关于碳酸钠与碳酸氢钠的核心知识突破

牛婷婷

一、物质性质比较

碳酸钠和碳酸氢钠均属于钠的化合物，对应水溶液均为碱性，性质探究应重点关注其化学性质。相同点是两者与酸反应均可以产生二氧化碳气体，与石灰水反应产生白色沉淀。不同点是碳酸钠不与烧碱反应，碳酸氢钠可与烧碱反应生成碳酸钠和水;碳酸钠可与氯化钙反应生成白色沉淀，碳酸氢钠不与其反应。

二、与酸反应剖析

剖析一：两者与酸反应产生CO2气体的速率是不同的，NaHCO3溶液与酸反应，第一步即可产生气体，故速率快，而Na2CO3在第二步时才会放出气体，故若将浓度相同的盐酸滴入等体积等物质的量浓度的2种溶液中，NaHCO3溶液放出的CO2速率较快。

剖析二：根据与酸反应的化学方程式可知，Na2CO3、NaHCO3与酸反应产生CO2的物质的量之比均为1∶1，显然等质量情况下与足量酸反应，Na2CO3与酸反应产生的CO2体积大，等物质的量的2种物质，产生的气体体积相等。

例1 向体积均为10mL且物质的量浓度相同的2份NaOH溶液中分别通入一定量的CO2，可得到溶液甲和乙。向甲和乙溶液中分别滴加0.1mol/L的盐酸，此时反应生成的CO2体积（标准状况下）与所加盐酸体积之间的关系如图1所示，则下列叙述正确的是（  ）。图1

A. 原NaOH溶液的物质的量浓度为0.5mol/L

B. 当0

OH-+H+H2O

C. 乙溶液中含有的溶质为Na2CO3、NaHCO3

D. 乙溶液中滴加盐酸后，可产生CO2体积的最大值为11.2mL（标准状况下）

解析 A选项，根据图像可知，V（HCl）=50mL时，可得产物NaCl，由原子守恒可得

n（NaOH）=0.005mol，則原溶液c（NaOH）=0.5mol/L，正确;B选项，在NaOH中通入一定量的CO2，溶液中溶质的组成可能为NaOH和Na2CO3、Na2CO3和NaHCO3、Na2CO3、NaHCO3 4种情形。由图中HCl用量与产生的CO2气体体积关系可知甲溶液的溶质为Na2CO3和NaHCO3，故当0<

V（HCl）<10mL时，甲溶液中没有CO2产生，离子方程式为

CO2-3+H+HCO-3

B错误;

C选项，NaOH溶液中通入CO2，溶质不可能为NaOH和NaHCO3，由图像可知，乙溶液的溶质为NaOH和Na2CO3，错误;

D选项，乙溶液中滴加HCl，产生CO2的反应阶段为

HCO-3+H+H2O+CO2↑

反应消耗了10mL的盐酸，可知生成n（CO2）=

0.001mol，故标准状况下CO2气体的体积为

22.4mL，错误。

综上可知，正确的是A。

三、鉴别与除杂分析

鉴别方法可分为两种：固体-加热法和溶液-试剂法，为固体时可利用与澄清石灰水反应以及热稳定性差异来加以鉴别;为溶液时，可通过沉淀转化和气体转化差异来鉴别。

物质除杂同样有两种情形：除去NaHCO3溶液中混有的Na2CO3杂质，可通入CO2气体;除去Na2CO3中混有的NaHCO3杂质，可加入适量的NaOH溶液。

例2 现要除去括号中的杂质，选项所选用的试剂或方法错误的是（  ）。

A. Na2CO3溶液（NaHCO3）：加入适量的NaOH溶液

B. NaHCO3溶液（Na2CO3）：通入过量CO2气体

C. Na2O2粉末（Na2O）：将混合物在氧气中加热

D. Na2CO3溶液（Na2SO4溶液）：加入适量的Ba（OH）2溶液，然后过滤沉淀

解析 A选项，NaHCO3可与NaOH反应生成Na2CO3，故可用适量NaOH溶液除去NaHCO3杂质，正确;B选项，Na2CO3可与CO2反应生成NaHCO3，故可通入过量的CO2气体除去Na2CO3杂质，正确;C选项，在加热条件下，Na2O能与氧气反应生成Na2O2，故可将混有Na2O2和Na2O粉末在氧气中加热，从而除去Na2O杂质，正确;D选项，Na2CO3和Na2SO4溶液均可与Ba（OH）2溶液反应生成沉淀，故D选项的除杂方法不可行，错误。综上可知，错误的是D。

四、二者相互转化

碳酸钠与碳酸氢钠之间可以相互转化，掌握其转化方法十分必要，转化思路如图2所示。

Na2CO3 CO2、H2O;H+（少量）

固体加热;溶液（NaOH）

NaHCO3

例3 下列为物质的转化关系以及给定条件，其中不可实现的是（  ）。

A. Al2O3NaOH（aq）NaAlO2CO2Al（OH）3

B. SO2/点燃SO3H2OH2SO4

C. 饱和NaCl（aq）NH3、CO2NaHCO3△Na2CO3

D. MgCl2（aq）石灰乳Mg（OH）2煅烧MgO

解析 A选项，Al2O3与NaOH反应可生成NaAlO2，NaAlO2与CO2反应可生成Al（OH）3，转化关系及条件对应正确;B选项，硫燃烧可生成SO2，不能生成SO3，转化关系错误;C选项，在饱和的NaCl溶液中先通入氨，然后通入CO2，可生成NaHCO3，而NaHCO3加热分解可生成Na2CO3，转化关系及条件对应正确;D选项，MgCl2溶液与石灰乳反应可生成Mg（OH）2，而Mg（OH）2的性质不稳定，通过加热可分解为MgO，转化关系及条件对应正确。综上可知，不可实现的是B。

（收稿日期：2021-09-08）