2.1.3 碳酸钠和碳酸氢钠 焰色试验（课件PPT）-【新课程学案】2024-2025学年高中化学必修第一册（人教版2019）

第3课时　碳酸钠和碳酸氢钠　焰色试验 目录 新知探究(一)——碳酸钠和碳酸氢钠的性质比较 新知探究(二)——焰色试验 课时跟踪检测 命题热点——聚焦纯碱生产工业流程，激励探索创新精神 2 碳酸钠和碳酸氢钠的性质比较 新知探究(一) 导学设计　 1．Na2CO3与NaHCO3的性质比较 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。 盐 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 _________ 细小的白色晶体 白色粉末 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 ，温度计示数_____ 加水后 溶解，温度计示数_____ ③继续向②的试管中分别加入5 mL水，用力振荡 振荡一段时间后 可溶解 固体量减少 ④分别向③所得溶液中滴入1～2滴酚酞溶液 溶液 ，溶液碱性较强 溶液 ， 溶液碱性较弱 续表 结块变成晶体 部分 降低 变红 升高 变浅红 2.NaHCO3与Na2CO3热稳定性分析 实验装置 实验现象 ①若是NaHCO3，澄清石灰水 。 ②若是Na2CO3，澄清石灰水不变浑浊 变浑浊 Na2CO3＋CO2↑＋H2O 续表 3．Na2CO3、NaHCO3与酸反应比较 (1)实验过程 在两支试管中分别加入3 mL稀盐酸，将两个各装有少量等质量的Na2CO3、NaHCO3粉末的小气球分别套在两支试管的管口。将气球内的Na2CO3和NaHCO3同时倒入试管中。观察到的实验现象是两个气球均膨胀；NaHCO3与盐酸混合比Na2CO3与盐酸混合气球膨胀得快且大。 [系统融通知能] 1．Na2CO3和NaHCO3的性质比较与转化 续表 续表 2．Na2CO3与NaHCO3的鉴别方法 固体 溶于少量水 Na2CO3形成晶体，升温 加同浓度盐酸 NaHCO3反应更剧烈 加热 NaHCO3受热分解生成CO2 溶液 沉淀法 加CaCl2或BaCl2溶液，Na2CO3产生沉淀 气体法 逐滴加入盐酸立即产生气体的为NaHCO3 3.Na2CO3和NaHCO3混合物的除杂 混合物(括号内为杂质) 除杂方法及试剂 Na2CO3固体(NaHCO3) 加热至恒重 NaHCO3溶液(Na2CO3) 通入足量CO2气体 Na2CO3溶液(NaHCO3) 加入适量NaOH溶液 4．Na2CO3与NaHCO3的用途 (1)Na2CO3的用途有纺织、制皂、造纸、制玻璃等。 (2)NaHCO3的用途有制药、焙制糕点等。 [题点多维训练] 题点(一)　Na2CO3与NaHCO3的用途及性质比较 1．下列各组物质与其用途不对应的是(　 ) A．过氧化钠：供氧剂 B．烧碱：治疗胃酸过多的一种药剂 C．小苏打：发酵粉的主要成分 D．纯碱：除去物品上的油污 √ 解析：Na2O2与CO2或H2O反应生成O2，故可作为供氧剂，A正确；烧碱(NaOH)为强碱，具有强腐蚀性，不能用于治疗胃酸过多，B错误；小苏打(NaHCO3)受热分解生成CO2，故可用作发酵粉的主要成分，C正确；纯碱(Na2CO3)呈碱性，可用于除油污，D正确。 2．下列说法不正确的是(　 ) A．用加热法可除去Na2CO3中的NaHCO3 B．Na2CO3的热稳定性大于NaHCO3 C．可用石灰水区分Na2CO3与NaHCO3溶液 D．Na2CO3和NaHCO3的水溶液均显碱性 解析：Na2CO3和NaHCO3都可以与石灰水反应生成碳酸钙沉淀，所以不能用石灰水区分。 √ 解析：D项，Ba(OH)2少量，离子方程式中Ba2＋与OH－的化学计量数之比为1∶2，错误。 √ 题点(二)　Na2CO3与NaHCO3的鉴别 4．两试管中分别装有相同浓度的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液，则下列判断正确的是(　 ) 选项 操作 判断 A 分别加入澄清石灰水 产生沉淀者为Na2CO3溶液 B 分别加入等浓度的稀盐酸 反应较剧烈者为Na2CO3溶液 C 分别加入CaCl2溶液 产生沉淀者为Na2CO3溶液 D 逐滴加入等浓度的稀盐酸 立即产生气泡者为Na2CO3溶液 √ 解析：Na2CO3溶液和NaHCO3溶液均能与石灰水反应产生沉淀，A项错误；NaHCO3与稀盐酸反应更剧烈，B项错误；Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸时，先生成碳酸氢钠和氯化钠，D项错误。 5．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)。 解析：图Ⅰ不能达到实验目的，因为无论碳酸钠还是碳酸氢钠均可以与盐酸反应产生二氧化碳，二氧化碳气体与澄清石灰水作用变浑浊；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。 Ⅱ (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)。 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 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)，实验过程中的现象为____________________________________________。 