碳酸钠(Na2CO3)溶液为什么显碱性

碳酸钠及碳酸氢钠性质实验装置改进与教学实践作者：陈秀娟洪清娟来源：《化学教学》2021年第09期摘要：以苏教版“碳酸钠与碳酸氢钠”为例，对不同版本新教材中碳酸钠、碳酸氢钠性质实验进行比较，查阅该性质实验的相关文献进行分析，深入理解实验教学功能，对碳酸钠、碳酸氢钠性质实验的相关试剂进行优化选择，设计实用性较强、更易推广的微型装置，适宜开展分组实验，使每个学生都有机会參与任务型的探究活动。

关键词：碳酸钠;碳酸氢钠;实验装置改进;实验教学功能文章编号：1005-6629（2021）09-0062-05中图分类号：G633.8文献标识码：B实验教学是培育学生获知明理、求实立德的重要途径。

然而在实际的教学中，片面关注实验教学的基础认知功能，忽略实验教学方法、创新育人等隐性功能的现象还比较普遍。

怎样从教师单纯教知识转化为让学生自主参与实验获取新知、感受实验的魅力、充分发挥化学实验的教学功能？本文试以苏教版“碳酸钠与碳酸氢钠”性质实验为例，对实验试剂、实验条件进行优化选择以缩短实验时间;设计适宜学生分组操作且具有创新性的微型化装置，让每个学生都有机会深入参与实验过程，在实验学习的体验中提升相应的学科核心素养。

1碳酸钠、碳酸氢钠性质实验的现状分析1.1不同版本新教材中二者性质实验的比较普通高中化学课程标准（2017年版）体系下的化学教科书呈现百家争鸣的现象。

将不同版本的新教材中关于碳酸钠、碳酸氢钠的实验教学内容进行比较，发现存在一定的差异性。

具体见表1。

2.完善碳酸钠、碳酸氢钠性质比较表格的基础上，设计区别二者的实验方案。

通过碳酸钠性质实验的探究，从类别角度归纳碳酸盐的通性，建立物质性质与用途有必然联系的认识。

鲁科版[3]必修第一册第1章微项目探秘膨松剂推测碳酸氢钠用作膨松剂的原理，设计探究碳酸氢钠化学性质的实验方案。

在真实情境中体会研究陌生物质性质的方法和程序的实用价值。

在实际教学中，教师可针对学生的具体情况，博采众长，综合取舍不同版本教材中的实验，基于实验事实对比碳酸钠、碳酸氢钠的性质，发挥实验教学的不同功能。

考点11 碳酸钠和碳酸氢钠的性质1．[2019天津] 下列有关金属及其化合物的应用不合理．．．的是 A ．将废铁屑加入2FeCl 溶液中，可用于除去工业废气中的2Cl B ．铝中添加适量锂，制得低密度、高强度的铝合金，可用于航空工业 C ．盐碱地（含较多23Na CO 等）不利于作物生长，可施加熟石灰进行改良 D ．无水2CoCl 呈蓝色，吸水会变为粉红色，可用于判断变色硅胶是否吸水【答案】C【解析】A 、铁和亚铁能将氯气还原为氯离子，从而除去工业废气中的氯气，故A 不选；B 、根据铝合金的性质，铝合金具有密度低、强度高，故可应用于航空航天等工业，故B 不选；C 、Na 2CO 3＋Ca(OH)2=CaCO 3↓＋2NaOH ，产物仍然呈碱性，不能改变土壤的碱性，反而使土壤更板结，故C 选；D 、利用无水氯化钴和氯化钴晶体的颜色不同，故可根据颜色判断硅胶中是否能吸水，故D 不选。

2．[2019江苏] 在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是A ．NaCl(aq)−−−→电解Cl 2(g)Fe(s)−−−→△FeCl 2(s) B ．MgCl 2(aq)−−−→石灰乳Mg(OH)2(s)−−−→煅烧MgO (s)C ．S(s)2O (g)−−−→点燃SO 3(g)2H O(l)−−−→H 2SO 4(aq) D ．N 2(g)2H (g)−−−−−−→高温高压、催化剂NH 3(g)2CO (g)aq)−−−−→N aCl (Na 2CO 3(s) 【答案】B【解析】A ．氯气的氧化性强，与铁单质反应直接生成氯化铁，故A 错误；B ．氯化镁与石灰乳发生复分解反应生成氢氧化镁，氢氧化镁高温煅烧生成氧化镁和水，故B 正确；C ．硫单质在空气中燃烧只能生成SO 2，SO 2在与氧气在催化剂条件下生成SO 3，故C 错误；D ．氨气与二氧化碳和氯化钠溶液反应生成碳酸氢钠，碳酸氢钠受热分解可生成碳酸钠，故D 错误。

