高三化学一轮复习“碳酸钠和碳酸氢钠”

高三化学一轮复习“碳酸钠和碳酸氢钠”

碳酸钠和碳酸氢钠是高中化学中重要的钠盐，它们在性质和用途上有很多相似之处，但也存在显著差异。本文将从物理性质、用途、俗名、化学性质以及几个微考点等方面对这两种物质进行详细的对比和讲解，帮助学生更好地掌握这一知识点。

物理性质

碳酸钠是白色粉末，像面粉一样软，而碳酸氢钠是白色晶体，有点像食盐颗粒。

碳酸钠的熔点是851℃，而碳酸氢钠在270℃就完全分解了，所以，碳酸钠的热稳定性强于碳酸氢钠，在化学性质复习时，再介绍两者分解的产物。

再来看两者的溶解度数据，在0℃时，两者的溶解度几乎一样，但是随着温度的升高，碳酸钠的溶解度迅速增加，在34.8℃达到最大，随后有所下降，而碳酸氢钠在室温下溶解度也不大，所以，侯氏制碱法中可以加以利用。

溶解时的热效应，同学们在高一亲自做过实验，碳酸钠溶解在水中，试管壁明显感觉到温度升高了，而碳酸氢钠溶于水中温度变化很小，难以察觉，有可能是吸热的。晶体溶于水中，破环原本晶体中粒子之间的静电作用，需要做功，而水合会放热，电离及水解还会吸热，总的效应叠加，才会表现出温度变化。

用途

俗话说，结构决定性质，性质决定用途，我们根据这两种物质的性质，归纳它们的一些用途，以后遇见了其他的用途，可以慢慢积累。

碳酸钠可以做去油污的清洗剂，原理是热的纯碱溶液，水解出浓度更大的氢氧根离子，促进油脂中酯基的完全水解，生成高级脂肪酸钠盐和甘油，前者可以形成胶体，加入食盐盐析，制得肥皂，后者含有三个羟基，和水分子之间可以形成氢键，具有保湿功能，是制作保湿类化妆品的原料之一。

碳酸钠还可以软化硬水。硬水，并不是指水像石头一样硬，而是水中含有一些钙离子、镁离子等，当加入肥皂时，肥皂中的高级脂肪酸根离子和钙镁形成沉淀，也就是浮渣，使肥皂的去污能力下降，因为肥皂的去污原理，也是利用结构相似互相亲和的特点，高级脂肪酸根前面的烃基是亲油的，而羧酸根离子是亲水的，如果肥皂沉淀了，洗涤效果大打折扣。而加入了碳酸钠之后，碳酸根离子可以和钙离子形成碳酸钙沉淀，氢氧根离子可以沉淀镁离子，从而软化了硬水。

碳酸钠还可以用于制玻璃、肥皂和纸张。我们熟悉的高温下碳酸钠和二氧化硅或者氧化铝反应，生成硅酸钠或偏铝酸钠及二氧化碳的反应，就是制玻璃的时候的反应，这没有体现酸性强弱，体现的是氧化物的沸点高低不同。

碳酸钠可以做食品添加剂，还可以制备其它含有钠元素的物质如硼砂等。

碳酸氢钠可以做食品膨松剂，利用了其受热容易分解产生二氧化碳的性质。

碳酸氢钠和氢氧化铝都可以作为治疗胃酸过多的药物，利用了它们的弱碱性。

碳酸氢钠还可以做滴耳液。

碳酸氢钠也是泡沫灭火器的原料之一，硫酸铝在塑料瓶中，碳酸氢钠在钢瓶中，两者混合后遇水强烈双水解，就可以制得氢氧化铝、二氧化碳的泡沫。喷在着火物体表面，隔绝空气，降温，起到灭火的作用。

俗名

碳酸氢钠俗称小苏打，碳酸钠俗称纯碱、苏打，还有碱灰等。同学们也可以自己去归纳一些物质的俗名。

一些物质的俗名或主要成分如下：硫代硫酸钠俗称大苏打、海波；皓矾：七水硫酸锌，明矾：十二水硫酸铝钾；绿矾：七水硫酸亚铁；胆矾、蓝矾：无水硫酸铜；芒硝：十水硫酸钠；智利硝石：硝酸钠；苛性钠、烧碱：氢氧化钠；苛性钾：氢氧化钾；草木灰：碳酸钾；方解石、石灰石、大理石：碳酸钙；重晶石：硫酸钡；电石：碳化钙；萤石：氟化钙......