解析：碳酸钠直接加热不产生气体，而碳酸氢钠不直接加热就产生气体，更能说明碳酸氢钠不稳定，所以试管B中装入的固体最好是碳酸氢钠，观察到的现象为a中澄清石灰水变浑浊，b中澄清石灰水不变浑浊。 NaHCO3 a中澄清石灰水变浑浊，b中澄清石灰水不变浑浊 (4)除了以上方法，请你再举出一例鉴别二者的方法：_______ __________________________________________________________ 。 解析：Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl，NaHCO3与BaCl2不反应，故可选用BaCl2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3。 把二者 分别配成溶液后滴加BaCl2试剂，有白色沉淀生成的为Na2CO3， 无现象的为NaHCO3 6．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)溶液中所含溶质为________________。 NaOH、Na2CO3 (2)OA段发生反应的离子方程式： _____________________________________。 AB段发生反应的离子方程式：___________________________。 |思维建模|　Na2CO3、NaHCO3溶液中加入盐酸生成CO2的图像分析 ①Na2CO3溶液滴加稀盐酸(如图甲) ②NaHCO3溶液滴加稀盐酸(如图乙) 焰色试验 新知探究(二) 1．焰色试验的定义 很多金属或它们的 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 ，化学上把这样的定性分析操作称为焰色试验。 化合物 金属元素 2．焰色试验的操作步骤 洗 将铂丝(或光洁无锈的铁丝)用盐酸洗净 烧 将洗净的铂丝(或铁丝)在酒精灯(最好用煤气灯)外焰上灼烧，至与 相同时为止 蘸 蘸取_____ 烧 在外焰上灼烧，并观察_________ 洗 再用 洗净铂丝(或铁丝)，并在外焰上灼烧至与原来的 火焰颜色相同 原来的火焰颜色 试样 火焰颜色 盐酸 3．常见金属元素的焰色 锂 钠 钾 铷 紫红色 色 色 紫色       钙 锶 钡 铜 砖红色 洋红色 色 色 黄 紫 黄绿 绿 [微点拨]　焰色试验3个易错点 ①观察钾的焰色试验时，要透过蓝色钴玻璃观察，这样做的目的是为了滤去黄光，避免少量钠元素对鉴别钾元素的干扰。 ②焰色试验中表现的是金属元素的性质，而不是单质或某种化合物的性质。 ③焰色试验中金属元素颜色的变化属于物理变化，而不是化学变化。 应用化学　 2024年春节期间，家家团圆，举国欢庆，璀璨的烟花于夜空绽放。 1．五彩缤纷的烟花产生的原因是什么？ 提示：烟花燃放时发生化学反应放热，不同的金属元素在加热条件下发生焰色试验，产生不同的火焰颜色。 2．除金属的化合物外，金属单质能不能也有同样的焰色试验？ 提示：能。因为焰色试验是金属元素的性质，无论是化合物还是单质，只要含有某种金属元素，这种物质就能有这种金属元素的焰色试验。 [题点多维训练] 1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)可利用焰色试验来鉴别Na2CO3溶液和K2SO4溶液( ) (2)若某无色溶液的焰色试验观察到焰色为黄色，说明该溶液只含Na＋无K＋( ) (3)焰色试验是金属元素的化学性质( ) (4)灼烧时，所有金属或金属阳离子均有焰色( ) √ × × × 2．下列实验操作关于焰色试验注意事项的说法正确的是(　 ) ①钾的焰色要透过蓝色钴玻璃观察 ②先把铂丝灼烧到与原来火焰颜色相同，再蘸取被检验的物质 ③每次实验后，要用盐酸把铂丝洗净 ④实验时最好选择本身颜色较浅的火焰 ⑤没有铂丝，也可用光洁无锈的铁丝代替 A．仅有③不正确 B．仅有④不正确 C．仅有⑤不正确 D．全对 √ 解析：在观察钾的焰色试验时要透过蓝色钴玻璃片，滤去钠的黄光的干扰；为了能够更加突出被检验试剂的颜色，选用本身颜色较浅的火焰，最大限度地减少火焰本身颜色的干扰；洁净的细铁丝，放在酒精灯上灼烧至无色，本身无颜色，故可用铁丝进行焰色试验。 3．用洁净的铂丝蘸取某无色溶液，放在无色火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃，火焰的颜色呈紫色，下列说法正确的是(　 ) A．该溶液中阳离子只有钾离子 B．该溶液中一定含有钠离子 C．该溶液中可能含有钠离子，但一定含有钾离子 D．该溶液中可能含有钾离子，但一定含有钠离子 √ 解析：蓝色钴玻璃可以滤去黄光，所以透过蓝色钴玻璃，火焰的颜色呈紫色，说明该溶液中一定含有钾离子，但不能确定是否含有钠离子。 4．(2024·福州期末)鉴别下列各物质，只能采用焰色试验的是(　 ) A．K2CO3和NaCl B．KCl和Na2CO3 C．NaCl和MgCl2 D．NaCl和KCl 解析：与盐酸反应生成气体的为碳酸钾，无现象的为NaCl，故A错误；与盐酸反应生成气体的为碳酸钠，无现象的为氯化钾，故B错误；与NaOH反应生成白色沉淀的为氯化镁，无现象的为NaCl，故C错误；阴离子相同，Na、K的焰色试验分别为黄色、紫色，只能采用焰色试验鉴别，故D正确。 √ 聚焦纯碱生产工业流程，激励探索创新精神 命题热点 纯碱是一种重要的化工原料，具有非常广泛的用途。对于纯碱的生产，历史上涉及了三种重要的方法，包括路布兰制碱法、索尔维制碱法和侯氏制碱法。其中侯氏制碱法是1943年我国化学工业科学家侯德榜发明创建的联合制碱法，即将氨碱法(又称索尔维制碱法)和合成氨法两种工艺联合起来，同时生产纯碱和氯化铵两种产品的方法。