聚焦碳酸鈉和碳酸氫鈉考查的3個方向

李 寧

(山東省青島市即墨區第二中學)

Na2CO3和NaHCO3是鈉的兩種重要化合物,是高中化學常考的知識點,考查內容包括根據溶液中加入鹽酸的體積判斷溶液中溶質的成分、實驗裝置的使用及操作的正確性、滴定曲線等.

1 根據加入鹽酸的體積判斷溶液中溶質的成分

在NaOH 溶液中通入CO2氣體,得到的溶液中溶質可能是NaOH 和Na2CO3,可能是Na2CO3,也可能是Na2CO3和NaHCO3,還可能是NaHCO3.想要確定溶液中的溶質,可向得到的溶液中滴加鹽酸,通過分析消耗鹽酸的量的關系確定溶液的成分.

例1向NaOH 溶液中通入CO2,在得到的溶液中加入鹽酸,依據圖1的特點判斷溶液中溶質的成分.

表1

圖1

①當V(Oa)＝V(ab)時,兩段消耗的鹽酸量相同,所以發生兩個反應:＋H＋＝H2O＋CO2↑,所以溶質為Na2CO3.

②若V(Oa)＞V(ab),說明Oa段除了外還有OH—消耗H＋,所以溶質為NaOH 和Na2CO3,離子方程式為OH—＋H＋＝H2O、＋H＋＝＋H＋＝H2O＋CO2↑.

③若V(Oa)＜V(ab),說明與反應的鹽酸多于與反應的,即原溶質中含有碳酸鈉,溶質為Na2CO3和NaHCO3,離子方程式為＋＋H＋＝H2O＋CO2↑.

④若a＝0(即圖像從原點開始),說明開始加入稀鹽酸時就有氣體產生,所以溶質為NaHCO3,對應的離子方程式為＋H＋＝H2O＋CO2↑.

a點之后加鹽酸生成CO2,只能發生反應:＋H＋＝H2O＋CO2↑,根據Oa和ab大小可以判斷溶液中溶質的成分.

2 實驗裝置的使用及操作的正確性

化學實驗裝置和操作的正誤判斷是高考的重要考點,特別是在探究性實驗中,只有裝置設計合理、試劑使用正確,才能保證實驗的準確性.通過Na2CO3和NaHCO3的性質探究實驗可比較這兩者的性質.

A.驗證熱穩定性:Na2CO3＞NaHCO3

例2下列實驗能達到目的的是( ).

B.NaHCO3 與酸反應的速率快于Na2CO3

C.用該裝置制備NaHCO3

D.探究Na2CO3 固體中混有NaHCO3

3 Na2CO3 和NaHCO3 的滴定曲線

用鹽酸滴定Na2CO3、NaHCO3的曲線是高考考查的熱點,主要考查曲線的分析、碳酸的電離常數計算、比較溶液中離子濃度大小及電荷守恒、物料守恒.

例3某同學在兩個相同的特制容器中分別加入20 mL 0.4 mol·L—1Na2CO3溶液和40 mL 0.2mol·L—1NaHCO3溶液,再分別用0.4 mol·L—1鹽酸滴定,利用pH 計和壓力傳感器檢測,得到如圖2所示曲線.

圖2

(1)甲、乙兩條線中表示向NaHCO3溶液中滴加鹽酸的是_________,理由是_________.丙、丁兩條線中表示向Na2CO3溶液中滴加鹽酸的是________,理由是_________.

(2)當滴加鹽酸的體積為V1mL 時(a點、b點),所發生的反應用化學方程式表示為_________.根據pH-V(HCl)圖分析,滴定時c點可用_________、d點可用_________作指示劑指示滴定終點(選填“甲基橙”“石蕊”或“酚酞”).

(2)當滴加鹽酸的體積為V1mL時(a點、b點),Na2CO3先和鹽酸反應生成NaHCO3:Na2CO3＋HCl＝NaHCO3＋NaCl;根據pH-V(HCl)圖分析,c點為堿性、d點為酸性,則滴定時c點可用酚酞、d點可用甲基橙作指示劑指示滴定終點.

總之,鈉的化合物中Na2CO3、NaHCO3是高頻考點,這兩種鹽不管是穩定性比較還是相互轉化、除雜、離子濃度大小比較、中和滴定曲線分析,在化學學習中都有典型意義,掌握好這兩種物質的性質對于學習溶液中的離子平衡有重大幫助.

(完)