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第二章　海水中的重要元素——钠和氯
第一节　钠及其化合物
第2课时　碳酸钠和碳酸氢钠　焰色试验
目
录
知识点二　焰色试验
课时作业
知识点一　碳酸钠和碳酸氢钠
即时演练
1.宏观辨识与微观探析:能从物质组成的角度认识碳酸钠、碳酸氢钠的性质及转化,形成“结构决定性质”的观念。2.科学探究与创新意识:通过对钠盐性质及焰色试验的探究,能设计实验方案,完成实验操作,对实验现象作出解释。
核心素养发展目标
一
知识点一　碳酸钠和碳酸氢钠
1.物理性质及溶于水的实验探究
在两支试管中分别加入少量Na2CO3和NaHCO3(各约1 g),完成下列实验,并将实验现象和相应的结论填入表中。
盐 Na2CO3(俗名: 苏打或纯碱) NaHCO3
(俗名:小苏打)
①向两支试管中分别滴入几滴水,振荡,观察现象;将温度计分别插入其中 加水后____________,温度计示数____ 加水后____溶解,温度计示数____
结块变成晶体
升高
部分
降低
盐 Na2CO3(俗名: 苏打或纯碱) NaHCO3
(俗名:小苏打)
②继续向①的试管中分别加5 mL水,用力振荡 振荡一段时间后可溶解 固体量减少
③分别向②所得溶液中滴加1~2滴酚酞溶液 溶液____,溶液碱性较强 溶液______,溶液碱性较弱
初步结论 Na2CO3加少量水变成碳酸钠晶体(Na2CO3·xH2O);Na2CO3、NaHCO3均__溶于水,水溶液均显__性,但Na2CO3溶解度更大,碱性更强
变红
变浅红
易
碱
2.化学性质
(1)热稳定性
实验操作 实验现象 化学方程
式及结论
刚加热时,澄清石灰水中有气泡,之后无气泡,澄清石灰水__________ Na2CO3很稳定,受热不易发生分解
无明显变化
实验操作 实验现象 化学方程
式及结论
澄清石灰水中有气泡,澄清石灰水______,试管口处有水珠凝结 NaHCO3不稳定,受热容易分解,化学方程式为_______________________ ______________________
变浑浊
2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑
(2)探究Na2CO3和NaHCO3与稀盐酸的反应
实验 步骤 在两支试管中分别加入3 mL相同浓度的稀盐酸,将两个分别装有0.3 g NaHCO3和0.3 g Na2CO3固体的小气球套在两支试管口,将气球内固体同时倒入试管中,观察现象
实验 操作
实验 现象 及结论 两支试管中都产生无色____,气球____,加入NaHCO3的试管中气泡产生得____,气球膨胀得更大,反应的离子方程式分别为______________________________________________________
HC+H+ CO2↑+H2O;C+2H+ CO2↑+H2O
气泡
膨胀
更快
(3)探究Na2CO3、NaHCO3和盐(CaCl2)及碱[Ca(OH)2]的反应
试剂 盐(CaCl2) 碱[Ca(OH)2]
实验 操作 及步骤
试剂 盐(CaCl2) 碱[Ca(OH)2]
现象及 结论 ①加入稀Na2CO3溶液,立即产生白色沉淀,离子方程式: ____________________________; ②加入稀NaHCO3溶液,无明显现象,说明稀CaCl2溶液和少量稀NaHCO3溶液______ 两支试管中都产生________,反应的离子方程式分别为_________________________________________________________________
3.重要用途
(1)碳酸钠:纺织、制皂、造纸、制玻璃、食用碱或工业用碱等。
(2)碳酸氢钠:发酵粉、胃酸中和剂、食用碱或工业用碱等。
Ca2++C CaCO3↓
白色沉淀
Ca2++
+Ca2++OH- CaCO3↓+H2O
不反应
(1)某课外小组在实验中,将盐酸滴加到Na2CO3溶液中,开始无气泡产生,一段时间后产生气泡。试分析其原因。
提示:Na2CO3和盐酸反应分两步进行:+H+
H2O+CO2↑,故开始无明显现象,后来产生气泡。
(2)向饱和的Na2CO3溶液中通入过量的CO2,会有什么现象 试说明原因。
提示:有晶体析出。CO2与饱和Na2CO3溶液反应生成NaHCO3,生成的NaHCO3的质量比参加反应的Na2CO3的质量大,又由于常温下NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,且反应过程中消耗了水,故会有NaHCO3晶体从溶液中析出。
问题探究
(3)试写出用适量的NaOH溶液除去Na2CO3溶液中少量NaHCO3的反应原理。
提示:NaOH+NaHCO3 Na2CO3+H2O或OH-+HC。
Na2CO3与NaHCO3的相互转化及提纯
(1)Na2CO3与NaHCO3的相互转化
Na2CO3 NaHCO3
(2)Na2CO3与NaHCO3的提纯
归纳提升
混合物(括号内的为杂质) 除杂方法及试剂
Na2CO3固体(NaHCO3) 加热
NaHCO3溶液(Na2CO3) 通入足量CO2气体
Na2CO3溶液(NaHCO3) 加入适量NaOH溶液
B
1.下列关于Na2CO3与NaHCO3的性质判断正确的是(　 　)
A.可用澄清石灰水鉴别Na2CO3与NaHCO3
B.等质量的Na2CO3和NaHCO3与足量的盐酸反应,后者放出的CO2多
C.同浓度碱性:Na2CO3D.热稳定性:Na2CO3解析:澄清石灰水不能鉴别Na2CO3与NaHCO3,因为澄清石灰水与Na2CO3和NaHCO3反应都能生成白色沉淀CaCO3,A错误;等质量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量的盐酸反应,根据关系式:Na2CO3~2HCl~CO2、NaHCO3~HCl~CO2可知,后者放出的CO2多,B正确;Na2CO3为正盐,NaHCO3为酸式盐,同浓度碱性:Na2CO3>NaHCO3,C错误;NaHCO3受热分解生成Na2CO3、H2O和CO2,热稳定性:Na2CO3>NaHCO3,D错误。
2.为鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体,有4位同学分别设计了下列四种不同的方案,其中不可行的是 (　 　)
A.分别加入等量水中,看溶解能力差异
B.分别取样在试管中加热,将可能产生的气体通入澄清石灰水,观察澄清石灰水是否变浑浊
C.分别取样配成溶液,滴加Ba(OH)2溶液,观察有无白色沉淀
D.分别加入少量水溶解,插入温度计,测量溶液温度
C
解析:NaHCO3不稳定,加热易分解生成CO2,而Na2CO3加热时不易分解,故可将两种试样加热后可能产生的气体通入澄清石灰水,观察是否变浑浊,B可行;Na2CO3、NaHCO3均可与Ba(OH)2反应生成BaCO3白色沉淀,C不可行;Na2CO3溶解放热,NaHCO3溶解吸热,D可行。
Na2CO3和NaHCO3的两种鉴别方法
(1)
(2)
方法规律
3.将一定体积的CO2通入一定浓度的NaOH溶液中,为了测定所得溶液的成分,向该溶液中逐滴加入盐酸,所加盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图所示:
(1)所得溶液中的溶质为____________________________。
(2)0A段发生反应的离子方程式:__________________________________。
