Na2CO3和NaHCO3分别与盐酸反应实验

关于碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应的实验研究人教版高中化学必修教材[1]第一册32页有这样一个实验：在两只试管中分别加入3mL 稀盐酸，将两个各装有0.3gNa2CO3和NaHCO3粉末的小气球分别套在两只试管口。

将气球内的Na2CO3和NaHCO3同时倒入试管中，比较它们放出CO2的快慢。

由此实验得出的结论是：Na2CO3和NaHCO3都能与稀盐酸反应，但NaHCO3与稀盐酸的反应要比Na2CO3与稀盐酸的反应剧烈得多。

笔者认为该实验存在如下问题：1、对这个实验的质疑1.1教材中没有指明稀盐酸的具体浓度只要是稀盐酸就可以吗？浓度小于等于6mol/L的盐酸都是稀盐酸，笔者将6mol/L的稀盐酸同时加入Na2CO3和NaHCO3固体中，反应现象同样的剧烈，根本分辨不出Na2CO3和NaHCO3。

笔者通过大量的实验证明只有浓度小于1mol/L的稀盐酸跟Na2CO3和NaHCO3反应才能根据反应的剧烈程度区分Na2CO3和NaHCO3。

鲁科版化学新教材中把这个实验中盐酸的浓度定为0.5mol/L，应该也是基于这方面的考虑。

1.2用等质量的Na2CO3、NaHCO3与等量盐酸反应比较速率科学吗？化学反应速率的快慢不仅取决于物质的性质，还与反应物的浓度有关。

0.3g Na2CO3的物质的量为0.0028mol，0.3g NaHCO3的物质的量为0.0036mol，加入3mL稀盐酸后，如果不考虑溶液体积变化，Na2CO3的物质的量浓度为0.93mol/L，NaHCO3的物质的量浓度为1.2mol/L，由此NaHCO3与等量盐酸反应来比较反应速率是不科学的。

1.3通过产生气体的量比较反应速率科学吗？根据化学反应方程式，盐酸浓度为1mol/L（该浓度可以根据与盐酸的反应现象区分出碳酸钠和碳酸氢钠）时：上述两个反应盐酸的量都是不足的，产生气体的量应该由盐酸的量来计算，而盐酸的量是相同的，因此在不考虑误差的情况下，气球胀得应该是一样大的。

碳酸钠与碳酸氢钠分别与盐酸反应的实验改进作者：叶珍来源：《文理导航》2014年第02期碳酸钠与碳酸氢钠的性质是高中重要的知识点，《普通高中课程标准》要求：“能通过实验研究碳酸钠的性质，能通过实验对比研究碳酸钠、碳酸氢钠的性质”。

如何进行实验设计就显的无比重要，针对教材上实验设计的一些值得探讨的地方对实验进行改进。

1.问题的提出：教材上比较Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应的剧烈程度，是分别把0.3克Na2CO3固体与0.3克NaHCO3固体装在气球里，3ml的盐酸溶液装在集气瓶里进行实验。

不足之处：（1）这套装置气球里的Na2CO3固体与NaHCO3固体不能分别同时倒入集气瓶中。

（2）0.3克Na2CO3固体与0.3克NaHCO3固体和足量的盐酸溶液反应产生气体的量比NaHCO3固体要多出四分之一。

（3）仅区分了碳酸钠与碳酸氢钠与盐酸反应的快慢，没从本质解释原因。

2.实验改进：2.1实验用品：1.5mol/LNa2CO3溶液 1.5mol/LNaHCO3溶液 4.5mol/L盐酸溶液 5ml注射器小试管小气球双孔塞导管2.2实验装置：2.3实验过程：（1）分别在5ml试管中装入3ml 1.5mol/L Na2CO3溶液和NaHCO3溶液，针筒中装入2ml 4.5 mol/L盐酸溶液。

（2）同时慢慢注入1ml的盐酸溶液，观察现象。

紧接着又注入1ml的盐酸溶液，观察现象。

2.4实验结果：装有NaHCO3溶液的试管瞬时就出现了气泡。

NaHCO3+HCl■NaCl+H2O+CO2。

装有Na2CO3溶液的试管在第一次注入1ml的盐酸溶液时几乎没什么现象又注入1ml的盐酸溶液马上产生很多气泡。

Na2CO3+HCl■NaCl+NaHCO3NaHCO3+HCl■NaCl+H2O+CO23.实验改进的优点：（1）方便了相同物质的量的Na2CO3和NaHCO3同时和盐酸溶液反应。