一、盐（金属离子或NH 4+和酸根离子构成）1.常见的盐：①碳酸钠(Na 2CO 3)：俗名纯碱 、苏打，白色固体，易溶于水。

纯碱不是碱是盐，溶液显碱性。

碳酸钠晶体（Na 2CO 3·10 H 2O ）：暴露在空气中易失去结晶水形成碳酸钠（Na 2CO 3），叫风化（是化学变化）。

②碳酸氢钠（NaHCO 3）：俗名小苏打，能溶于水，是治疗 胃酸过多的一种药物。

③硫酸铜（CuSO 4）：白色固体，易溶于水,溶液为蓝色。

硫酸铜吸水后由白色变蓝色，可用于检验气体中是否含有水蒸气。

CuSO 4(白色)+ 5H 2O = CuSO 4·5H 2O(蓝色)（方程式），硫酸铜晶体（CuSO 4·5 H 2O ）（蓝色）俗名胆矾、蓝矾。

④氯化钠（NaCl ）：食盐的主要成分，易溶于水。

用途：调味品、工业原料。

2.盐的化学性质——五大通性（金属离子或NH 4+和酸根离子构成的） ①盐溶液与指示剂作用：如碳酸钠溶液显碱性，可使无色酚酞试剂变红。

②金属+盐溶液→新金属+新盐（置换反应）【反应条件：①前置后 ②盐溶于水 ③K 、Ca 、Na 太活泼除外】②盐+酸→新酸+新盐（复分解反应）【有酸在反应物中一般不用考虑其他物质的水溶性】④碱溶液 + 盐溶液→ 新碱+ 新盐（复分解反应）（反应条件：★反应物均可溶，生成物中有沉淀）⑤盐溶液+盐溶液→两种新盐（复分解反应）【反应条件：反应物溶于水，生成物中有有沉淀】二、掌握化肥的种类及功效1.氮肥（1）定义：只含氮、磷、钾三种营养元素中的氮元素的化肥。