AB段发生反应的离子方程式:_____________________________。
解析:由图中消耗盐酸的体积与产生CO2的体积可知,该溶液的溶质是NaOH和Na2CO3,C转化为CO2消耗的盐酸是等量的,0A段Na2CO3消耗20 mL盐酸,所以,前5 mL盐酸应该是与NaOH发生中和反应;0A段H+先与OH-反应生成H2O,待OH-消耗完,H+再与C。
NaOH、Na2CO3
H++OH- H2O、H++C
H++HC CO2↑+H2O
二
知识点二　焰色试验
1.概念
很多__________________在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色。根据火焰呈现的特征颜色,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。
2.操作步骤
金属或它们的化合物
盐酸
原来的火焰颜色相同为止
试样
火焰的颜色
3.几种金属元素的焰色
钠——__色,钾——__色(观察时要透过__________),铜——__色。
4.应用
(1)检验、鉴别金属元素,如鉴别NaCl和KCl溶液。
(2)利用焰色试验制节日烟花。
黄
紫
蓝色钴玻璃
绿
如图所示是某同学在做焰色试验时的两项操作:
(1)为什么用盐酸洗涤铂丝而不用硫酸洗涤铂丝 为什么用铂丝或铁丝等蘸取试剂做焰色试验,而不采用铜丝
提示:盐酸盐沸点比硫酸盐低,加热时易挥发无残留。铂丝或铁丝做焰色试验时没有颜色,而铜在灼烧时有绿色的焰色。
问题探究
(2)利用焰色试验检验钾元素时,为什么要透过蓝色钴玻璃进行观察
提示:因为含有钾元素的物质中往往会混有少量的钠元素,灼烧时,钠元素的黄色光会掩盖钾元素的紫色光,透过蓝色钴玻璃可以滤去黄色光,便于观察到钾元素的紫色光。
(3)做焰色试验时能用玻璃棒来蘸取待测液吗
提示:不能,玻璃中含有钠元素,有干扰。
归纳提升
焰色试验的注意问题
(1)焰色试验是物理变化,是金属元素的性质,既可以是单质,也可以是化合物,如不论灼烧Na2CO3、NaCl、Na2SO4还是钠的单质,均发出黄色火焰。
(2)用稀盐酸清洗的原因:生成金属氯化物,而金属氯化物在高温下可挥发。
(3)可用光洁无锈的铁丝代替铂丝,不能用铜丝代替。
(4)焰色试验不能用硫酸等难挥发性酸清洗铂丝。
C
1.燃放烟花是中华民族庆祝春节的传统方式,烟花绽放时能释放五光十色的光芒。下列关于烟花燃放的化学原理说法错误的是(　 　)
A.燃放时发生了氧化还原反应
B.发出黄色光芒,可见烟花中含有钠元素
C.未能观察到紫色光芒,可见烟花中不含钾元素
D.很多金属在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色
解析:烟花燃放时火药燃烧,发生了氧化还原反应,A正确;钠元素的焰色为黄色,发出黄色光芒,可见烟花中含有钠元素,B正确;钾元素的焰色需透过蓝色钴玻璃观察,没有透过蓝色钴玻璃观察,未能观察到紫色光芒,不能确定烟花中是否含钾元素,C错误;很多金属在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色,如钙元素的焰色为砖红色、钡元素的焰色为黄绿色、钠元素的焰色为黄色,D正确。
2.下列检验NaCl固体中是否含有KCl的操作错误的是 (　 　)
A.溶解固体 B.将铂丝处理干净
C.蘸取待测液 D.观察焰色
D
解析:固体溶解配制溶液时,需要用玻璃棒搅拌,加快固体的溶解,A正确;进行焰色试验时,应用盐酸清洗铂丝,并在酒精灯上灼烧至与原来的火焰颜色相同,B正确;用洗净的铂丝放入溶液中蘸取待测液在酒精灯外焰上灼烧,C正确;用焰色试验检验溶液中是否存在钾元素时,应透过蓝色钴玻璃观察火焰是否呈紫色,D错误。
3.依据已有知识,下列各组物质只能用焰色试验鉴别的是(　 　)
A.Na2CO3、NaCl B.KCl、NaCl
C.CaCl2、NaCl D.Na2CO3、CaCl2
解析:Na2CO3、NaCl中的阳离子都是Na+,不能通过焰色试验进行鉴别,A项不符合题意;KCl、NaCl中阴离子相同,无法通过化学方法鉴别,但其阳离子K+、Na+的焰色不同,故只能通过焰色试验进行鉴别,B项符合题意;CaCl2、NaCl中阴离子相同,可利用Ca2+、Na+的焰色不同进行鉴别,也可用Na2CO3溶液进行鉴别,C项不符合题意;Na2CO3、CaCl2可用焰色试验进行鉴别,也可用Na2CO3溶液或盐酸进行鉴别,D项不符合题意。
B
三
即时演练
D
1.Na2CO3和NaHCO3都是重要的化工原料。下列说法中正确的是(　 　)
A.Na2CO3俗名小苏打,NaHCO3俗名纯碱
B.同浓度的两溶液pH:Na2CO3C.Na2CO3可用于治疗胃酸过多
D.NaHCO3溶液中加入适量NaOH,便可转化为Na2CO3溶液
解析:Na2CO3俗名为苏打、纯碱,NaHCO3俗名为小苏打,A错误;同浓度的两溶液pH:Na2CO3> NaHCO3,B错误;Na2CO3碱性较强,不能用于治疗胃酸过多,C错误;NaHCO3溶液中加入适量NaOH,便可转化为Na2CO3溶液,反应原理为NaHCO3+NaOH Na2CO3+H2O,D正确。
2.同学们用如图所示实验装置进行K2CO3溶液和Na2CO3溶液的焰色试验。下列说法错误的是 (　 　)
A.蘸取Na2CO3溶液灼烧时,可观察到火焰呈黄色
B.蘸取K2CO3溶液灼烧时,要透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色
C.该方法可用来鉴别K2SO4溶液和Na2SO4溶液
D.蘸取K2CO3溶液完成实验后,可直接蘸取Na2CO3溶液进行后续实验
D
解析:钠元素的焰色为黄色,蘸取Na2CO3溶液(含Na+)灼烧时火焰呈黄色,A正确;钾元素焰色为紫色,易被钠元素的黄色火焰掩盖,需透过蓝色钴玻璃滤去黄光观察,B正确;K2SO4含K+、Na2SO4含Na+,焰色不同可鉴别,C正确;蘸取K2CO3后直接蘸取Na2CO3,残留的K2CO3会污染Na2CO3溶液,导致焰色干扰,需洗净铁丝并灼烧至与原来的火焰颜色相同后再蘸取,D错误。
D
3.为除去括号内的杂质,所选用的试剂或方法错误的是(　 　)
A.CO2气体(HCl),饱和NaHCO3溶液
B.Na2CO3固体(NaHCO3),加热至不再产生气体
C.Na2O2粉末(Na2O),将混合物放在氧气中加热
D.Na2CO3溶液(Na2SO4),加入适量Ba(NO3)2溶液,过滤
解析:饱和NaHCO3溶液吸收CO2气体中的HCl杂质,不会引入新的杂质,A正确;NaHCO3受热易分解生成Na2CO3、H2O和CO2,不会引入新的杂质,B正确;Na2O放在氧气中加热生成Na2O2,C正确;杂质Na2SO4与Ba(NO3)2反应生成BaSO4和NaNO3,引入新杂质,并且Na2CO3也可以与Ba(NO3)2反应,D错误。
4.碳酸钠和碳酸氢钠是生活中常见的物质。请回答下列问题:
(1)碳酸氢钠的化学式是__________,俗称______,其水溶液显__(填“酸”“碱”或“中”)性。
(2)碳酸氢钠可治疗胃酸(0.2%~0.4%的盐酸)过多,反应的离子方程式为_____________________________。
(3)除去碳酸钠固体中碳酸氢钠的反应的化学方程式___________________ ____________________。
NaHCO3
小苏打
碱
H++HC H2O+CO2↑
2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑
四
课时作业9
