第2章 第1节 新知探究课8 碳酸钠和碳酸氢钠 焰色试验-【名师导航】2023-2024学年高中化学必修第一册同步讲义(人教版2019)

新知探究课8　碳酸钠和碳酸氢钠　焰色试验 1．基于实验探究认识Na2CO3、NaHCO3的相关性质，理解并掌握Na2CO3、NaHCO3相互转化的途径。建立认识物质性质的方法模型，并利用该模型学会认识物质的性质。 2．了解焰色试验的现象及原理。 3． 能根据钠及其化合物对社会发展的价值、对环境的影响，培养“科学态度与社会责任”的化学核心素养。 一、碳酸钠和碳酸氢钠 1．实验探究Na2CO3和NaHCO3溶于水时表现的性质 盐 Na2CO3 NaHCO3 (1)在两支试管中各加入1 g Na2CO3、NaHCO3，观察外观并进行描述 白色粉末 细小的白色晶体 (2)向以上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，温度计的示数有何变化 碳酸钠结块变成晶体，温度计读数升高 碳酸氢钠部分溶解，温度计读数降低 (3)继续向(2)的试管中分别加入5 mL水，用力振荡，有何现象 碳酸钠溶解 碳酸氢钠溶解 (4)分别向(3)所得溶液中滴入1～2滴酚酞溶液，有何现象 溶液变红色且颜色较深 溶液变红色且颜色稍浅 初步结论 溶液显碱性 溶液显碱性 2．化学性质 (1)热稳定性(实验装置如图) ①现象：加热Na2CO3，澄清石灰水无明显现象；加热NaHCO3，澄清石灰水变浑浊。 ②结论：Na2CO3性质稳定，NaHCO3性质不稳定，受热易分解，化学方程式为 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。 (2)与酸(足量盐酸)反应(写出相应的离子方程式)： ①Na2CO3：＋2H＋===CO2↑＋H2O。 ②NaHCO3：＋H＋===CO2↑＋H2O。 (3)与碱(氢氧化钠溶液)反应： ①Na2CO3与NaOH不反应。 ②NaHCO3(写离子方程式)：＋H2O。 3．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。 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 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 注意：蓝色钴玻璃可以滤去黄光，便于对钾元素焰色的观察。 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。 (正确的打“√”，错误的打“×”) (1)Na2CO3俗名纯碱，所以Na2CO3属于碱。 (　　) (2)Na2CO3固体中的NaHCO3可用加热法除去。 (　　) (3)碳酸钠和碳酸氢钠都能与Ca(OH)2溶液反应。 (　　) (4)焰色试验的铂丝可用稀硫酸清洗。 (　　) (5)可利用焰色试验来鉴别Na2CO3溶液和K2SO4溶液。 (　　) (6)焰色试验是金属元素的化学性质。 (　　) [答案]　(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)√　(6)× 　将下列物质与其用途连线。 ①Na2CO3　　　 A．供氧剂 ②Na2O2 B．食用碱 ③NaHCO3 C．食盐 ④NaOH D．工业用碱 ⑤NaCl E．治疗胃酸过多 [答案]　①－B，②－A，③－B、E，④－D，⑤－C 碳酸钠和碳酸氢钠性质的差别 实验1：分别向溶质质量分数相等的Na2CO3和NaHCO3溶液中滴加稀盐酸。 实验2：分别向溶质质量分数相等的Na2CO3和NaHCO3溶液中滴加澄清石灰水。 1．分析实验1中为何碳酸钠中开始无气泡产生？分析二者中都产生气体的原因。写出相关反应的离子方程式。 [提示]　Na2CO3溶液中存在Na＋和，滴加稀盐酸与H＋结合生成再与H＋结合生成H2CO3而分解放出CO2，故开始无气泡，过一段时间产生气泡：、＋H＋===CO2↑＋H2O。NaHCO3溶液中存在Na＋和，滴加稀盐酸与H＋结合生成H2CO3而分解放出CO2，故立即产生气泡：＋H＋===CO2↑＋H2O。 2．实验2中产生相同现象的原因是什么？写出相关反应的离子方程式。能用氢氧化钙溶液鉴别碳酸钠和碳酸氢钠溶液吗？为什么？ [提示]　向Na2CO3溶液中滴加澄清石灰水与Ca2+结合生成CaCO3沉淀；＋Ca2+===CaCO3↓。向NaHCO3溶液中滴加澄清石灰水与OH－结合生成和与Ca2+结合生成CaCO3沉淀；。将氢氧化钙溶液分别加入碳酸钠和碳酸氢钠溶液，二者均反应产生白色沉淀，所以不能用氢氧化钙溶液鉴别二者。 3．可以应用焰色试验鉴别等浓度Na2CO3溶液和NaHCO3溶液吗？为什么？ [提示]　不可以。Na2CO3溶液和NaHCO3溶液中都含有钠元素，焰色试验时火焰的颜色相同，不能鉴别。 1．