（2）常见氮肥：尿素、硝酸铵、氯化铵、碳铵。

（3）功效：促进农作物叶的生长。

2.磷肥（1）定义：只含氮、磷、钾三种营养元素中的磷元素的化肥。

（2）常见磷肥：磷酸钙、磷矿粉。

（3）功效：促进农作物果的生长，增强作物的抗寒、抗旱能力。

3.钾肥（1）定义：只含氮、磷、钾三种营养元素中的钾元素化肥。

（2）常见钾肥：氯化钾、草木灰。

第八章酸碱盐知识点精析一、浓盐酸、浓硫酸、浓硝酸的比较注意：①工业盐酸常因含有铁离子（Fe3+）而带黄色。

浓盐酸在空气中，因挥发出的氯化氢气体与水蒸气接触生成盐酸小液滴会形成白雾。

“雾”是液体小珠滴分散在空气中的现象；“烟”是固体小颗粒分散在空气中的现象。

②正确稀释浓硫酸的方法是：一定要把浓硫酸沿着器壁慢慢地注入水里，并不断搅动，切不可把水倒进浓硫酸里。

如果不慎将浓硫酸沾在皮肤或衣服上，应立即用抹布擦拭，然后用水冲洗，再用3%～5%的碳酸氢钠溶液来冲洗。

二、指示剂能跟酸或碱的溶液起作用而显示不同颜色的物质，叫酸碱指示剂，简称指示剂。

注意：①实验室配制使用的石蕊试液呈紫色，也可叫做紫色石蕊试液，它在中性溶液中不变色，即仍显紫色。

而酚酞试液呈无色，也可叫做无色酚酞试液，它在酸性溶液和中性溶液里都不变色，即仍呈无色。

所以不使酚酞试液变为红色的溶液，不一定是酸性溶液。

②使用指示剂试液时，用量不能多，应用滴管滴加1～2滴试液于待测溶液中，振荡，即可观察其颜色变化。

三、盐酸、稀硫酸的化学性质注意：① 硝酸因具有很强的氧化性，跟金属反应一般不生成氢气而生成水,出除此而外与盐酸和硫酸相似，也能发生上述类似的反应。

② 使用指示剂试液时要用滴管滴入1～2滴试液于待检溶液中，振荡后观察其颜色变化。

四、复分解反应由两种化合物相互交换成分，生成另外两种化合物的反应，叫做复分解反应。

通常金属氧化物跟酸、碱跟酸、盐跟酸、碱跟盐和盐跟盐在溶液里进行的反应都属于复分解反应，可用AB ＋CD ＝AD ＋CB 表示。

复分解反应有以下特点：① 反应物为两种化合物，生成物为两种化合物；② 发生反应的两种化合物相互交换成分变为两种新物质；③ 各元素的化合价在反应前后都保持不变。

注意：复分解反应一定不属于氧化还原反应。

五、Cl -和-24SO 的检验1. Cl -的检验盐酸和可溶性氯化物的溶液中都存在着大量的Cl -，其检验方法是：向某溶液中滴加用稀硝酸酸化的硝酸银溶液，若有白色沉淀生成，则该溶液中存在Cl -。

Na2CO3水解过程溶液pH与温度关系的探究作者：高建伟蒋红年来源：《化学教学》2013年第12期摘要：盐类水解是中学化学教学中的重点和难点，温度升高会促进盐类的水解，其水解后的pH会增大，但是以碳酸钠溶液为例，通过手持技术测定，温度升高，溶液pH发生了先增大后减小的变化趋势。

通过理论分析和数学计算，探究其异常变化的原因，得出用溶液pH的变化来判断水解程度的变化是不科学的。

关键词：碳酸钠水解；溶液pH与温度关系；实验探究文章编号：1005–6629（2013）12–0057–03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B1 问题提出在中学化学中盐类的水解是教学的重点和难点，是高考中的热点和必考的知识点，盐类水解的规律之一是“越热越水解”，即温度越高水解程度越大，相应的盐溶液的酸性或碱性就会随着增大或减小。

在传统中学化学实验中，由于受到实验条件的限制，盐类水解在随着温度升高时所产生的pH的细微变化很难测量，所以教师在教学过程中也只能定性地加以描述，对问题的认识仅停留在表层。

随着科技的发展，实验条件的更新，数字传感技术由于其灵敏度高，操作简单，便于捕捉实验中的微小变化等优点，使其得到了迅速的普及。

盐类水解所造成的pH 的微小变化便可以用数字传感器进行测量[1]，对Na2CO3溶液依据“越热越水解”的规律，升高温度促进其水解，相应的溶液pH就会增大。

那么事实果真如此吗？2 实验部分2.1 实验仪器和药品实验仪器：计算机、威尼尔全功能数据采集器、威尼尔温度传感器（型号TMP-BTA）、威尼尔pH传感器、磁力加热搅拌器。

实验试剂：1.0 mol/L和0.1 mol/L的碳酸钠溶液；1.0 mol/L醋酸钠溶液。

2.2 实验装置示意图如图1所示，先将磁力加热搅拌器和pH传感器通过数据采集器与计算机相连，再将装有碳酸钠溶液的烧杯置于磁力加热搅拌器上，并放入小磁子，把温度和pH传感器插入溶液中。

当打开计算机软件、磁力搅拌器及数据采集器后，测定的温度和pH的变化通过数据采集器可即时在计算机中显示出来。

碳酸钠碳酸钠（Na2CO3），俗名苏打、石碱、纯碱、洗涤碱，化学式：Na₂CO₃，含十个结晶水的碳酸钠为无色晶体，结晶水不稳定，易风化，变成白色粉末Na2CO3，为强电解质，具有盐的通性和热稳定性，易溶于水，其水溶液呈碱性。