D
(选择题1~12题,每题3分,13~14题,每题12分)
1.下列各组物质中,其学名、俗名及化学式不相符的是(　 　)
A.碳酸钠、纯碱、Na2CO3
B.碳酸氢钠、小苏打、NaHCO3
C.氢氧化钠、火碱、NaOH
D.碳酸钙、生石灰、CaCO3
解析:生石灰的化学式为CaO,学名为氧化钙,故D项符合题意。
C
2.下列有关Na2CO3和NaHCO3的说法不正确的是(　 　)
A.可用Na2CO3等碱性物质处理废水中的酸
B.NaHCO3可用于食品发酵
C.Na2CO3可用于制造洗涤剂,因为Na2CO3是碱
D.NaHCO3可用作食品膨松剂
解析:Na2CO3是盐,不是碱,故C错误。
3.下列有关说法正确的是 (　 　)
A.为了除去Na2CO3溶液中的NaHCO3,可滴加适量的稀盐酸
B.为了除去NaHCO3固体中的Na2CO3,可通过加热除去
C.热稳定性:NaHCO3D.将某溶液与稀盐酸反应产生的气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊,说明该溶液中含有C
C
解析:稀盐酸会与Na2CO3反应生成NaHCO3和NaCl杂质,不能达到实验目的,A错误;NaHCO3受热会分解为Na2CO3、CO2和H2O,达不到除去NaHCO3固体中的Na2CO3的目的,B错误; NaHCO3加热能分解为Na2CO3、CO2和H2O,Na2CO3加热不分解,故热稳定性:NaHCO3< Na2CO3,C正确;将某溶液与稀盐酸反应产生的气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊,该气体可能是CO2,也可能是SO2,因此不能说明该溶液中含有C,D错误。
C
4.下列有关焰色试验的说法正确的是(　 　)
A.焰色试验利用了元素在化学变化中的现象
B.可以直接观察焰色来区别NaCl和KCl
C.可以用光洁无锈的铁丝代替铂丝进行焰色试验
D.实验后要用稀硫酸将铂丝洗净
解析:焰色试验是物理变化,A错误;进行钾的焰色试验时,钠元素会干扰实验,故观察钾的焰色应透过蓝色钴玻璃滤去黄光的干扰,不可以直接观察焰色来区别NaCl和KCl,B错误;盐酸盐在加热时易挥发不会残留,若用稀硫酸洗涤铂丝,由于硫酸盐的熔、沸点较高而难以挥发,会对后面实验造成干扰,故用盐酸洗涤铂丝,D错误。
5.下列说法正确的是 (　 　)
A.用焰色试验鉴别NaCl和Na2SO4
B.区别K2CO3溶液和NaCl溶液只能用焰色试验
C.用铂丝蘸取某溶液置于酒精灯外焰上灼烧,火焰呈黄色,则该溶液中含Na元素
D.做焰色试验时用洁净的铜丝蘸取待测液,放到无色火焰上灼烧,观察火焰颜色
C
解析:NaCl、Na2SO4焰色试验均为黄色,无法鉴别,A错误;K2CO3和盐酸反应放出CO2,NaCl和盐酸不反应,可以用盐酸鉴别K2CO3和NaCl,B错误;钠的焰色是黄色,用铂丝蘸取某溶液置于酒精灯外焰上灼烧,火焰呈黄色,该溶液中含Na元素,C正确;因为铜丝灼烧火焰呈绿色,干扰实验,所以要用灼烧时火焰几乎为无色的铂丝或者铁丝蘸取待测液,D错误。
A
6.Na2CO3和NaHCO3可用作食用碱。下列用来解释事实的方程式不合理的是 (　 　)
A.Na2CO3与食醋混用产生CO2气体:C+2H+ CO2↑+H2O
B.Na2CO3可用NaOH溶液吸收CO2制备:2OH-+CO2 C+H2O
C.NaHCO3可用于治疗胃酸过多症:HC+H+ CO2↑+H2O
D.NaHCO3可作发酵粉:2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O
解析:食醋的主要成分CH3COOH难电离不能拆开,Na2CO3与食醋混用,产生CO2气体,反应的离子方程式为C+2CH3COOH CO2↑+H2O +2CH3COO-,A不合理;CO2为酸性氧化物,CO2与过量NaOH反应生成Na2CO3,离子方程式为2OH-+CO2 C+H2O,B合理;NaHCO3可用于治疗胃酸过多症,离子方程式为HC+H+ CO2↑+H2O,C合理; NaHCO3不稳定,受热易分解,化学方程式为2NaHCO3 Na2CO3+ CO2↑+H2O,可以用作发酵粉,D合理。
7.CO2、Na2CO3、NaHCO3三者的转化关系如图所示,下列说法错误的是(　 　)
A.①转化时所加试剂可以是稀硫酸
B.向NaOH溶液中通入过量CO2可实现②转化
C.⑤转化时溶液中不一定出现沉淀
D.⑥的转化条件可以是加热
B
解析:①的反应可以是Na2CO3+H2SO4 Na2SO4+H2O+CO2↑,①所加试剂可以是稀硫酸,A项正确;向NaOH溶液中通入适量CO2,生成Na2CO3,B项错误;NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,向饱和Na2CO3溶液中通入CO2时,生成NaHCO3沉淀,其他情况不一定有沉淀生成,C项正确;加热NaHCO3固体时可生成Na2CO3,⑥的转化条件可以是加热,D项正确。
8.为探究Na2CO3、NaHCO3与稀盐酸的反应,某小组同学分别向两支装有等浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液的试管中滴加等浓度的盐酸。依据实验现象,下列说法错误的是(　 　)
D
A.等浓度溶液的碱性:Na2CO3>NaHCO3
B.实验1中产生气泡的反应为HC+H+ CO2↑+H2O
C.实验2中溶液从红色变为浅红色的过程发生了反应:C
D.当C同时存在时,HC获得H+的能力更强
解析:依据实验现象可知,等浓度溶液的碱性:Na2CO3>NaHCO3,A正确;实验1中产生气泡的反应为HC+H+ CO2↑+H2O,B正确;稀盐酸逐滴加入Na2CO3溶液中,先发生反应C,溶液碱性变弱但依然为碱性,溶液从红色变为浅红色,C正确;根据实验现象,反应先后顺序是C,再是HC与H+反应生成CO2,故C结合H+的能力更强,D错误。
9.向Na2CO3、NaHCO3混合溶液中逐滴加入稀盐酸,生成气体的量随盐酸加入量的变化关系如图所示。下列离子组在对应的溶液中,一定能大量共存的是(　 )
A.a点对应的溶液中:Na+、Ba2+、S
B.b点对应的溶液中:Na+、OH-、N、Cl-
C.c点对应的溶液中:Na+、Ca2+、N、Cl-
D.d点对应的溶液中:Na+、Cl-、N
C
解析:向Na2CO3、NaHCO3混合溶液中逐滴加入稀盐酸,首先发生反应:Na2CO3+HCl NaCl +NaHCO3,当Na2CO3完全转化为NaHCO3时,发生反应:NaHCO3+HCl NaCl+H2O+CO2↑,故a点溶液中溶质为Na2CO3、NaHCO3、NaCl,b点溶质为NaCl、NaHCO3,c点溶质为NaCl,d点酸过量,溶质为NaCl、HCl。a点溶液中溶质为Na2CO3、NaHCO3、NaCl,Ba2+与S会反应产生BaSO4沉淀,且Ba2+与C反应产生BaCO3沉淀,也不能大量共存,A不符合题意;b点溶液中溶质为NaCl、NaHCO3,OH-与HC会发生反应:OH-+HC+H2O,不能大量共存,B不符合题意;c点溶液中溶质为NaCl,Na+、Cl-与选项离子之间不发生任何反应,可以大量共存,C符合题意;d点溶液中溶质为NaCl、HCl,溶液显酸性,含有大量H+,H+与C发生反应而不能大量共存,D不符合题意。
10.为了探究Na2CO3和NaHCO3的化学性质,同学们进行了如图所示的三组实验。下列说法正确的是 (　 　)
