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核心素养测评
第10讲　碳酸钠与碳酸氢钠
题组一:碳酸钠与碳酸氢钠
1.(3分)(2026·肇庆模拟)劳动创造美好生活。下列对劳动项目涉及的相关化学知识表述错误的是(　　)
选项 劳动项目 化学知识
A 用热的纯碱溶液除去餐具表面的油污 热的纯碱溶液碱性较强,促进油脂水解生成易溶于水的物质
B 用小苏打发酵面团制作馒头 小苏打受热分解产生二氧化碳气体,使面团疏松多孔
C 用泡沫灭火器灭火 碳酸氢钠受热易分解
D 用小苏打制抗酸药 NaHCO3与盐酸发生反应
【解析】选C。加热促进水解,热的纯碱溶液碱性增强,促进油脂水解生成可溶性物质,A正确;小苏打(碳酸氢钠)受热分解产生二氧化碳,使面团疏松多孔,B正确;泡沫灭火器利用碳酸氢钠与硫酸铝的互促水解反应,而非受热分解,C错误;用小苏打(NaHCO3)作抗酸药是利用其与胃酸(HCl)反应中和酸性,D正确。
2.(3分)(2026·河源模拟)已知结合H+的能力:OH >C,将0.01 mol NaOH和0.01 mol Na2CO3混合并配成溶液,向溶液中滴加
0.1 mol·L 1盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是(　　)
【解析】选C。对NaOH和Na2CO3混合配成的溶液,盐酸加入初期,先发生NaOH+HCl===NaCl+H2O(消耗HCl 0.01 mol,盐酸体积
0.1 L),此阶段无CO2生成;随后再发生Na2CO3+HCl===NaHCO3+ NaCl(消耗HCl 0.01 mol,盐酸体积0.1 L)即从0~0.2 L图像应无气体产生,最后一个阶段发生反应NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+ H2O(消耗HCl 0.01 mol,盐酸体积0.1 L),CO2从0增至0.01 mol,加入0.3 L 盐酸后CO2量不变。C项图像符合此过程。
3.(3分)高三年级甲同学在学完钠及其化合物后,取少量实验室中已变质的纯碱样品(含杂质NaHCO3)配制成溶液,做了如下实验,滴加Ca(OH)2溶液过程中出现白色沉淀,下列说法正确的是(　　)
A.滴加过程中,也有气泡产生
B.滴加过程中,涉及反应:2HC+2OH +Ca2+===C+2H2O+ CaCO3↓
C.滴加过程中,溶液的碱性逐渐减弱
D.恰好不再产生沉淀时,溶液中的溶质成分不唯一
【解析】选B。向碳酸钠和碳酸氢钠混合溶液中滴加氢氧化钙溶液时,碳酸氢钠溶液先与氢氧化钙溶液反应生成碳酸钠、碳酸钙沉淀和水,碳酸氢钠完全反应后,碳酸钠溶液与氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,碳酸钠溶液的碱性强于碳酸氢钠且生成NaOH,所以滴加过程中,溶液的碱性逐渐增强。由分析可知,滴加过程中没有气泡产生,A错误;由分析可知,滴加过程中碳酸氢钠溶液先与氢氧化钙溶液反应生成碳酸钠、碳酸钙沉淀和水,反应的离子方程式为2HC+2OH +Ca2+===C+2H2O+CaCO3↓,B正确;由分析可知,滴加过程中,溶液的碱性逐渐增强,C错误;由分析可知,恰好不再产生沉淀时,溶液中的溶质只有氢氧化钠,D错误。
4.(8分)某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体,用不同的方法做了以下实验,如图Ⅰ~Ⅳ所示。
(1)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验,能够达到实验目的的是________(填装置序号)。(2分)
(2)图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质,其反应
的化学方程式为_________________________________________
______________________________________________________;
与实验Ⅲ相比,实验Ⅳ的优点是________(填字母)。(4分)
A.Ⅳ比Ⅲ复杂
B.Ⅳ比Ⅲ安全
C.Ⅳ比Ⅲ操作简便
D.Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验,而Ⅲ不行
(3)若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性,则试管B中装入的固体最好是________(填化学式)。(2分)
【解析】(1)图Ⅰ不能达到实验目的,因为碳酸钠和碳酸氢钠均可以与盐酸反应产生二氧化碳,二氧化碳气体使澄清石灰水变浑浊;图Ⅱ可以鉴别,因为等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量的稀盐酸反应,生成的二氧化碳气体的量不同,可根据气球膨胀程度来判断。(3)试管B装入碳酸氢钠,试管A装入碳酸钠,这样直接加热的碳酸钠,温度高,不分解,澄清石灰水不变浑浊,而间接加热的碳酸氢钠分解,澄清石灰水变浑浊,表明了碳酸氢钠不稳定。
答案:(1)Ⅱ　(2)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑、
CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O　D
(3)NaHCO3
题组二:碱金属　焰色试验
1.(3分)Li、Na、K、Rb、Cs都是第ⅠA族的元素。下列关于第ⅠA族的元素的叙述正确的是(　　)
A.锂在空气中燃烧生成Li2O2
B.KOH的碱性比NaOH的弱
C.常温下,Rb、Cs露置在空气中不易变质
D.K与水反应比Na与水反应更剧烈
【解析】选D。锂与氧气反应只生成Li2O,A错误;金属性:K>Na,则KOH的碱性比NaOH的强,B错误;Rb、Cs性质比Na更活泼,更易与氧气反应,C错误;K的金属性比Na强,则K与水反应比Na与水反应更剧烈,D正确。
2.(3分)“东风夜放花千树。更吹落、星如雨。”早在宋代,人们就发现不同的金属化合物在高温灼烧时,火焰会呈现出不同的颜色,烟花逐渐出现在盛大的典礼或表演中。下列有关说法正确的是(　　)
A.高温灼烧时,铜元素的焰色为黄色
B.焰色试验利用了金属的化学性质
C.某物质在灼烧时焰色为黄色,则该物质一定不含K元素
D.烟花呈现的色彩,是电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以光的形式释放的能量
【解析】选D。铜元素的焰色为绿色,不是黄色,故A错误;焰色试验是金属原子中激发态电子跃迁到低能级时以光的形式释放能量,属于某些金属元素的物理性质,故B错误;钾元素的紫光必须透过蓝色钴玻璃才能观察到,故某物质灼烧时焰色为黄色,则不一定只含钠元素,也可能含钾元素,故C错误;烟花呈现的色彩,是电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以光的形式释放能量的过程,故D正确。
3.(3分)碱金属锂和镁的性质相似,下列有关锂及其化合物的说法不正确的是(　　)
A.Li2SO4易溶于水
B.LiOH易溶于水
C.Li的熔点比钠高
D.Li2CO3受热分解,生成Li2O和CO2
【解析】选B。碱金属锂和镁的性质相似,MgSO4易溶于水,所以Li2SO4易溶于水,A正确;Mg(OH)2不易溶于水,所以LiOH也不易溶于水,B错误;碱金属随着原子序数的递增,熔点逐渐降低,Li的熔点比钠高,C正确;碳酸镁受热可分解生成氧化镁和二氧化碳,Li2CO3受热分解,生成Li2O和CO2,D正确。
4.(3分)(2026·东莞模拟)过氧化物和超氧化物均可作为强氧化剂,空间站中它们与CO2反应产生的O2可供航天员呼吸,K2O2、KO2与CO2转化为O2的反应如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.、O2均含π键和σ键
B.CO2、C的VSEPR模型均为平面三角形
C.反应Ⅰ和Ⅱ中,被氧化和被还原的O原子个数比均为1∶1
D.反应Ⅰ和Ⅱ中,生成1 mol K2CO3转移的电子数之比为2∶3
【解析】选D。只含σ键,O2含π键和σ键,A项错误;CO2中碳原子为sp杂化,VSEPR模型为直线形,C中碳原子为sp2杂化,VSEPR模型为平面三角形,B项错误;反应Ⅰ为2K2O2+2CO2=== O2+2K2CO3,K2O2中一部分O的化合价由 1升高至0,另一部分O的化合价由 1降低至 2,被氧化和被还原的O原子个数比为1∶1,反应Ⅱ为4KO2+2CO2===3O2+2K2CO3,KO2中一部分O的化合价由 升高至0,另一部分O的化合价由 降低至 2,被氧化和被还原的O原子个数比为3∶1,C项错误;反应Ⅰ为2K2O2+2CO2===O2+ 2K2CO3,反应Ⅱ为4KO2+2CO2===3O2+2K2CO3,由化学方程式可知,反应Ⅰ和Ⅱ中生成1 mol K2CO3转移的电子数之比为2∶3,D项正确。
