資源簡介

第2課時　碳酸鈉和碳酸氫鈉　焰色試驗
[核心素養發展目標]　1.通過實驗認識Na2CO3、NaHCO3的性質,培養科學探究意識。2.了解焰色試驗的操作與應用。
一、碳酸鈉和碳酸氫鈉
1.Na2CO3、NaHCO3性質探究
(1)探究Na2CO3、NaHCO3的溶解性及水溶液的酸堿性
在兩支試管中分別加入少量Na2CO3和NaHCO3(各約1 g),完成下列實驗,并將實驗現象和相應的結論填入表中。
鹽 Na2CO3 NaHCO3
①觀察兩支試管中碳酸鈉、碳酸氫鈉的形態 白色粉末 細小的白色晶體
②加幾滴水并將溫度計伸入其中 加水后結塊變成晶體,溫度計示數升高 加水后部分溶解,溫度計示數降低
③繼續向②的試管中分別加5 mL水,用力振蕩 振蕩一段時間后可溶解 固體量減少
④分別向③所得溶液中滴加1~2滴酚酞溶液 溶液變紅,溶液堿性較強 溶液變淺紅,溶液堿性較弱
初步結論 碳酸鈉、碳酸氫鈉均易溶于水,水溶液均呈堿性,但Na2CO3的溶解度更大,堿性更強
思考1　Na2CO3粉末遇水生成碳酸鈉晶體(Na2CO3·xH2O),且在干燥空氣中失去結晶水變成碳酸鈉粉末,那么鈉露置在空氣中,最終會完全轉變成什么
提示　鈉露置在空氣中,最終完全轉變為Na2CO3粉末。NaNa2ONaOHNaOH溶液Na2CO3·xH2ONa2CO3(風化是化學變化)。
思考2　向飽和的Na2CO3溶液中通入過量的CO2,會有什么現象 試分析其原因
提示　有晶體析出。CO2與飽和Na2CO3溶液反應生成NaHCO3,生成的NaHCO3的質量比參加反應的Na2CO3的質量大,又由于常溫下NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,且反應過程中消耗了水,故會有NaHCO3晶體從溶液中析出。
(2)碳酸鈉、碳酸氫鈉熱穩定性的實驗探究
實驗操作 實驗現象 實驗結論
澄清石灰水不變渾濁 Na2CO3很穩定,受熱不易發生分解
澄清石灰水變渾濁 NaHCO3不穩定,受熱容易分解;化學方程式:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
思考3　用套管實驗裝置可以更好地比較Na2CO3和NaHCO3的熱穩定性,其中小試管內有沾有無水硫酸銅粉末的棉花球,實驗裝置如圖。
(1)實驗時,小試管內棉花球上的無水硫酸銅由白色變為藍色,說明NaHCO3受熱分解生成了　　　,燒杯B中澄清石灰水變渾濁,說明NaHCO3受熱分解生成了　　　　　　　。
(2)實驗時,燒杯A中澄清石灰水不變渾濁,而燒杯B中澄清石灰水變渾濁,由此可得熱穩定性:Na2CO3　　　　　(填“>”或“<”)NaHCO3。
答案　(1)H2O　CO2　(2)>
(3)探究Na2CO3和NaHCO3與稀鹽酸的反應
實驗步驟 在兩支試管中分別加入3 mL同一稀鹽酸,將兩個分別裝有0.3 g Na2CO3和0.3 g NaHCO3固體的小氣球套在兩支試管口,將氣球內固體同時倒入試管中,觀察現象
實驗操作
實驗現象及結論 兩支試管中都產生無色氣泡,氣球膨脹,加入碳酸氫鈉的試管中氣泡產生得更快,氣球膨脹得更大, 離子方程式分別為HC+H+CO2↑+H2O、C+2H+CO2↑+H2O
思考4　某課外小組在實驗中,將鹽酸滴加到碳酸鈉溶液中,開始無氣泡產生,一段時間后產生氣泡。試分析其原因
提示　Na2CO3和鹽酸反應分兩步進行:
①C+H+HC;
②HC+H+H2O+CO2↑。
故開始無明顯現象,后來產生氣泡。
(4)探究Na2CO3、NaHCO3和鹽(CaCl2)及堿[Ca(OH)2]的反應
鹽(CaCl2) 堿[Ca(OH)2]
實驗操作及步驟
現象及結論 ①加入稀Na2CO3溶液,立即產生白色沉淀,離子方程式: Ca2++CCaCO3↓; ②加入少量稀NaHCO3溶液,無明顯現象,說明稀CaCl2溶液和少量稀NaHCO3溶液不反應 兩支試管中都產生白色沉淀。離子方程式分別為Ca2++CCaCO3↓、 HC+Ca2++OH-CaCO3↓+H2O
思考5　(1)試寫出足量的NaHCO3溶液和少量Ca(OH)2反應的離子方程式。
提示　2HC+Ca2++2OH-CaCO3↓+2H2O+C
(2)試寫出用適量的NaOH溶液除去Na2CO3溶液中少量NaHCO3的反應原理。
提示　NaOH+NaHCO3Na2CO3+H2O或OH-+HCH2O+C
2.重要用途
(1)碳酸鈉:紡織、制皂、造紙、制玻璃、食用堿或工業用堿等。
(2)碳酸氫鈉:發酵粉、胃酸中和劑、食用堿或工業用堿等。
1.判斷正誤
(1)碳酸氫鈉可用于治療胃酸過多 (　　)
(2)HC在強酸性、強堿性溶液中均不能大量存在 (　　)
(3)Na2CO3、NaHCO3都能與NaOH溶液反應 (　　)
(4)Na2CO3俗稱純堿,所以Na2CO3屬于堿 (　　)
(5)只用鹽酸無法鑒別等濃度的NaHCO3和Na2CO3溶液 (　　)
答案　(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×
2.(2024·江蘇紅橋高中高一月考)下列關于Na2CO3和NaHCO3的說法不正確的是 (　　)
A.分別向Na2CO3和NaHCO3固體中加入少量水,溫度變化不同
B.相同溫度下,溶解度:Na2CO3>NaHCO3
C.可以用加熱的方法除去Na2CO3固體中的NaHCO3雜質
D.將澄清石灰水加入NaHCO3溶液中不產生白色沉淀,而加入Na2CO3溶液中則產生白色沉淀
答案　D
解析　Na2CO3固體溶于水,溶液溫度升高,NaHCO3固體溶于水,溶液溫度降低,A正確;相同溫度下,在水中的溶解度:NaHCO33.為鑒別Na2CO3和NaHCO3兩種白色固體,有4位同學分別設計了下列四種不同的方案,其中不可行的是 (　　)
A.分別加入等量水中,看溶解能力差異
B.分別取樣在試管中加熱,將可能產生的氣體通入澄清石灰水,觀察澄清石灰水是否變渾濁
C.分別取樣配成溶液,滴加Ba(OH)2溶液,觀察有無白色沉淀
D.分別取樣配成稀溶液,滴加BaCl2稀溶液,觀察有無白色沉淀
答案　C
解析　NaHCO3不穩定,加熱易分解生成二氧化碳,而Na2CO3加熱時不易分解,故可將兩種試樣加熱后可能產生的氣體通入澄清石灰水,觀察是否變渾濁,B可行;Na2CO3、NaHCO3均可與氫氧化鋇溶液反應生成白色沉淀,不能鑒別,C不可行。
Na2CO3和NaHCO3的三種鑒別方法
(1)
(2)
(3)
二、焰色試驗
1.定義
利用很多金屬或它們的化合物在灼燒時都會使火焰呈現出特征顏色判斷試樣所含的金屬元素,化學上把這樣的定性分析操作稱為焰色試驗。焰色試驗是元素的物理性質。
2.操作
3.一些金屬元素的焰色
金屬 元素 鋰 鈉 鉀 銣 鈣 鍶 鋇 銅