1简介名称中文名称：碳酸钠中文别名：苏打，纯碱；碱粉；碱面；重灰(重质碳酸钠)；轻灰(轻质碳酸钠)；高纯碳酸钠；食用面碱(食用碳酸钠)（小苏打：碳酸氢钠；大苏打：硫代硫酸钠）英文名称：Sodium Carbonate英文别名:Sodium carbonate anhydrous; Sodium carbonate solution;soda ash; disodium carbonate; Sodium carbonate-12C, 13C-depleted; calcined soda; Carbonic acid disodium salt; Sodium carbonate,high-purity; Sodium carbonate,dense; SODA ASH LIGHTCAS号：497-19-8[1]EINECS 231-867-5中文别名（俗称）：纯碱、块碱、苏打(Soda) 、口碱（历史上，一般经张家口和古北口转运全国，因此又有“口碱”之说。

）、碱面（食用碱）[2]。

存在于自然界（如盐水湖）的碳酸钠称为天然碱。

无结晶水的碳酸钠的工业名称为轻质碱，有一个结晶水碳酸钠的工业名称为重质碱。

碳酸钠属于盐，不属于碱。

碳酸钠的水溶液呈碱性，因此又名纯碱等说法。

名称来历纯碱[3]，学名碳酸钠，一种重要的化工基本原料，其俗名：块碱、石碱、苏打(Soda)、口碱（历史上，一般经张家口和古北口转运全国，因此又有“口碱”之说。

）化学性质溶液显碱性，能与酸反应。

Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑Na2CO3与碱反应。

Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH、Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。

碳酸钠俗名苏打、纯碱、洗涤碱，化学式：Na2CO3，普通情况下为白色粉末，为强电解质。

密度为2.532g/cm3，熔点为851°C，易溶于水，具有盐的通性。

一、简介1.1 名称中文名称：碳酸钠（苏打）（小苏打：碳酸氢钠）碳酸钠晶体样品英文名称：Sodium CarbonateCAS号：497-19-8[1]中文别名（俗称）：纯碱、块碱、苏打(Soda) 、口碱（历史上，一般经张家口和古北口转运全国，因此又有“口碱”之说。

）、碱面（食用碱）。

存在于自然界（如盐水湖）的碳酸钠称为天然碱。

无结晶水的碳酸钠的工业名称为轻质碱，有一个结晶水碳酸钠的工业名称为重质碱。

碳酸钠属于盐，不属于碱。

因为碳酸钠的水溶液呈碱性，因此又名纯碱等说法。

1.2 化学式Na2CO31.3 相对分子质量105.99 一般取106编辑本段二、物理性质2.1 性状碳酸钠为白色粉末或颗粒。

无气味。

有碱性。

是碱性的盐。

有吸水性。

露置空气中逐渐吸收1mol/L水分(约15%)。

400℃时开始失去二氧化碳。

遇酸分解并泡腾。

溶于水（室温时3.5份，35℃时2.2份）和甘油，不溶于乙醇。

水溶液呈强碱性，pH11.6。

相对密度2.53。

熔点851℃。

半数致死量（30日）（小鼠，腹腔）116.6mg/kg。

有刺激性。

可由氢氧化钠和碳酸发生化学反应结合而成。

2.2溶解性碳酸钠易溶于水，甘油，20摄氏度时一百克水能溶20克碳酸钠，微溶于无水乙醇，不溶于丙醇。

碳酸钠是一种强碱盐，溶于水后发生水解反应(碳酸钠水解会产生碳酸氢钠和氢氧化钠），使溶液显碱性，有一定的腐蚀性，能与酸进行复分解反应（Na2CO3+H2SO4==Na2SO4+H2O+CO2↑），生成相应的盐并放出二氧化碳。

2.3 稳定性稳定性较强，但高温下也可分解，生成氧化钠和二氧化碳。

长期暴露在空气中能吸收空气中的水分及二氧化碳，生成碳酸氢钠，并结成硬块。

吸湿性很强，很容易结成硬块，在高温下也不分解。

11.4《盐化肥》单元复习一、复习目标：1.通过对盐的性质的复习（重点），进一步掌握各类物质的性质。

2.巩固有关重要反应化学方程式的书写，总结某些化学反应的规律。

学会运用酸、碱、盐溶解性表判断复分解反应能否发生（重点难点），以及巩固CO32--的检验方法。

3.运用各类物质的性质及相互关系解决一些具体问题。

【温故知新】备注：⑴盐是一类化合物的总称，食盐只是其中可以用来调味食用的一种，盐类物质（特别是工业用盐）中很多是具有毒性的，如亚硝酸钠（NaNO2）、氯化钡（BaCl2）、硫酸铜（CuSO4）等，因此决不能把盐都误作为食盐。

