2.1.2 碳酸钠和碳酸氢钠 焰色试验（知识解读）-2024-2025学年高一化学同步教学知识解读与分层特训（人教版2019必修第一册）

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 课程学习目标 1.通过实验探究，结合盐的通性认识碳酸钠和碳酸氢钠的化学性质。 2.理解并掌握碳酸钠和碳酸氢钠鉴别与转化的途径。 3.了解碳酸钠与碳酸氢钠在生产、生活中的应用及与性质的关系。 4.了解候氏制碱法的原料及反应原理。 5.了解焰色试验的现象及原理。 学科核心素养 1．通过对“钠的化合物性质”的学习，培养实验探究意识。 2．通过对“Na2CO3与NaHCO3相互转化”的学习，培养变化的理念。 3．通过对“焰色试验”的学习，提升实验探究能力和创新意识。 4．通过对“制碱历史”的学习，增强实验探究与创新意识，提升科学精神和社会责任感。 【新知学习】 一．碳酸钠和碳酸氢钠的性质 1．碳酸钠、碳酸氢钠性质探究 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下表。 实验步骤 Na2CO3 (俗名：苏打或纯碱) NaHCO3 (俗名：小苏打) ①观察两支试管中碳酸钠、碳酸氢钠的外观 白色粉末 细小的白色晶体 ②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 ③继续向②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 ④分别将③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 碳酸钠、碳酸氢钠均易溶于水，水溶液均显碱性，但Na2CO3溶解度更大，碱性更强 【特别提醒】 ①碳酸钠粉末遇水生成含有结晶水的碳酸钠晶体——水合碳酸钠(Na2CO3·xH2O)。碳酸钠晶体在干燥的空气中逐渐失去结晶水变成碳酸钠粉末。 ②钠露置在空气中，最终完全转变为Na2CO3粉末，转化过程为NaNa2ONaOHNaOH溶液Na2CO3·xH2ONa2CO3(风化是化学变化)。 2．碳酸钠、碳酸氢钠热稳定性的实验探究 实验操作 实验现象 实验结论 澄清石灰水不变浑浊 Na2CO3很稳定，受热不易发生分解 澄清石灰水变浑浊 NaHCO3不稳定，受热容易分解； 化学方程式：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O 3.碳酸钠、碳酸氢钠与酸、碱的反应 （1）与过量盐酸的反应(写离子方程式，下同)： ①碳酸钠：CO＋2H＋=== CO2↑＋H2O ②碳酸氢钠：HCO＋H＋=== CO2↑＋H2O （2）与NaOH溶液的反应： ①碳酸钠：不反应； ②碳酸氢钠：HCO＋OH－=== CO＋H2O （3）与某些盐溶液的反应(如CaCl2)： ①碳酸钠：CO＋Ca2＋===CaCO3↓ ②碳酸氢钠：不反应。 4.碳酸钠和碳酸氢钠的应用 Na2CO3和NaHCO3的水溶液均显碱性，可作为食用碱或工业用碱。Na2CO3的主要用途为纺织、制皂、造纸、制玻璃等；NaHCO3的主要用途为制药、焙制糕点等。 5.碳酸钠与碳酸氢钠化学性质比较 碳酸钠 碳酸氢钠 与盐酸 放出二氧化碳气体 放出二氧化碳气体(剧烈) 与烧碱溶液 不反应 生成碳酸钠和水 与澄清石灰水 产生白色沉淀 产生白色沉淀 与氯化钙溶液 生成白色沉淀 不反应 与CO2 生成NaHCO3 不反应 热稳定性 稳定、受热不易分解 不稳定、受热易分解 相互转化 【典例1】下列有关和性质的说法中正确的是 A．和均可用于治疗胃酸过多 B．可用加热的方法除去粉末中混有的 C．等物质的量的和分别与过量盐酸反应，产生的质量大 D．向溶液和溶液中分别加入溶液，都产生白色沉淀 二．碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别与转化 1．常用的鉴别方法 2．常用的除杂(提纯)方法 混合物(括号内为杂质) 除杂方法或试剂 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 3.Na2CO3与NaHCO3的相互转化 ①Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3 ②2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O ③NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O 【典例2】在课堂上老师出示了两瓶失去标签的Na2CO3和NaHCO3无色饱和溶液，希望班里同学提出简便的鉴别方法。该班同学踊跃提出方法，其中不合理的是(　 　) ①取等量的溶液于两支试管中，加热，有气泡产生的是NaHCO3饱和溶液　 ②取等量的溶液于两支试管中，逐滴加入稀盐酸，开始就有气体放出的是NaHCO3饱和溶液　 ③取等量的溶液于两支试管中，滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀的是Na2CO3饱和溶液　 ④取等量的溶液于两支试管中，滴加Ba(OH)2溶液，生成白色沉淀的是Na2CO3饱和溶液 A．①② B．①④ C．③④ D．②③ 三．