焰色 紫紅色 黃色 紫色 紫色 磚紅色 洋紅色 黃綠色 綠色
思考1　為什么用鹽酸洗滌鉑絲而不用硫酸洗滌鉑絲 為什么用鉑絲或鐵絲等蘸取試劑做焰色試驗,而不采用銅絲
提示　鹽酸沸點比硫酸低,加熱時易揮發無殘留。鉑絲或鐵絲做焰色試驗時沒有顏色,而銅在灼燒時有綠色的焰色。
思考2　利用焰色試驗檢驗鉀元素時,為什么要透過藍色鈷玻璃進行觀察
提示　因為含有鉀元素的物質中往往會混有少量的鈉元素,灼燒時,鈉元素的黃色光會掩蓋鉀元素的紫色光,透過藍色鈷玻璃可以濾去黃色光,便于觀察到鉀元素的紫色光。
4.應用
(1)檢驗金屬元素的存在。
(2)利用焰色試驗制節日煙花。
1.判斷正誤
(1)焰色試驗是物質在灼燒時發生了化學反應而呈現不同的焰色 (　　)
(2)焰色試驗的鉑絲可用稀硫酸洗凈 (　　)
(3)可利用焰色試驗來鑒別Na2CO3溶液和K2CO3溶液 (　　)
(4)用潔凈的鉑絲蘸取某溶液在火焰上灼燒,火焰呈紫色(透過藍色鈷玻璃),則該溶液一定含有鉀鹽 (　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×
2.用潔凈的鉑絲蘸取某無色溶液,放在火焰上灼燒,火焰的顏色呈黃色,下列說法錯誤的是 (　　)
A.該溶液中可能含有鈉離子,一定沒有鉀離子
B.該溶液中一定含有鈉離子
C.該溶液中一定沒有銅離子
D.該溶液中可能含有鉀離子
答案　A
解析　焰色試驗火焰呈黃色,可確定溶液中含Na+,無色溶液中一定沒有Cu2+,不能確定是否含有鉀離子,因為鈉元素黃色的光可掩蓋鉀元素的紫色光,故選A。
　　　　　　　　　　　 　　　　　
1.(2023·桂林高一檢測)在做面包、蛋糕等面食點心時需要加入一定量的發酵粉,下列物質是發酵粉的主要成分之一的是 (　　)
A.氯化鈉 B.碳酸鈉
C.硫酸鈉 D.碳酸氫鈉
答案　D
解析　碳酸氫鈉可以和某些酸性物質反應產生CO2,故可作發酵粉成分。
2.用焰色試驗檢驗K+時的操作有①蘸取待測液;②置于酒精燈火焰上灼燒;③透過藍色鈷玻璃觀察;④用稀鹽酸洗凈鉑絲。正確的操作順序為 (　　)
A.①②③④ B.④②①②③
C.④①② D.①③②④
答案　B
解析　根據焰色試驗的操作步驟:洗、燒、蘸、燒、觀,可知B項正確。應特別注意:檢驗K+時必須透過藍色鈷玻璃觀察,以濾去黃光。
3.(2023·福建閩侯一中高一月考)為除去括號內的雜質,所選用的試劑或方法錯誤的是 (　　)
A.Na2CO3溶液(NaHCO3),選用適量的NaOH溶液
B.NaHCO3溶液(Na2CO3),應通入過量的CO2氣體后微熱
C.CO2氣體(HCl),飽和NaHCO3溶液
D.Na2CO3溶液(Na2SO4),加入適量Ba(OH)2溶液,過濾
答案　D
解析　NaHCO3和適量NaOH反應生成Na2CO3和水,A正確;Na2CO3可以和CO2、H2O反應生成NaHCO3,微熱可除去溶解的CO2,B正確;HCl與NaHCO3反應生成CO2,洗氣可分離,C正確;Na2CO3和Na2SO4都與Ba(OH)2反應,生成沉淀和NaOH,D錯誤。
4.CO2、Na2CO3、NaHCO3三者的轉化關系如圖所示,下列說法錯誤的是 (　　)
A.①轉化時所加試劑可以是稀硫酸
B.向NaOH溶液中通入少量CO2可實現②轉化
C.⑤轉化時溶液中一定出現沉淀
D.⑥的轉化條件可以是加熱
答案　C
解析?、俚姆磻梢允荖a2CO3+H2SO4Na2SO4+H2O+CO2↑,①所加試劑可以是稀硫酸,A項正確;向NaOH溶液中通入少量CO2,生成Na2CO3,B項正確;NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,向飽和Na2CO3溶液中通入CO2時,生成的NaHCO3以沉淀的形式析出,其他情況不一定有沉淀生成,C項錯誤;加熱NaHCO3固體時可生成Na2CO3,⑥的轉化條件可以是加熱,D項正確。
5.碳酸鈉和碳酸氫鈉是生活中常見的物質。請回答下列問題:
(1)碳酸氫鈉的化學式是　　　　　,俗稱　　　　　,其水溶液顯　　　　(填“酸”“堿”或“中”)性。
(2)碳酸氫鈉可治療胃酸(0.2%~0.4%的鹽酸)過多,反應的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　。等質量的碳酸鈉和碳酸氫鈉與足量鹽酸反應時生成CO2的量:前者　　　　(填“>”“<”或“=”)后者。
(3)除去碳酸鈉固體中碳酸氫鈉的反應的化學方程式為　　　　。
答案　(1)NaHCO3　小蘇打　堿
(2)H++HCH2O+CO2↑　<
(3)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
課時對點練　
[分值:100分]
(選擇題1~9題,每小題6分,10~11題,每小題8分,共70分)
題組一　Na2CO3與NaHCO3的性質、用途
1.(2024·四川遂寧高一期末)烘焙糕點常用NaHCO3做膨松劑。下列關于NaHCO3的性質說法正確的是 (　　)
A.焰色試驗呈紫色 B.水溶液顯酸性
C.淡黃色固體 D.受熱易分解
答案　D
解析　鈉元素的焰色試驗應該呈黃色,A錯誤;NaHCO3水溶液顯堿性,B錯誤;NaHCO3為細小的白色晶體,C錯誤。
2.下列敘述不正確的是 (　　)
A.NaHCO3 的熱穩定性弱于Na2CO3
B.向 Na2CO3 固體中加幾滴水,Na2CO3凝結成塊并伴隨吸熱現象
C.Na、Na2O、NaOH長期放置在空氣中,最終都變成Na2CO3
D.保持溫度不變,向Na2CO3飽和溶液中通入過量的CO2,有NaHCO3晶體析出
答案　B
解析　碳酸氫鈉受熱易分解為碳酸鈉、二氧化碳和水,穩定性弱于碳酸鈉,故A正確;向 Na2CO3 固體中加幾滴水,Na2CO3凝結成塊,生成水合碳酸鈉,并伴隨放熱現象,故B錯誤;Na與空氣中的氧氣、二氧化碳和水作用生成碳酸鈉,氧化鈉與空氣中的二氧化碳和水作用生成碳酸鈉,NaOH與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉,故C正確;保持溫度不變,向Na2CO3飽和溶液中通入過量的CO2,碳酸鈉、二氧化碳和水反應生成碳酸氫鈉,相同溫度下,碳酸氫鈉的溶解度小于碳酸鈉,有NaHCO3晶體析出,故D正確。
3.下列離子方程式書寫正確的是 (　　)
A.NaHCO3溶液中加入稀鹽酸:+2H+CO2↑+H2O
B.碳酸鈉溶液與硫酸反應:+2H+CO2↑+H2O
C.碳酸氫鈉溶液中滴入少量氫氧化鋇溶液:Ba2++HC+OH-BaCO3↓+H2O
D.碳酸氫鈉溶液中滴入足量氫氧化鈣溶液:Ca2++2HC+2OH-CaCO3↓+C+2H2O
答案　B