碳酸钠和碳酸氢钠性质的比较 碳酸钠 碳酸氢钠 溶解性 都能溶于水，但在相同条件下，Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度 热稳定性 稳定，受热不易分解 不稳定，受热易分解2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O 与盐酸反应 Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O若逐滴滴加盐酸，反应先后顺序为Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2ONaHCO3与盐酸的反应比Na2CO3与盐酸的反应剧烈 与NaOH溶液反应 不反应 NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O 与Ca(OH)2溶液反应 产生白色沉淀===CaCO3↓＋2NaOH 产生白色沉淀===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O 2．鉴别Na2CO3和NaHCO3 (1)利用热稳定性不同 (2)利用和酸反应生成气体的速率不同(相同条件下) 3．Na2CO3和NaHCO3的相互转化 (1)NaHCO3与碱溶液反应的实质是与OH－反应生成，所以NaHCO3可以与NaOH反应生成碳酸钠。 (2)向饱和Na2CO3溶液中通入过量的CO2，可观察到白色晶体(沉淀)析出。发生反应的反应为Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3↓，原因有以下三个方面：①同温下，NaHCO3的溶解度比Na2CO3小，②生成的NaHCO3的质量比消耗的Na2CO3的大(即消耗106 g Na2CO3生成168 g NaHCO3)，即溶质增加，③反应消耗了水，即溶剂减少，因此出现沉淀。利用上述反应可以将碳酸钠转化为碳酸氢钠。 1．下列叙述中正确的是(　　) A．向CaCl2溶液中通入CO2可生成CaCO3沉淀 B．向Na2CO3溶液中滴加少量的稀盐酸，有二氧化碳生成 C．等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应，在同温同压下，生成的CO2质量相同 D．向Na2CO3饱和溶液中通入CO2，有NaHCO3结晶析出 D　[根据弱酸无法制强酸的规则，氯化钙溶液中通入CO2无法生成碳酸钙沉淀，A错误；向Na2CO3溶液中滴加少量的稀盐酸，化学方程式为Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3，反应生成碳酸氢钠，无二氧化碳气体生成，B错误；可假设二者质量都为m g，碳酸钠与足量盐酸反应生成CO2的质量是g，NaHCO3与足量盐酸反应生成的CO2的质量是 g，二者生成CO2的质量不同，C错误；Na2CO3饱和溶液中通入CO2，碳酸钠与CO2反应生成碳酸氢钠，碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠，则有NaHCO3结晶析出，D正确。] 2．下列试验方案中，不能测定出Na2CO3和NaHCO3的混合物中Na2CO3质量分数的是(　　) A．取a g混合物充分加热，质量减少b g B．取a g混合物与足量CaCl2溶液反应，过滤、洗涤、烘干得到b g固体 C．取a g混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，质量增加b g D．取a g混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得到b g固体 C　[碳酸氢钠受热分解，可利用固体的质量差计算碳酸氢钠的质量，再计算碳酸钠的质量，能测定出碳酸钠的质量分数，A错误；碳酸钠和氯化钙反应过滤、洗涤、烘干得到b g固体为碳酸钙，可以求出碳酸钠质量，能测定出碳酸钠的质量分数，B错误；碳酸钠和碳酸氢钠均和稀硫酸反应产生气体二氧化碳，直接用碱石灰吸收，没有除去混有的水蒸气，无法测定出混合物中碳酸钠的质量分数，C正确；碳酸钠和碳酸氢钠均和盐酸反应，加热、蒸干、灼烧得到b g固体为NaCl，可由混合物的质量、NaCl的质量列二元一次方程组计算碳酸钠的质量，从而得出混合物中碳酸钠的质量分数，D错误。] 侯氏制碱法 我国化学家侯德榜改进的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如图： 1． 沉淀池中发生的反应为NH3＋H2O＋CO2＋NaCl===NH4Cl＋NaHCO3↓，得到碳酸氢钠同时得到氯化铵，副产品为氯化铵。上述生产纯碱的方法是什么方法？副产品有哪些用途？ [提示]　侯氏制碱法(或联合制碱法)；副产品可用来制化肥等。 2．上述流程中物质X是哪种物质？ [提示]　CO2。 3．使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了循环Ⅰ。