实验1:比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性 实验2:探究Ba(OH)2分别与Na2CO3、NaHCO3溶液的反应 实验3:除去Na2CO3溶液中的少量NaHCO3
D
A.实验1中,M是NaHCO3,N是Na2CO3
B.实验2中,只有盛放Na2CO3溶液的试管中能观察到生成白色沉淀
C.实验1和实验2的方法都可以用来鉴别Na2CO3和NaHCO3
D.实验3中,试剂X可以是适量的NaOH溶液
解析:根据已知化学性质,NaHCO3受热易分解生成CO2,而Na2CO3受热不会分解,因此,为了准确比较,应将Na2CO3放于温度高的大试管中,NaHCO3放于温度低的小试管中,故M应为Na2CO3,N为NaHCO3,A错误;实验2中Na2CO3、NaHCO3溶液与Ba(OH)2反应均会产生白色沉淀BaCO3,B错误;实验1中利用二者的稳定性,观察澄清石灰水是否变浑浊进行鉴别,但实验2中,二者现象相同,不能鉴别,C错误;NaHCO3与NaOH反应:NaHCO3+NaOH Na2CO3+H2O,可以将NaHCO3转化为Na2CO3,同时生成水,不引入新杂质,因此,试剂X可以是适量的NaOH溶液,D正确。
11.某固体粉末样品中可能有NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3中的一种或几种组分,某同学取m g固体粉末样品,设计如下实验。装置①④中盛碱石灰,通过测量反应前后装置②和③质量的变化,确定该粉末的组成。若在实验结束测得②③分别增重a g和b g,下列说法正确的是 (　 　)
B
A.为达到实验目的,装置②③中也均盛装碱石灰
B.若仅将①替换为盛有NaOH溶液的装置,则测得NaHCO3的质量分数无误差
C.根据题干实验数据无法确定固体粉末样品中是否存在NaCl
D.装置④是多余的,可以撤去
解析:加热发生反应:Na2CO3·10H2O Na2CO3+10H2O,2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O,通过测量反应前后②③装置质量的变化,测定该混合物中各组分的质量分数。由实验装置可知,①中盛放碱石灰,吸收空气中的H2O、CO2,通过碱石灰后的空气主要为氮气,用来排尽装置中空气,此时需要关闭b、打开a,而后关闭a、打开b进行加热,②中盛放无水氯化钙,吸收分解生成的H2O,③中盛放碱石灰,吸收分解生成的CO2,④中碱石灰吸收空气中的CO2、H2O,防止进入③中影响CO2质量测定,A错误;
通过③计算CO2的质量,从而计算NaHCO3的质量,通过②计算H2O的质量,减去NaHCO3分解产生的H2O的质量,从而计算Na2CO3·10H2O的质量,结合总质量m g,可以确定固体粉末样品中是否存在NaCl,若将装置①替换为盛有NaOH溶液的装置,则NaOH溶液中的水分可能进入②中被吸收,导致②增重偏大,导致测得的水蒸气的质量偏大,Na2CO3·10H2O的质量偏大,但NaHCO3的质量不变,故B正确,C错误;④中碱石灰吸收空气中的CO2、H2O,防止进入③中影响CO2质量测定,不能撤去,故D错误。
12.某小组探究Na2CO3和NaHCO3与碱的反应,实验过程及结果如下。
实验装置 等浓度的试剂X 实验结果
Ⅰ Ⅱ Ⅲ ①Ⅱ、Ⅲ均产生白色沉淀;
②烧杯中溶液pH变化如下:
已知:pH越大,OH-越多,溶液碱性越强。
下列说法正确的是 (　 　)
A.Ⅰ是空白实验,排除因体积变化对Ⅱ、Ⅲ溶液pH的影响
B.Ⅱ和Ⅰ一样,没有发生化学反应
C.Ⅲ中Ca(OH)2恰好完全反应时,溶液pH=7
D.Ⅲ中初期发生反应:2HC
A
解析:Ⅰ中加入蒸馏水,其pH变化仅由稀释引起,可对比排除Ⅱ、Ⅲ中体积变化(稀释)对pH的影响,A正确;Ⅱ中Na2CO3与Ca(OH)2反应生成CaCO3沉淀和NaOH,发生了化学反应,B错误;Ⅲ中Ca(OH)2完全反应后,溶液溶质为Na2CO3,化学方程式为Ca(OH)2+2NaHCO3 CaCO3↓+Na2CO3+ 2H2O,Na2CO3溶液显碱性,pH>7,C错误;Ⅲ中初期滴加少量NaHCO3,
Ca(OH)2过量,反应为HC+OH-+Ca2+ CaCO3↓+H2O,D错误。
13.(12分)Na2CO3、NaHCO3是生活中常见的盐,某实验小组通过以下实验探究这两种物质的性质。
(1)称取两种固体各1 g分别放入两支试管中,再各加入5 mL水,充分振荡,并恢复至室温。发现Na2CO3完全溶解,而NaHCO3有剩余。由此得出结论:在相同温度下,________________________________。
解析:相同条件下,等体积水溶解等质量的Na2CO3、NaHCO3,其中Na2CO3完全溶解,而NaHCO3有剩余,说明相同温度下,Na2CO3的溶解度比NaHCO3的大。
Na2CO3的溶解度比NaHCO3的大
(2)某学生设计如图所示装置进行NaHCO3的分解实验,并证实产物中有CO2产生。
①试管中发生反应的化学方程式为_____________________________。
②指出该学生设计的装置图的错误之处:____________________。
解析:反应会产生水蒸气,为防止水蒸气冷凝回流使试管炸裂,试管口需要略向下倾斜。
2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O
试管口没有略向下倾斜
(3)测定Na2CO3样品(含NaCl杂质)中Na2CO3的质量分数:
①称取m g样品放入烧杯内加水溶解。
②加入过量的CaCl2溶液充分反应,反应的化学方程式为____________________________________。
③过滤、洗涤、干燥,称量沉淀的质量为n g。则样品中Na2CO3的质量分数为__________。
CaCl2+Na2CO3 CaCO3↓+2NaCl
%
解析:题述反应的化学方程式为CaCl2+Na2CO3 CaCO3↓+2NaCl。设Na2CO3样品中Na2CO3的质量为x,则
Na2CO3+CaCl2 CaCO3↓+2NaCl
106 100
　x n g
,解得x= g,样品中Na2CO3的质量分数为%。
14.(12分)膨松剂反应产生气体的量是检验膨松剂品质的一项重要指标。某膨松剂中起膨松作用的物质为NaHCO3。某学校兴趣小组为研究该膨松剂在加热情况下发生的反应和放出的气体的量,设计了以下实验。按如图所示连接装置(气密性良好,各装置中的试剂皆为足量)。
(1)仪器E的名称是__________,装置A的作用是____________________。
(2)将一定质量的膨松剂样品装入装置B中,测定实验前后装置__(填装置对应的字母符号)的质量,其质量差即为样品产生的CO2的质量。加热前,先对已连接好的装置A、B和C通入一段时间的空气,再连接上装置D、E;停止加热后,应继续通入一段时间的空气。简述如此操作的原因: __________________________________________________________________________________________________________________。
球形干燥管
吸收空气中的CO2气体
加热前,通入空气是为了排出装置中的CO2,停止加热后,通入空气是为了使残留在装置中的CO2全部进入装置D中以便完全吸收
D
解析:该实验是研究该膨松剂在加热情况下放出气体的量。实验前先由左端通入空气,装置A中NaOH溶液可吸收空气中的CO2气体,当装置充满不含CO2的空气后,加热装置B,NaHCO3不稳定,加热分解产生Na2CO3、CO2、H2O,产生的CO2气体经浓硫酸干燥后,被U形管中碱石灰吸收,根据最终装置D增加质量判断反应产生的CO2的质量,装置E中碱石灰作用是吸收空气中的CO2、H2O,防止对实验结果造成干扰,停止加热后,还需继续通入一段时间的空气,目的是使残留在装置中的CO2全部进入装置D中以便完全吸收。