侯氏制碱法 原料 NH3、CO2、饱和食盐水 原理 往饱和食盐水中依次通入足量的NH3、CO2(氨碱法)，利用NaHCO3的溶解性小于NH4HCO3的溶解性原理，使NaHCO3从溶液中析出。 NH3＋CO2＋H2O＝NH4HCO3、NH4HCO3＋NaCl(饱和)＝NaHCO3↓＋NH4Cl 总反应为：NH3＋CO2＋H2O＋NaCl(饱和)＝NaHCO3↓＋NH4Cl 2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑ 【典例3】侯氏制碱法制取的原理为。实验室用如图所示的装置模拟侯氏制碱法制取少量固体。下列说法正确的是 A．甲中反应的离子方程式为： B．乙的试剂为饱和溶液，可除去中的少量HCl C．丙中用冷水浴冷却有利于析出固体 D．进一步制取的操作是：取丙中的沉淀在蒸发皿中灼烧 四．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 3．几种金属元素的焰色 金属元素 锂 钠 钾 铷 钙 锶 钡 铜 焰色 紫红色 黄色 紫色(透过蓝色钴玻璃) 紫色 砖红色 洋红色 黄绿色 绿色 【特别提醒】 ①铂丝不能用稀硫酸洗涤。 ②蓝色钴玻璃可以滤去黄光，便于对钾元素焰色的观察。 【思考与交流】能用玻璃棒或铜丝来蘸取待测液吗？ 4．应用 （1）检验金属元素的存在，如鉴别NaCl和KCl溶液。 （2）制作五彩缤纷的烟花。 【典例4】关于焰色反应，下列说法正确的是 A．用洁净的铂丝蘸取某溶液，在火焰上灼烧，焰色为黄色，确定不含K+ B．焰色反应只能检验金属单质 C．焰色反应可以检验任何元素 D．焰色反应是物理变化 【效果检测】 1．炒菜时发现汤汁溅到充分燃烧的液化气的火焰上时，火焰呈黄色。据此可判断汤汁中含有 A．氧元素 B．氯元素 C．钠元素 D．钾元素 2．用下列试剂或仪器来鉴别同浓度的Na2CO3和NaHCO3两种溶液，不能达到预期目的的是 A．稀盐酸 B．氯化钙溶液 C．氢氧化钡溶液 D．pH计 3．向下列溶液中通入过量 ， 最终会有固体析出的是 A．澄清石灰水 B．氯化钙溶液 C．饱和碳酸钠溶液 D．硝酸钡溶液 4．下列俗名与物质相匹配的是 A．苏打—NaHCO3 B．烧碱—Na2CO3 C．小苏打—NaHCO3 D．纯碱—NaOH 5．下列有关和的叙述正确的是 A．比热稳定性强 B．可以利用加热的方法来鉴别和 C．和固体溶于水均放出热量 D．分别向和溶液中滴加酚酞溶液，只有溶液颜色变红 6．下列实验操作正确的是 实验 操作 A 观察钠与水反应的现象 用镊子从煤油中取出金属钠，切下绿豆大小钠，小心放入装满水的烧杯中 B 检验与溶液 用小试管分别取少量溶液，然后滴加澄清石灰水 C 证明与是放热反应 用棉花包裹，放入充满的集气瓶中，棉花燃烧说明是放热反应 D 检验与溶液 用铂丝分别蘸取溶液，在酒精灯外焰上灼烧，直接观察火焰的颜色 7．过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)又称固体过氧化氢，能杀灭新冠病毒，是一种良好的消毒剂，也可作为漂白剂、去污剂。下列说法不正确的是 A．过碳酸钠具有强氧化性 B．可预测过碳酸钠不稳定，受热易分解 C．含有二氧化锰或高温条件不影响过碳酸钠的保存 D．向过碳酸钠溶于水后的溶液中滴入澄清石灰水，会出现白色沉淀 8．某物质在灼烧时透过蓝色钴玻璃看到火焰呈紫色，下列说法正确的是 A．该物质是钾单质 B．该物质是钾盐 C．该物质含有钾元素 D．该物质含有钾元素，不含钠元素 9．下列实验方法能达到实验目的的是 A．用澄清石灰水鉴别和 B．用激光笔鉴别胶体和溶液 C．用NaOH溶液除去中的HCl D．用焰色反应鉴别KCl溶液和溶液 10．有、、、、NaCl中的某几种组成的混合物，向混合物中加入足量的盐酸有气体放出，将放出的气体通过过量的NaOH溶液后，气体体积有所减少，若将上述混合物在空气中充分加热，也有气体放出，且加热后残留固体物质的质量比加热前有所增加，下列推断正确的是 A．混合物中一定不含有 B．混合物中一定不含有和NaCl C．混合物中是否含有和NaCl无法确定 D．混合物中一定不含有和NaCl 11．“侯氏制碱法”的主要过程如下图(部分物质已略去)。 下列说法错误的是 A．气体X为 B．操作b为过滤 C．悬浊液a中的不溶物主要是 D．氨盐水中通入气体X后，溶液中大量减少 12．对比分析钠及其化合物的特点，请回答下列问题。 （1）图1转化关系①→⑧中，属于氧化还原反应的有___________(填序号)，其中用于呼吸面具或潜水艇中氧气来源的反应的化学方程式为___________(写出一个即可)。 （2）日常生活中常用到苏打和小苏打，鉴别它们的方法有多种。例如图2所示装置，这是根据它们具有不同的___________加以鉴别的。实验过程中，当试管B中盛放的澄清溶液出现白色浑浊时，试管A中发生反应的化学方程式为___________。 （3）Na长期置于空气中，最后形成的物质是___________(填化学式)，该物质与氯化钙溶液混合后，发生反应的离子方程式为___________。 13．某兴趣小组为测定某工业纯碱(假设仅含碳酸氢钠杂质)中碳酸钠的质量分数，设计了下列三种实验方案进行探究。请填空： 方案一：纯碱样品经加热后测定剩余固体质量，并计算碳酸钠的质量分数。 （1）加热样品所选用的仪器是____(填标号)。 