解析　 NaHCO3由Na+和構成,寫離子方程式時拆成Na+和,則正確的離子方程式為+H+CO2↑+H2O,故A錯誤;碳酸鈉和硫酸反應生成硫酸鈉、二氧化碳和水,離子方程式為+2H+CO2↑+H2O,故B正確;碳酸氫鈉溶液中滴入少量氫氧化鋇溶液,正確的離子方程式為Ba2++2HC+2OH-BaCO3↓+2H2O+C,故C錯誤;碳酸氫鈉溶液中滴入足量氫氧化鈣溶液,反應生成碳酸鈣、氫氧化鈉和水,反應的離子方程式為Ca2++HC+OH-CaCO3↓+H2O,故D錯誤。
4.(2023·江蘇無錫一中高一期中)Na2CO3和NaHCO3都是重要的化工原料。下列說法正確的是 (　　)
A.碳酸鈉俗名小蘇打,碳酸氫鈉俗名純堿
B.同濃度的兩溶液堿性:Na2CO3C.熱穩定性:Na2CO3D.碳酸氫鈉溶液中加入適量氫氧化鈉,便可轉化為碳酸鈉溶液
答案　D
解析　Na2CO3俗名為蘇打或者純堿,NaHCO3俗名為小蘇打,A錯誤;同濃度的兩溶液堿性:Na2CO3>NaHCO3,B錯誤;NaHCO3受熱易分解為Na2CO3、CO2和H2O,而碳酸鈉受熱不分解,即熱穩定性:Na2CO3>NaHCO3,C錯誤。
題組二　Na2CO3與NaHCO3性質比較及實驗探究
5.某課外小組為了鑒別Na2CO3和NaHCO3兩種白色固體,設計了如圖幾種實驗方法。下列說法不正確的是 (　　)
A.裝置 Ⅰ 中的Na2CO3和NaHCO3均能與鹽酸反應,產生氣體速率快的是NaHCO3
B.當稀鹽酸足量時,裝置 Ⅰ 中氣球鼓起體積較小的是NaHCO3
C.加熱裝置 Ⅱ,使澄清石灰水變渾濁一側的白色固體是NaHCO3
D.裝置 Ⅲ 也可以鑒別Na2CO3和NaHCO3
答案　B
解析　碳酸鈉和碳酸氫鈉均與鹽酸反應生成二氧化碳氣體,盛放碳酸氫鈉的氣球鼓得更快,說明產生氣體速率快的是碳酸氫鈉,A正確;等質量的碳酸鈉和碳酸氫鈉與足量鹽酸反應時,碳酸氫鈉產生的二氧化碳的量多,故氣球鼓起體積較大的是碳酸氫鈉,B錯誤;碳酸氫鈉受熱分解生成二氧化碳,使澄清石灰水變渾濁,而碳酸鈉加熱不反應,C、D正確。
6.(2024·湖南常德一中高一段考)按如圖裝置通入X氣體,并在管口P處點燃,實驗結果是澄清石灰水變渾濁,則X、Y可能是 (　　)
A.H2和NaHCO3 B.H2和CuO
C.H2和Fe2O3 D.CO和Na2CO3
答案　A
解析　A項,氫氣能燃燒,NaHCO3受熱分解生成二氧化碳,會看到澄清石灰水變渾濁;B項,H2和CuO反應生成水和Cu,不會看到澄清石灰水變渾濁;C項,H2和Fe2O3反應生成水和Fe,不會看到澄清石灰水變渾濁;D項,CO能燃燒,但是碳酸鈉受熱不會分解,不會看到澄清石灰水變渾濁。
7.下列有關Na2CO3與NaHCO3敘述錯誤的是 (　　)
A.相同狀況下,等質量的NaHCO3和Na2CO3分別與足量鹽酸反應,Na2CO3產生的CO2氣體體積小于NaHCO3
B.反應放出等量的CO2所消耗的酸:NaHCO3C.選用NaHCO3而不選擇Na2CO3治療胃酸過多,其原因為Na2CO3的堿性太強
D.NaHCO3能轉化為Na2CO3,但Na2CO3不能轉化為NaHCO3
答案　D
解析　根據反應:NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O,Na2CO3+2HCl2NaCl+CO2↑+H2O,相同質量的NaHCO3和Na2CO3分別與足量鹽酸反應,Na2CO3產生的CO2氣體少,A正確;碳酸鈉堿性較強,具有腐蝕性,不能用于治療胃酸過多,可以用碳酸氫鈉,C正確。
題組三　焰色試驗
8.(2023·安徽淮南四中高一段考)每看到綻放的美麗焰火,很容易聯想到化學中的焰色試驗,下列關于焰色試驗的說法不正確的是 (　　)
A.焰色試驗是金屬元素在灼燒時火焰所呈現的顏色
B.應該用稀鹽酸清洗做過焰色試驗的鉑絲
C.K2CO3在酒精燈上灼燒時透過藍色鈷玻璃能觀察到紫色火焰
D.焰色試驗的本質是元素發生了化學變化
答案　D
解析　焰色試驗是元素的性質,實驗時沒有新物質生成,屬于物理變化,故選D。
9.焰色試驗過程中鉑絲的清洗和灼燒、鉀的焰色的觀察兩項操作如圖所示:
下列敘述不正確的是 (　　)
A.每次實驗中都要先將鉑絲灼燒至與原來火焰顏色相同,再蘸取被檢驗的物質
B.鉀的焰色要透過藍色鈷玻璃觀察
C.實驗時最好選擇本身顏色較深的火焰
D.沒有鉑絲可用光潔無銹的鐵絲代替進行實驗
答案　C
解析　實驗時應選擇本身顏色較淺的火焰,這樣更易觀察被檢驗物質元素的焰色。
10.(2023·重慶實驗中學高一期中)下列有關物質的除雜所選試劑和方法都正確的是 (　　)
A.除去Na2CO3溶液中少量的NaHCO3加入足量的澄清石灰水
B.除去NaHCO3溶液中少量的Na2CO3通入足量的HCl氣體
C.除去CO2中的CO氣體:通入O2點燃轉化
D.除去Na2O2中的Na2O:將混合物在氧氣中加熱
答案　D
解析　Na2CO3和NaHCO3溶液均能與氫氧化鈣溶液反應生成CaCO3沉淀,A錯誤;Na2CO3和NaHCO3溶液均能與HCl氣體反應生成CO2,則通入足量的氯化氫氣體不能除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3雜質,B錯誤。
11.(2024·石家莊高一統考期末)某同學設計如圖所示裝置,測定Na2CO3和NaHCO3混合樣品中Na2CO3的質量分數。下列說法正確的是 (　　)
A.氣體X為空氣,反應前和反應后均需通一段時間氣體X
B.裝置A、B之間必須加干燥裝置
C.a裝置內試劑可選用無水氯化鈣
D.缺少a裝置會導致所測碳酸鈉的質量分數偏低
答案　D
解析　X不能為空氣,空氣含CO2和水蒸氣,影響生成的CO2質量的測定,A錯誤;裝置B中的堿石灰吸收生成的CO2和水,可知固體的質量差,裝置A、B之間可以不加干燥裝置,B錯誤;a裝置內應裝堿石灰,目的是防止空氣中的CO2、水蒸氣進入裝置B影響測定結果,C錯誤;沒有a裝置,測定CO2和H2O的質量偏大,NaHCO3的質量分數偏高,會導致所測Na2CO3的質量分數偏低,D正確。
12.(6分)Na2CO3、NaHCO3是生活中常見的鹽,某實驗小組通過以下實驗探究這兩種物質的性質。
(1)某學生設計如圖所示裝置進行NaHCO3的分解實驗,并證實產物中有CO2產生。
指出該學生設計的裝置圖的錯誤之處:　　　 　　　　。
(2)測定Na2CO3樣品(含氯化鈉雜質)中Na2CO3的質量分數:
①稱取m g樣品放入燒杯內加水溶解。
②加入過量的氯化鈣溶液充分反應,反應的化學方程式為　　　　。
③過濾、洗滌、干燥,稱量沉淀的質量為n g。則樣品中Na2CO3的質量分數為　　　　。
答案　(1)試管口沒有略向下傾斜,伸入試管的導管伸得太長　(2)②CaCl2+Na2CO3CaCO3↓+2NaCl?、?