(3)上述实验中,若没有装置E,可能会造成测定结果____(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
解析:若没有装置E,空气中CO2、H2O也会被装置D吸收,导致CO2质量偏大,从而使测定结果偏大。
偏大
(4)取膨松剂样品40.0 g(除NaHCO3外,不含其他能分解产生CO2的物质),实验测得产生CO2的质量为8.8 g,计算该膨松剂中NaHCO3的质量分数为______。
解析:题述实验测得CO2的质量为8.8 g,设该膨松剂中NaHCO3的质量为x,
2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑
84×2 44
x 8.8 g
列式计算得x=33.6 g,该膨松剂中NaHCO3的质量分数为×100%
=84%。
84%
Thank you
本课结束第2课时　碳酸钠和碳酸氢钠　焰色试验
1.宏观辨识与微观探析:能从物质组成的角度认识碳酸钠、碳酸氢钠的性质及转化,形成“结构决定性质”的观念。2.科学探究与创新意识:通过对钠盐性质及焰色试验的探究,能设计实验方案,完成实验操作,对实验现象作出解释。
知识点一　碳酸钠和碳酸氢钠
1.物理性质及溶于水的实验探究
在两支试管中分别加入少量Na2CO3和NaHCO3(各约1 g),完成下列实验,并将实验现象和相应的结论填入表中。
盐 Na2CO3(俗名: 苏打或纯碱) NaHCO3 (俗名:小苏打)
①向两支试管中分别滴入几滴水,振荡,观察现象;将温度计分别插入其中 加水后结块变成晶体,温度计示数升高 加水后部分溶解,温度计示数降低
②继续向①的试管中分别加5 mL水,用力振荡 振荡一段时间后可溶解 固体量减少
③分别向②所得溶液中滴加1~2滴酚酞溶液 溶液变红,溶液碱性较强 溶液变浅红,溶液碱性较弱
初步结论 Na2CO3加少量水变成碳酸钠晶体(Na2CO3·xH2O);Na2CO3、NaHCO3均易溶于水,水溶液均显碱性,但Na2CO3溶解度更大,碱性更强
2.化学性质
(1)热稳定性
实验操作 实验现象 化学方程 式及结论
刚加热时,澄清石灰水中有气泡,之后无气泡,澄清石灰水无明显变化 Na2CO3很稳定,受热不易发生分解
澄清石灰水中有气泡,澄清石灰水变浑浊,试管口处有水珠凝结 NaHCO3不稳定,受热容易分解,化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
(2)探究Na2CO3和NaHCO3与稀盐酸的反应
实验 步骤 在两支试管中分别加入3 mL相同浓度的稀盐酸,将两个分别装有0.3 g NaHCO3和0.3 g Na2CO3固体的小气球套在两支试管口,将气球内固体同时倒入试管中,观察现象
实验 操作
实验 现象 及结论 两支试管中都产生无色气泡,气球膨胀,加入NaHCO3的试管中气泡产生得更快,气球膨胀得更大,反应的离子方程式分别为HC+H+CO2↑+H2O;C+2H+CO2↑+H2O
(3)探究Na2CO3、NaHCO3和盐(CaCl2)及碱[Ca(OH)2]的反应
试剂 盐(CaCl2) 碱[Ca(OH)2]
实验 操作 及步骤
现象及 结论 ①加入稀Na2CO3溶液,立即产生白色沉淀,离子方程式:Ca2++C CaCO3↓; ②加入稀NaHCO3溶液,无明显现象,说明稀CaCl2溶液和少量稀NaHCO3溶液不反应 两支试管中都产生白色沉淀,反应的离子方程式分别为Ca2++C+Ca2++OH-CaCO3↓+H2O
3.重要用途
(1)碳酸钠:纺织、制皂、造纸、制玻璃、食用碱或工业用碱等。
(2)碳酸氢钠:发酵粉、胃酸中和剂、食用碱或工业用碱等。
(1)某课外小组在实验中,将盐酸滴加到Na2CO3溶液中,开始无气泡产生,一段时间后产生气泡。试分析其原因。
提示:Na2CO3和盐酸反应分两步进行:C+H+H2O+CO2↑,故开始无明显现象,后来产生气泡。
(2)向饱和的Na2CO3溶液中通入过量的CO2,会有什么现象 试说明原因。
提示:有晶体析出。CO2与饱和Na2CO3溶液反应生成NaHCO3,生成的NaHCO3的质量比参加反应的Na2CO3的质量大,又由于常温下NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,且反应过程中消耗了水,故会有NaHCO3晶体从溶液中析出。
(3)试写出用适量的NaOH溶液除去Na2CO3溶液中少量NaHCO3的反应原理。
提示:NaOH+NaHCO3Na2CO3+H2O或OH-+HC。
Na2CO3与NaHCO3的相互转化及提纯
(1)Na2CO3与NaHCO3的相互转化
Na2CO3NaHCO3
(2)Na2CO3与NaHCO3的提纯
混合物(括号内的为杂质) 除杂方法及试剂
Na2CO3固体(NaHCO3) 加热
NaHCO3溶液(Na2CO3) 通入足量CO2气体
Na2CO3溶液(NaHCO3) 加入适量NaOH溶液
1.下列关于Na2CO3与NaHCO3的性质判断正确的是(　B　)
A.可用澄清石灰水鉴别Na2CO3与NaHCO3
B.等质量的Na2CO3和NaHCO3与足量的盐酸反应,后者放出的CO2多
C.同浓度碱性:Na2CO3D.热稳定性:Na2CO3解析:澄清石灰水不能鉴别Na2CO3与NaHCO3,因为澄清石灰水与Na2CO3和NaHCO3反应都能生成白色沉淀CaCO3,A错误;等质量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量的盐酸反应,根据关系式:Na2CO3~2HCl~CO2、NaHCO3~HCl~CO2可知,后者放出的CO2多,B正确;Na2CO3为正盐,NaHCO3为酸式盐,同浓度碱性:Na2CO3>NaHCO3,C错误;NaHCO3受热分解生成Na2CO3、H2O和CO2,热稳定性:Na2CO3>NaHCO3,D错误。
2.为鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体,有4位同学分别设计了下列四种不同的方案,其中不可行的是 (　C　)
A.分别加入等量水中,看溶解能力差异
B.分别取样在试管中加热,将可能产生的气体通入澄清石灰水,观察澄清石灰水是否变浑浊
C.分别取样配成溶液,滴加Ba(OH)2溶液,观察有无白色沉淀
D.分别加入少量水溶解,插入温度计,测量溶液温度
解析:NaHCO3不稳定,加热易分解生成CO2,而Na2CO3加热时不易分解,故可将两种试样加热后可能产生的气体通入澄清石灰水,观察是否变浑浊,B可行;Na2CO3、NaHCO3均可与Ba(OH)2反应生成BaCO3白色沉淀,C不可行;Na2CO3溶解放热,NaHCO3溶解吸热,D可行。
Na2CO3和NaHCO3的两种鉴别方法
(1)
(2)
3.将一定体积的CO2通入一定浓度的NaOH溶液中,为了测定所得溶液的成分,向该溶液中逐滴加入盐酸,所加盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图所示:
(1)所得溶液中的溶质为NaOH、Na2CO3。
(2)0A段发生反应的离子方程式:H++OH-H2O、H++C。
AB段发生反应的离子方程式:H++HCCO2↑+H2O。