（2）不仅区分了碳酸钠与碳酸氢钠与盐酸反应的快慢，没从本质解释原因。

碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的图像分析一、碳酸钠与盐酸反应过程分析1．Na2CO3与盐酸反应是分步进行的：Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl　NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O。

由于NaHCO3跟HCl反应一步完成，所以NaHCO3跟HCl 反应比Na2CO3跟HCl反应放出CO2的。

2.①向盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液(开始时酸过量)2HCl＋Na2CO3===2NaCl＋CO2↑＋H2O现象：立即产生大量的气泡。

②向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸(开始时酸不足)HCl＋Na2CO3===NaCl＋NaHCO3HCl＋NaHCO3===NaCl＋CO2↑＋H2O现象：刚开始无气泡产生，盐酸滴加到一定量后，有气泡产生。

结论：二、碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的基本图像1、向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积关系如图1所示Array图像分析：反应原理：，ab段　HCO3－＋H＋===H2O＋CO2↑。

2.向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图2所示：图像分析：从O点开始即产生CO2气体。

反应原理：HCO3－＋H＋===H2O＋CO2↑。

3.向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积关系如图3所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比为m∶n＝1∶1，其他比例时的图像略）。

，ab段　HCO3－＋H＋===H2O＋CO2↑。

反应原理：，ab段　HCO3－＋H＋===H2O＋CO2↑。

典例分析[思路分析]　盐酸应先与NaOH反应，再与Na2CO3反应，注意盐酸与Na2CO3反应的过程。

[解析]　向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加稀盐酸时，，当滴入0.1 L稀盐酸时，二者恰好反应完全。

继续滴加时，盐酸和Na2CO3开始反应，先发生反应：HCl＋Na2CO3===NaHCO3＋NaCl，不放出气体，当再滴入0.1 L稀盐酸时，此步反应进行完全；分析图象可知C项正确。

1．（14分）化学兴趣小组设计以下实验方案，测定某已部分变质的小苏打样品中Na2CO3的质量分数。

[方案一]称取一定质量样品，置于坩埚中加热至恒重后，冷却，称量剩余固体质量，计算。

（1）坩埚中发生反应的化学方程式为：；（2）实验中，需加热至恒重的目的是。

[方案二]称取一定质量样品，置于小烧杯中，加适量水溶解；向小烧杯中加入足量Ba(OH)2溶液，过滤，洗涤、干燥沉淀，称量固体质量，计算。

（已知：Ba2++OH－+HCO3－==BaCO3↓+H2O）（1）过滤操作中，除了烧杯、漏斗外，还要用到的玻璃仪器为。

（2）实验中判断沉淀是否完全的方法是。

[方案三]按如下图所示装置进行实验：（1）D装置的作用是。

分液漏斗中（填“能”或“不能”）用盐酸代替稀硫酸进行实验。

（2）实验前称取17.90g样品，实验后测得C装置增重 8.80g，则样品中Na2CO3的质量分数为。

（3）根据此实验测得的数据，测定结果有误差，因为实验装置还存在一个明显缺陷是：2、我国化学侯德榜（右图）改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下：（1）上述生产纯碱的方法称，副产品的一种用途为。

（2）沉淀池中发生的化学反应方程式是。

（3）写出上述流程中X物质的分子式。

（4）使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了（填上述流程中的编号）的循环。

从沉淀池中取出沉淀的操作是（5）为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加（6）向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用是A、增大NH4＋的浓度，使NH4Cl更多地析出B、使NaHCO3更多地析出C、使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度3、我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献。

他以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱。

试回答下列有关问题：（1）根据“侯氏制碱法”，涉及三个有关反应的化学方程式为：①NH3＋CO2＋H2O =NH4HCO3；②NH4HCO3＋NaCl =NaHCO3↓＋NH4Cl；③。

碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应实验演示:取少量碳酸钠和碳酸氢钠分别放入两支干净的试管中，再向两支试管中分别加入少量盐酸，观察比较它们放出二氧化碳的快慢程度。

实验现象:碳酸氢钠遇到盐酸放出气体比碳酸钠剧烈得多。

实验结论:碳酸氢钠与盐酸反应放出CO2比碳酸钠与盐酸反应放出CO2快，是因为在碳酸氢钠溶液中存在碳酸氢根离子，加入盐酸后，与氢离子结合生成H2CO3，不稳定分解生成CO2。