解析　(1)加熱NaHCO3會產生水蒸氣,為防止水蒸氣冷凝回流使試管炸裂,需要試管口略向下傾斜,伸入試管的導管管口應靠近試管口方便氣體流出。(2)碳酸鈉和氯化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉,化學方程式為CaCl2+Na2CO3CaCO3↓+2NaCl。設碳酸鈉樣品中碳酸鈉的質量為x,則
Na2CO3+CaCl2CaCO3↓+2NaCl
　 106　　　　　 　100
　 x 　　　　　　　n g
=,解得x= g,樣品中Na2CO3的質量分數為×100%=%。
13.(12分)(2024·河北滄州高一月考)膨松劑是在食品加工過程中加入的,能使面坯發起形成多孔組織的,使食品具有松軟和酥脆特點的一類物質,其有效物質為NaHCO3。某興趣小組為研究某膨松劑的性質,設計了如下實驗:
已知:
①堿石灰是固體氧化鈣和氫氧化鈉的混合物。裝置氣密性良好,且各裝置中試劑皆過量。
②在加熱情況下的產氣量(CO2)是檢驗膨松劑品質的一項重要指標。
(1)裝置A中NaOH溶液的作用為　　　　　　　　　　　　,裝置E中堿石灰的作用為　　　　　　　　。
(2)將一定質量的膨松劑置于B中,B中發生的反應為　　　　。
(3)實驗時先連接好裝置A、B和C,通入一段時間空氣,再連接上裝置D、E;點燃酒精燈開始實驗;充分反應后停止加熱,應繼續通入一段時間空氣,這樣做的目的是　　　
　　　　。
(4)實驗結束后稱量裝置　　　　的質量差即為膨松劑的產氣量。
(5)如果取5 g膨松劑樣品,測得產氣量為0.44 g,則該膨松劑的有效成分的百分含量為　　　　。
答案　(1)除去空氣中的二氧化碳　防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入到裝置D被吸收影響實驗
(2)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑　(3)將生成的二氧化碳全部趕入裝置D中,讓其全部被堿石灰吸收　(4)D　(5)33.6%
解析　(3)實驗時先連接好裝置A、B和C,通入一段時間空氣,排盡裝置中的空氣(CO2),再連接上裝置D、E;點燃酒精燈開始實驗;充分反應后停止加熱,應繼續通入一段時間空氣,這樣做的目的是排干凈生成的CO2,讓其全部被堿石灰吸收,準確測量膨松劑的含量。(4)裝置D的作用是吸收膨松劑分解產生的CO2。(5)5 g樣品生成CO2質量為0.44 g,根據2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑知5 g膨松劑樣品中含1.68 g碳酸氫鈉,則該膨松劑的有效成分的百分含量為×100%=33.6%。
14.(12分)為探究Na2CO3和NaHCO3的性質,利用傳感器做如下實驗:
序號 操作 數據
① 測量下面實驗過程中溫度的變化
② 測量下面實驗過程中溶液pH的變化 注:Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的濃度相等
提示:溶液pH越小,OH-的濃度越小,溶液堿性越弱。
(1)澄清石灰水顯堿性,用電離方程式表示其原因是
　　　　。
(2)實驗①中,溶解時吸收熱量的物質是　　　　　　　　(填化學式)。
(3)實驗②中,Na2CO3溶液和澄清石灰水反應的離子方程式為　　　
　　　　　　　　,OH-未參與該反應的實驗證據是　　　　。
(4)實驗②中,滴加NaHCO3溶液的燒杯中溶液pH的變化與滴加Na2CO3溶液的pH有明顯差異,原因是滴加NaHCO3溶液的燒杯中　　　　　　　　　　(填離子符號)參與了反應,寫出滴加少量NaHCO3溶液時反應的離子方程式:　　　　　　　　　　　　。
答案　(1)Ca(OH)2Ca2++2OH-
(2)NaHCO3
(3)C+Ca2+CaCO3↓　加入Na2CO3溶液和加入蒸餾水的pH變化曲線相似　(4)OH-、HC　Ca2++HC+OH-H2O+CaCO3↓
解析　(1)澄清石灰水顯堿性,是因為氫氧化鈣發生了電離,電離方程式為Ca(OH)2Ca2++2OH-。(2)由實驗①中圖像可知,溶解時吸收熱量的物質是NaHCO3。(3)Na2CO3溶液和澄清石灰水反應的離子方程式為C+Ca2+CaCO3↓,通過實驗②中圖像可知加入Na2CO3溶液和加入蒸餾水的pH變化曲線相似,故OH-未參與該反應。第2課時　碳酸鈉和碳酸氫鈉　焰色試驗
[核心素養發展目標]　1.通過實驗認識Na2CO3、NaHCO3的性質,培養科學探究意識。2.了解焰色試驗的操作與應用。
一、碳酸鈉和碳酸氫鈉
1.Na2CO3、NaHCO3性質探究
(1)探究Na2CO3、NaHCO3的溶解性及水溶液的酸堿性
在兩支試管中分別加入少量Na2CO3和NaHCO3(各約1 g),完成下列實驗,并將實驗現象和相應的結論填入表中。
鹽 Na2CO3 NaHCO3
①觀察兩支試管中碳酸鈉、碳酸氫鈉的形態 __________ 細小的白色晶體
②加幾滴水并將溫度計伸入其中 加水后__________,溫度計示數__________ 加水后__________溶解,溫度計示數__________
③繼續向②的試管中分別加5 mL水,用力振蕩 振蕩一段時間后可溶解 固體量減少
④分別向③所得溶液中滴加1~2滴酚酞溶液 溶液__________,溶液堿性較強 溶液__________,溶液堿性較弱
初步結論 碳酸鈉、碳酸氫鈉均__________溶于水,水溶液均呈__________性,但Na2CO3的溶解度更__________,堿性更__________
思考1　Na2CO3粉末遇水生成碳酸鈉晶體(Na2CO3·xH2O),且在干燥空氣中失去結晶水變成碳酸鈉粉末,那么鈉露置在空氣中,最終會完全轉變成什么
思考2　向飽和的Na2CO3溶液中通入過量的CO2,會有什么現象 試分析其原因
(2)碳酸鈉、碳酸氫鈉熱穩定性的實驗探究
實驗操作 實驗現象 實驗結論
澄清石灰水__________ __________
澄清石灰水__________ __________;化學方程式:____________________
思考3　用套管實驗裝置可以更好地比較Na2CO3和NaHCO3的熱穩定性,其中小試管內有沾有無水硫酸銅粉末的棉花球,實驗裝置如圖。
(1)實驗時,小試管內棉花球上的無水硫酸銅由白色變為藍色,說明NaHCO3受熱分解生成了__________,燒杯B中澄清石灰水變渾濁,說明NaHCO3受熱分解生成了__________。
(2)實驗時,燒杯A中澄清石灰水不變渾濁,而燒杯B中澄清石灰水變渾濁,由此可得熱穩定性:Na2CO3__________(填“>”或“<”)NaHCO3。
答案　(1)H2O　CO2　(2)>
(3)探究Na2CO3和NaHCO3與稀鹽酸的反應
實驗步驟 在兩支試管中分別加入3 mL同一稀鹽酸,將兩個分別裝有0.3 g Na2CO3和0.3 g NaHCO3固體的小氣球套在兩支試管口,將氣球內固體同時倒入試管中,觀察現象
實驗操作
實驗現象及結論 兩支試管中都產生無色__________,氣球__________,加入碳酸氫鈉的試管中氣泡產生得__________,氣球膨脹得更大, 離子方程式分別為______________________________、______________________________
思考4　某課外小組在實驗中,將鹽酸滴加到碳酸鈉溶液中,開始無氣泡產生,一段時間后產生氣泡。試分析其原因
(4)探究Na2CO3、NaHCO3和鹽(CaCl2)及堿[Ca(OH)2]的反應
鹽(CaCl2) 堿[Ca(OH)2]
實驗操作及步驟
現象及結論 ①加入稀Na2CO3溶液,立即產生白色沉淀,離子方程式: ____________________; ②加入少量稀NaHCO3溶液,無明顯現象,說明稀CaCl2溶液和少量稀NaHCO3溶液__________ 兩支試管中都產生__________。離子方程式分別為____________________、 ______________________________
思考5　(1)試寫出足量的NaHCO3溶液和少量Ca(OH)2反應的離子方程式。
(2)試寫出用適量的NaOH溶液除去Na2CO3溶液中少量NaHCO3的反應原理。
2.重要用途
(1)碳酸鈉:紡織、制皂、造紙、制玻璃、食用堿或工業用堿等。
(2)碳酸氫鈉:發酵粉、胃酸中和劑、食用堿或工業用堿等。
1.判斷正誤
(1)碳酸氫鈉可用于治療胃酸過多 (　　)
(2)HC在強酸性、強堿性溶液中均不能大量存在 (　　)
(3)Na2CO3、NaHCO3都能與NaOH溶液反應 (　　)
(4)Na2CO3俗稱純堿,所以Na2CO3屬于堿 (　　)
(5)只用鹽酸無法鑒別等濃度的NaHCO3和Na2CO3溶液 (　　)
2.(2024·江蘇紅橋高中高一月考)下列關于Na2CO3和NaHCO3的說法不正確的是 (　　)
A.分別向Na2CO3和NaHCO3固體中加入少量水,溫度變化不同
B.相同溫度下,溶解度:Na2CO3>NaHCO3
C.可以用加熱的方法除去Na2CO3固體中的NaHCO3雜質
D.將澄清石灰水加入NaHCO3溶液中不產生白色沉淀,而加入Na2CO3溶液中則產生白色沉淀
3.為鑒別Na2CO3和NaHCO3兩種白色固體,有4位同學分別設計了下列四種不同的方案,其中不可行的是 (　　)