A． B． C． D． （2）加热时发生反应的化学方程式是______。 方案二：将一定质量的样品与足量稀硫酸反应，通过称量反应前后盛有碱石灰的干燥管质量，利用其质量差计算碳酸钠的质量分数。实验装置如图： 该实验的操作步骤： ①关闭止水夹，在干燥管内填满碱石灰，称量干燥管A质量 ②取一定量样品装入广口瓶中 ③检查装置的气密性 ④打开止水夹，缓慢鼓入空气数分钟，再称量干燥管A质量 ⑤缓慢加入稀硫酸至不再产生气体为止 ⑥打开止水夹，缓慢鼓入空气数分钟 （3）正确的操作顺序是____(填序号) （4）在操作④中，要缓慢鼓入空气数分钟，鼓入空气的作用是____。 方案三：利用化学反应把HCO、CO完全转化为沉淀，称量沉淀的质量，计算碳酸钠的质量分数。 （5）称取mg样品，置于小烧杯中，加水溶解，滴加足量沉淀剂，把溶液中HCO、CO完全转化为沉淀，应选用的沉淀剂是____(填标号)。 A．CaCl2溶液 B．MgSO4溶液 C．NaCl溶液 D．Ba(OH)2溶液 （6）将沉淀洗涤，并充分干燥，称量沉淀的质量为m2g，由此可以计算碳酸钠的质量分数。如果此步骤中，沉淀未干燥充分就称量，则所测碳酸钠的质量分数____(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 14．有如下图所示的一系列变化。已知A为黄色晶体，B具有漂白性，E为生活中常见的无色液体，Y为红棕色有刺激性气味的有毒气体，W是一种碱性气体，部分产物已经略去。 （1）写出下列物质的化学式：C___________；Y___________。 （2）分别写出反应②、⑤的化学方程式：___________、___________。 （3）写出Z的稀溶液与铜反应的离子方程式：___________。 （4）反应④的化学方程式为___________，其中氧化剂与还原剂的质量之比为___________。 15．纯碱是日常生活中非常重要的用品。制得的碳酸钠样品中往往含有少量NaCl，现欲测定样品中Na2CO3的质量分数，某探究性学习小组分别设计了如下实验方案。回答下列问题： 方案一：用图所示方法和步骤进行实验： （1）操作I涉及的实验步骤有_____、洗涤；操作II涉及的实验步骤有干燥、_________。 （2）写出加入Ba(OH)2溶液的离子方程式_____。过滤得到的溶液M中含有的溶质为_____。 （3）该方案测得的样品中Na2CO3质量分数的为_______。(用含x、 y的代数式表示)；若最后得到的结果偏高，请书写一个可能的原因________。 方案二：利用图所示装置来测定纯碱样品中Na2CO3的质量分数(铁架台、铁夹等在图中均已略去)。实验步骤如下：     a．按图连接装置，并检查气密性； b．准确称得盛有碱石灰的干燥管D的质量为83.4 g； c．准确称得6.0 g纯碱样品放入容器II中； d．打开分液漏斗I的旋塞，缓缓滴入稀硫酸，至不再产生气泡为止； e．打开弹簧夹，往试管A中缓缓鼓入空气数分钟，然后称得干燥管D的总质量为85.6 g。 （4）①若d、e两步的实验操作太快，则会导致测定结果_______(填“偏大”或“偏小”)。 ②装置A中试剂X应选用___，通入空气的目的是___。 ③E装置的作用是_____。 （5）根据实验中测得的有关数据，计算纯碱样品中Na2CO3的质量分数为_______(结果保留到小数点后一位)。 ( 1 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 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 课程学习目标 1.通过实验探究，结合盐的通性认识碳酸钠和碳酸氢钠的化学性质。 2.理解并掌握碳酸钠和碳酸氢钠鉴别与转化的途径。 3.了解碳酸钠与碳酸氢钠在生产、生活中的应用及与性质的关系。 4.了解候氏制碱法的原料及反应原理。 5.了解焰色试验的现象及原理。 学科核心素养 1．通过对“钠的化合物性质”的学习，培养实验探究意识。 2．通过对“Na2CO3与NaHCO3相互转化”的学习，培养变化的理念。 3．通过对“焰色试验”的学习，提升实验探究能力和创新意识。 4．通过对“制碱历史”的学习，增强实验探究与创新意识，提升科学精神和社会责任感。 【新知学习】 一．碳酸钠和碳酸氢钠的性质 1．碳酸钠、碳酸氢钠性质探究 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下表。 实验步骤 Na2CO3 (俗名：苏打或纯碱) NaHCO3 (俗名：小苏打) ①观察两支试管中碳酸钠、碳酸氢钠的外观 白色粉末 细小的白色晶体 ②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 ③继续向②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 ④分别将③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 碳酸钠、碳酸氢钠均易溶于水，水溶液均显碱性，但Na2CO3溶解度更大，碱性更强 【特别提醒】 ①碳酸钠粉末遇水生成含有结晶水的碳酸钠晶体——水合碳酸钠(Na2CO3·xH2O)。碳酸钠晶体在干燥的空气中逐渐失去结晶水变成碳酸钠粉末。 ②钠露置在空气中，最终完全转变为Na2CO3粉末，转化过程为NaNa2ONaOHNaOH溶液Na2CO3·xH2ONa2CO3(风化是化学变化)。 2．碳酸钠、碳酸氢钠热稳定性的实验探究 实验操作 实验现象 实验结论 澄清石灰水不变浑浊 Na2CO3很稳定，受热不易发生分解 澄清石灰水变浑浊 NaHCO3不稳定，受热容易分解； 化学方程式：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O 3.碳酸钠、碳酸氢钠与酸、碱的反应 （1）与过量盐酸的反应(写离子方程式，下同)： ①碳酸钠：CO＋2H＋=== CO2↑＋H2O； ②碳酸氢钠：HCO＋H＋=== CO2↑＋H2O。 （2）与NaOH溶液的反应： ①碳酸钠：不反应； ②碳酸氢钠：HCO＋OH－=== CO＋H2O。 （3）与某些盐溶液的反应(如CaCl2)： ①碳酸钠：CO＋Ca2＋===CaCO3↓； ②碳酸氢钠：不反应。 4.碳酸钠和碳酸氢钠的应用 Na2CO3和NaHCO3的水溶液均显碱性，可作为食用碱或工业用碱。Na2CO3的主要用途为纺织、制皂、造纸、制玻璃等；NaHCO3的主要用途为制药、焙制糕点等。 5.碳酸钠与碳酸氢钠化学性质比较 碳酸钠 碳酸氢钠 与盐酸 放出二氧化碳气体 放出二氧化碳气体(剧烈) 与烧碱溶液 不反应 生成碳酸钠和水 与澄清石灰水 产生白色沉淀 产生白色沉淀 与氯化钙溶液 生成白色沉淀 不反应 与CO2 生成NaHCO3 不反应 热稳定性 稳定、受热不易分解 不稳定、受热易分解 相互转化 【典例1】下列有关和性质的说法中正确的是 A．和均可用于治疗胃酸过多 B．可用加热的方法除去粉末中混有的 C．等物质的量的和分别与过量盐酸反应，产生的质量大 D．向溶液和溶液中分别加入溶液，都产生白色沉淀 【答案】B 【解析】A．碳酸钠碱性太强，不能用作胃药，故A错误； B．NaHCO3不稳定，加热易分解：，通过加热可除去Na2CO3固体中的NaHCO3，并不引入新的杂质，故B正确； C．根据反应：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑，NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，等物质的量的Na2CO3和NaHCO3分别与过量盐酸反应，放出CO2相等，故C错误； D．稀溶液与溶液不反应，不产生沉淀，故D错误； 故选：B。 二．碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别与转化 1．常用的鉴别方法 2．常用的除杂(提纯)方法 混合物(括号内为杂质) 除杂方法或试剂 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 3.Na2CO3与NaHCO3的相互转化 ①Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3 ②2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O ③NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O 【典例2】在课堂上老师出示了两瓶失去标签的Na2CO3和NaHCO3无色饱和溶液，希望班里同学提出简便的鉴别方法。该班同学踊跃提出方法，其中不合理的是(　 　) ①取等量的溶液于两支试管中，加热，有气泡产生的是NaHCO3饱和溶液　 ②取等量的溶液于两支试管中，逐滴加入稀盐酸，开始就有气体放出的是NaHCO3饱和溶液　 ③取等量的溶液于两支试管中，滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀的是Na2CO3饱和溶液　 ④取等量的溶液于两支试管中，滴加Ba(OH)2溶液，生成白色沉淀的是Na2CO3饱和溶液 A．①② B．①④ C．③④ D．②③ 【答案】B 【解析】 NaHCO3在溶液中时受热不分解，只有NaHCO3固体受热才分解，①不合理；分别向两支试管中滴加Ba(OH)2溶液，都能出现白色沉淀，化学方程式为Na2CO3＋Ba(OH)2===2NaOH＋BaCO3↓，2NaHCO3＋Ba(OH)2===Na2CO3＋BaCO3↓＋2H2O，④不合理。 三．侯氏制碱法 原料 NH3、CO2、饱和食盐水 原理 往饱和食盐水中依次通入足量的NH3、CO2(氨碱法)，利用NaHCO3的溶解性小于NH4HCO3的溶解性原理，使NaHCO3从溶液中析出。 NH3＋CO2＋H2O＝NH4HCO3、NH4HCO3＋NaCl(饱和)＝NaHCO3↓＋NH4Cl 总反应为：NH3＋CO2＋H2O＋NaCl(饱和)＝NaHCO3↓＋NH4Cl 2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑ 【典例3】侯氏制碱法制取的原理为。实验室用如图所示的装置模拟侯氏制碱法制取少量固体。下列说法正确的是 A．甲中反应的离子方程式为： B．乙的试剂为饱和溶液，可除去中的少量HCl C．丙中用冷水浴冷却有利于析出固体 D．进一步制取的操作是：取丙中的沉淀在蒸发皿中灼烧 【答案】C 【分析】盐酸与CaCO3反应产生CO2，用饱和NaHCO3溶液除去HCl杂质后通入装置丙，与吸收足量NH3的饱和食盐水发生反应，得到NaHCO3沉淀。 