5.(12分)全球对锂资源的需求不断增长,从海水、盐湖中提取锂越来越受到重视。金属锂(Li)的化学性质与镁相似,在加热的条件下锂能与氮气反应生成氮化锂(Li3N,遇水剧烈反应)。某课题组设计了如图实验装置制备氮化锂(部分夹持装置省略)并测定其纯度。回答下列问题:
已知:实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵(NH4Cl)溶液经加热后反应制取氮气,该反应为放热反应。
(1)实验室保存锂的方法是将锂保存在________________________
中。(1分)
(2)A中发生反应的化学方程式为____________________________
__________________________________________________。(2分)
(3)缺少E装置可能产生的后果是____________________________
__________________________________________________。(2分)
(4)测定Li3N产品纯度:取m g Li3N产品于蒸馏烧瓶中,打开止水夹,通过安全漏斗向蒸馏烧瓶中加入足量的水,装置如图。
①G中的液体可选择______________(填“水”“煤油”或“饱和食盐水”)。(1分)
②反应结束冷却至室温后,读数前应先________________________
____________________________________。(2分)
③测得气体体积为V L(已折合成标准状况)。该Li3N产品的纯度为__________(用含m和V的代数式表示)。若Li3N产品中混有Li,则测得纯度______________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。(4分)
【解析】A装置制取氮气,B装置除去氮气中的氨气、氯化氢杂质,C干燥氮气,D中锂与氮气反应生成Li3N,E装置中的碱石灰防止空气中的水蒸气进入D装置中与Li3N、Li反应,据此解答。(1)锂化学性质活泼,可以和空气中的成分反应,需要密封保存,实验室保存锂的方法是将锂保存在石蜡油中。(2)A中制取氮气,发生反应的化学方程式为NH4Cl+NaNO2NaCl+2H2O+N2↑。(3)E装置中的碱石灰防止空气中的水蒸气、二氧化碳进入D装置中与Li3N、Li反应,缺少E装置可能产生的后果是空气中的CO2和H2O进入D中与Li反应或空气中的H2O进入D中与Li3N反应。(4)①由题意知,氮化锂与水反应生成氢氧化锂和氨气,通过测量氨气气体体积,测定Li3N产品纯度,则G中的液体不能溶解氨气,因氨气极易溶于水,也能溶于饱和食盐水,所以G中的液体可选择煤油。②反应结束冷却至室温后,为减小实验误差,读数前应先上下移动量筒,使其液面与广口瓶(或G)中液面相平。③装置F中发生反应:Li3N+3H2O=== 3LiOH+NH3↑,根据题意有n(Li3N)=n(NH3)= = mol,则ω(Li3N)=×100%=×100%。锂能与水反应产生H2,如果产品混有锂,则产生气体体积偏大,测得产品纯度偏高。
答案:(1)石蜡油
(2)NH4Cl+NaNO2NaCl+2H2O+N2↑
(3)空气中的CO2和H2O进入D中与Li反应或空气中的H2O进入D中与Li3N反应
(4)①煤油　②上下移动量筒,使其液面与广口瓶(或G)中液面相平　③×100%　偏高
题组三:钠及其化合物的转化关系
1.(3分)钠及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是
(　　)
A.金属钠与TiCl4反应可制备金属钛
B.呼吸面具中的Na2O2吸收人体呼出的CO2和H2O,同时释放出O2
C.侯氏制碱法的原理是将NH3通入含有CO2的饱和食盐水中制得NaHCO3
D.泡沫灭火器的原理是利用NaHCO3溶液与Al2(SO4)3溶液混合制取CO2
【解析】选C。A项,金属钠还原性强于钛,与TiCl4反应可制备金属钛,正确;B项,2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,2Na2O2+2H2O=== 4NaOH+O2↑,呼吸面具中的Na2O2吸收人体呼出的CO2和H2O,同时释放出O2,正确;C项,氨在水中溶解度大,侯氏制碱法的原理是将CO2通入含有NH3的饱和食盐水中制得NaHCO3,错误;D项,泡沫灭火器的原理是利用NaHCO3溶液与Al2(SO4)3溶液混合发生反应生成氢氧化铝并制取CO2,正确。
2.(3分)在指定条件下,下列选项所示的物质间转化能实现的是
(　　)
A.CO2(g)NaHCO3(aq)
B.NaCl(aq)NaHCO3(s)
C.Na2CO3(aq)NaHCO3(aq)
D.NaClO4(aq)HClO4(aq)
【解析】选C。A项,CO2与足量NaOH溶液反应生成Na2CO3,错误;B项,向NaCl溶液中通入CO2不能生成NaHCO3,错误;C项,Na2CO3、CO2和水反应生成NaHCO3,正确;D项,HClO4的酸性强于碳酸,错误。
3.(3分)元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具。如图所示为钠的价类二维图,下列说法正确的是
(　　)
A.①是碱性氧化物,阴、阳离子个数比为1∶2
B.图中物质间的相互转化不涉及分解反应
C.NaH与水反应生成标准状况下4.48 L H2时,转移电子的物质的量为0.2 mol
D.苏打可用来治疗胃酸过多
【解析】选C。①是氧化物,为Na2O(碱性氧化物)或Na2O2(过氧化物,不是碱性氧化物),A错误;NaHCO3受热分解转化为Na2CO3为分解反应,B错误;从核心元素价态看,NaH中,Na元素显+1价,则H元素为 1,易失电子,常用作还原剂。NaH与水发生反应为NaH+H2O===NaOH+H2↑,可得H2~e ,生成标准状况下4.48 L H2(物质的量为0.2 mol)时,转移电子的物质的量为0.2 mol,C正确;苏打为Na2CO3,溶液碱性较强,不用于治疗胃酸过多,生活中常用小苏打NaHCO3或Al(OH)3治疗胃酸过多,D错误。
4.(13分)某兴趣小组设计如图所示实验装置,验证Na与CO2能否发生反应。已知PdCl2能被CO还原得到黑色的金属Pd。请回答下列问题:
(1)猜想:Na与CO2能发生反应。理论依据是___________________
_________________________________________________。(2分)
(2)装置B中的试剂是______,作用是_________________________
_________________________________________________。(3分)
(3)将样品装入硬质玻璃管中,再按如下顺序进行实验操作。
①打开K1和K2,通入CO2待E中出现__________时,再点燃酒精灯,此操作的目的是__________________________________________
__________________________________________________;(4分)
②熄灭酒精灯;③冷却到室温;④关闭K1和K2。
(4)加热D装置中硬质玻璃管一段时间,观察到以下现象:
①钠块表面变黑,熔融成金属小球;
②继续加热,钠燃烧产生黄色火焰,硬质玻璃管中有大量黑色和白色固体产生。
③F中试管内壁有黑色沉淀产生。
产生上述现象②中黑色固体的原因是________________________
__________________________________________________。(2分)
(5)探究硬质玻璃管中固体产物中钠元素的存在形式。
假设一:白色固体是Na2CO3;
假设二:白色固体是Na2O;
假设三:白色固体是Na2CO3和Na2O的混合物。
请完成下列实验设计,验证上述假设;
步骤1:将硬质玻璃管中的固体产物溶于水后,过滤;
步骤2:往步骤1所得滤液中加入足量的__________溶液产生白色沉淀,过滤;
步骤3:往步骤2所得滤液中滴加几滴酚酞试液,滤液不变红色。
结论:假设一成立。(2分)