A.分別加入等量水中,看溶解能力差異
B.分別取樣在試管中加熱,將可能產生的氣體通入澄清石灰水,觀察澄清石灰水是否變渾濁
C.分別取樣配成溶液,滴加Ba(OH)2溶液,觀察有無白色沉淀
D.分別取樣配成稀溶液,滴加BaCl2稀溶液,觀察有無白色沉淀
Na2CO3和NaHCO3的三種鑒別方法
(1)
(2)
(3)
二、焰色試驗
1.定義
利用很多__________或它們的__________在灼燒時都會使火焰呈現出特征顏色判斷試樣所含的金屬元素,化學上把這樣的__________分析操作稱為焰色試驗。焰色試驗是元素的__________性質。
2.操作
3.一些金屬元素的焰色
金屬 元素 鋰 鈉 鉀 銣 鈣 鍶 鋇 銅
焰色 紫紅色 ______色 ______色 紫色 磚紅色 洋紅色 黃綠色 ________色
思考1　為什么用鹽酸洗滌鉑絲而不用硫酸洗滌鉑絲 為什么用鉑絲或鐵絲等蘸取試劑做焰色試驗,而不采用銅絲
思考2　利用焰色試驗檢驗鉀元素時,為什么要透過藍色鈷玻璃進行觀察
4.應用
(1)檢驗__________的存在。
(2)利用焰色試驗制節日煙花。
1.判斷正誤
(1)焰色試驗是物質在灼燒時發生了化學反應而呈現不同的焰色 (　　)
(2)焰色試驗的鉑絲可用稀硫酸洗凈 (　　)
(3)可利用焰色試驗來鑒別Na2CO3溶液和K2CO3溶液 (　　)
(4)用潔凈的鉑絲蘸取某溶液在火焰上灼燒,火焰呈紫色(透過藍色鈷玻璃),則該溶液一定含有鉀鹽 (　　)
2.用潔凈的鉑絲蘸取某無色溶液,放在火焰上灼燒,火焰的顏色呈黃色,下列說法錯誤的是 (　　)
A.該溶液中可能含有鈉離子,一定沒有鉀離子
B.該溶液中一定含有鈉離子
C.該溶液中一定沒有銅離子
D.該溶液中可能含有鉀離子
　　　　　　　　　　　 　　　　　
1.(2023·桂林高一檢測)在做面包、蛋糕等面食點心時需要加入一定量的發酵粉,下列物質是發酵粉的主要成分之一的是 (　　)
A.氯化鈉 B.碳酸鈉
C.硫酸鈉 D.碳酸氫鈉
2.用焰色試驗檢驗K+時的操作有①蘸取待測液;②置于酒精燈火焰上灼燒;③透過藍色鈷玻璃觀察;④用稀鹽酸洗凈鉑絲。正確的操作順序為 (　　)
A.①②③④ B.④②①②③
C.④①② D.①③②④
3.(2023·福建閩侯一中高一月考)為除去括號內的雜質,所選用的試劑或方法錯誤的是 (　　)
A.Na2CO3溶液(NaHCO3),選用適量的NaOH溶液
B.NaHCO3溶液(Na2CO3),應通入過量的CO2氣體后微熱
C.CO2氣體(HCl),飽和NaHCO3溶液
D.Na2CO3溶液(Na2SO4),加入適量Ba(OH)2溶液,過濾
4.CO2、Na2CO3、NaHCO3三者的轉化關系如圖所示,下列說法錯誤的是 (　　)
A.①轉化時所加試劑可以是稀硫酸
B.向NaOH溶液中通入少量CO2可實現②轉化
C.⑤轉化時溶液中一定出現沉淀
D.⑥的轉化條件可以是加熱
5.碳酸鈉和碳酸氫鈉是生活中常見的物質。請回答下列問題:
(1)碳酸氫鈉的化學式是__________,俗稱__________,其水溶液顯__________(填“酸”“堿”或“中”)性。
(2)碳酸氫鈉可治療胃酸(0.2%~0.4%的鹽酸)過多,反應的離子方程式為__________。等質量的碳酸鈉和碳酸氫鈉與足量鹽酸反應時生成CO2的量:前者__________(填“>”“<”或“=”)后者。
(3)除去碳酸鈉固體中碳酸氫鈉的反應的化學方程式為__________。
答案精析
一、
1.(1)白色粉末　結塊變成晶體　升高　部分　降低　變紅　變淺紅　易　堿　大　強
思考1　鈉露置在空氣中，最終完全轉變為Na2CO3粉末。NaNa2ONaOHNaOH溶液Na2CO3·xH2ONa2CO3(風化是化學變化)。
思考2　有晶體析出。CO2與飽和Na2CO3溶液反應生成NaHCO3，生成的NaHCO3的質量比參加反應的Na2CO3的質量大，又由于常溫下NaHCO3的溶解度小于Na2CO3，且反應過程中消耗了水，故會有NaHCO3晶體從溶液中析出。
(2)不變渾濁　Na2CO3很穩定，受熱不易發生分解　變渾濁　NaHCO3不穩定，受熱容易分解　2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
思考3　(1)H2O　CO2　(2)>
(3)氣泡　膨脹　更快　HC+H+CO2↑+H2O　C+2H+CO2↑+H2O
思考4　Na2CO3和鹽酸反應分兩步進行：
①C+H+HC；
②HC+H+H2O+CO2↑。
故開始無明顯現象，后來產生氣泡。
(4)Ca2++CCaCO3↓　不反應　白色沉淀　Ca2++CCaCO3↓　HC+Ca2++OH-CaCO3↓+H2O
思考5　(1)2HC+Ca2++2OH-CaCO3↓+2H2O+C
(2)NaOH+NaHCO3Na2CO3+H2O或OH-+HCH2O+C
應用體驗
1.(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×
2.D
3.C　[NaHCO3不穩定，加熱易分解生成二氧化碳，而Na2CO3加熱時不易分解，故可將兩種試樣加熱后可能產生的氣體通入澄清石灰水，觀察是否變渾濁，B可行；Na2CO3、NaHCO3均可與氫氧化鋇溶液反應生成白色沉淀，不能鑒別，C不可行。]
二、
1.金屬　化合物　定性　物理
2.鹽酸　原火焰顏色相同　試樣　火焰的顏色
3.黃　紫　綠
思考1　鹽酸沸點比硫酸低，加熱時易揮發無殘留。鉑絲或鐵絲做焰色試驗時沒有顏色，而銅在灼燒時有綠色的焰色。
思考2　因為含有鉀元素的物質中往往會混有少量的鈉元素，灼燒時，鈉元素的黃色光會掩蓋鉀元素的紫色光，透過藍色鈷玻璃可以濾去黃色光，便于觀察到鉀元素的紫色光。
4.(1)金屬元素
應用體驗
1.(1)×　(2)×　(3)√　(4)×
2.A
隨堂演練　知識落實
1.D　2.B　3.D
4.C　[①的反應可以是Na2CO3+H2SO4Na2SO4+H2O+CO2↑，①所加試劑可以是稀硫酸，A項正確；向NaOH溶液中通入少量CO2，生成Na2CO3，B項正確；NaHCO3的溶解度小于Na2CO3，向飽和Na2CO3溶液中通入CO2時，生成的NaHCO3以沉淀的形式析出，其他情況不一定有沉淀生成，C項錯誤；加熱NaHCO3固體時可生成Na2CO3，⑥的轉化條件可以是加熱，D項正確。]
5.(1)NaHCO3　小蘇打　堿
(2)H++HCH2O+CO2↑　<
(3)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑(共84張PPT)
碳酸鈉和碳酸氫鈉　焰色試驗
第2課時
第二章　第一節
<<<
核心素養
發展目標
1.通過實驗認識Na2CO3、NaHCO3的性質,培養科學探究意識。
2.了解焰色試驗的操作與應用。
內容索引
一、碳酸鈉和碳酸氫鈉
二、焰色試驗
課時對點練
隨堂演練　知識落實
碳酸鈉和碳酸氫鈉
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<
一
1.Na2CO3、NaHCO3性質探究
(1)探究Na2CO3、NaHCO3的溶解性及水溶液的酸堿性
在兩支試管中分別加入少量Na2CO3和NaHCO3(各約1 g),完成下列實驗,并將實驗現象和相應的結論填入表中。
一、碳酸鈉和碳酸氫鈉
鹽 Na2CO3 NaHCO3
①觀察兩支試管中碳酸鈉、碳酸氫鈉的形態 __________ 細小的白色晶體
白色粉末
鹽 Na2CO3 NaHCO3
②加幾滴水并將溫度計伸入其中 加水后 ,溫度計示數______ 加水后 溶解,溫度計示數_____
③繼續向②的試管中分別加5 mL水,用力振蕩 振蕩一段時間后可溶解 固體量減少
④分別向③所得溶液中滴加1~2滴酚酞溶液 溶液 ,溶液堿性較強 溶液 ,溶液堿性較弱
初步結論 碳酸鈉、碳酸氫鈉均 溶于水,水溶液均呈____ 性,但Na2CO3的溶解度更 ,堿性更____
結塊變成晶體
升高
部分
降低
變紅
變淺紅
易
堿
大
強
思考1　Na2CO3粉末遇水生成碳酸鈉晶體(Na2CO3·xH2O),且在干燥空氣中失去結晶水變成碳酸鈉粉末,那么鈉露置在空氣中,最終會完全轉變成什么
提示　鈉露置在空氣中,最終完全轉變為Na2CO3粉末。Na Na2O
NaOH NaOH溶液 Na2CO3·xH2O Na2CO3(風化是化學變化)。
思考2　向飽和的Na2CO3溶液中通入過量的CO2,會有什么現象 試分析其原因
提示　有晶體析出。CO2與飽和Na2CO3溶液反應生成NaHCO3,生成的NaHCO3的質量比參加反應的Na2CO3的質量大,又由于常溫下NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,且反應過程中消耗了水,故會有NaHCO3晶體從溶液中析出。
實驗操作 實驗現象 實驗結論
澄清石灰水_________ _______________________________
澄清石灰水________ __________________________;
化學方程式:_______________
___________________
(2)碳酸鈉、碳酸氫鈉熱穩定性的實驗探究
不變渾濁
變渾濁
Na2CO3很穩定,受熱不易發生分解