【解析】A．甲中CaCO3是难溶物，不拆写，反应的离子方程式为：，A错误； B．由于CO2与Na2CO3溶液能反应，乙的试剂为饱和溶液，目的是除去中的少量HCl，B错误； C．丙体系中，NaHCO3的溶解度随温度减低大幅下降，用冷水浴冷却有利于析出固体，C正确； D．进一步制取的操作是：过滤取得丙中的沉淀，在坩埚中灼烧，D错误； 故选C。 四．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 3．几种金属元素的焰色 金属元素 锂 钠 钾 铷 钙 锶 钡 铜 焰色 紫红色 黄色 紫色(透过蓝色钴玻璃) 紫色 砖红色 洋红色 黄绿色 绿色 【特别提醒】 ①铂丝不能用稀硫酸洗涤。 ②蓝色钴玻璃可以滤去黄光，便于对钾元素焰色的观察。 【思考与交流】能用玻璃棒或铜丝来蘸取待测液吗？ 【答案】不能，玻璃中含有钠元素有干扰，铜焰色为绿色也会产生干扰。 4．应用 （1）检验金属元素的存在，如鉴别NaCl和KCl溶液。 （2）制作五彩缤纷的烟花。 【典例4】关于焰色反应，下列说法正确的是 A．用洁净的铂丝蘸取某溶液，在火焰上灼烧，焰色为黄色，确定不含K+ B．焰色反应只能检验金属单质 C．焰色反应可以检验任何元素 D．焰色反应是物理变化 【答案】D 【解析】A．观察钾的焰色反应需要透过蓝色的钴玻璃，没有透过蓝色的钴玻璃，则无法判断溶液中有误K+，A项错误； B．焰色反应检验金属元素，包括单质和化合物，B项错误； C．焰色反应检验金属元素，C项错误； D．焰色反应无新物质产生，属于物理变化，D项正确； 答案选D。 【效果检测】 1．炒菜时发现汤汁溅到充分燃烧的液化气的火焰上时，火焰呈黄色。据此可判断汤汁中含有 A．氧元素 B．氯元素 C．钠元素 D．钾元素 【答案】C 【解析】汤汁溅到液化气的火焰上时，火焰呈黄色，为钠元素的焰色反应，说明汤汁中含有钠元素，故选：C。 2．用下列试剂或仪器来鉴别同浓度的Na2CO3和NaHCO3两种溶液，不能达到预期目的的是 A．稀盐酸 B．氯化钙溶液 C．氢氧化钡溶液 D．pH计 【答案】C 【解析】A．碳酸氢钠与盐酸反应快，则相同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中滴入稀盐酸，观察反应的剧烈程度可鉴别，故A不选； B．Na2CO3与氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀，NaHCO3不反应无现象，可鉴别，故B不选； C．二者均与氢氧化钡反应生成白色沉淀，现象相同，不能鉴别，故C选； D．碳酸钠溶液碱性强，pH值较大，用pH计可鉴别，故D不选； 故选：C。 3．向下列溶液中通入过量 ， 最终会有固体析出的是 A．澄清石灰水 B．氯化钙溶液 C．饱和碳酸钠溶液 D．硝酸钡溶液 【答案】C 【解析】A．澄清石灰水中通入过量CO2，生成碳酸氢钙，所以最终不会产生沉淀，故A错误； B．二氧化碳与氯化钙溶液不反应，不会产生沉淀，故B错误； C．饱和碳酸钠溶液通入过量的二氧化碳生成溶解度极小的碳酸氢钠，所以析出沉淀碳酸氢钠，故C正确； D．硝酸钡溶液中通入过量CO2，不反应，所以无明显现象，故D错误； 故选：C。 4．下列俗名与物质相匹配的是 A．苏打—NaHCO3 B．烧碱—Na2CO3 C．小苏打—NaHCO3 D．纯碱—NaOH 【答案】C 【解析】A．苏打—Na2CO3，A错误； B．烧碱—NaOH，B错误； C．小苏打—NaHCO3，C正确； D．纯碱—Na2CO3，D错误； 故选C。 5．下列有关和的叙述正确的是 A．比热稳定性强 B．可以利用加热的方法来鉴别和 C．和固体溶于水均放出热量 D．分别向和溶液中滴加酚酞溶液，只有溶液颜色变红 【答案】B 【解析】A．碳酸氢钠易受热分解生成碳酸钠，稳定性比碳酸钠弱，A错误； B．碳酸氢钠易受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，可以利用加热的方法来鉴别 碳酸钠和碳酸氢钠 ，B正确； C．NaHCO3 和Na2CO3固体溶于水需要断裂离子键，均吸收热量，C错误； D．碳酸钠 和碳酸氢钠溶液均显碱性，都能使酚酞变红，D错误； 故选B。 6．下列实验操作正确的是 实验 操作 A 观察钠与水反应的现象 用镊子从煤油中取出金属钠，切下绿豆大小钠，小心放入装满水的烧杯中 B 检验与溶液 用小试管分别取少量溶液，然后滴加澄清石灰水 C 证明与是放热反应 用棉花包裹，放入充满的集气瓶中，棉花燃烧说明是放热反应 D 检验与溶液 用铂丝分别蘸取溶液，在酒精灯外焰上灼烧，直接观察火焰的颜色 【答案】C 【解析】A．用镊子从煤油中取出金属钠，切下绿豆大小的钠，小心放入装有烧杯容积 水的烧杯中，观察现象，故A错误； B．与都能与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀，一般用氯化钙溶液鉴别与，故B错误； C．用棉花包裹，放入充满的集气瓶中，棉花燃烧说明与反应生成氧气，同时反应放热，故C正确； D．观察钾的焰色应透过蓝色钴玻璃，故D错误； 选C。 7．过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)又称固体过氧化氢，能杀灭新冠病毒，是一种良好的消毒剂，也可作为漂白剂、去污剂。