【解析】装置A用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳气体,装置B中盛放饱和碳酸氢钠溶液用来除去二氧化碳中混有的HCl,C中盛放浓硫酸干燥二氧化碳气体,在D装置中Na和二氧化碳反应,装置F中PdCl2溶液检验是否有CO生成,气球收集CO,防止污染空气。(1)Na的化合价为0,具有强还原性,CO2中C元素的化合价为+4价,具有氧化性,两者能发生反应,理论依据是Na具有还原性、CO2具有氧化性,两者能反应。(2)盐酸易挥发,制备的二氧化碳中混有HCl,HCl能与Na反应,影响实验,装置B中盛放饱和NaHCO3溶液,用来除去CO2中混有的HCl。(3)装置中含有的空气影响实验,需要用二氧化碳排尽,先打开K1和K2,通入二氧化碳待E中出现大量白色沉淀时,说明装置中空气已经排尽,再点燃酒精灯。(4)步骤②继续加热,钠燃烧产生黄色火焰,硬质玻璃管中有大量黑色和白色固体产生,黑色固体是CO2与Na反应生成的碳单质。(5)假设一成立:先将固体溶于水,加入试剂将碳酸根离子转化为白色沉淀,再用酚酞试液来确定溶液不呈碱性,证明没有Na2O,则加入的试剂与碳酸钠反应生成碳酸盐沉淀与钠盐,试剂可为BaCl2或CaCl2溶液等。
答案:(1)Na具有还原性、CO2具有氧化性,两者能反应
(2)饱和NaHCO3溶液　除去CO2中混有的HCl
(3)大量白色沉淀　排尽装置中空气
(4)CO2与Na反应生成碳单质
(5)BaCl2(或CaCl2等)
- 14 -(共35张PPT)
第10讲　碳酸钠与碳酸氢钠
复习任务一:碳酸钠与碳酸氢钠
复习任务二:碱金属　焰色试验
复习任务三:钠及其化合物的转化关系
【课标引领】
1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解碳酸钠与碳酸氢钠的主要性质,了解这些物质在生产、生活中的应用。
2.结合实例认识碳酸钠与碳酸氢钠,了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化,认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。
复习任务一:碳酸钠与碳酸氢钠
【要点梳理　夯基固本】
1.Na2CO3、NaHCO3的性质比较
化学名称 碳酸钠 碳酸氢钠
化学式 Na2CO3(白色粉末) NaHCO3(白色晶体)
俗名 ______________ ________
溶解性 二者均能溶于水,Na2CO3的溶解度___(填“>”或“<”)NaHCO3的溶解度
溶液酸碱性 二者均为强碱弱酸盐,水解使溶液呈____性,同温同 浓度时,Na2CO3溶液的碱性____NaHCO3溶液的碱性
纯碱、苏打
小苏打
>
碱
强于
化学名称 碳酸钠 碳酸氢钠
与盐酸反应 ________________________ ___________(酸少量)、 ________________________ ______________(酸过量) ___________________
___________________
Na2CO3+HCl===NaCl+
NaHCO3
Na2CO3+2HCl===2NaCl+
H2O+CO2↑
NaHCO3+HCl===
NaCl+H2O+CO2↑
化学名称 碳酸钠 碳酸氢钠
与Ca(OH)2 反应 Na2CO3+Ca(OH)2 === ________________ 碱少量:_____________
___________________________
_________
碱过量:_____________________
_______________________
热稳定性 很稳定 不稳定:_______________
_________________________
===
△
CaCO3↓+2NaOH
2NaHCO3+
Ca(OH)2===CaCO3↓+Na2CO3
+2H2O
NaHCO3+Ca(OH)2===
CaCO3↓+NaOH+H2O
2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑
化学名称 碳酸钠 碳酸氢钠
与Al2(SO4)3 反应 2Al3++3C+3H2O=== 2Al(OH)3↓+3CO2↑ Al3++3HC===
Al(OH)3↓+3CO2↑
相互转化 Na2CO3 NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3 NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O 2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O
主要用途 用于玻璃、制皂、造纸、纺织等工业 制发酵粉、治疗胃酸过多的药剂等
2.Na2CO3、NaHCO3的性质应用
(1)Na2CO3、NaHCO3的鉴别方法
①固体的鉴别用加热法:加热时产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是
__________固体。
②气体法
NaHCO3
③测pH法
(2)Na2CO3、NaHCO3的除杂
序号 混合物(括号内为杂质) 除杂方法
① Na2CO3固体(NaHCO3) 加热法
② NaHCO3溶液(Na2CO3) 通入足量CO2
③ Na2CO3溶液(NaHCO3) 滴加适量NaOH溶液
【考向探究　考法洞察】
考向一:Na2CO3、NaHCO3的用途和性质
1.Na2CO3和NaHCO3可作食用碱。下列用来解释事实的方程式中,
不合理的是(　　)
A.Na2CO3溶液可除油污:C+H2O HC+OH
B.NaHCO3可作发酵粉:2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O
C.Na2CO3可用NaOH溶液吸收CO2制备:2OH +CO2===C+H2O
D.NaHCO3与食醋混用,产生CO2气体:HC+H+===CO2↑+H2O
√
【解析】选D。A项,碳酸钠水解生成碳酸氢钠和氢氧化钠,离子方程式
为C+H2O HC+OH ,溶液显碱性,油脂在碱性条件下水解生成可
溶于水的物质,正确;B项,碳酸氢钠不稳定,受热分解生成碳酸钠和水、
二氧化碳:2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O,所以可作发酵粉,正确;
C项,二氧化碳为酸性氧化物,二氧化碳与过量氢氧化钠反应生成碳酸钠,
离子方程式:2OH +CO2===C+H2O,正确;D项,NaHCO3与食醋混用,
产生CO2气体:HC+CH3COOH===CO2↑ +H2O+CH3COO ,错误。
考向二:Na2CO3、NaHCO3的鉴别与除杂
2.(鉴别)下列方法可以鉴别Na2CO3和NaHCO3的是________(填字母)。
A.取Na2CO3和NaHCO3两种固体各1 g,分别溶于5 mL蒸馏水中,分别
用温度计测量温度
B.根据图示实验(稀盐酸足量)同时把固体倒入稀盐酸中,观察气球大小
ABCE
C.同温下,向等物质的量浓度的Na2CO3和NaHCO3两溶液中分别滴入3滴酚酞,观察现象
D.取Na2CO3和NaHCO3两种固体各1 g,分别溶于5 mL蒸馏水中,分别向其中滴加少量Ca(OH)2溶液
E.根据图示实验,观察两侧澄清石灰水的实验现象
【解析】Na2CO3溶于水放热,温度应上升,NaHCO3溶于水吸热,温度应下降,A符合题意;等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应时,碳酸氢钠产生的二氧化碳量多,B符合题意;碳酸根离子的水解程度比碳酸氢根离子强,因Na2CO3溶液的碱性比NaHCO3强,等浓度时酚酞应更红,C符合题意;碳酸钠与少量Ca(OH)2反应生成CaCO3沉淀,而碳酸氢钠与少量Ca(OH)2反应也会生成CaCO3沉淀,两者均会产生沉淀,无法区分,D不符合题意;碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,反应生成的二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,而碳酸钠受热不分解,E符合题意。
3.(除杂)(苏教版必修第一册P77T8改编)选择适当的试剂或方法除去杂质,并完成转化的化学方程式,“[　]”内为杂质。
(1)Na2CO3(s)[NaHCO3]:__________________________________,
______________________________________________________。
(2)NaHCO3(aq)[Na2CO3]:_________________________________,
