张伟随笔371∣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两种重要的钠盐，主要用对比的方式进行复习。

1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。

2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。

3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......

4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，我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。

5几个微考点

与碳酸钠及碳酸氢钠相关的微考点，我选择了：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，我还和同学们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，我们也会复习，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。