⑵粗盐中由于含有氯化镁、氯化钙等杂质，易吸收空气中的水分而潮解。

（无水氯化钙可用作干燥剂）⑶碳酸钠（Na2CO3）水溶液显碱性，所以它称为纯碱。

但从组成上看，它并不是碱，而属于盐类。

因此要正确认识碱溶液跟碱性溶液的联系与区别。

Na2CO3从溶液中析出时，会结合一定数目的水分子，化学式为Na2CO3·10H2O。

碳酸钠晶体Na2CO3·10H2O（纯净物），俗称天然碱、石碱、口碱。

⑷风化：常温时在空气中放置一段时间后，失去结晶水而变成粉末。

（化学变化）2NaHCO3Na2CO3+ H2O+ CO2↑ NaHCO3+HCl===NaCl+ H2O+ CO2↑1.原理：组成里含有CO3（或HCO3）离子的盐，都能跟反应生成气体，利用此反应可以检验32－离子（或HCO3－）。

例如：Na2H Cl==2.实验操作：取样，加入，将产生的气体通入澄清石灰水中，如澄清石灰水变浑浊。

3.结论：则样品中含有。

1.定义：两种互相交换成分，生成另外两种的反应。

2.条件：⑴反应物：⑵生成物：有或有或有生成。

3.酸、碱、盐的溶解性：⑴酸：大多数都可溶（除硅酸H2SiO3不溶）⑵碱：只有氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡和氢氧化钙可溶于水，其余均为沉淀⑶盐：钾钠铵盐都可溶，硝酸盐入水影无踪；硫酸盐不溶铅和钡，盐酸盐不溶银亚汞。

初中化学碳酸钠与碳酸氢钠的性质应用初中有关碳酸钠和碳酸氢钠考点总结碳酸钠(Na2CO3)碳酸钠俗名苏打、纯碱，白色固体，易溶于水，水溶液显碱性。

化学性质：（1）水溶液显碱性，能使无色酚酞试液变成红色，使紫色石蕊试液变成蓝色；（2）与酸反应放出二氧化碳气体：Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑规律:反应物中的酸在初中阶段一般指盐酸、硫酸、硝酸。

（3）与碱反应：例如Na2CO3+Ca（OH）2==CaCO3↓+2NaOH规律:反应物都可溶，若反应物中的碱一般是氢氧化钙和氢氧化钡，生成物其中之一为沉淀。

（4）和盐反应：例如Na2CO3+CaCl2==CaCO3↓+2NaCl规律：规律:反应物都可溶，生成物至少有一种不溶于水。

盐一般是氯化钙、氯化钡；硝酸钙或硝酸钡等。

（5）碳酸钠和水、二氧化碳反应生成碳酸氢钠：Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3用途：石油精炼、粗盐精制、硬水软化、制烧碱，广泛用于冶金、玻璃、纺织、造纸等工业，印染和洗涤剂生成等。

工业制备方法（侯氏制碱法）：我国化工专家侯德榜于1938-1940年用了三年时间，成功研制出联合制碱法，后来命名为“侯氏联合制碱法”。

其主要原理是:NH3+CO2+H2O==NH4HCO3NH4HCO3+NaCl==NaHCO3↓+NH4CI2NaHCO3==Na2CO3+H2O+CO2↑(1)NH3与H2O，CO2反应生成NH4HCO3。

(2)NH4HCO3与NaCl反应生成NaHCO3沉淀。

主要原因是NaHCO3的溶解度较小。

(3)在第(2)点中过滤后的滤液中加入NaCl，由于NH4CI在低温时溶解度非常低，使NH4Cl结晶析出，可做氮肥。

(4)加热NaHCO3得到Na2CO3.优点:保留了氨碱法的优点，消除了它的缺点，提高了食盐的利用率，NH4Cl可做氮肥，同时无氨碱法副产物CaCl2毁占耕田的问题。

碳酸氢钠(NaHCO3)碳酸氢钠俗名小苏打、酸式碳酸钠，白色粉末状晶体，能溶于水，溶解度较小，水溶液也显碱性，碱性比碳酸钠弱。