______________________________________________________。
(3)Na2CO3(aq)[NaHCO3]:_________________________________,
______________________________________________________。
NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O
===
△
充分灼烧至恒重
2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑
通入足量CO2
Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3
滴加适量NaOH溶液
复习任务二:碱金属　焰色试验
【要点梳理　夯基固本】
1.碱金属的性质
(1)相似性和递变性
项目 相似性 递变性(由Li→Cs)
原子结构 最外层均为__个电子 电子层数逐渐______;
核电荷数逐渐_____;
原子半径逐渐_____
元素性质 都具有较强的_______, 最高正价均为___价 金属性逐渐_____
1
增多
增大
增大
金属性
+1
增强
项目 相似性 递变性(由Li→Cs)
单质性质 物理 性质 (除Cs外)都呈银白色, 密度较小,熔、沸点 _____ 密度逐渐增大(钾反常),
熔、沸点逐渐_______
化学 性质 都具有较强的________ 还原性逐渐______;与O2反应
越来越剧烈,产物越来越复杂
与水反应越来越剧烈,通式:
________________________
(用R表示碱金属)
较低
还原性
降低
增强
2R+2H2O===2ROH+H2↑
(2)特殊性
①碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大,但钾的密度比钠的___。
②碱金属一般都保存在_____中,但锂保存在______中。原因是
________________________。
③试剂瓶中的试剂取出后,一般不能放回原试剂瓶,但________、
白磷等需放回原试剂瓶。
④锂与O2反应与钠不同,只生成______。
⑤碱金属失火不能用水来灭火,应用____________灭火
⑥碱金属氢化物都是离子化合物,氢元素显____价,是强还原剂。
小
煤油
石蜡
锂的密度小于煤油的密度
Na、K
Li2O
干燥的沙土
1
2.焰色试验
(1)概念:很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出_________,
可以判断试样所含的金属元素,化学上把这样的_____________称为焰色
试验。这种变化属于_____变化,是_____的性质。
(2)操作步骤
特征颜色
定性分析操作
物理
元素
(3)常见金属元素的焰色
备注 钾透过蓝色钴玻璃观察焰色。
金属元素 锂 钠 钾 铷
焰色 ________ ______ ______ ______
金属元素 钙 锶 钡 铜
焰色 ________ _______ _______ ______
紫红色
黄色
紫色
紫色
砖红色
洋红色
黄绿色
绿色
【考向探究　考法洞察】
考向一:碱金属的性质
1.碱金属单质及其化合物有广泛应用。回答下列问题:
(1)锂是最轻的活泼金属,常用于制造高效锂电池。电解池中的电解液
不能用水作溶剂,原因是________________________________。
(2)金属钾是一种活泼的金属,下列有关其性质的说法正确的是
________(填字母)。
A.钾在空气中燃烧时,只生成K2O
B.钾与水反应,由于反应剧烈可能发生爆炸
锂可以与水反应
B
(3)KH是种野外供氢剂,其电子式为________________,与水反应放出
氢气,化学方程式为____________________________________。
生成1 mol氢气时,反应中转移的电子数为__________________。
(4)NaH在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂(铁锈的成分表示
为Fe2O3),脱锈过程中生成两种产物,其反应的化学方程式:
____________________________________________________。
3NaH+Fe2O3===2Fe+3NaOH
K+[]
KH+H2O===KOH+H2↑
NA(或6.02×1023)
【解析】(1)碱金属单质及其氢化物都是强还原剂,遇水立即反应产生氢
气和碱金属的氢氧化物。(2)钾在空气中燃烧,生成K2O、K2O2及KO2等
多种氧化物,A项错误;钾与水反应,非常剧烈可能会发生爆炸,B项正确。
(3) ,由双线桥可知每生成1 mol H2转移l mol e 即NA个
电子。(4)NaH作为脱锈剂,使得Fe2O3失去氧原子,生成Fe,而NaH得氧原
子,生成NaOH。
考向二:焰色试验
2.下列关于焰色试验的说法正确的是(　　)
A.焰色试验是金属化合物的性质
B.NaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色相同
C.焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察
D.所有金属及其化合物灼烧时火焰均有颜色
√
【解析】选B。焰色试验是金属元素的性质,故A错误;NaCl与Na2CO3都含有Na元素,灼烧时火焰都呈黄色,故B正确;只有观察K的火焰颜色时才要透过蓝色钴玻璃,故C错误;不是所有的金属元素灼烧时火焰都有颜色,如铂、铁等,故D错误。
复习任务三:钠及其化合物的转化关系
【要点梳理　夯基固本】
1.钠及其化合物的“价 类”二维图
2.重要方程式书写再落实
(1)Na2O2吸收水和二氧化碳的化学方程式分别为_______________
_________________,______________________________。
(2)以海水中的氯化钠为原料分别制取金属钠、烧碱、纯碱的化学
方程式:
①制取金属钠:_____________________________;
②现代工业制烧碱:___________________________________;
③制取纯碱:_________________________________________
_____________________________________。
===
电解
===
△
2Na2O2+2H2O
===4NaOH+O2↑
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑
2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl,
2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑
===
电解
(3)烧碱溶液中通入CO2的离子方程式:
①CO2少量:__________________________;
②CO2过量:_____________________。
(4)饱和碳酸钠溶液中通入CO2的离子方程式:
______________________________________。
2OH +CO2===C+H2O
OH +CO2===HC
2Na++C+ CO2+H2O===2NaHCO3↓
【考向探究　考法洞察】
1.(2025·河南适应性演练)W是一种短周期金属元素的单质,V是无色气体。它们之间的转化关系如图所示(略去部分生成物和反应条件)。下列说法错误的是(　　)
A.气体V可通过排水法收集
B.X与水反应能生成气体V
C.Y易溶于水,溶液显碱性
D.电解Z的水溶液可得到W
√
【解析】选D。W是一种短周期金属元素的单质,V是无色气体,W与V在加热条件下反应生成X,X与CO2反应又能生成V,则W为Na,V为O2,X为Na2O2,Y为Na2CO3,Y与HCl反应生成Z,Z为NaCl。V为O2,可通过排水法收集,A正确;X为Na2O2,Na2O2与水反应能生成O2,B正确;Y为Na2CO3,易溶于水,由于C水解,溶液显碱性,C正确;Z为NaCl,电解NaCl水溶液得不到W(Na),应该电解熔融氯化钠,D错误。
2.元素的“价 类”二维图指的是以元素的化合价为纵坐标,以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。如图所示为钠元素的“价 类”二维图,其中的箭头表示部分物质间的转化关系,下列说法不正确的是(　　)