化学性质

向碳酸钠及碳酸氢钠溶液中逐滴滴加稀盐酸，现象可能有区别，碳酸钠中，碳酸根离子结合氢离子能力更强，先生成碳酸氢根离子，后面，碳酸氢根离子再结合氢离子形成碳酸，碳酸分解后，有二氧化碳产生。而碳酸氢钠溶液中滴加稀盐酸，直接产生二氧化碳，所以，前者先没有气泡，后有气泡，后者立即产生气泡，据此现象可以鉴别两种物质。

这里，设计了一个分步滴定实验，假设有碳酸钠和碳酸氢钠的混合物，配成溶液后，取10毫升于锥形瓶中，滴加2滴酚酞做指示剂，用cmol/L稀盐酸滴定至终点，消耗稀盐酸体积为V1，再滴加2滴甲基橙为指示剂，再次用该稀盐酸滴定，消耗V2体积的稀盐酸。求算碳酸钠的纯度。

第一次滴定，将碳酸钠转变为碳酸氢钠，酚酞褪色，达到滴定终点，第二次滴定，将所有碳酸氢钠转变为碳酸，甲基橙由黄色变为橙色，而这些碳酸氢钠包括了原本有的和碳酸钠转化成的，所以，理顺了滴定原理，此题不难。

至于乙酸、苯酚、碳酸和碳酸钠、碳酸氢钠是否反应，可以用电离平衡常数大小去判断，乙酸>碳酸>苯酚>碳酸氢根离子。

碳酸氢钠和氢氧化钙反应，存在过量和不足，可以把碳酸氢钠看作一元酸，1：1反应，生成一份水，2：1反应则生成两份水，剩下的离子先去形成碳酸钙沉淀，再去形成其他物质。这种酸式盐和碱的过量和不足，在历年高考的方程式正误考查中，很常见。

碳酸钠和氯化钙反应，产生碳酸钙沉淀，初中就会写方程式。但是，同学们自己做过的实验，将碳酸氢钠溶液和氯化钙溶液混合，产生沉淀的反应，却不容易写出方程式。这里要弄清楚碳酸氢钠溶液中的微观粒子之间的作用，我们看这里的三个平衡常数，碳酸氢根离子的水解常数是-7数量级，电离是-11数量级，而自耦电离常数是-4数量级，可见，这里最强的是自耦电离平衡，产生碳酸分子和碳酸根离子，碳酸根离子浓度并不小，而碳酸钙是难溶物，浓度熵容易超过平衡常数而沉淀。

硫酸铝和两种物质的反应，是互相促进的水解反应，也就是常说的双水解反应，写离子方程式时，先写出产物，再根据电荷守恒去配平。

碳酸氢钠和偏铝酸钠的反应，还是基于电离平衡常数的大小关系，也就是碳酸氢根的电离程度大于氢氧化铝的酸式电离，从而可以产生氢氧化铝。

课本上没有提碳酸钠是否会分解，查了一下大学的《无机化学》课本，在950℃时，碳酸钠毫无分解，在1000℃时，也只分解1.3%，产生氧化钠和二氧化碳。通常，酒精灯火焰的温度大概低于1000℃，故碳酸钠不分解。而碳酸氢钠较易分解，干态时200℃分解为碳酸钠、水和二氧化碳，而在水溶液中，50℃就分解完全了，可能在水溶液中自耦电离受到促进有关。

碳酸根离子和碳酸氢根离子都可以发生水解，水解常数等于水的离子积常数除以各自共轭酸的电离平衡常数，碳酸根的共轭酸是碳酸氢根离子，而碳酸氢根离子的共轭酸是碳酸，碳酸的电离常数Ka1大于碳酸氢根离子的电离平衡常数Ka2，所以，碳酸根的水解常数就大于碳酸氢根离子的水解常数，向相同浓度的两种溶液中滴入酚酞，碳酸钠溶液红色更深，因其碱性更强。

几个微考点

与碳酸钠及碳酸氢钠相关的微考点，选择了：侯氏制碱法，制玻璃，乙酸乙酯的简易制备实验，常见阴阳离子的检验，电荷守恒、物料守恒、质子守恒及溶液中粒子浓度大小比较。

侯氏制碱法，是科技自信的经典例子。向饱和食盐水中先通入氨气形成饱和的氨水，再通入过量的二氧化碳，得到碳酸氢铵，和氯化钠反应，就能生成溶解度最小的碳酸氢钠沉淀。

制备乙酸乙酯的时候，试剂的加入顺序不要弄错了，先将浓硫酸缓缓倒入乙醇中，不断地振荡，以散去其溶解热，冷至室温后，再加入醋酸。单孔胶塞建议只插入一根弯导管，将产物直接导入饱和碳酸钠溶液的液面上方，不用橡皮管连接的原因是乙酸乙酯会溶解橡胶。在有机制备实验中，长玻璃导管或者球形冷凝管的作用，通常是冷凝回流易挥发的反应物，导出产物。饱和碳酸钠溶液的作用，包括溶解乙醇，反应乙酸，减少乙酸乙酯的溶解损失。导气管末端没有伸入碳酸钠溶液的液面下方，而是在液面上方，是为了防止倒吸。

在复习这一节的时候，还整理了多种阳离子及阴离子的检验方法。

三大守恒和粒子浓度大小比较，也会复习，虽然近两年广东高考题减少了这种题型的考查，但不代表以后不会再考。电荷守恒是溶液中阴阳离子的关系，物料守恒是溶质的原子定组成关系，质子守恒是氢离子的去向问题。粒子浓度大小比较，可以利用三大守恒和各类常数，还可以结合图像分析。

与本节内容有关的题型，有元素化合物、方程式正误、NA、STSE、水溶液中的离子平衡、实验题、有机题等。本节课的课件，可以参考其他推送。