下列说法不正确的是 A．过碳酸钠具有强氧化性 B．可预测过碳酸钠不稳定，受热易分解 C．含有二氧化锰或高温条件不影响过碳酸钠的保存 D．向过碳酸钠溶于水后的溶液中滴入澄清石灰水，会出现白色沉淀 【答案】C 【解析】A．过碳酸钠中含有O-O键，氧元素为-1价，具有强氧化性，故A正确； B．根据双氧水的性质，可预测过碳酸钠不稳定，受热易分解，故B正确； C．含有二氧化锰或高温条件，双氧水分解速率加快，影响过碳酸钠的保存，故C错误； D．向过碳酸钠溶于水后的溶液中含有碳酸根离子，滴入澄清石灰水生成碳酸钙沉淀，故D正确； 选C。 8．某物质在灼烧时透过蓝色钴玻璃看到火焰呈紫色，下列说法正确的是 A．该物质是钾单质 B．该物质是钾盐 C．该物质含有钾元素 D．该物质含有钾元素，不含钠元素 【答案】C 【解析】焰色反应是元素的性质，钾元素焰色反应的颜色为紫色，故某物质在灼烧时透过蓝色钴玻璃看到火焰呈紫色，说明该物质中一定含有钾元素，可能是钾的单质，也可能是钾的化合物，由于透过蓝色钴玻璃观察，钠元素的黄光被过滤掉，因此该物质也可能含有钠元素，故C正确； 答案选C。 9．下列实验方法能达到实验目的的是 A．用澄清石灰水鉴别和 B．用激光笔鉴别胶体和溶液 C．用NaOH溶液除去中的HCl D．用焰色反应鉴别KCl溶液和溶液 【答案】B 【解析】A．和都可以使澄清石灰水变浑浊，故不能用澄清石灰水鉴别和，A错误； B．激光笔鉴别胶体有丁达尔效应，氯化铁溶液没有，B正确； C．CO2和HCl都可以和氢氧化钠反应，故不能用NaOH溶液除去中的HCl，C错误； D．KCl溶液和都含有钾元素，焰色反应相同，故不能用焰色反应鉴别KCl溶液和溶液，D错误； 故选B。 10．有、、、、NaCl中的某几种组成的混合物，向混合物中加入足量的盐酸有气体放出，将放出的气体通过过量的NaOH溶液后，气体体积有所减少，若将上述混合物在空气中充分加热，也有气体放出，且加热后残留固体物质的质量比加热前有所增加，下列推断正确的是 A．混合物中一定不含有 B．混合物中一定不含有和NaCl C．混合物中是否含有和NaCl无法确定 D．混合物中一定不含有和NaCl 【答案】C 【解析】向混合物中加入足量的盐酸，有气体放出。将气体通过足量的NaOH溶液，气体体积减少，说明生成的气体中有与氢氧化钠溶液不反应的气体，则原固体中一定含有过氧化钠，至少含有碳酸钠和碳酸氢钠中的一种；氧化钠可与二氧化碳、水等反应，因此又将上述混合物在空气中加热，有气体放出且固体质量增加，所以原固体中一定含有碳酸氢钠和氧化钠，因此原固体中一定含有过氧化钠、碳酸氢钠和氧化钠，碳酸钠和氯化钠是否存在不能确定。 A.根据上述分析可知混合物中一定含有，选项A错误； B.根据上述分析可知和NaCl是否含有无法确定，选项B错误； C.根据上述分析可知和NaCl是否含有无法确定，选项C正确； D.根据上述分析可知一定含有过氧化钠，氯化钠不能确定是否存在，选项D错误； 答案选C。 11．“侯氏制碱法”的主要过程如下图(部分物质已略去)。 下列说法错误的是 A．气体X为 B．操作b为过滤 C．悬浊液a中的不溶物主要是 D．氨盐水中通入气体X后，溶液中大量减少 【答案】C 【分析】侯氏制碱法是向饱和食盐水中先通入NH3，在通入CO2，发生反应为：NaCl+H2O+NH3+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl，得到悬浊液a，过滤得到滤渣主要成分为NaHCO3，滤液的主要成分是NH4Cl，对滤渣进行高温煅烧得到Na2CO3、H2O和CO2，据此分析解题。 【解析】A．由分析可知，气体X为CO2，A正确；        B．由分析可知，操作b为过滤，B正确； C．由分析可知，悬浊液a中的不溶物主要是NHCO3，C错误；        D．由分析可知，氨盐水中通入气体X后，析出NaHCO3晶体，则溶液中Na+大量减少，D正确； 故答案为：C。 12．对比分析钠及其化合物的特点，请回答下列问题。 （1）图1转化关系①→⑧中，属于氧化还原反应的有___________(填序号)，其中用于呼吸面具或潜水艇中氧气来源的反应的化学方程式为___________(写出一个即可)。 （2）日常生活中常用到苏打和小苏打，鉴别它们的方法有多种。例如图2所示装置，这是根据它们具有不同的___________加以鉴别的。实验过程中，当试管B中盛放的澄清溶液出现白色浑浊时，试管A中发生反应的化学方程式为___________。 （3）Na长期置于空气中，最后形成的物质是___________(填化学式)，该物质与氯化钙溶液混合后，发生反应的离子方程式为___________。 