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高考热点:百变的碳酸氢钠

来源:C3H3微信公众号作者:张劲辉 点击:所属专题: 碳酸氢钠01
碳酸氢钠是个“小白脸”(白色细小的晶体), 它很容易“生气”(与酸反应,产气速度快而多,还节省酸的用量!这一点比碳酸钠要优秀!用途是灭火剂:泡沫灭火剂。) 它喜“冷”而怕“热”(溶解时吸热,温度降低,与稀盐酸反应也吸热,固体加热就分解了,用作干粉灭火剂、)

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碳酸氢钠是个“小白脸”(白色细小的晶体),它很容易“生气”(与酸反应,产气速度快而多,还节省酸的用量!这一点比碳酸钠要优秀!用途是灭火剂:泡沫灭火剂。)

它喜“冷”而怕“热”(溶解时吸热,温度降低,与稀盐酸反应也吸热,固体加热就分解了,用作干粉灭火剂、)

注:碳酸钠固体溶于是放热的,碳酸氢钠固体溶于水是吸热的。

它比较“温柔”(碱性比纯碱弱,可作胃药、发酵剂)

它还有点“古怪”(若不了解它的脾气,我们会经常犯错!)

一、碳酸氢钠溶液中的平衡

查阅或计算5个平衡的平衡常数,发现平衡⑤的常数远远大于其他平衡常数,它的特殊性质与平衡⑤有极大的关系。要特别关注为HCO3的自偶电离平衡。

二、碳酸氢钠溶液pH基本不变

高考热点:百变的碳酸氢钠

同温同浓度下CH3COONa溶液和NaHCO3溶液碱性强弱的比较。大多数老师依据越弱越水解得出“相同浓度的NaHCO3溶液碱性更强”的结论。但从图中看出,当c(NaHCO3)>0.0025mol·L-1时,其溶液的pH基本不变,当c>0.0073mol·L-1时,CH3COONa反而比NaHCO3溶液的碱性强。这主要与它是酸式盐有很大的关系,建议回避弱酸强碱盐与二元弱酸酸式强碱盐溶液的pH大小的比较。

三、如何比较碳酸氢钠溶液各粒子大小

从表中看到,无论NaHCO3溶液的浓度多大,c(OH)>c(H)与c(Na)>c(HCO3)>c(H2CO3)>c(CO32)关系恒成立,至于其它粒子的浓度变化很大。鉴于二元弱酸酸式强碱盐溶液中离子行为的复杂性,建议回避比较NaHCO3、NaHSO3等溶液中各种离子浓度大小等问题。

四、CaCl2溶液能鉴别Na2CO3溶液与NaHCO3溶液

在中学化学教学中,一般认为CaCl2溶液与NaHCO3溶液不能发生化学反应,而CaCl2溶液与Na2CO3溶液可以发生反应,生成白色沉淀,因此CaCl2溶液可以用来鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液。但也有化学教师通过实验证明NaHCO3溶液也能与CaCl2溶液反应生成CaCO3白色沉淀,因而认为该鉴别方法不可行。

实验结果及理论计算均表明:只要待测样品中溶质含量在通常的鉴别范围内(>1%),用CaCl2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液是完全可行的。

可推测CaCl2溶液与NaHCO3溶液混合时发生如下化学反应:CaCl2+2NaHCO3=CaCO3↓+H2O+CO2↑+2NaCl。这个方程与HCO3的自偶电离有关。

当CaCl2溶液浓度和NaHCO3溶液浓度都小于0.1 mol·L-1时,可能是因为产生的CO2气体量较少,观察不到气泡。

五、NaHCO3溶液常温会分解

众所周知,碳酸氢钠固体受热易分解,通过实验与理论计算都可以推出NaHCO3溶液在常温下或加热时会分解成碳酸钠、水、二氧化碳。NaHCO3的分解在溶液中存在反应:

2HCO3==CO32+H2O+CO2↑。

而不是促进水解变成NaOH与H2CO3, H2CO3再分解成CO2气体,这是由于CO2气体不可能从NaOH溶液中逸出。

六、碳酸氢钠参与的反应

1、H2O+NaAlO2+NaHCO3=Al(OH)3↓+Na2CO3

2、AlCl3+3NaHCO3= 3CO2↑+ Al(OH)3↓+3NaCl

3、FeSO4+2NaHCO3=FeCO3↓+CO2↑+Na2SO4+H2O

可换成碳酸氢铵:FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3↓+CO2↑+(NH4)2SO4+H2O

4、2Mg+2NaHCO3+2H2O=Mg(OH)2• MgCO3↓+Na2CO3+2H2

Mg在NaHCO3溶液中迅速反应,有H2和白色不溶物产生。

5、碳酸氢钠过量Ca(OH)2+2NaHCO3=CaCO3↓+Na2CO3+2H2O

碳酸氢钠少量:Ca(OH)2+NaHCO3=CaCO3↓+NaOH+H2O

七、碳酸氢钠生成的反应

1、NaCl(饱和)+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3

2、NaClO+CO2+H2O=NaHCO3+HClO

3、C6H5ONa+CO2+H2O→C6H5OH(混浊)+NaHCO3

4、Na2CO3(饱和)+H2O+CO2=2NaHCO3

5、在饱和碳酸钠溶液中加入稀盐酸,边加入边搅拌,最初无气体产生,溶液变浑浊:

Na2CO3+HCl稀=NaHCO3↓+NaCl;继续滴入稀盐酸有气体,溶液变澄清。

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