解析:由图中消耗盐酸的体积与产生CO2的体积可知,该溶液的溶质是NaOH和Na2CO3,C转化为CO2消耗的盐酸是等量的,0A段Na2CO3消耗20 mL盐酸,所以,前5 mL盐酸应该是与NaOH发生中和反应;0A段H+先与OH-反应生成H2O,待OH-消耗完,H+再与C。
知识点二　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。根据火焰呈现的特征颜色,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。
2.操作步骤
3.几种金属元素的焰色
钠——黄色,钾——紫色(观察时要透过蓝色钴玻璃),铜——绿色。
4.应用
(1)检验、鉴别金属元素,如鉴别NaCl和KCl溶液。
(2)利用焰色试验制节日烟花。
　如图所示是某同学在做焰色试验时的两项操作:
(1)为什么用盐酸洗涤铂丝而不用硫酸洗涤铂丝 为什么用铂丝或铁丝等蘸取试剂做焰色试验,而不采用铜丝
提示:盐酸盐沸点比硫酸盐低,加热时易挥发无残留。铂丝或铁丝做焰色试验时没有颜色,而铜在灼烧时有绿色的焰色。
(2)利用焰色试验检验钾元素时,为什么要透过蓝色钴玻璃进行观察
提示:因为含有钾元素的物质中往往会混有少量的钠元素,灼烧时,钠元素的黄色光会掩盖钾元素的紫色光,透过蓝色钴玻璃可以滤去黄色光,便于观察到钾元素的紫色光。
(3)做焰色试验时能用玻璃棒来蘸取待测液吗
提示:不能,玻璃中含有钠元素,有干扰。
焰色试验的注意问题
(1)焰色试验是物理变化,是金属元素的性质,既可以是单质,也可以是化合物,如不论灼烧Na2CO3、NaCl、Na2SO4还是钠的单质,均发出黄色火焰。
(2)用稀盐酸清洗的原因:生成金属氯化物,而金属氯化物在高温下可挥发。
(3)可用光洁无锈的铁丝代替铂丝,不能用铜丝代替。
(4)焰色试验不能用硫酸等难挥发性酸清洗铂丝。
1.燃放烟花是中华民族庆祝春节的传统方式,烟花绽放时能释放五光十色的光芒。下列关于烟花燃放的化学原理说法错误的是(　C　)
A.燃放时发生了氧化还原反应
B.发出黄色光芒,可见烟花中含有钠元素
C.未能观察到紫色光芒,可见烟花中不含钾元素
D.很多金属在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色
解析:烟花燃放时火药燃烧,发生了氧化还原反应,A正确;钠元素的焰色为黄色,发出黄色光芒,可见烟花中含有钠元素,B正确;钾元素的焰色需透过蓝色钴玻璃观察,没有透过蓝色钴玻璃观察,未能观察到紫色光芒,不能确定烟花中是否含钾元素,C错误;很多金属在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色,如钙元素的焰色为砖红色、钡元素的焰色为黄绿色、钠元素的焰色为黄色,D正确。
2.下列检验NaCl固体中是否含有KCl的操作错误的是 (　D　)
A.溶解固体 B.将铂丝处理干净
C.蘸取待测液 D.观察焰色
解析:固体溶解配制溶液时,需要用玻璃棒搅拌,加快固体的溶解,A正确;进行焰色试验时,应用盐酸清洗铂丝,并在酒精灯上灼烧至与原来的火焰颜色相同,B正确;用洗净的铂丝放入溶液中蘸取待测液在酒精灯外焰上灼烧,C正确;用焰色试验检验溶液中是否存在钾元素时,应透过蓝色钴玻璃观察火焰是否呈紫色,D错误。
3.依据已有知识,下列各组物质只能用焰色试验鉴别的是(　B　)
A.Na2CO3、NaCl B.KCl、NaCl
C.CaCl2、NaCl D.Na2CO3、CaCl2
解析:Na2CO3、NaCl中的阳离子都是Na+,不能通过焰色试验进行鉴别,A项不符合题意;KCl、NaCl中阴离子相同,无法通过化学方法鉴别,但其阳离子K+、Na+的焰色不同,故只能通过焰色试验进行鉴别,B项符合题意;CaCl2、NaCl中阴离子相同,可利用Ca2+、Na+的焰色不同进行鉴别,也可用Na2CO3溶液进行鉴别,C项不符合题意;Na2CO3、CaCl2可用焰色试验进行鉴别,也可用Na2CO3溶液或盐酸进行鉴别,D项不符合题意。
1.Na2CO3和NaHCO3都是重要的化工原料。下列说法中正确的是(　D　)
A.Na2CO3俗名小苏打,NaHCO3俗名纯碱
B.同浓度的两溶液pH:Na2CO3C.Na2CO3可用于治疗胃酸过多
D.NaHCO3溶液中加入适量NaOH,便可转化为Na2CO3溶液
解析:Na2CO3俗名为苏打、纯碱,NaHCO3俗名为小苏打,A错误;同浓度的两溶液pH:Na2CO3> NaHCO3,B错误;Na2CO3碱性较强,不能用于治疗胃酸过多,C错误;NaHCO3溶液中加入适量NaOH,便可转化为Na2CO3溶液,反应原理为NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O,D正确。
2.同学们用如图所示实验装置进行K2CO3溶液和Na2CO3溶液的焰色试验。下列说法错误的是 (　D　)
A.蘸取Na2CO3溶液灼烧时,可观察到火焰呈黄色
B.蘸取K2CO3溶液灼烧时,要透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色
C.该方法可用来鉴别K2SO4溶液和Na2SO4溶液
D.蘸取K2CO3溶液完成实验后,可直接蘸取Na2CO3溶液进行后续实验
解析:钠元素的焰色为黄色,蘸取Na2CO3溶液(含Na+)灼烧时火焰呈黄色,A正确;钾元素焰色为紫色,易被钠元素的黄色火焰掩盖,需透过蓝色钴玻璃滤去黄光观察,B正确;K2SO4含K+、Na2SO4含Na+,焰色不同可鉴别,C正确;蘸取K2CO3后直接蘸取Na2CO3,残留的K2CO3会污染Na2CO3溶液,导致焰色干扰,需洗净铁丝并灼烧至与原来的火焰颜色相同后再蘸取,D错误。
3.为除去括号内的杂质,所选用的试剂或方法错误的是 (　D　)
A.CO2气体(HCl),饱和NaHCO3溶液
B.Na2CO3固体(NaHCO3),加热至不再产生气体
C.Na2O2粉末(Na2O),将混合物放在氧气中加热
D.Na2CO3溶液(Na2SO4),加入适量Ba(NO3)2溶液,过滤
解析:饱和NaHCO3溶液吸收CO2气体中的HCl杂质,不会引入新的杂质,A正确;NaHCO3受热易分解生成Na2CO3、H2O和CO2,不会引入新的杂质,B正确;Na2O放在氧气中加热生成Na2O2,C正确;杂质Na2SO4与Ba(NO3)2反应生成BaSO4和NaNO3,引入新杂质,并且Na2CO3也可以与Ba(NO3)2反应,D错误。
4.碳酸钠和碳酸氢钠是生活中常见的物质。请回答下列问题:
(1)碳酸氢钠的化学式是NaHCO3,俗称小苏打,其水溶液显碱(填“酸”“碱”或“中”)性。
(2)碳酸氢钠可治疗胃酸(0.2%~0.4%的盐酸)过多,反应的离子方程式为H++HCH2O+CO2↑。
(3)除去碳酸钠固体中碳酸氢钠的反应的化学方程式2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。
课时作业9
(总分:60分)
(选择题1~12题,每题3分,13~14题,每题12分)
1.下列各组物质中,其学名、俗名及化学式不相符的是 (　D　)
A.碳酸钠、纯碱、Na2CO3
B.碳酸氢钠、小苏打、NaHCO3
C.氢氧化钠、火碱、NaOH
D.碳酸钙、生石灰、CaCO3
解析:生石灰的化学式为CaO,学名为氧化钙,故D项符合题意。
2.下列有关Na2CO3和NaHCO3的说法不正确的是(　C　)
A.可用Na2CO3等碱性物质处理废水中的酸
B.NaHCO3可用于食品发酵
C.Na2CO3可用于制造洗涤剂,因为Na2CO3是碱
D.NaHCO3可用作食品膨松剂
解析:Na2CO3是盐,不是碱,故C错误。