A.氢氧化钠溶液可以与过量二氧化碳
反应实现转化关系①
B.Na2O2发生④⑤的转化均有O2产生
C.碳酸钠溶液中不断滴加盐酸依次发
生反应③和⑧生成氯化钠
D.反应②只能通过加热才能实现物质转化
√
【解析】选D。A项,氢氧化钠溶液与过量二氧化碳反应的化学方程式
为CO2(过量)+NaOH===NaHCO3,可以实现转化关系①,正确;B项,
Na2O2与水和二氧化碳反应的化学方程式分别为2Na2O2+2H2O ===
4NaOH+O2↑、2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,因此④⑤的转化均有O2
产生,正确;C项,碳酸钠溶液中不断滴加盐酸依次发生反应③Na2CO3+
HCl===NaCl+NaHCO3和反应⑧NaHCO3+HCl===NaCl+ H2O+CO2↑,
都生成氯化钠,正确;D项,反应②通过加热能实现物质转化,2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑,也可加入氢氧化钠溶液实现物质转化,
NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O,错误。(共40张PPT)
核心素养测评
第10讲　碳酸钠与碳酸氢钠
题组一:碳酸钠与碳酸氢钠
1.(3分)(2026·肇庆模拟)劳动创造美好生活。下列对劳动项目涉及的
相关化学知识表述错误的是(　　)
选项 劳动项目 化学知识
A 用热的纯碱溶液除去餐具表面的油污 热的纯碱溶液碱性较强,促进油脂水解生成易溶于水的物质
B 用小苏打发酵面团制作馒头 小苏打受热分解产生二氧化碳气体,使面团疏松多孔
C 用泡沫灭火器灭火 碳酸氢钠受热易分解
D 用小苏打制抗酸药 NaHCO3与盐酸发生反应
√
【解析】选C。加热促进水解,热的纯碱溶液碱性增强,促进油脂水解生成可溶性物质,A正确;小苏打(碳酸氢钠)受热分解产生二氧化碳,使面团疏松多孔,B正确;泡沫灭火器利用碳酸氢钠与硫酸铝的互促水解反应,而非受热分解,C错误;用小苏打(NaHCO3)作抗酸药是利用其与胃酸(HCl)反应中和酸性,D正确。
2.(3分)(2026·河源模拟)已知结合H+的能力:OH >C,将0.01 mol NaOH和0.01 mol Na2CO3混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1 mol·L 1盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是(　　)
√
【解析】选C。对NaOH和Na2CO3混合配成的溶液,盐酸加入初期,先发生NaOH+HCl===NaCl+H2O(消耗HCl 0.01 mol,盐酸体积0.1 L),此阶段无CO2生成;随后再发生Na2CO3+HCl===NaHCO3+ NaCl(消耗HCl 0.01 mol,盐酸体积0.1 L)即从0~0.2 L图像应无气体产生,最后一个阶段发生反应NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+ H2O(消耗HCl 0.01 mol,盐酸体积0.1 L),CO2从0增至0.01 mol,加入0.3 L 盐酸后CO2量不变。C项图像符合此过程。
3.(3分)高三年级甲同学在学完钠及其化合物后,取少量实验室中已变质的纯碱样品(含杂质NaHCO3)配制成溶液,做了如下实验,滴加Ca(OH)2溶液过程中出现白色沉淀,下列说法正确的是(　　)
A.滴加过程中,也有气泡产生
B.滴加过程中,涉及反应:
2HC+2OH +Ca2+===C+2H2O+ CaCO3↓
C.滴加过程中,溶液的碱性逐渐减弱
D.恰好不再产生沉淀时,溶液中的溶质成分不唯一
√
【解析】选B。向碳酸钠和碳酸氢钠混合溶液中滴加氢氧化钙溶液时,碳酸氢钠溶液先与氢氧化钙溶液反应生成碳酸钠、碳酸钙沉淀和水,碳酸氢钠完全反应后,碳酸钠溶液与氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,碳酸钠溶液的碱性强于碳酸氢钠且生成NaOH,所以滴加过程中,溶液的碱性逐渐增强。由分析可知,滴加过程中没有气泡产生,A错误;
由分析可知,滴加过程中碳酸氢钠溶液先与氢氧化钙溶液反应生成碳酸钠、碳酸钙沉淀和水,反应的离子方程式为2HC+2OH +Ca2+=== C+2H2O+CaCO3↓,B正确;由分析可知,滴加过程中,溶液的碱性逐渐增强,C错误;由分析可知,恰好不再产生沉淀时,溶液中的溶质只有氢氧化钠,D错误。
4.(8分)某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体,用不同的方法做了以下实验,如图Ⅰ~Ⅳ所示。
(1)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验,能够达到实验目的的是________(填装置
序号)。(2分)
(2)图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质,其反应的化学方程式为
_______________________________________________________;
与实验Ⅲ相比,实验Ⅳ的优点是________(填字母)。(4分)
A.Ⅳ比Ⅲ复杂
B.Ⅳ比Ⅲ安全
C.Ⅳ比Ⅲ操作简便
D.Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验,而Ⅲ不行
Ⅱ
2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑、CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O
D
(3)若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性,则试管B中装入的
固体最好是_____________(填化学式)。(2分)
NaHCO3
【解析】(1)图Ⅰ不能达到实验目的,因为碳酸钠和碳酸氢钠均可以与盐酸反应产生二氧化碳,二氧化碳气体使澄清石灰水变浑浊;图Ⅱ可以鉴别,因为等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量的稀盐酸反应,生成的二氧化碳气体的量不同,可根据气球膨胀程度来判断。(3)试管B装入碳酸氢钠,试管A装入碳酸钠,这样直接加热的碳酸钠,温度高,不分解,澄清石灰水不变浑浊,而间接加热的碳酸氢钠分解,澄清石灰水变浑浊,表明了碳酸氢钠不稳定。
题组二:碱金属　焰色试验
1.(3分)Li、Na、K、Rb、Cs都是第ⅠA族的元素。下列关于第ⅠA族的元素的叙述正确的是(　　)
A.锂在空气中燃烧生成Li2O2
B.KOH的碱性比NaOH的弱
C.常温下,Rb、Cs露置在空气中不易变质
D.K与水反应比Na与水反应更剧烈
√
【解析】选D。锂与氧气反应只生成Li2O,A错误;金属性:K>Na,则KOH的碱性比NaOH的强,B错误;Rb、Cs性质比Na更活泼,更易与氧气反应,C错误;K的金属性比Na强,则K与水反应比Na与水反应更剧烈,D正确。
2.(3分)“东风夜放花千树。更吹落、星如雨。”早在宋代,人们就发现不同的金属化合物在高温灼烧时,火焰会呈现出不同的颜色,烟花逐渐出现在盛大的典礼或表演中。下列有关说法正确的是(　　)
A.高温灼烧时,铜元素的焰色为黄色
B.焰色试验利用了金属的化学性质
C.某物质在灼烧时焰色为黄色,则该物质一定不含K元素
D.烟花呈现的色彩,是电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以光的形式释放的能量
√
【解析】选D。铜元素的焰色为绿色,不是黄色,故A错误;焰色试验是金属原子中激发态电子跃迁到低能级时以光的形式释放能量,属于某些金属元素的物理性质,故B错误;钾元素的紫光必须透过蓝色钴玻璃才能观察到,故某物质灼烧时焰色为黄色,则不一定只含钠元素,也可能含钾元素,故C错误;烟花呈现的色彩,是电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以光的形式释放能量的过程,故D正确。
3.(3分)碱金属锂和镁的性质相似,下列有关锂及其化合物的说法
不正确的是(　　)
A.Li2SO4易溶于水
B.LiOH易溶于水
C.Li的熔点比钠高
D.Li2CO3受热分解,生成Li2O和CO2
√