【答案】（1）     ①②③④⑤     2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2↑(或2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2) （2）     热稳定性     2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ （3）     Na2CO3     +Ca2+=CaCO3↓ 【解析】（1） 在转化关系①→⑧中，单质钠参与反应的必然有化合价变化，即反应①②⑤属于氧化还原反应，反应③④中过氧化钠的O元素化合价从-1降至-2，也属于氧化还原反应，故选①②③④⑤；过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，化学方程式：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，或过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，化学方程式：2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2↑； （2） 图2所示装置，是在相同温度下加热苏打(Na2CO3)和小苏打(NaHCO3)固体，这是根据它们具有不同的热稳定性加以鉴别的，NaHCO3受热不稳定，会分解产生二氧化碳从而使澄清溶液出现白色浑浊，试管A中发生反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑； （3） 金属钠露置于空气中，首先被氧化成Na2O，Na2O与水作用生成NaOH，NaOH吸收空气中的水和CO2生成Na2CO3•xH2O，Na2CO3•xH2O风化脱水生成Na2CO3；Na2CO3与氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀，发生反应的离子方程式为+Ca2+=CaCO3↓。 13．某兴趣小组为测定某工业纯碱(假设仅含碳酸氢钠杂质)中碳酸钠的质量分数，设计了下列三种实验方案进行探究。请填空： 方案一：纯碱样品经加热后测定剩余固体质量，并计算碳酸钠的质量分数。 （1）加热样品所选用的仪器是____(填标号)。 A． B． C． D． （2）加热时发生反应的化学方程式是______。 方案二：将一定质量的样品与足量稀硫酸反应，通过称量反应前后盛有碱石灰的干燥管质量，利用其质量差计算碳酸钠的质量分数。实验装置如图： 该实验的操作步骤： ①关闭止水夹，在干燥管内填满碱石灰，称量干燥管A质量 ②取一定量样品装入广口瓶中 ③检查装置的气密性 ④打开止水夹，缓慢鼓入空气数分钟，再称量干燥管A质量 ⑤缓慢加入稀硫酸至不再产生气体为止 ⑥打开止水夹，缓慢鼓入空气数分钟 （3）正确的操作顺序是____(填序号) （4）在操作④中，要缓慢鼓入空气数分钟，鼓入空气的作用是____。 方案三：利用化学反应把HCO、CO完全转化为沉淀，称量沉淀的质量，计算碳酸钠的质量分数。 （5）称取mg样品，置于小烧杯中，加水溶解，滴加足量沉淀剂，把溶液中HCO、CO完全转化为沉淀，应选用的沉淀剂是____(填标号)。 A．CaCl2溶液 B．MgSO4溶液 C．NaCl溶液 D．Ba(OH)2溶液 （6）将沉淀洗涤，并充分干燥，称量沉淀的质量为m2g，由此可以计算碳酸钠的质量分数。如果此步骤中，沉淀未干燥充分就称量，则所测碳酸钠的质量分数____(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 【答案】（1）B （2）2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O （3）③②⑥①⑤④ （4）使广口瓶中产生的CO2气体全部排出 （5）D （6）偏小 【解析】（1） 加热固体应该选用坩埚，故选B。 （2） 加热碳酸钠中混有碳酸氢钠固体时，碳酸氢钠固体受热分解，发生反应2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。 （3） 该实验应该③检查装置的气密性，②取一定量样品装入广口瓶中，⑥打开止水夹，缓慢鼓入空气数分钟，将装置中的空气和水蒸气排尽，①关闭止水夹，在干燥管内填满碱石灰，称量干燥管A质量，⑤缓慢加入稀硫酸至不再产生气体为止，④打开止水夹，缓慢鼓入空气数分钟，再称量干燥管A质量，故为③②⑥①⑤④。 （4） 鼓入空气使广口瓶中产生的CO2气体全部排出，被碱石灰吸收，以免产生误差。 （5） A.CaCl2溶液只能与碳酸根沉淀，B.MgSO4溶液与HCO、CO都不沉淀，C.NaCl溶液与HCO、CO都不沉淀，D.Ba(OH)2溶液能把HCO、CO都能完全转化为沉淀，故选D。 （6） 如果此步中，沉淀未干燥充分就称量，则称量值偏大，由于在质量相等的条件下碳酸氢钠产生的沉淀大于碳酸钠产生的汾淀，所以如果称量值偏大，则碳酸氢钠的质量偏大，则碳酸钠的含量偏小，故答案为：偏小。 14．有如下图所示的一系列变化。已知A为黄色晶体，B具有漂白性，E为生活中常见的无色液体，Y为红棕色有刺激性气味的有毒气体，W是一种碱性气体，部分产物已经略去。 （1）写出下列物质的化学式：C___________；Y___________。 （2）分别写出反应②、⑤的化学方程式：___________、___________。 （3）写出Z的稀溶液与铜反应的离子方程式：___________。 （4）反应④的化学方程式为___________，其中氧化剂与还原剂的质量之比为___________。 