3.下列有关说法正确的是 (　C　)
A.为了除去Na2CO3溶液中的NaHCO3,可滴加适量的稀盐酸
B.为了除去NaHCO3固体中的Na2CO3,可通过加热除去
C.热稳定性:NaHCO3D.将某溶液与稀盐酸反应产生的气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊,说明该溶液中含有C
解析:稀盐酸会与Na2CO3反应生成NaHCO3和NaCl杂质,不能达到实验目的,A错误;NaHCO3受热会分解为Na2CO3、CO2和H2O,达不到除去NaHCO3固体中的Na2CO3的目的,B错误; NaHCO3加热能分解为Na2CO3、CO2和H2O,Na2CO3加热不分解,故热稳定性:NaHCO3< Na2CO3,C正确;将某溶液与稀盐酸反应产生的气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊,该气体可能是CO2,也可能是SO2,因此不能说明该溶液中含有C,D错误。
4.下列有关焰色试验的说法正确的是(　C　)
A.焰色试验利用了元素在化学变化中的现象
B.可以直接观察焰色来区别NaCl和KCl
C.可以用光洁无锈的铁丝代替铂丝进行焰色试验
D.实验后要用稀硫酸将铂丝洗净
解析:焰色试验是物理变化,A错误;进行钾的焰色试验时,钠元素会干扰实验,故观察钾的焰色应透过蓝色钴玻璃滤去黄光的干扰,不可以直接观察焰色来区别NaCl和KCl,B错误;盐酸盐在加热时易挥发不会残留,若用稀硫酸洗涤铂丝,由于硫酸盐的熔、沸点较高而难以挥发,会对后面实验造成干扰,故用盐酸洗涤铂丝,D错误。
5.下列说法正确的是 (　C　)
A.用焰色试验鉴别NaCl和Na2SO4
B.区别K2CO3溶液和NaCl溶液只能用焰色试验
C.用铂丝蘸取某溶液置于酒精灯外焰上灼烧,火焰呈黄色,则该溶液中含Na元素
D.做焰色试验时用洁净的铜丝蘸取待测液,放到无色火焰上灼烧,观察火焰颜色
解析:NaCl、Na2SO4焰色试验均为黄色,无法鉴别,A错误;K2CO3和盐酸反应放出CO2,NaCl和盐酸不反应,可以用盐酸鉴别K2CO3和NaCl,B错误;钠的焰色是黄色,用铂丝蘸取某溶液置于酒精灯外焰上灼烧,火焰呈黄色,该溶液中含Na元素,C正确;因为铜丝灼烧火焰呈绿色,干扰实验,所以要用灼烧时火焰几乎为无色的铂丝或者铁丝蘸取待测液,D错误。
6.Na2CO3和NaHCO3可用作食用碱。下列用来解释事实的方程式不合理的是 (　A　)
A.Na2CO3与食醋混用产生CO2气体:C+2H+CO2↑+H2O
B.Na2CO3可用NaOH溶液吸收CO2制备:2OH-+CO2C+H2O
C.NaHCO3可用于治疗胃酸过多症:HC+H+CO2↑+H2O
D.NaHCO3可作发酵粉:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
解析:食醋的主要成分CH3COOH难电离不能拆开,Na2CO3与食醋混用,产生CO2气体,反应的离子方程式为C+2CH3COOHCO2↑+H2O+2CH3COO-,A不合理;CO2为酸性氧化物,CO2与过量NaOH反应生成Na2CO3,离子方程式为2OH-+CO2C+H2O,B合理;NaHCO3可用于治疗胃酸过多症,离子方程式为HC+H+CO2↑+H2O,C合理;NaHCO3不稳定,受热易分解,化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,可以用作发酵粉,D合理。
7.CO2、Na2CO3、NaHCO3三者的转化关系如图所示,下列说法错误的是(　B　)
A.①转化时所加试剂可以是稀硫酸
B.向NaOH溶液中通入过量CO2可实现②转化
C.⑤转化时溶液中不一定出现沉淀
D.⑥的转化条件可以是加热
解析:①的反应可以是Na2CO3+H2SO4Na2SO4+H2O+CO2↑,①所加试剂可以是稀硫酸,A项正确;向NaOH溶液中通入适量CO2,生成Na2CO3,B项错误;NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,向饱和Na2CO3溶液中通入CO2时,生成NaHCO3沉淀,其他情况不一定有沉淀生成,C项正确;加热NaHCO3固体时可生成Na2CO3,⑥的转化条件可以是加热,D项正确。
8.为探究Na2CO3、NaHCO3与稀盐酸的反应,某小组同学分别向两支装有等浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液的试管中滴加等浓度的盐酸。依据实验现象,下列说法错误的是(　D　)
A.等浓度溶液的碱性:Na2CO3>NaHCO3
B.实验1中产生气泡的反应为HC+H+CO2↑+H2O
C.实验2中溶液从红色变为浅红色的过程发生了反应:C
D.当C同时存在时,HC获得H+的能力更强
解析:依据实验现象可知,等浓度溶液的碱性:Na2CO3>NaHCO3,A正确;实验1中产生气泡的反应为HC+H+CO2↑+H2O,B正确;稀盐酸逐滴加入Na2CO3溶液中,先发生反应C,溶液碱性变弱但依然为碱性,溶液从红色变为浅红色,C正确;根据实验现象,反应先后顺序是C,再是HC与H+反应生成CO2,故C结合H+的能力更强,D错误。
9.向Na2CO3、NaHCO3混合溶液中逐滴加入稀盐酸,生成气体的量随盐酸加入量的变化关系如图所示。下列离子组在对应的溶液中,一定能大量共存的是(　C　)
A.a点对应的溶液中:Na+、Ba2+、S
B.b点对应的溶液中:Na+、OH-、N、Cl-
C.c点对应的溶液中:Na+、Ca2+、N、Cl-
D.d点对应的溶液中:Na+、Cl-、N
解析:向Na2CO3、NaHCO3混合溶液中逐滴加入稀盐酸,首先发生反应:Na2CO3+HClNaCl +NaHCO3,当Na2CO3完全转化为NaHCO3时,发生反应:NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑,故a点溶液中溶质为Na2CO3、NaHCO3、NaCl,b点溶质为NaCl、NaHCO3,c点溶质为NaCl,d点酸过量,溶质为NaCl、HCl。a点溶液中溶质为Na2CO3、NaHCO3、NaCl,Ba2+与S会反应产生BaSO4沉淀,且Ba2+与C反应产生BaCO3沉淀,也不能大量共存,A不符合题意;b点溶液中溶质为NaCl、NaHCO3,OH-与HC会发生反应:OH-+HC+H2O,不能大量共存,B不符合题意;c点溶液中溶质为NaCl,Na+、Cl-与选项离子之间不发生任何反应,可以大量共存,C符合题意;d点溶液中溶质为NaCl、HCl,溶液显酸性,含有大量H+,H+与C发生反应而不能大量共存,D不符合题意。
10.为了探究Na2CO3和NaHCO3的化学性质,同学们进行了如图所示的三组实验。下列说法正确的是 (　D　)
实验1:比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性 实验2:探究Ba(OH)2分别与Na2CO3、NaHCO3溶液的反应 实验3:除去Na2CO3溶液中的少量NaHCO3
A.实验1中,M是NaHCO3,N是Na2CO3
B.实验2中,只有盛放Na2CO3溶液的试管中能观察到生成白色沉淀
C.实验1和实验2的方法都可以用来鉴别Na2CO3和NaHCO3
D.实验3中,试剂X可以是适量的NaOH溶液