【解析】选B。碱金属锂和镁的性质相似,MgSO4易溶于水,所以Li2SO4易溶于水,A正确;Mg(OH)2不易溶于水,所以LiOH也不易溶于水,B错误;碱金属随着原子序数的递增,熔点逐渐降低,Li的熔点比钠高,C正确;碳酸镁受热可分解生成氧化镁和二氧化碳,Li2CO3受热分解,生成Li2O和CO2,D正确。
4.(3分)(2026·东莞模拟)过氧化物和超氧化物均可作为强氧化剂,空间站中它们与CO2反应产生的O2可供航天员呼吸,K2O2、KO2与CO2转化为O2的反应如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.、O2均含π键和σ键
B.CO2、C的VSEPR模型均为平面三角形
C.反应Ⅰ和Ⅱ中,被氧化和被还原的O原子个数比均为1∶1
D.反应Ⅰ和Ⅱ中,生成1 mol K2CO3转移的电子数之比为2∶3
√
【解析】选D。只含σ键,O2含π键和σ键,A项错误;CO2中碳原子为sp杂化,VSEPR模型为直线形,C中碳原子为sp2杂化,VSEPR模型为平面三角形,B项错误;反应Ⅰ为2K2O2+2CO2=== O2+2K2CO3,K2O2中一部分O的化合价由 1升高至0,另一部分O的化合价由 1降低至 2,被氧化和被还原的O原子个数比为1∶1,反应Ⅱ为4KO2+2CO2===3O2+2K2CO3, KO2中一部分O的化合价由 升高至0,另一部分O的化合价由 降低至 2,被氧化和被还原的O原子个数比为3∶1,C项错误;
反应Ⅰ为2K2O2+2CO2===O2+ 2K2CO3,反应Ⅱ为4KO2+2CO2===3O2+ 2K2CO3,由化学方程式可知,反应Ⅰ和Ⅱ中生成1 mol K2CO3转移的电子数之比为2∶3,D项正确。
5.(12分)全球对锂资源的需求不断增长,从海水、盐湖中提取锂越来越受到重视。金属锂(Li)的化学性质与镁相似,在加热的条件下锂能与氮气反应生成氮化锂(Li3N,遇水剧烈反应)。某课题组设计了如图实验装置制备氮化锂(部分夹持装置省略)并测定其纯度。回答下列问题:
已知:实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵(NH4Cl)
溶液经加热后反应制取氮气,该反应为放热反应。
(1)实验室保存锂的方法是将锂保存在____________中。(1分)
(2)A中发生反应的化学方程式为____________________________
_______________________。(2分)
(3)缺少E装置可能产生的后果是____________________________
__________________________________________________。(2分)
===
△
石蜡油
NH4Cl+NaNO2
NaCl+2H2O+N2↑
空气中的CO2和H2O进入D中与Li反应或空气中的H2O进入D中与Li3N反应
(4)测定Li3N产品纯度:取m g Li3N产品于蒸馏烧瓶中,打开止水夹,通过安全漏斗向蒸馏烧瓶中加入足量的水,装置如图。
①G中的液体可选择_________(填“水”“煤油”或“饱和食盐水”)。(1分)
②反应结束冷却至室温后,读数前应先________________________
____________________________________。(2分)
③测得气体体积为V L(已折合成标准状况)。该Li3N产品的纯度为
_____________(用含m和V的代数式表示)。若Li3N产品中混有Li,
则测得纯度________ (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。(4分)
×100%　
煤油
上下移动量筒,使其液面与广口瓶(或G)中液面相平
偏高
【解析】A装置制取氮气,B装置除去氮气中的氨气、氯化氢杂质,C干燥
氮气,D中锂与氮气反应生成Li3N,E装置中的碱石灰防止空气中的水蒸
气进入D装置中与Li3N、Li反应,据此解答。(1)锂化学性质活泼,可以和
空气中的成分反应,需要密封保存,实验室保存锂的方法是将锂保存在石
蜡油中。(2)A中制取氮气,发生反应的化学方程式为NH4Cl+NaNO2
NaCl+2H2O+N2↑。(3)E装置中的碱石灰防止空气中的水蒸气、
二氧化碳进入D装置中与Li3N、Li反应,缺少E装置可能产生的后果是空
气中的CO2和H2O进入D中与Li反应或空气中的H2O进入D中与Li3N反应。
(4)①由题意知,氮化锂与水反应生成氢氧化锂和氨气,通过测量氨气气
体体积,测定Li3N产品纯度,则G中的液体不能溶解氨气,因氨气极易溶于
水,也能溶于饱和食盐水,所以G中的液体可选择煤油。②反应结束冷却
至室温后,为减小实验误差,读数前应先上下移动量筒,使其液面与广口
瓶(或G)中液面相平。③装置F中发生反应:Li3N+3H2O===3LiOH+
NH3↑,根据题意有n(Li3N)=n(NH3)= = mol,则ω(Li3N)=
×100%= ×100%。锂能与水反应产生H2,如果
产品混有锂,则产生气体体积偏大,测得产品纯度偏高。
题组三:钠及其化合物的转化关系
1.(3分)钠及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是
(　　)
A.金属钠与TiCl4反应可制备金属钛
B.呼吸面具中的Na2O2吸收人体呼出的CO2和H2O,同时释放出O2
C.侯氏制碱法的原理是将NH3通入含有CO2的饱和食盐水中制得NaHCO3
D.泡沫灭火器的原理是利用NaHCO3溶液与Al2(SO4)3溶液混合制取CO2
√
【解析】选C。A项,金属钠还原性强于钛,与TiCl4反应可制备金属钛,正确;B项,2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,2Na2O2+2H2O=== 4NaOH+O2↑,呼吸面具中的Na2O2吸收人体呼出的CO2和H2O,同时释放出O2,正确;C项,氨在水中溶解度大,侯氏制碱法的原理是将CO2通入含有NH3的饱和食盐水中制得NaHCO3,错误;D项,泡沫灭火器的原理是利用NaHCO3溶液与Al2(SO4)3溶液混合发生反应生成氢氧化铝并制取CO2,正确。
2.(3分)在指定条件下,下列选项所示的物质间转化能实现的是(　　)
A.CO2(g) NaHCO3(aq)
B.NaCl(aq) NaHCO3(s)
C.Na2CO3(aq) NaHCO3(aq)
D.NaClO4(aq) HClO4(aq)
【解析】选C。A项,CO2与足量NaOH溶液反应生成Na2CO3,错误;B项,向NaCl溶液中通入CO2不能生成NaHCO3,错误;C项,Na2CO3、CO2和水反应生成NaHCO3,正确;D项,HClO4的酸性强于碳酸,错误。
√
3.(3分)元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具。如图所示为钠的价类二维图,下列说法正确的是(　　)
A.①是碱性氧化物,阴、阳离子个数比为1∶2
B.图中物质间的相互转化不涉及分解反应
C.NaH与水反应生成标准状况下4.48 L H2时,转移电子的物质的量为
0.2 mol
D.苏打可用来治疗胃酸过多
√
【解析】选C。①是氧化物,为Na2O(碱性氧化物)或Na2O2(过氧化物,不是碱性氧化物),A错误;NaHCO3受热分解转化为Na2CO3为分解反应,B错误;从核心元素价态看,NaH中,Na元素显+1价,则H元素为 1,易失电子,常用作还原剂。NaH与水发生反应为NaH+H2O===NaOH+H2↑,可得H2~e ,生成标准状况下4.48 L H2(物质的量为0.2 mol)时,转移电子的物质的量为0.2 mol,C正确;苏打为Na2CO3,溶液碱性较强,不用于治疗胃酸过多,生活中常用小苏打NaHCO3或Al(OH)3治疗胃酸过多,D错误。
4.(13分)某兴趣小组设计如图所示实验装置,验证Na与CO2能否发生反应。已知PdCl2能被CO还原得到黑色的金属Pd。请回答下列问题:
(1)猜想:Na与CO2能发生反应。理论依据是___________________
_________________________________________________。(2分)
(2)装置B中的试剂是_______________________________,作用是
_________________________________________________。(3分)
(3)将样品装入硬质玻璃管中,再按如下顺序进行实验操作。
①打开K1和K2,通入CO2待E中出现____________________时,再点
燃酒精灯,此操作的目的是___________________________;(4分)
②熄灭酒精灯;③冷却到室温;④关闭K1和K2。
CO2具有氧化性,两者能反应
Na具有还原性、
