2CO2Al（OH）3

B. SO2/點燃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，Al2O3與NaOH反應可生成NaAlO2，NaAlO2與CO2反應可生成Al（OH）3，轉化關系及條件對應正確;B選項，硫燃燒可生成SO2，不能生成SO3，轉化關系錯誤;C選項，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，轉化關系及條件對應正確;D選項，MgCl2溶液與石灰乳反應可生成Mg（OH）2，而Mg（OH）2的性質不穩定，通過加熱可分解為MgO，轉化關系及條件對應正確。綜上可知，不可實現的是B。

（收稿日期：2021-09-08）