解析:根据已知化学性质,NaHCO3受热易分解生成CO2,而Na2CO3受热不会分解,因此,为了准确比较,应将Na2CO3放于温度高的大试管中,NaHCO3放于温度低的小试管中,故M应为Na2CO3,N为NaHCO3,A错误;实验2中Na2CO3、NaHCO3溶液与Ba(OH)2反应均会产生白色沉淀BaCO3,B错误;实验1中利用二者的稳定性,观察澄清石灰水是否变浑浊进行鉴别,但实验2中,二者现象相同,不能鉴别,C错误;NaHCO3与NaOH反应:NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O,可以将NaHCO3转化为Na2CO3,同时生成水,不引入新杂质,因此,试剂X可以是适量的NaOH溶液,D正确。
11.某固体粉末样品中可能有NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3中的一种或几种组分,某同学取m g固体粉末样品,设计如下实验。装置①④中盛碱石灰,通过测量反应前后装置②和③质量的变化,确定该粉末的组成。若在实验结束测得②③分别增重a g和b g,下列说法正确的是 (　B　)
A.为达到实验目的,装置②③中也均盛装碱石灰
B.若仅将①替换为盛有NaOH溶液的装置,则测得NaHCO3的质量分数无误差
C.根据题干实验数据无法确定固体粉末样品中是否存在NaCl
D.装置④是多余的,可以撤去
解析:加热发生反应:Na2CO3·10H2ONa2CO3+10H2O,2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,通过测量反应前后②③装置质量的变化,测定该混合物中各组分的质量分数。由实验装置可知,①中盛放碱石灰,吸收空气中的H2O、CO2,通过碱石灰后的空气主要为氮气,用来排尽装置中空气,此时需要关闭b、打开a,而后关闭a、打开b进行加热,②中盛放无水氯化钙,吸收分解生成的H2O,③中盛放碱石灰,吸收分解生成的CO2,④中碱石灰吸收空气中的CO2、H2O,防止进入③中影响CO2质量测定,A错误;通过③计算CO2的质量,从而计算NaHCO3的质量,通过②计算H2O的质量,减去NaHCO3分解产生的H2O的质量,从而计算Na2CO3·10H2O的质量,结合总质量m g,可以确定固体粉末样品中是否存在NaCl,若将装置①替换为盛有NaOH溶液的装置,则NaOH溶液中的水分可能进入②中被吸收,导致②增重偏大,导致测得的水蒸气的质量偏大,Na2CO3·10H2O的质量偏大,但NaHCO3的质量不变,故B正确,C错误;④中碱石灰吸收空气中的CO2、H2O,防止进入③中影响CO2质量测定,不能撤去,故D错误。
12.某小组探究Na2CO3和NaHCO3与碱的反应,实验过程及结果如下。
实验装置 等浓度的试剂X 实验结果
Ⅰ Ⅱ Ⅲ ①Ⅱ、Ⅲ均产生白色沉淀; ②烧杯中溶液pH变化如下:
已知:pH越大,OH-越多,溶液碱性越强。
下列说法正确的是 (　A　)
A.Ⅰ是空白实验,排除因体积变化对Ⅱ、Ⅲ溶液pH的影响
B.Ⅱ和Ⅰ一样,没有发生化学反应
C.Ⅲ中Ca(OH)2恰好完全反应时,溶液pH=7
D.Ⅲ中初期发生反应:2HC
解析:Ⅰ中加入蒸馏水,其pH变化仅由稀释引起,可对比排除Ⅱ、Ⅲ中体积变化(稀释)对pH的影响,A正确;Ⅱ中Na2CO3与Ca(OH)2反应生成CaCO3沉淀和NaOH,发生了化学反应,B错误;Ⅲ中Ca(OH)2完全反应后,溶液溶质为Na2CO3,化学方程式为Ca(OH)2+2NaHCO3CaCO3↓+Na2CO3+2H2O,Na2CO3溶液显碱性,pH>7,C错误;Ⅲ中初期滴加少量NaHCO3,Ca(OH)2过量,反应为HC+OH-+Ca2+CaCO3↓+H2O,D错误。
13.(12分)Na2CO3、NaHCO3是生活中常见的盐,某实验小组通过以下实验探究这两种物质的性质。
(1)称取两种固体各1 g分别放入两支试管中,再各加入5 mL水,充分振荡,并恢复至室温。发现Na2CO3完全溶解,而NaHCO3有剩余。由此得出结论:在相同温度下,Na2CO3的溶解度比NaHCO3的大。
(2)某学生设计如图所示装置进行NaHCO3的分解实验,并证实产物中有CO2产生。
①试管中发生反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。
②指出该学生设计的装置图的错误之处:试管口没有略向下倾斜。
(3)测定Na2CO3样品(含NaCl杂质)中Na2CO3的质量分数:
①称取m g样品放入烧杯内加水溶解。
②加入过量的CaCl2溶液充分反应,反应的化学方程式为CaCl2+Na2CO3CaCO3↓+2NaCl。
③过滤、洗涤、干燥,称量沉淀的质量为n g。则样品中Na2CO3的质量分数为%。
解析:(1)相同条件下,等体积水溶解等质量的Na2CO3、NaHCO3,其中Na2CO3完全溶解,而NaHCO3有剩余,说明相同温度下,Na2CO3的溶解度比NaHCO3的大。(2)②反应会产生水蒸气,为防止水蒸气冷凝回流使试管炸裂,试管口需要略向下倾斜。(3)题述反应的化学方程式为CaCl2+Na2CO3CaCO3↓+2NaCl。设Na2CO3样品中Na2CO3的质量为x,则
Na2CO3+CaCl2CaCO3↓+2NaCl
106 100
　X n g
,解得x= g,样品中Na2CO3的质量分数为%。
14.(12分)膨松剂反应产生气体的量是检验膨松剂品质的一项重要指标。某膨松剂中起膨松作用的物质为NaHCO3。某学校兴趣小组为研究该膨松剂在加热情况下发生的反应和放出的气体的量,设计了以下实验。按如图所示连接装置(气密性良好,各装置中的试剂皆为足量)。
(1)仪器E的名称是球形干燥管,装置A的作用是吸收空气中的CO2气体。
(2)将一定质量的膨松剂样品装入装置B中,测定实验前后装置D(填装置对应的字母符号)的质量,其质量差即为样品产生的CO2的质量。加热前,先对已连接好的装置A、B和C通入一段时间的空气,再连接上装置D、E;停止加热后,应继续通入一段时间的空气。简述如此操作的原因:加热前,通入空气是为了排出装置中的CO2,停止加热后,通入空气是为了使残留在装置中的CO2全部进入装置D中以便完全吸收。
(3)上述实验中,若没有装置E,可能会造成测定结果偏大(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(4)取膨松剂样品40.0 g(除NaHCO3外,不含其他能分解产生CO2的物质),实验测得产生CO2的质量为8.8 g,计算该膨松剂中NaHCO3的质量分数为84%。
解析:该实验是研究该膨松剂在加热情况下放出气体的量。实验前先由左端通入空气,装置A中NaOH溶液可吸收空气中的CO2气体,当装置充满不含CO2的空气后,加热装置B,NaHCO3不稳定,加热分解产生Na2CO3、CO2、H2O,产生的CO2气体经浓硫酸干燥后,被U形管中碱石灰吸收,根据最终装置D增加质量判断反应产生的CO2的质量,装置E中碱石灰作用是吸收空气中的CO2、H2O,防止对实验结果造成干扰,停止加热后,还需继续通入一段时间的空气,目的是使残留在装置中的CO2全部进入装置D中以便完全吸收。(3)若没有装置E,空气中CO2、H2O也会被装置D吸收,导致CO2质量偏大,从而使测定结果偏大。(4)题述实验测得CO2的质量为8.8 g,设该膨松剂中NaHCO3的质量为x,
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
84×2 44
x 8.8 g
列式计算得x=33.6 g,该膨松剂中NaHCO3的质量分数为×100%=84%。

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