NaHCO3不穩定,受熱容易分解
2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O
思考3　用套管實驗裝置可以更好地比較Na2CO3和NaHCO3的熱穩定性,其中小試管內有沾有無水硫酸銅粉末的
棉花球,實驗裝置如圖。
(1)實驗時,小試管內棉花球上的無水硫酸
銅由白色變為藍色,說明NaHCO3受熱分
解生成了　　　,燒杯B中澄清石灰水變渾濁,說明NaHCO3受熱分解生成了　　　。
(2)實驗時,燒杯A中澄清石灰水不變渾濁,而燒杯B中澄清石灰水變渾濁,由此可得熱穩定性:Na2CO3　　(填“>”或“<”)NaHCO3。
H2O
CO2
>
實驗步驟 在兩支試管中分別加入3 mL同一稀鹽酸,將兩個分別裝有0.3 g Na2CO3和0.3 g NaHCO3固體的小氣球套在兩支試管口,將氣球內固體同時倒入試管中,觀察現象
實驗操作
(3)探究Na2CO3和NaHCO3與稀鹽酸的反應
實驗現象及結論 兩支試管中都產生無色 ,氣球 ,加入碳酸氫鈉的試管中氣泡產生得 ,氣球膨脹得更大,
離子方程式分別為_______________________、____________
_______________
氣泡
膨脹
更快
HC+H+===CO2↑+H2O
C+2H+
===CO2↑+H2O
思考4　某課外小組在實驗中,將鹽酸滴加到碳酸鈉溶液中,開始無氣泡產生,一段時間后產生氣泡。試分析其原因
提示　Na2CO3和鹽酸反應分兩步進行:
①C+H+===HC;
②HC+H+===H2O+CO2↑。
故開始無明顯現象,后來產生氣泡。
鹽(CaCl2) 堿[Ca(OH)2]
實驗操作及步驟
(4)探究Na2CO3、NaHCO3和鹽(CaCl2)及堿[Ca(OH)2]的反應
鹽(CaCl2) 堿[Ca(OH)2]
現象及結論 ①加入稀Na2CO3溶液,立即產生白色沉淀,離子方程式:____________ ____________; ②加入少量稀NaHCO3溶液,無明顯現象,說明稀CaCl2溶液和少量稀NaHCO3溶液_______ 兩支試管中都產生 。離子方程式分別為___________
_____________、____________
______________________
Ca2++C
===CaCO3↓
不反應
白色沉淀
Ca2++C
===CaCO3↓
HC+Ca2+
+OH-===CaCO3↓+H2O
思考5　(1)試寫出足量的NaHCO3溶液和少量Ca(OH)2反應的離子方程式。
提示　2HC+Ca2++2OH-===CaCO3↓+2H2O+C
(2)試寫出用適量的NaOH溶液除去Na2CO3溶液中少量NaHCO3的反應原理。
提示　NaOH+NaHCO3===Na2CO3+H2O或OH-+HC===H2O+C
2.重要用途
(1)碳酸鈉:紡織、制皂、造紙、制玻璃、食用堿或工業用堿等。
(2)碳酸氫鈉:發酵粉、胃酸中和劑、食用堿或工業用堿等。
1.判斷正誤
(1)碳酸氫鈉可用于治療胃酸過多
(2)HC在強酸性、強堿性溶液中均不能大量存在
(3)Na2CO3、NaHCO3都能與NaOH溶液反應
(4)Na2CO3俗稱純堿,所以Na2CO3屬于堿
(5)只用鹽酸無法鑒別等濃度的NaHCO3和Na2CO3溶液
×
×
√
√
×
2.(2024·江蘇紅橋高中高一月考)下列關于Na2CO3和NaHCO3的說法不正確的是
A.分別向Na2CO3和NaHCO3固體中加入少量水,溫度變化不同
B.相同溫度下,溶解度:Na2CO3>NaHCO3
C.可以用加熱的方法除去Na2CO3固體中的NaHCO3雜質
D.將澄清石灰水加入NaHCO3溶液中不產生白色沉淀,而加入Na2CO3溶
液中則產生白色沉淀
√
Na2CO3固體溶于水,溶液溫度升高,NaHCO3固體溶于水,溶液溫度降低,A正確;
相同溫度下,在水中的溶解度:NaHCO3NaHCO3受熱易分解生成Na2CO3,可以用加熱的方法除去Na2CO3固體中的NaHCO3雜質,C正確;
Na2CO3和NaHCO3的溶液中加入澄清石灰水都能產生碳酸鈣白色沉淀,D錯誤。
3.為鑒別Na2CO3和NaHCO3兩種白色固體,有4位同學分別設計了下列四種不同的方案,其中不可行的是
A.分別加入等量水中,看溶解能力差異
B.分別取樣在試管中加熱,將可能產生的氣體通入澄清石灰水,觀察澄
清石灰水是否變渾濁
C.分別取樣配成溶液,滴加Ba(OH)2溶液,觀察有無白色沉淀
D.分別取樣配成稀溶液,滴加BaCl2稀溶液,觀察有無白色沉淀
√
NaHCO3不穩定,加熱易分解生成二氧化碳,而Na2CO3加熱時不易分解,故可將兩種試樣加熱后可能產生的氣體通入澄清石灰水,觀察是否變渾濁,B可行;
Na2CO3、NaHCO3均可與氫氧化鋇溶液反應生成白色沉淀,不能鑒別,C不可行。
歸納總結
Na2CO3和NaHCO3的三種鑒別方法
(1)
歸納總結
(2)
(3)
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二
焰色試驗
1.定義
利用很多 或它們的 在灼燒時都會使火焰呈現出特征顏色判斷試樣所含的金屬元素,化學上把這樣的 分析操作稱為焰色試驗。焰色試驗是元素的 性質。
金屬
二、焰色試驗
化合物
定性
物理
2.操作
鹽酸
原火焰顏色相同
試樣
火焰的顏色
金屬元素 鋰 鈉 鉀 銣 鈣 鍶 鋇 銅
焰色 紫紅色 色 色 紫色 磚紅色 洋紅色 黃綠色 色
3.一些金屬元素的焰色
黃
紫
綠
思考1　為什么用鹽酸洗滌鉑絲而不用硫酸洗滌鉑絲 為什么用鉑絲或鐵絲等蘸取試劑做焰色試驗,而不采用銅絲
提示　鹽酸沸點比硫酸低,加熱時易揮發無殘留。鉑絲或鐵絲做焰色試驗時沒有顏色,而銅在灼燒時有綠色的焰色。
思考2　利用焰色試驗檢驗鉀元素時,為什么要透過藍色鈷玻璃進行觀察
提示　因為含有鉀元素的物質中往往會混有少量的鈉元素,灼燒時,鈉元素的黃色光會掩蓋鉀元素的紫色光,透過藍色鈷玻璃可以濾去黃色光,便于觀察到鉀元素的紫色光。
4.應用
(1)檢驗 的存在。
(2)利用焰色試驗制節日煙花。
金屬元素
1.判斷正誤
(1)焰色試驗是物質在灼燒時發生了化學反應而呈現不同的焰色
(2)焰色試驗的鉑絲可用稀硫酸洗凈
(3)可利用焰色試驗來鑒別Na2CO3溶液和K2CO3溶液
(4)用潔凈的鉑絲蘸取某溶液在火焰上灼燒,火焰呈紫色(透過藍色鈷玻璃),則該溶液一定含有鉀鹽
×
×
√
×
2.用潔凈的鉑絲蘸取某無色溶液,放在火焰上灼燒,火焰的顏色呈黃色,下列說法錯誤的是
A.該溶液中可能含有鈉離子,一定沒有鉀離子
B.該溶液中一定含有鈉離子
C.該溶液中一定沒有銅離子
D.該溶液中可能含有鉀離子
√
焰色試驗火焰呈黃色,可確定溶液中含Na+,無色溶液中一定沒有Cu2+,不能確定是否含有鉀離子,因為鈉元素黃色的光可掩蓋鉀元素的紫色光,故選A。
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隨堂演練　知識落實
1.(2023·桂林高一檢測)在做面包、蛋糕等面食點心時需要加入一定量的發酵粉,下列物質是發酵粉的主要成分之一的是
A.氯化鈉 B.碳酸鈉
C.硫酸鈉 D.碳酸氫鈉
√
1
2
3
4
碳酸氫鈉可以和某些酸性物質反應產生CO2,故可作發酵粉成分。
5
1
2
3
4
2.用焰色試驗檢驗K+時的操作有①蘸取待測液;②置于酒精燈火焰上灼燒;③透過藍色鈷玻璃觀察;④用稀鹽酸洗凈鉑絲。正確的操作順序為
A.①②③④ B.④②①②③
C.④①② D.①③②④
√
根據焰色試驗的操作步驟:洗、燒、蘸、燒、觀,可知B項正確。應特別注意:檢驗K+時必須透過藍色鈷玻璃觀察,以濾去黃光。
5
3.(2023·福建閩侯一中高一月考)為除去括號內的雜質,所選用的試劑或方法錯誤的是
A.Na2CO3溶液(NaHCO3),選用適量的NaOH溶液
B.NaHCO3溶液(Na2CO3),應通入過量的CO2氣體后微熱
C.CO2氣體(HCl),飽和NaHCO3溶液
D.Na2CO3溶液(Na2SO4),加入適量Ba(OH)2溶液,過濾
1
2
3
4
√
5
1
2
3
4
NaHCO3和適量NaOH反應生成Na2CO3和水,A正確;
Na2CO3可以和CO2、H2O反應生成NaHCO3,微熱可除去溶解的CO2,B正確;
HCl與NaHCO3反應生成CO2,洗氣可分離,C正確;
Na2CO3和Na2SO4都與Ba(OH)2反應,生成沉淀和NaOH,D錯誤。
5
4.CO2、Na2CO3、NaHCO3三者的轉化關系如圖所示,下列說法錯誤的是
A.①轉化時所加試劑可以是稀硫酸
B.向NaOH溶液中通入少量CO2可實現②轉化
C.⑤轉化時溶液中一定出現沉淀
D.⑥的轉化條件可以是加熱
1
2
3
4
√
5
①的反應可以是Na2CO3+H2SO4===Na2SO4
+H2O+CO2↑,①所加試劑可以是稀硫酸,
A項正確;
向NaOH溶液中通入少量CO2,生成Na2CO3,B項正確;
NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,向飽和Na2CO3溶液中通入CO2時,生成的NaHCO3以沉淀的形式析出,其他情況不一定有沉淀生成,C項錯誤;
加熱NaHCO3固體時可生成Na2CO3,⑥的轉化條件可以是加熱,D項正確。