高考常聚焦纯碱的工业生产这一主题，以激励学生的探索、创新精神。 1．路布兰制碱法 1791年法国医生路布兰首先取得专利，以食盐为原料，制得了纯碱，称为路布兰制碱法。其制备流程图如下。 缺点 路布兰制取纯碱，主要生产过程在固相中进行，难以连续生产，又需硫酸作原料，设备腐蚀严重，产品质量不纯，原料利用不充分，价格较贵。　　 2．索尔维制碱法 1861年，比利时人索尔维以食盐、石灰石和氨为原料，制得了碳酸钠和氯化钙。其制备流程图如下。 优缺点 氨碱法实现了连续性生产，食盐的利用率得到提高，产品质量纯净，因而被称为纯碱，但最大的优点还在于成本低廉。索尔维制碱法的缺点，主要在于原料中各有一半的成分没有利用上：只用了食盐中的钠和石灰中的碳酸根，二者结合生成了纯碱；食盐中另一半的氯和石灰中的钙结合生成的氯化钙没有利用上。　　 3．侯氏制碱法 侯氏制碱法又称联合制碱法。原料是食盐水、氨气和二氧化碳(合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气)。其制备流程图如下。 优点 CO2、饱和食盐水能循环使用，体现绿色化学思想，能充分利用食盐中的钠和氯，避免产生大量的氯化钙废液和废渣，并可节省一些设备。　　 [题点多维训练] 1．下图是侯氏制碱法在实验室进行模拟实验的生产流程示意图，则下列叙述正确的是(　 ) A．A气体是CO2，B气体是NH3 B．第Ⅲ步得到的晶体是Na2CO3·10H2O C．侯氏制碱法的工艺流程中应用了物质溶解度的差异 D．第Ⅳ步操作的主要过程有溶解、蒸发、结晶 √ 2．“索尔维制碱法”工艺流程如图所示，请回答下列问题： (1)向饱和氯化钠溶液中先通入__________，效果更好。反应制得NaHCO3沉淀和NH4Cl溶液的化学方程式为____________________________________________。 NH3 NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl (2)索尔维制碱法除了得到纯碱外，还会产生一种废渣______。侯氏制碱法在此工艺上改进，不再使用碳酸钙制备CO2，而是在制备NH3的过程中制得CO2，则侯氏制碱法在得到纯碱的同时还制得了_______，此物质在农业上的用途是_______。 CaCl2 NH4Cl 作氮肥 3．某化学兴趣小组模拟“侯氏制碱法”制纯碱并进行后续实验。 制备纯碱：先以NaCl、NH3、CO2和水等为原料，用如图所示装置制取NaHCO3，然后再将NaHCO3制备成Na2CO3。 (1)装置甲中反应的离子方程式为 ___________________________________；装置乙的作用是____________________，反应的化学方程式为___________________________________。 解析：装置甲中碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，反应的离子方程式是CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O；装置乙的作用是用碳酸氢钠除去二氧化碳中的氯化氢，反应的化学方程式为NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。 CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O 除去CO2中的HCl气体 NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑ (2)反应进行一段时间后，观察到装置丙中试剂瓶内溶液中有白色固体析出，经检验该白色固体是NaHCO3。装置丙中可得两种产物，分别是NaHCO3和另一种盐，装置丙中反应的化学方程式为___________________________________________。 解析：装置丙中氯化钠与二氧化碳、氨气反应可得两种产物，分别是NaHCO3和另一种盐，根据元素守恒，另一种盐是氯化铵，反应的化学方程式是NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl。 NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl (3)用装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时，需要进行的实验操作有_____、洗涤固体、_____，最后一步发生反应的化学方程式为___________________________________。 过滤 灼烧 课时跟踪检测 (选择题每小题3分，本检测满分70分) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 12 √ 1．五彩缤纷的焰火与高中化学中“焰色试验”知识有关。下列有关“焰色试验”说法中正确的是(　 ) A．焰色试验时，应用H2SO4清洗铂丝 B．焰色试验是元素的性质，属于化学变化 C．K2CO3在酒精灯上灼烧时能直接观察到紫色火焰 D．NaCl与Na2SO4灼烧时火焰颜色均为黄色 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 12 解析：焰色试验时，应用稀盐酸清洗铂丝，因为氯化物易挥发，A错误；焰色试验是元素的性质，属于物理变化，B错误；K2CO3在酒精灯上灼烧时要透过蓝色的钴玻璃片观察，才能观察到紫色火焰，C错误。