饱和NaHCO3溶液
除去CO2中混有的HCl
大量白色沉淀
排尽装置中空气
(4)加热D装置中硬质玻璃管一段时间,观察到以下现象:
①钠块表面变黑,熔融成金属小球;
②继续加热,钠燃烧产生黄色火焰,硬质玻璃管中有大量黑色和白色
固体产生。
③F中试管内壁有黑色沉淀产生。
产生上述现象②中黑色固体的原因是________________________。
(2分)
CO2与Na反应生成碳单质
(5)探究硬质玻璃管中固体产物中钠元素的存在形式。
假设一:白色固体是Na2CO3;
假设二:白色固体是Na2O;
假设三:白色固体是Na2CO3和Na2O的混合物。
请完成下列实验设计,验证上述假设;
步骤1:将硬质玻璃管中的固体产物溶于水后,过滤;
步骤2:往步骤1所得滤液中加入足量的_________________溶液产生
白色沉淀,过滤;
步骤3:往步骤2所得滤液中滴加几滴酚酞试液,滤液不变红色。
结论:假设一成立。(2分)
BaCl2(或CaCl2等)
【解析】装置A用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳气体,装置B中盛放饱和碳酸氢钠溶液用来除去二氧化碳中混有的HCl,C中盛放浓硫酸干燥二氧化碳气体,在D装置中Na和二氧化碳反应,装置F中PdCl2溶液检验是否有CO生成,气球收集CO,防止污染空气。(1)Na的化合价为0,具有强还原性,CO2中C元素的化合价为+4价,具有氧化性,两者能发生反应,理论依据是Na具有还原性、CO2具有氧化性,两者能反应。(2)盐酸易挥发,制备的二氧化碳中混有HCl,HCl能与Na反应,影响实验,装置B中盛放饱和NaHCO3溶液,用来除去CO2中混有的HCl。
(3)装置中含有的空气影响实验,需要用二氧化碳排尽,先打开K1和K2,通入二氧化碳待E中出现大量白色沉淀时,说明装置中空气已经排尽,再点燃酒精灯。(4)步骤②继续加热,钠燃烧产生黄色火焰,硬质玻璃管中有大量黑色和白色固体产生,黑色固体是CO2与Na反应生成的碳单质。(5)假设一成立:先将固体溶于水,加入试剂将碳酸根离子转化为白色沉淀,再用酚酞试液来确定溶液不呈碱性,证明没有Na2O,则加入的试剂与碳酸钠反应生成碳酸盐沉淀与钠盐,试剂可为BaCl2或CaCl2溶液等。第10讲　碳酸钠与碳酸氢钠
【课标引领】
1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解碳酸钠与碳酸氢钠的主要性质,了解这些物质在生产、生活中的应用。
2.结合实例认识碳酸钠与碳酸氢钠,了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化,认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。
复习任务一:碳酸钠与碳酸氢钠
【要点梳理　夯基固本】
1.Na2CO3、NaHCO3的性质比较
化学名称 碳酸钠 碳酸氢钠
化学式 Na2CO3(白色粉末) NaHCO3(白色晶体)
俗名 纯碱、苏打 小苏打
溶解性 二者均能溶于水,Na2CO3的溶解度>(填“>”或“<”)NaHCO3的溶解度
溶液酸碱性 二者均为强碱弱酸盐,水解使溶液呈碱性,同温同浓度时,Na2CO3溶液的碱性强于NaHCO3溶液的碱性
与盐酸反应 Na2CO3+HCl===NaCl+ NaHCO3(酸少量)、 Na2CO3+2HCl===2NaCl+ H2O+CO2↑(酸过量) NaHCO3+HCl=== NaCl+H2O+CO2↑
与Ca(OH)2 反应 Na2CO3+Ca(OH)2=== CaCO3↓+2NaOH 碱少量:2NaHCO3+ Ca(OH)2===CaCO3↓+Na2CO3+2H2O
碱过量:NaHCO3+ Ca(OH)2===CaCO3↓+NaOH+H2O
热稳定性 很稳定 不稳定:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
与Al2(SO4)3 反应 2Al3++3C+3H2O=== 2Al(OH)3↓+3CO2↑ Al3++3HC=== Al(OH)3↓+3CO2↑
相互转化 Na2CO3NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3 NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O　2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O
主要用途 用于玻璃、制皂、造纸、纺织等工业 制发酵粉、治疗胃酸过多的药剂等
2.Na2CO3、NaHCO3的性质应用
(1)Na2CO3、NaHCO3的鉴别方法
①固体的鉴别用加热法:加热时产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3固体。
②气体法
③测pH法
(2)Na2CO3、NaHCO3的除杂
序号 混合物(括号内为杂质) 除杂方法
① Na2CO3固体(NaHCO3) 加热法
② NaHCO3溶液(Na2CO3) 通入足量CO2
③ Na2CO3溶液(NaHCO3) 滴加适量NaOH溶液
【考向探究　考法洞察】
考向一:Na2CO3、NaHCO3的用途和性质
1.Na2CO3和NaHCO3可作食用碱。下列用来解释事实的方程式中,不合理的是(　　)
A.Na2CO3溶液可除油污:C+H2O HC+OH
B.NaHCO3可作发酵粉:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
C.Na2CO3可用NaOH溶液吸收CO2制备:2OH +CO2===C+H2O
D.NaHCO3与食醋混用,产生CO2气体:HC+H+===CO2↑+H2O
【解析】选D。A项,碳酸钠水解生成碳酸氢钠和氢氧化钠,离子方程式为C+H2O HC+OH ,溶液显碱性,油脂在碱性条件下水解生成可溶于水的物质,正确;B项,碳酸氢钠不稳定,受热分解生成碳酸钠和水、二氧化碳:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,所以可作发酵粉,正确;C项,二氧化碳为酸性氧化物,二氧化碳与过量氢氧化钠反应生成碳酸钠,离子方程式:2OH +CO2===C+H2O,正确;D项,NaHCO3与食醋混用,产生CO2气体:HC+CH3COOH===CO2↑ +H2O+CH3COO ,错误。
考向二:Na2CO3、NaHCO3的鉴别与除杂
2.(鉴别)下列方法可以鉴别Na2CO3和NaHCO3的是________(填字母)。
A.取Na2CO3和NaHCO3两种固体各1 g,分别溶于5 mL蒸馏水中,分别用温度计测量温度
B.根据图示实验(稀盐酸足量)同时把固体倒入稀盐酸中,观察气球大小
C.同温下,向等物质的量浓度的Na2CO3和NaHCO3两溶液中分别滴入3滴酚酞,观察现象
D.取Na2CO3和NaHCO3两种固体各1 g,分别溶于5 mL蒸馏水中,分别向其中滴加少量Ca(OH)2溶液
E.根据图示实验,观察两侧澄清石灰水的实验现象
【解析】Na2CO3溶于水放热,温度应上升,NaHCO3溶于水吸热,温度应下降,A符合题意;等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应时,碳酸氢钠产生的二氧化碳量多,B符合题意;碳酸根离子的水解程度比碳酸氢根离子强,因Na2CO3溶液的碱性比NaHCO3强,等浓度时酚酞应更红,C符合题意;碳酸钠与少量Ca(OH)2反应生成CaCO3沉淀,而碳酸氢钠与少量Ca(OH)2反应也会生成CaCO3沉淀,两者均会产生沉淀,无法区分,D不符合题意;碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,反应生成的二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,而碳酸钠受热不分解,E符合题意。
答案:ABCE
3.(除杂)(苏教版必修第一册P77T8改编)选择适当的试剂或方法除去杂质,并完成转化的化学方程式,“[　]”内为杂质。
(1)Na2CO3(s)[NaHCO3]:__________________________________,
______________________________________________________。
(2)NaHCO3(aq)[Na2CO3]:_________________________________,
______________________________________________________。
(3)Na2CO3(aq)[NaHCO3]:_________________________________,