而碳酸钠溶液中存在大量碳酸根离子，加入盐酸后，首先与氢离子结合生成碳酸氢根离子，再与氢离子结合才能生成H2CO3，所以放出CO2速度慢。

实验考点:1、强制弱原理的应用;2、弱酸的酸式盐的性质—能与强酸、强碱反应;3、弱酸跟结合氢离子是分步进行的;4、正盐和酸式盐与酸反应的剧烈程度。

经典考题:1、下面关于碳酸钠和碳酸氢钠说法不正确的是A、和同浓度的盐酸反应碳酸钠比碳酸氢钠反应剧烈B、碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠C、除去碳酸钠固体中少量的碳酸氢钠可以直接加热D、碳酸钠和氢氧化钠之间可以相互转化。

试题难度:易2、下列物质中，既能与氢氧化钠溶液反应，又能与盐酸反应的是 ( )A、Na2CO3B、(NH4)2CO3C、NaHCO3D、K2SO4试题难度:中3、泡沫灭火器内装的药液之一是NaHCO3饱和溶液，而不选用更廉价的Na2CO3饱和溶液，其原因是 ?质量相同的两种钠盐，NaHCO3与足量酸反应产生的CO2比Na2CO3多 ?产生同质量的CO2，消耗酸的量NaHCO3比Na2CO3少 ?NaHCO3与酸的反应比Na2CO3快得多 ?NaHCO3比Na2CO3稳定，便于长期保存A、只有??B、只有??C、???D、????试题难度:难1 答案:A解析:碳酸钠和碳酸氢钠性质的相同与不同点，属于记忆的东西。

2 答案:BC 解析:铵盐能与氢氧化钠反应，碳酸盐能与盐酸反应，HCO3,既能与酸反应又能与碱反应。

3 答案:C解析:NaHCO3的双水解反应的应用。

关于碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应的实验研究作者：王娜白新瑞来源：《化学教学》2007年第10期文章编号：1005－6629(2007)10－0008－02 中图分类号：G633.8 文献标识码：C人教版高中化学必修教材[1]第一册32页有这样一个实验：在两只试管中分别加入3mL稀盐酸，将两个各装有0.3g Na2CO3和NaHCO3粉末的小气球分别套在两只试管口。

将气球内的Na2CO3和NaHCO3同时倒入试管中，比较它们放出CO2的快慢。

由此实验得出的结论是：Na2CO3和NaHCO3都能与稀盐酸反应，但NaHCO3与稀盐酸的反应要比Na2CO3与稀盐酸的反应剧烈得多。

笔者认为该实验存在如下问题：1 对这个实验的质疑1.1 教材中没有指明稀盐酸的具体浓度只要是稀盐酸就可以吗？浓度小于等于6mol/L的盐酸都是稀盐酸，笔者将6mol/L的稀盐酸同时加入Na2CO3和NaHCO3固体中，反应现象同样的剧烈，根本分辨不出Na2CO3和NaHCO3。

笔者通过大量的实验证明只有浓度小于1mol/L的稀盐酸跟Na2CO3和NaHCO3反应才能根据反应的剧烈程度区分Na2CO3和NaHCO3。

鲁科版化学新教材中把这个实验中盐酸的浓度定为0.5mol/L，应该也是基于这方面的考虑。

1.2 用等质量的Na2CO3、NaHCO3与等量盐酸反应比较速率科学吗？化学反应速率的快慢不仅取决于物质的性质，还与反应物的浓度有关。

0.3g Na2CO3的物质的量为0.0028mol，0.3g NaHCO3的物质的量为0.0036mol，加入3mL稀盐酸后，如果不考虑溶液体积变化，Na2CO3的物质的量浓度为0.93mol/L，NaHCO3的物质的量浓度为1.2mol/L，由此NaHCO3与等量盐酸反应来比较反应速率是不科学的。

1.3 通过产生气体的量比较反应速率科学吗？根据化学反应方程式，盐酸浓度为1mol/L(该浓度可以根据与盐酸的反应现象区分出碳酸钠和碳酸氢钠)时：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑0.0028mol 1mol/L×0.003L0.0036mol 1mol/L×0.003LnHCl上述两个反应盐酸的量都是不足的，产生气体的量应该由盐酸的量来计算，而盐酸的量是相同的，因此在不考虑误差的情况下，气球胀得应该是一样大的。

碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应碳酸钠和碳酸氢钠是常见的化学物质，它们经常用于日常生活和工业生产中。

它们在与盐酸反应时会发生化学反应。

本文将介绍碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应的过程和机理，以及在实验中如何进行反应。

一、碳酸钠和盐酸的反应碳酸钠和盐酸的反应是一种酸碱中和反应，化学方程式为：Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2 + H2O碳酸钠和盐酸反应时会产生氯化钠、二氧化碳和水三种产物。

其中，二氧化碳会产生气体，因此这个反应是气体产生反应，可以通过气体的产生来确定反应的进行。

在实验中，可以用盛有碳酸钠的试管与盛有盐酸的试管相接触，观察产生气泡的情况。

同时，可以将试管口插入水中，观察试管中的气体是否能够溶解在水中。

二、碳酸氢钠和盐酸的反应碳酸氢钠和盐酸的反应也是一种酸碱中和反应，化学方程式为：NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O碳酸氢钠和盐酸反应的产物与碳酸钠和盐酸反应的产物类似，也是氯化钠、二氧化碳和水三种物质。

不同之处在于，碳酸氢钠和盐酸产生的二氧化碳相对更加稳定一些，不容易溶解在水中。

在实验中，可以采用与碳酸钠和盐酸反应相同的方法进行观察。

三、碳酸钠和碳酸氢钠的结构和性质碳酸钠和碳酸氢钠分别是Na2CO3和NaHCO3，它们的结构和性质有所不同。

碳酸钠分子中含有两个碳酸根离子，由于离子之间的相互作用力较弱，因此碳酸钠相对比较稳定。

碳酸钠是白色晶体，具有强碱性，在水中易溶解。

碳酸氢钠是一种含有氫的碳酸盐，分子中只含有一个碳酸根离子和一个氯离子。

碳酸氢钠是白色粉末，易溶于水，具有一定的碱性。

在与酸反应时，碳酸氢钠会释放出二氧化碳气体。

四、碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应的机理碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应的机理与酸碱反应的一般机理相同。

在此过程中，碱质子化生成氢氧根离子，同时产生盐和水。

具体而言，机理是这样的：碳酸钠或碳酸氢钠分子中的碱性氢氧根离子（HCO3-）与盐酸中的质子（H+）结合，生成水和二氧化碳：HCO3- + H+ → CO2 + H2O同时，氢氧根离子和氯离子结合形成氯化钠：HCO3- + Cl- → NaCl + H2O这里的CO2是一种气体，因此碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应都会产生气泡。

等质量碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸生成的二氧化碳体积等质量的碳酸钠（Na2CO3）和碳酸氢钠（NaHCO3）与足量盐酸（HCl）反应生成二氧化碳（CO2）时，可以根据化学反应方程式来计算生成的二氧化碳的体积。

由于题目中指出是等质量的情况，我们需要考虑的是每种物质的摩尔质量以及它们分别与盐酸反应生成二氧化碳的摩尔比。

首先，我们需要知道这两种物质的摩尔质量：- 碳酸钠（Na2CO3）的摩尔质量约为106 g/mol- 碳酸氢钠（NaHCO3）的摩尔质量约为84 g/mol假设我们有1克的每种物质，那么它们的摩尔数将为：- 1g Na2CO3 = 1/106 mol Na2CO3- 1g NaHCO3 = 1/84 mol NaHCO3根据化学反应方程式：- Na2CO3 + 2HCl -> 2NaCl + H2O + CO2- NaHCO3 + HCl -> NaCl + H2O + CO2从反应式可以看出，1摩尔Na2CO3可以产生1摩尔CO2，而1摩尔NaHCO3也可以产生1摩尔CO2。

因此，对于1克的每种物质，产生的CO2的摩尔数将与它们的摩尔数相等。

在标准状况下（0°C，1atm），1摩尔气体的体积约为22.4L。

因此，我们可以计算出每种情况下产生的CO2的体积：- 对于Na2CO3: (1/106) mol * 22.4L/mol ≈ 0.211L CO2- 对于NaHCO3: (1/84) mol * 22.4L/mol ≈ 0.267L CO2所以，等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应时，碳酸氢钠会产生更多的二氧化碳。

如果我们考虑的是等摩尔的情况，则它们产生的二氧化碳体积将是相同的。