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 √ 2．为使以面粉为原料的面包松软可口，通常用NaHCO3作发泡剂，因为它(　 ) ①热稳定性差 ②增加甜味 ③产生二氧化碳 ④提供碳酸钠 A．②③ B．①④ C．①③ D．③④ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 √ 3．下列有关Na2CO3和NaHCO3的叙述中，错误的是(　 ) A．二者可以用BaCl2溶液鉴别 B．相同条件下，二者在水中的溶解度不同，NaHCO3的溶解度大于Na2CO3的溶解度 C．在一定的条件下，Na2CO3与NaHCO3之间可以相互转化 D．等质量的Na2CO3和NaHCO3与足量盐酸反应，NaHCO3放出的CO2更多 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 解析：Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 √ 4．下列有关钠及其化合物的叙述中不正确的是(　 ) A．除去碳酸钠固体中混有的碳酸氢钠，可将固体加热 B．可用盐酸鉴别 NaHCO3 和 Na2CO3 两种物质的溶液 C．金属钠着火时，可用水来灭火 D．Na、Na2O、Na2O2、NaOH 长期放置在空气中，最终都将变为 Na2CO3 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 解析：金属钠与水、氧气等物质反应，金属钠着火时，不能用水来灭火，一般用沙子盖灭，C错误。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 √ 5．用下列实验方案鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色粉末，不能达到预期目的的是(　 ) A．分别向等量的白色粉末中加等体积、等浓度的稀盐酸，比较生成气体的快慢 B．分别向等量的白色粉末中加等体积少量的水，比较固体溶解量的多少 C．分别将等量的白色粉末配成溶液，然后加入澄清石灰水，比较是否有沉淀生成 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 D．分别将等量的白色粉末用如图所示装置进行实验，比较澄清石灰水是否变浑浊 解析：根据Na2CO3和NaHCO3的性质可知，A中NaHCO3产生气体的速率快，B中Na2CO3溶解得多，D中NaHCO3分解产生CO2，使澄清石灰水变浑浊，只有C中加澄清石灰水，二者均会产生沉淀。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 √ 6．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溶液中通入少量CO2可实现②转化 C．⑤转化时溶液中一定出现沉淀 D．⑥的转化条件可以是加热 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 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溶液中通入少量CO2，生成Na2CO3，B项正确；NaHCO3的溶解度小于Na2CO3，向饱和Na2CO3溶液中通入CO2时，生成的NaHCO3以沉淀的形式析出，其他情况不一定有沉淀生成，C项错误；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。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 12 11 13 3 √ 7．(2024·南宁期末)为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法不正确的是(　 ) A．Na2CO3溶液(NaHCO3)，选用适量的NaOH溶液 B．NaHCO3溶液(Na2CO3)，应通入过量的CO2气体 C．Na2O2粉末(Na2O)，将混合物在氧气中加热 D．Na2CO3溶液(Na2SO4)，加入适量Ba(OH)2溶液，过滤 1 2 4 5 6 7 8 9 10 12 11 13 3 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 √ 8．如图实验装置不能达到实验目的的是(　 ) A．利用装置①验证Na和水反应为放热反应 B．利用装置②检验Na2O2与H2O反应有O2生成 C．利用装置③观察纯碱的焰色试验的现象 D．利用装置④比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 解析：④图中Na2CO3与NaHCO3应互换位置才能说明NaHCO3受热分解，稳定性Na2CO3大于NaHCO3，D错误。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 9．(2024·南昌高一质检)为了测定 NaCl、Na2CO3·10H2O 和 NaHCO3 的混合物中各组分的含量，某同学设计如下实验：取一定质量的混合物，通过测量反应前后②和③装置质量的变化，测定该混合物中各组分的质量分数。下列说法错误的是(　 ) 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 A．①、②、③中可以依次盛装碱石灰、无水 CaCl2 、碱石灰 B．