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5.碳酸鈉和碳酸氫鈉是生活中常見的物質。請回答下列問題:
(1)碳酸氫鈉的化學式是　　　　,俗稱　　　　,其水溶液顯　　(填“酸”“堿”或“中”)性。
(2)碳酸氫鈉可治療胃酸(0.2%~0.4%的鹽酸)過多,反應的離子方程式為
　　　　 　　　　　　　。等質量的碳酸鈉和碳酸氫鈉與足量鹽酸反應時生成CO2的量:前者　　(填“>”“<”或“=”)后者。
(3)除去碳酸鈉固體中碳酸氫鈉的反應的化學方程式為________________
___________________。
NaHCO3
5
小蘇打
堿
H++HC===H2O+CO2↑
<
2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑
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課時對點練
題組一　Na2CO3與NaHCO3的性質、用途
1.(2024·四川遂寧高一期末)烘焙糕點常用NaHCO3做膨松劑。下列關于NaHCO3的性質說法正確的是
A.焰色試驗呈紫色 B.水溶液顯酸性
C.淡黃色固體 D.受熱易分解
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
鈉元素的焰色試驗應該呈黃色,A錯誤;
NaHCO3水溶液顯堿性,B錯誤;
NaHCO3為細小的白色晶體,C錯誤。
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
2.下列敘述不正確的是
A.NaHCO3 的熱穩定性弱于Na2CO3
B.向 Na2CO3 固體中加幾滴水,Na2CO3凝結成塊并伴隨吸熱現象
C.Na、Na2O、NaOH長期放置在空氣中,最終都變成Na2CO3
D.保持溫度不變,向Na2CO3飽和溶液中通入過量的CO2,有NaHCO3晶體析出
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
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14
碳酸氫鈉受熱易分解為碳酸鈉、二氧化碳和水,穩定性弱于碳酸鈉,故A正確;
向 Na2CO3 固體中加幾滴水,Na2CO3凝結成塊,生成水合碳酸鈉,并伴隨放熱現象,故B錯誤;
Na與空氣中的氧氣、二氧化碳和水作用生成碳酸鈉,氧化鈉與空氣中的二氧化碳和水作用生成碳酸鈉,NaOH與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉,故C正確;
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保持溫度不變,向Na2CO3飽和溶液中通入過量的CO2,碳酸鈉、二氧化碳和水反應生成碳酸氫鈉,相同溫度下,碳酸氫鈉的溶解度小于碳酸鈉,有NaHCO3晶體析出,故D正確。
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3.下列離子方程式書寫正確的是
A.NaHCO3溶液中加入稀鹽酸:+2H+===CO2↑+H2O
B.碳酸鈉溶液與硫酸反應:+2H+===CO2↑+H2O
C.碳酸氫鈉溶液中滴入少量氫氧化鋇溶液:Ba2++HC+OH-===BaCO3↓
+H2O
D.碳酸氫鈉溶液中滴入足量氫氧化鈣溶液:Ca2++2HC+2OH-===CaCO3↓
+C+2H2O
√
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NaHCO3由Na+和構成,寫離子方程式時拆成Na+和,則正確的離子方程式為+H+===CO2↑+H2O,故A錯誤;
碳酸鈉和硫酸反應生成硫酸鈉、二氧化碳和水,離子方程式為+2H+===CO2↑+H2O,故B正確;
碳酸氫鈉溶液中滴入少量氫氧化鋇溶液,正確的離子方程式為Ba2++2HC+2OH-===BaCO3↓+2H2O+C,故C錯誤;
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碳酸氫鈉溶液中滴入足量氫氧化鈣溶液,反應生成碳酸鈣、氫氧化鈉和水,反應的離子方程式為Ca2++HC+OH-===CaCO3↓+H2O,故D錯誤。
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4.(2023·江蘇無錫一中高一期中)Na2CO3和NaHCO3都是重要的化工原料。下列說法正確的是
A.碳酸鈉俗名小蘇打,碳酸氫鈉俗名純堿
B.同濃度的兩溶液堿性:Na2CO3C.熱穩定性:Na2CO3D.碳酸氫鈉溶液中加入適量氫氧化鈉,便可轉化為碳酸鈉溶液
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Na2CO3俗名為蘇打或者純堿,NaHCO3俗名為小蘇打,A錯誤;
同濃度的兩溶液堿性:Na2CO3>NaHCO3,B錯誤;
NaHCO3受熱易分解為Na2CO3、CO2和H2O,而碳酸鈉受熱不分解,即熱穩定性:Na2CO3>NaHCO3,C錯誤。
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題組二　Na2CO3與NaHCO3性質比較及實驗探究
5.某課外小組為了鑒別Na2CO3和NaHCO3兩種白色固體,設計了如圖幾種實驗方法。下列說法不正確的是
A.裝置Ⅰ中的Na2CO3和NaHCO3
均能與鹽酸反應,產生氣體速率
快的是NaHCO3
B.當稀鹽酸足量時,裝置Ⅰ中氣球鼓起體積較小的是NaHCO3
C.加熱裝置Ⅱ,使澄清石灰水變渾濁一側的白色固體是NaHCO3
D.裝置Ⅲ也可以鑒別Na2CO3和NaHCO3
√
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碳酸鈉和碳酸氫鈉均與鹽酸反
應生成二氧化碳氣體,盛放碳酸
氫鈉的氣球鼓得更快,說明產生
氣體速率快的是碳酸氫鈉,A正確;
等質量的碳酸鈉和碳酸氫鈉與足量鹽酸反應時,碳酸氫鈉產生的二氧化碳的量多,故氣球鼓起體積較大的是碳酸氫鈉,B錯誤;
碳酸氫鈉受熱分解生成二氧化碳,使澄清石灰水變渾濁,而碳酸鈉加熱不反應,C、D正確。
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6.(2024·湖南常德一中高一段考)按如圖裝置通入X氣體,并在管口P處點燃,實驗結果是澄清石灰水變渾濁,則X、Y可能是
A.H2和NaHCO3 B.H2和CuO
C.H2和Fe2O3 D.CO和Na2CO3
√
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A項,氫氣能燃燒,NaHCO3受熱分解生成二氧化碳,會
看到澄清石灰水變渾濁;
B項,H2和CuO反應生成水和Cu,不會看到澄清石灰水
變渾濁;
C項,H2和Fe2O3反應生成水和Fe,不會看到澄清石灰水變渾濁;
D項,CO能燃燒,但是碳酸鈉受熱不會分解,不會看到澄清石灰水變渾濁。
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7.下列有關Na2CO3與NaHCO3敘述錯誤的是
A.相同狀況下,等質量的NaHCO3和Na2CO3分別與足量鹽酸反應,Na2CO3產
生的CO2氣體體積小于NaHCO3
B.反應放出等量的CO2所消耗的酸:NaHCO3C.選用NaHCO3而不選擇Na2CO3治療胃酸過多,其原因為Na2CO3的堿性太強
D.NaHCO3能轉化為Na2CO3,但Na2CO3不能轉化為NaHCO3k
√
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根據反應:NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O,Na2CO3+2HCl===2NaCl
+CO2↑+H2O,相同質量的NaHCO3和Na2CO3分別與足量鹽酸反應,Na2CO3產生的CO2氣體少,A正確;
碳酸鈉堿性較強,具有腐蝕性,不能用于治療胃酸過多,可以用碳酸氫鈉,C正確。
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題組三　焰色試驗
8.(2023·安徽淮南四中高一段考)每看到綻放的美麗焰火,很容易聯想到化學中的焰色試驗,下列關于焰色試驗的說法不正確的是
A.焰色試驗是金屬元素在灼燒時火焰所呈現的顏色
B.應該用稀鹽酸清洗做過焰色試驗的鉑絲
C.K2CO3在酒精燈上灼燒時透過藍色鈷玻璃能觀察到紫色火焰
D.焰色試驗的本質是元素發生了化學變化
√
焰色試驗是元素的性質,實驗時沒有新物質生成,屬于物理變化,故選D。
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9.焰色試驗過程中鉑絲的清洗和灼燒、鉀的焰色的觀察兩項操作如圖所示:
下列敘述不正確的是
A.每次實驗中都要先將鉑絲灼燒至與
原來火焰顏色相同,再蘸取被檢驗的
物質
B.鉀的焰色要透過藍色鈷玻璃觀察
C.實驗時最好選擇本身顏色較深的火焰
D.沒有鉑絲可用光潔無銹的鐵絲代替進行實驗
√