______________________________________________________。
答案:(1)充分灼烧至恒重　2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑　(2)通入足量CO2　Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3　(3)滴加适量NaOH溶液　NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O
复习任务二:碱金属　焰色试验
【要点梳理　夯基固本】
1.碱金属的性质
(1)相似性和递变性
项目 相似性 递变性(由Li→Cs)
原子结构 最外层均为1个电子 电子层数逐渐增多;核电荷数逐渐增大;原子半径逐渐增大
元素性质 都具有较强的金属性,最高正价均为+1价 金属性逐渐增强
单质性质 物理 性质 (除Cs外)都呈银白色,密度较小,熔、沸点较低 密度逐渐增大(钾反常),熔、沸点逐渐降低
化学 性质 都具有较强的还原性 还原性逐渐增强;与O2反应越来越剧烈,产物越来越复杂 与水反应越来越剧烈,通式:2R+2H2O===2ROH+H2↑(用R表示碱金属)
(2)特殊性
①碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大,但钾的密度比钠的小。
②碱金属一般都保存在煤油中,但锂保存在石蜡中。原因是锂的密度小于煤油的密度。
③试剂瓶中的试剂取出后,一般不能放回原试剂瓶,但Na、K、白磷等需放回原试剂瓶。
④锂与O2反应与钠不同,只生成Li2O。
⑤碱金属失火不能用水来灭火,应用干燥的沙土灭火
⑥碱金属氢化物都是离子化合物,氢元素显 1价,是强还原剂。
2.焰色试验
(1)概念:很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色,可以判断试样所含的金属元素,化学上把这样的定性分析操作称为焰色试验。这种变化属于物理变化,是元素的性质。
(2)操作步骤
(3)常见金属元素的焰色
金属元素 锂 钠 钾 铷
焰色 紫红色 黄色 紫色 紫色
金属元素 钙 锶 钡 铜
焰色 砖红色 洋红色 黄绿色 绿色
备注 钾透过蓝色钴玻璃观察焰色。
【考向探究　考法洞察】
考向一:碱金属的性质
1.碱金属单质及其化合物有广泛应用。回答下列问题:
(1)锂是最轻的活泼金属,常用于制造高效锂电池。电解池中的电解液不能用水作溶剂,原因是________________________________。
(2)金属钾是一种活泼的金属,下列有关其性质的说法正确的是________(填字母)。
A.钾在空气中燃烧时,只生成K2O
B.钾与水反应,由于反应剧烈可能发生爆炸
(3)KH是种野外供氢剂,其电子式为________________,与水反应放出氢气,化学方程式为____________________________________
______________________________________________________。
生成1 mol氢气时,反应中转移的电子数为________。
(4)NaH在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂(铁锈的成分表示为Fe2O3),脱锈过程中生成两种产物,其反应的化学方程式:__ ____________________________________________________。
【解析】(1)碱金属单质及其氢化物都是强还原剂,遇水立即反应产生氢气和碱金属的氢氧化物。(2)钾在空气中燃烧,生成K2O、K2O2及KO2等多种氧化物,A项错误;钾与水反应,非常剧烈可能会发生爆炸,B项正确。(3),由双线桥可知每生成1 mol H2转移l mol e 即NA个电子。(4)NaH作为脱锈剂,使得Fe2O3失去氧原子,生成Fe,而NaH得氧原子,生成NaOH。
答案:(1)锂可以与水反应　(2)B
(3)K+[] 　KH+H2O===KOH+H2↑
NA(或6.02×1023)
(4)3NaH+Fe2O3===2Fe+3NaOH
考向二:焰色试验
2.下列关于焰色试验的说法正确的是(　　)
A.焰色试验是金属化合物的性质
B.NaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色相同
C.焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察
D.所有金属及其化合物灼烧时火焰均有颜色
【解析】选B。焰色试验是金属元素的性质,故A错误;NaCl与Na2CO3都含有Na元素,灼烧时火焰都呈黄色,故B正确;只有观察K的火焰颜色时才要透过蓝色钴玻璃,故C错误;不是所有的金属元素灼烧时火焰都有颜色,如铂、铁等,故D错误。
复习任务三:钠及其化合物的转化关系
【要点梳理　夯基固本】
1.钠及其化合物的“价 类”二维图
2.重要方程式书写再落实
(1)Na2O2吸收水和二氧化碳的化学方程式分别为2Na2O2+2H2O ===4NaOH+O2↑,2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2。
(2)以海水中的氯化钠为原料分别制取金属钠、烧碱、纯碱的化学方程式:
①制取金属钠:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑;
②现代工业制烧碱:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;
③制取纯碱:NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。
(3)烧碱溶液中通入CO2的离子方程式:
①CO2少量:2OH +CO2===C+H2O;
②CO2过量:OH +CO2===HC。
(4)饱和碳酸钠溶液中通入CO2的离子方程式:2Na++C+ CO2+H2O===2NaHCO3↓。
【考向探究　考法洞察】
1.(2025·河南适应性演练)W是一种短周期金属元素的单质,V是无色气体。它们之间的转化关系如图所示(略去部分生成物和反应条件)。下列说法错误的是(　　)
A.气体V可通过排水法收集
B.X与水反应能生成气体V
C.Y易溶于水,溶液显碱性
D.电解Z的水溶液可得到W
【解析】选D。W是一种短周期金属元素的单质,V是无色气体,W与V在加热条件下反应生成X,X与CO2反应又能生成V,则W为Na,V为O2,X为Na2O2,Y为Na2CO3,Y与HCl反应生成Z,Z为NaCl。V为O2,可通过排水法收集,A正确;X为Na2O2,Na2O2与水反应能生成O2,B正确;Y为Na2CO3,易溶于水,由于C水解,溶液显碱性,C正确;Z为NaCl,电解NaCl水溶液得不到W(Na),应该电解熔融氯化钠,D错误。
2.元素的“价 类”二维图指的是以元素的化合价为纵坐标,以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。如图所示为钠元素的“价 类”二维图,其中的箭头表示部分物质间的转化关系,下列说法不正确的是(　　)
A.氢氧化钠溶液可以与过量二氧化碳反应实现转化关系①
B.Na2O2发生④⑤的转化均有O2产生
C.碳酸钠溶液中不断滴加盐酸依次发生反应③和⑧生成氯化钠
D.反应②只能通过加热才能实现物质转化
【解析】选D。A项,氢氧化钠溶液与过量二氧化碳反应的化学方程式为CO2(过量)+NaOH===NaHCO3,可以实现转化关系①,正确;B项,Na2O2与水和二氧化碳反应的化学方程式分别为2Na2O2+2H2O ===4NaOH+O2↑、2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,因此④⑤的转化均有O2产生,正确;C项,碳酸钠溶液中不断滴加盐酸依次发生反应③Na2CO3+HCl===NaCl+NaHCO3和反应⑧NaHCO3+HCl===NaCl+ H2O+CO2↑,都生成氯化钠,正确;D项,反应②通过加热能实现物质转化,2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,也可加入氢氧化钠溶液实现物质转化,NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O,错误。
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