硬质玻璃管加热前，应关闭 b ，打开 a ，缓缓通入空气，直至 a 处出来的空气不再使澄清石灰水变浑浊为止 C．若将①装置换成盛放 NaOH 溶液的洗气瓶，则测得的 NaCl 含量偏高 D．实验过程中一直通入空气，停止加热一段时间后再停止通入空气 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 解析：装置①用于吸收空气中的二氧化碳和水蒸气，可以使用碱石灰；装置②吸收Na2CO3·10H2O 和 NaHCO3分解生成的水蒸气，可以使用无水 CaCl2；装置③吸收碳酸氢钠分解生成的二氧化碳，可以用碱石灰，A正确。实验前必须将装置中的水蒸气和二氧化碳赶走，避免影响测定结果；硬质玻璃管加热前，应关闭 b，打开 a，缓缓通入空气，直至 a 处出来的空气不再使澄清石灰水变浑浊为止，B正确。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 若将A装置换成盛放 NaOH 溶液的洗气瓶，则测得的 H2O 的质量增加，使 Na2CO3·10H2O的含量偏高，NaCl 的含量偏低，C错误。实验过程中一直通入空气，停止加热一段时间后再停止通入空气，D正确。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 10．(10分)Na2CO3和NaHCO3是重要的化工原料，请回答： (1)两物质的水溶液分别与足量盐酸混合，反应的离子方程式分别为__________________________、__________________________。 解析：Na2CO3和NaHCO3均能与足量盐酸反应，生成NaCl、CO2和H2O。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 (2)除去Na2CO3固体中少量NaHCO3，写出化学方程式：____________________________________。 解析：Na2CO3固体受热不易分解，NaHCO3固体受热分解生成Na2CO3、CO2和H2O。 (3)两物质的焰色试验分别为______色、______色。 解析：Na2CO3和NaHCO3都含有Na＋，焰色试验的火焰颜色均为黄色。 黄 黄 10 1 2 4 5 6 7 8 9 11 12 13 3 (4)检验某盐中含有钾元素的方法是__________，具体操作为___________________________________________________________________________________________。 解析：检验某盐中含有钾元素，应该用焰色试验，观察其焰色时要透过蓝色钴玻璃，防止可能含有的杂质Na元素的干扰。 焰色试验 用洁净的铂丝蘸取样品，用无色火焰灼烧，透过蓝色钴玻璃观察， 有紫色火焰则证明样品含有钾元素 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 试回答下列问题： (1)写出W、X、Y、Z的化学式： W_________，X_________，Y________，Z________。 (2)以上4个化学反应，属于氧化还原反应的是________(填反应标号)，反应中氧化剂是_______(写化学式，下同)，还原剂是_______。 NaHCO3 Na2CO3 NaOH Na2O2 bc Na2O2 Na2O2 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 (3)若反应d在溶液中进行，写出其离子方程式以及能用该离子方程式表示的另一个化学反应的化学方程式： ①离子方程式：________________________。 ②化学方程式：______________________________________________。 Ca(OH)2＋K2CO3===2KOH＋CaCO3↓(合理即可) 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 12 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 12．(15分)(2024·广西贺州高一月考)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：相同条件下溶解等质量的Na2CO3、NaHCO3，其中Na2CO3完全溶解，而NaHCO3有剩余，说明碳酸钠的溶解度比碳酸氢钠的大。 碳酸钠的溶解度比碳酸氢钠的大 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 (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 ____________________________________。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 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， 伸入试管的导管伸得太长 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 (3)测定Na2CO3样品(含氯化钠杂质)中Na2CO3的质量分数： ①称取m g样品放入烧杯内加水溶解。 ②加入过量的氯化钙溶液充分反应，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 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 高阶思维训练(选做题) 13．(16分)我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如图： 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3 (1)上述生产纯碱的方法称为侯氏制碱法，副产品的一种用途为_____________________________________。 解析：侯氏制碱法发生反应的化学方程式为NH3＋H2O＋CO2＋NaCl===NH4Cl＋NaHCO3↓，得到碳酸氢钠的同时得到氯化铵，故副产物为氯化铵，氯化铵可用来制作化肥。 制化肥或作电解液等(其他合理答案均可) 13 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 (2)沉淀池中发生反应的化学方程式是________________________ ____________________________________________________________ _____________________________________。 解析：沉淀池中发生的化学反应为饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳析出碳酸氢钠晶体，反应的化学方程式为NH3＋H2O＋CO2＋NaCl===NH4Cl＋NaHCO3↓。 NH3＋CO2＋H2O＋NaCl ===NH4Cl＋NaHCO3↓或NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3、 NH4HCO3＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl 13 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 (3)写出上述流程中物质X的分子式：________。 解析：在联合制碱法中二氧化碳是反应的原料，同时也是反应的副产物，可以循环利用。 (4)使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了__(填上述流程中的编号)的循环。从沉淀池中取出沉淀的操作是_____。 解析：循环Ⅰ是将未反应的氯化钠返回沉淀池中；从固液混合物中分离出固体的方法为过滤。 CO2 Ⅰ 过滤 13 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 (5)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加___________________。 解析：检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠即检验是否含氯离子，可以用硝酸酸化的硝酸银，若产生白色沉淀则说明有氯化钠存在。 稀硝酸和硝酸银溶液 13 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 解析：向母液中通氨气，溶液中的铵根离子浓度增大有利于氯化铵晶体析出；还可以使NaHCO3转化为溶解度更大的Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度，故a、c正确。 ac 实验结论 NaHCO3受热易分解生成CO2气体，化学方程式为 2NaHCO3 ；Na2CO3很稳定，受热不易分解 (2)实验结论 NaHCO3与盐酸反应比等质量的Na2CO3与盐酸反应产生气体多且剧烈。Na2CO3 、NaHCO3分别与盐酸反应的离子方程式为 ____________________________________________________。 CO＋2H＋===CO2↑＋H2O、HCO＋H＋===CO2↑＋H2O 名称 碳酸钠 碳酸氢钠 溶解性 都易溶于水，Na2CO3的溶解度更大 水溶液酸碱性 都呈碱性，Na2CO3的碱性更强 与足量盐酸 反应 产生气体速率 反应都很剧烈，NaHCO3产生气体速率更快 离子方程式 CO＋2H＋=== H2O＋CO2↑ HCO＋H＋=== H2O＋CO2↑ 与足量Ca(OH)2 溶液反应 Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH　 Ca(OH)2＋NaHCO3===CaCO3↓＋H2O＋NaOH　　 与钙盐(或钡盐) 溶液反应 Ca2＋(Ba2＋)＋CO===CaCO3(BaCO3)↓ 无现象 稳定性 加热不分解 2NaHCO3 Na2CO3＋H2O＋CO2↑ 相互转化 Na2CO3NaHCO3 3．Na2CO3和NaHCO3可用作食用碱。下列用来解释事实的方程式中，不合理的是(　 ) A．Na2CO3 与食醋混用产生 CO2 气体： CO＋2CH3COOH===CO2↑＋H2O＋2CH3COO－ B．Na2CO3 可用 NaOH 溶液吸收 CO2 制备： 2OH－＋CO2===CO＋H2O C．NaHCO3 可用于治疗胃酸过多症： HCO＋H＋===CO2↑＋H2O D．