【答案】（1）          （2）          （3） （4）          1：2 【分析】E为生活中常见的无色液体，Y为红棕色有刺激性气味的有毒气体，W是一种碱性气体，可知E为H2O，过氧化钠和水反应生成M为O2，W为NH3，W与M反应生成X为NO，NO与氧气反应生成Y为NO2，Y与E反应生成Z为HNO3；A为黄色晶体，B具有漂白性，A为S，B为SO2，B与M反应生成C为SO3，C与E反应生成D为H2SO4，以此作答。 （1） 根据以上分析可知C为SO3，Y为NO2； （2） 反应②为氨气的催化氧化，化学方程式为，反应⑤为浓硫酸和铜在加热条件下反应生成二氧化硫、硫酸铜和水，化学方程式为。 （3） Z为硝酸，稀硝酸和铜反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，离子方程式为：。 （4） 反应④为二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，化学方程式为。该反应中氧化剂和还原剂均为NO2，3个NO2中作为氧化剂的NO2有一个，作为还原剂的NO2有两个，故氧化剂和还原剂的质量之比为1：2。 15．纯碱是日常生活中非常重要的用品。制得的碳酸钠样品中往往含有少量NaCl，现欲测定样品中Na2CO3的质量分数，某探究性学习小组分别设计了如下实验方案。回答下列问题： 方案一：用图所示方法和步骤进行实验： （1）操作I涉及的实验步骤有_____、洗涤；操作II涉及的实验步骤有干燥、_________。 （2）写出加入Ba(OH)2溶液的离子方程式_____。过滤得到的溶液M中含有的溶质为_____。 （3）该方案测得的样品中Na2CO3质量分数的为_______。(用含x、 y的代数式表示)；若最后得到的结果偏高，请书写一个可能的原因________。 方案二：利用图所示装置来测定纯碱样品中Na2CO3的质量分数(铁架台、铁夹等在图中均已略去)。实验步骤如下：     a．按图连接装置，并检查气密性； b．准确称得盛有碱石灰的干燥管D的质量为83.4 g； c．准确称得6.0 g纯碱样品放入容器II中； d．打开分液漏斗I的旋塞，缓缓滴入稀硫酸，至不再产生气泡为止； e．打开弹簧夹，往试管A中缓缓鼓入空气数分钟，然后称得干燥管D的总质量为85.6 g。 （4）①若d、e两步的实验操作太快，则会导致测定结果_______(填“偏大”或“偏小”)。 ②装置A中试剂X应选用___，通入空气的目的是___。 ③E装置的作用是_____。 （5）根据实验中测得的有关数据，计算纯碱样品中Na2CO3的质量分数为_______(结果保留到小数点后一位)。 【答案】（1）过滤     称量 （2） Ba2++=BaCO3↓     NaCl、Ba(OH)2、NaOH （3） ×100%     过滤后未洗涤沉淀 （4）偏小     NaOH溶液     可把残留在装置B、C中二氧化碳全部由D中碱石灰吸收     防止空气中CO2和水蒸气进入D中 （5）88.3% 【分析】方案一：本方案是利用Ba(OH)2与Na2CO3反应转化为BaCO3沉淀，而NaCl不能，并通过操作I过滤、洗涤和操作II干燥、称量沉淀的质量来计算出Na2CO3的质量来求Na2CO3的质量分数，方案二：本方案是装置B利用稀硫酸和Na2CO3反应放出的CO2，装置C为干燥CO2，然后用装置D中的碱石灰吸收CO2，装置A为除去空气中的CO2，反应前后通入空气的目的分别是先将装置中的CO2排空和将装置中产生的CO2能够被D处碱石灰吸收，装置E为防止空气中的CO2和H2O水蒸气进入D中，引起实验误差，通过D中质量的增加求出CO2的质量，以进一步求出Na2CO3的质量分数，据此分析解题。 （1）操作I涉及的实验步骤有过滤、洗涤；操作II涉及的实验步骤有干燥、称量，故答案为：过滤；称量； （2）加入Ba(OH)2溶液后即Na2CO3与Ba(OH)2反应，则该反应的离子方程式为：Ba2++=BaCO3↓，过滤得到的溶液M中含有的溶质为NaCl、Ba(OH)2、NaOH，故答案为：Ba2++=BaCO3↓；NaCl、Ba(OH)2、NaOH； （3）设含有Na2CO3的质量为mg，根据反应原理： ，m=g，该方案测得的样品中Na2CO3质量分数的为 ×100%，若最后得到的结果偏高，则可能是y值偏大，可能的原因为：过滤后未洗涤沉淀，故答案为： ×100%；过滤后未洗涤沉淀； （4）①若d、e两步的实验操作太快，反应过快会使产生的气体二氧化碳没能完全被D装置中碱石灰吸收；快速鼓入空气，也会使装置内残留二氧化碳不能被D装置中碱石灰完全吸收；则测得的二氧化碳质量偏小，所以测定结果偏小；故答案为：偏小； ②鼓入空气，可把残留在装置B、C中二氧化碳全部由D中碱石灰吸收，因为空气中含有二氧化碳，因此应把鼓入的空气中的二氧化碳吸收处理，所以装置A应放入氢氧化钠溶液；故答案为：NaOH溶液；可把残留在装置B、C中二氧化碳全部由D中碱石灰吸收； ③如果D装置直接与外界空气相连通，则空气中的水和二氧化碳会对测定结果带来影响，所以装置E的作用则是防止空气中水和二氧化碳进入装置D中；故答案为：防止空气中CO2和水蒸气进入D中； （5）反应中放出二氧化碳气体的质量=85.6g-83.4g=2.2g，设放出2.2g二氧化碳消耗碳酸钠的质量为xg， ，=，解得 x=5.3g，纯碱样品Na2CO3的质量分数=×100%≈88.3%，故答案为：88.3%。 ( 1 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$