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實驗時應選擇本身顏色較淺的火焰,這樣更易觀察被檢驗物質元素的焰色。
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10.(2023·重慶實驗中學高一期中)下列有關物質的除雜所選試劑和方法都正確的是
A.除去Na2CO3溶液中少量的NaHCO3加入足量的澄清石灰水
B.除去NaHCO3溶液中少量的Na2CO3通入足量的HCl氣體
C.除去CO2中的CO氣體:通入O2點燃轉化
D.除去Na2O2中的Na2O:將混合物在氧氣中加熱
√
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Na2CO3和NaHCO3溶液均能與氫氧化鈣溶液反應生成CaCO3沉淀,A錯誤;
Na2CO3和NaHCO3溶液均能與HCl氣體反應生成CO2,則通入足量的氯化氫氣體不能除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3雜質,B錯誤。
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11.(2024·石家莊高一統考期末)某同學設計如圖所示裝置,測定Na2CO3和NaHCO3混合樣品中Na2CO3的質量分數。下列說法正確的是
A.氣體X為空氣,反應前和反應后均需通
一段時間氣體X
B.裝置A、B之間必須加干燥裝置
C.a裝置內試劑可選用無水氯化鈣
D.缺少a裝置會導致所測碳酸鈉的質量分數偏低
√
X不能為空氣,空氣含CO2和水蒸氣,
影響生成的CO2質量的測定,A錯誤;
裝置B中的堿石灰吸收生成的CO2
和水,可知固體的質量差,裝置A、B之間可以不加干燥裝置,B錯誤;
a裝置內應裝堿石灰,目的是防止空氣中的CO2、水蒸氣進入裝置B影響測定結果,C錯誤;
沒有a裝置,測定CO2和H2O的質量偏大,NaHCO3的質量分數偏高,會導致所測Na2CO3的質量分數偏低,D正確。
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12.Na2CO3、NaHCO3是生活中常見的鹽,某實驗小組通過以下實驗探究這兩種物質的性質。
(1)某學生設計如圖所示裝置進行NaHCO3的
分解實驗,并證實產物中有CO2產生。
指出該學生設計的裝置圖的錯誤之處:_____
　 　　　。
加熱NaHCO3會產生水蒸氣,為防止水蒸氣冷凝回流使試管炸裂,需要試管口略向下傾斜,伸入試管的導管管口應靠近試管口方便氣體流出。
試管
口沒有略向下傾斜,伸入試管的導管伸得太長
(2)測定Na2CO3樣品(含氯化鈉雜質)中Na2CO3的質量分數:
①稱取m g樣品放入燒杯內加水溶解。
②加入過量的氯化鈣溶液充分反應,反應的化學
方程式為　 　　　。
③過濾、洗滌、干燥,稱量沉淀的質量為n g。
則樣品中Na2CO3的質量分數為　　　　。
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CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl
%
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碳酸鈉和氯化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉,化學方程式為CaCl2+
Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl。設碳酸鈉樣品中碳酸鈉的質量為x,則
Na2CO3+CaCl2===CaCO3↓+2NaCl
　 106　　　　　 100
　 x 　　　　　　 n g
=,解得x= g,樣品中Na2CO3的質量分數為×100%=%。
13.(2024·河北滄州高一月考)膨松劑是在食品加工過程中加入的,能使面坯發起形成多孔組織的,使食品具有松軟和酥脆特點的一類物質,其有效物質為NaHCO3。某興趣小組為研究某膨松劑的性質,
設計了如下實驗:
已知:
①堿石灰是固體氧化鈣和氫氧化鈉
的混合物。裝置氣密性良好,且各裝置中試劑皆過量。
②在加熱情況下的產氣量(CO2)是檢驗膨松劑品質的一項重要指標。
(1)裝置A中NaOH溶液的作用為　　　　　　　　　　　　,裝置E中堿石灰的作用為　　　 　　　　　。
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除去空氣中的二氧化碳
防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入到裝置D被吸收影響實驗
(2)將一定質量的膨松劑置于B中,B中發生的反應為___________________
____________。
(3)實驗時先連接好裝置A、B和C,通入一段時間空氣,再連接上裝置D、E;點燃酒精燈開始實驗;充分反應后停止加熱,應繼續通入一段時間空氣,這樣做的目的是　 　　 　　　　 。
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2NaHCO3
Na2CO3
+H2O+CO2↑
將生成的二氧化碳全部趕入裝置D中,讓其全部被堿石灰吸收
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實驗時先連接好裝置A、B和C,通入一段時間空氣,排盡裝置中的空氣(CO2),再連接上裝置D、E;點燃酒精燈開始實驗;充分反應后停止加熱,應繼續通入一段時間空氣,這樣做的目的是排干凈生成的CO2,讓其全部被堿石灰吸收,準確測量膨松劑的含量。
(4)實驗結束后稱量裝置　　　的質量差即為膨松劑的產氣量。
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裝置D的作用是吸收膨松劑分解產生的CO2。
D
(5)如果取5 g膨松劑樣品,測得產氣量為0.44 g,則該膨松劑的有效成分的百分含量為　　　　。
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5 g樣品生成CO2質量為0.44 g,根據2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑知5 g膨松劑樣品中含1.68 g碳酸氫鈉,則該膨松劑的有效成分的百分含量為×100%=33.6%。
33.6%
序號 操作 數據
① 測量下面實驗過程中溫度的變化
14.為探究Na2CO3和NaHCO3的性質,利用傳感器做如下實驗:
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序號 操作 數據
② 測量下面實驗過程中溶液pH的變化 注:Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的濃度相等
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提示:溶液pH越小,OH-的濃度越小,溶液堿性越弱。
(1)澄清石灰水顯堿性,用電離方程式表示其原因是　 　 　　。
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澄清石灰水顯堿性,是因為氫氧化鈣發生了電離,電離方程式為Ca(OH)2
===Ca2++2OH-。
Ca(OH)2===Ca2++2OH-
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由實驗①中圖像可知,溶解時吸收熱量的物質是NaHCO3。
NaHCO3
(2)實驗①中,溶解時吸收熱量的物質是　　　　　(填化學式)。
(3)實驗②中,Na2CO3溶液和澄清石灰水反應的離子方程式為　　 　
　　 　　　,OH-未參與該反應的實驗證據是_______________________
________________________。
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C+Ca2+
===CaCO3↓
加入Na2CO3溶液和加入
蒸餾水的pH變化曲線相似
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Na2CO3溶液和澄清石灰水反應的離子方程式為C+Ca2+===CaCO3↓,
通過實驗②中圖像可知加入Na2CO3溶液和加入蒸餾水的pH變化曲線相似,故OH-未參與該反應。
(4)實驗②中,滴加NaHCO3溶液的燒杯中溶液pH的變化與滴加Na2CO3溶液的pH有明顯差異,原因是滴加NaHCO3溶液的燒杯中____________(填離子符號)參與了反應,寫出滴加少量NaHCO3溶液時反應的離子方程式:
　　　 　　　　　　　　　。
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OH-、HC
Ca2++HC+OH-===H2O+CaCO3↓
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