NaHCO3溶液中加入少量Ba(OH)2溶液生成白色沉淀： HCO＋Ba2＋＋OH－===BaCO3↓＋H2O 2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑， 解析：图Ⅲ、Ⅳ所涉及的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑、CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O，实验Ⅳ的优点是可同时做对比实验。 H＋＋OH－===H2O、H＋＋CO===HCO H＋＋HCO===CO2↑＋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，碳酸根离子转化为碳酸氢根离子和碳酸氢根离子转化为二氧化碳消耗的盐酸是等量的，OA段碳酸钠消耗20 mL盐酸，所以，前5 mL应该是盐酸与氢氧化钠发生的中和反应；OA段H＋先与OH－反应生成H2O，待OH－消耗完，H＋再与CO反应生成HCO。 Na2CO3溶液中逐滴滴入盐酸反应的离子方程式为CO＋H＋===HCO，HCO＋H＋===CO2↑＋H2O。 此法分为三步： ①氯化钠与硫酸反应，生成硫酸钠： 2NaCl＋H2SO4Na2SO4＋2HCl↑。 ②用焦炭还原硫酸钠得硫化钠：Na2SO4＋4CNa2S＋4CO↑。 ③硫化钠与石灰石反应生成碳酸钠：Na2S＋CaCO3===Na2CO3＋CaS。 反应步骤为：CaCO3CaO＋CO2↑，2NH4Cl＋CaO===2NH3↑＋CaCl2＋H2O NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，反应生成的CO2和NH3可重新作为原料使用。 反应原理：①产生NaHCO3的反应： NH3＋NaCl＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。 ②产生Na2CO3的反应：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。 解析：侯氏制碱法中应先在饱和食盐水中通入NH3再通入CO2。因为CO2在饱和食盐水中的溶解度很小，先通入NH3使食盐水显碱性，能够吸收大量CO2气体，产生高浓度的HCO，才能析出NaHCO3晶体。第Ⅳ步操作是将晶体碳酸氢钠直接加热分解得到碳酸钠。 解析：用装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时，需要进行的实验操作有过滤、洗涤固体、灼烧，灼烧碳酸氢钠发生反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑。 2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑ 解析：由题意知，碳酸氢钠在面包发热过程中产生了气体，又由2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O知产生CO2。 解析： D项，加入适量Ba(OH)2引入杂质OH－，同时沉淀CO，错误。 CO＋2H＋===CO2↑＋H2O HCO＋H＋===CO2↑＋H2O 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O 11．(12分)有4种钠的化合物W、X、Y、Z，它们之间存在如下关系(下列反应方程式均未配平)： a．WX＋H2O＋CO2↑ b．Z＋CO2―→X＋O2 c．Z＋H2O―→Y＋O2↑ d．X＋Ca(OH)2―→Y＋CaCO3↓ Ca2＋＋CO===CaCO3↓ 解析：a反应可认定为NaHCO3的分解反应：2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，该反应是非氧化还原反应。由X(Na2CO3)逆推可知Z为Na2O2，Y为NaOH,2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2,2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，以上两反应都是氧化还原反应，且Na2O2既是氧化剂又是还原剂。 d反应为Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH，其离子方程式为CO＋Ca2＋===CaCO3↓。多数可溶性碳酸盐和Ca(OH)2的反应都可用此离子方程式表示。 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O 解析：①碳酸氢钠受热分解为碳酸钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。②反应会产生水蒸气，为防止水蒸气冷凝回流使试管炸裂，需要试管口略向下倾斜，伸入试管的导管管口应靠近试管口方便气体流出。 % 解析：碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，化学方程式为CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl。设碳酸钠样品中碳酸钠的质量为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×100%＝%。 (6)向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用有____________。 a．增大NH的浓度，使NH4Cl更多地析出 b．使NaHCO3更多地析出 c．使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度 $$