从沉淀池中获得沉淀的操作是什么？ [提示]　过滤。 4．已知NH3在水中的溶解度很大，水溶液呈碱性。向沉淀池中通入CO2和NH3时，应先通入NH3，再通入CO2。这样做的目的是什么？ [提示]　先通入氨气，可以获得碱性环境，再通入CO2，可以增大CO2的溶解度。 5．向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品NH4Cl，通氨气的作用有以下三个，你认为哪些是正确的？ a．增大的浓度，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 [提示]　ac。 侯氏制碱法(又称联合制碱法) 1．原料：食盐、氨气和二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气。 C＋H2O(g)CO＋H2、CO＋H2O(g)CO2＋H2。 2．步骤 过程1：将氨通入饱和食盐水而成氨盐水，再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀，经过滤、洗涤得NaHCO3微小晶体，再煅烧制得纯碱产品，其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液。 过程2：：从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体。在低温条件下，向滤液中加入细粉状的氯化钠，并通入氨气，可以使氯化铵单独结晶沉淀析出，经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品。此时滤出氯化铵沉淀后所得的滤液为饱和的氯化钠溶液，可回收循环使用。 3．工业生产流程示意图 3．下列化工生产过程中，涉及氧化还原反应的是(　　) A．工业制取CO2 B．分离液态空气制O2　 C．侯氏制碱法 D．实验室用金属和酸制备H2 D　[A项，工业制取二氧化碳是用高温煅烧碳酸钙制得二氧化碳，不是氧化还原反应；B项，分离液态空气制O2是利用物质沸点不同，不是氧化还原反应；C项，用侯氏制碱法制取纯碱，是氯化钠、二氧化碳、氨气反应生成碳酸氢钠和氯化铵，碳酸氢钠分解生成碳酸钠、二氧化碳、水，元素化合价不变，属于非氧化还原反应；D项，实验室用金属和酸制备H2，金属和氢的化合价均发生变化，属于氧化还原反应。] 4．1943年侯德榜发明联合制碱法，其生产流程可简要表示为(　　) 已知：NH3极易溶于水生成NH3·H2O，NH3·H2O可电离产生和OH－。下列说法错误的是(　　) A．侯氏制碱法制备NaHCO3利用了物质溶解度差异 B．流程中先通入CO2再通入NH3可达同样效果 C．第③步操作是利用了分散质粒子直径大小的不同 D．母液中含有和Cl－，可并入前一步循环利用 B　[NaHCO3的溶解度较小，析出时的化学方程式为NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，将碳酸氢钠过滤出来，加热分解为碳酸钠，A正确；NH3极易溶于水生成NH3·H2O，NH3·H2O可电离产生和OH－，溶液呈碱性。先通氨气，更有利于酸性气体二氧化碳的吸收，B错误；第③步操作是过滤，是利用了分散质粒子直径大小的不同，C正确；母液中含有和Cl－，并入前一步循环利用，可提高产率，D正确。] 1．碳酸钠和碳酸氢钠两种钠盐3同4不同：都属于盐类，溶解度不同；水溶液均显碱性，但碱性不同。都能与盐酸反应且产物相同，但反应速率不同。稳定性不同。 2．焰色试验：属于物理现象，记住钠元素黄色，钾元素紫色。 3．了解侯氏制碱法：利用食盐、氨气和二氧化碳，先制备出NaHCO3，再分解制备纯碱。 1．某物质灼烧时，火焰颜色为黄色，下列判断正确的是(　　) A．该物质一定是钠的化合物 B．该物质一定含钠元素 C．该物质一定是金属钠 D．该物质中不含钾元素 B　[火焰颜色为黄色，说明该物质中一定含钠元素，既可能是金属钠，也可能是钠的化合物，B正确。] 2．要除去Na2CO3溶液中含有的少量NaHCO3杂质，所选试剂最好是(　　) A．澄清的石灰水　　　 B．Ba(OH)2溶液 C．NaOH溶液 D．盐酸 C　[加入Ca(OH)2溶液，氢氧化钙和碳酸氢钠反应，同时也能和碳酸钠反应，引入新杂质NaOH，不能达到除杂目的，A错误；加入氢氧化钡溶液，氢氧化钡和碳酸氢钠反应，同时也能和碳酸钠反应，引入新杂质NaOH，不能达到除杂目的，B错误；加入适量的氢氧化钠溶液，碳酸氢钠与氢氧化钠发生了反应生成碳酸钠和水，杂质转化为主要成分，C正确；加入盐酸，盐酸和碳酸氢钠反应，同时也能和碳酸钠反应，引入新杂质NaCl，不能达到除杂目的，D错误。] 3．实验室模拟“侯氏制碱法”，下列操作未涉及的是(　　) A　　　　　B　　　　C　　　　D B　[制取过程中，需要向氯化钠溶液中通入氨气和二氧化碳，涉及D，然后过滤，涉及C，碳酸氢钠受热分解，涉及A。] 4．膨松剂反应时单位质量产生标准状况下气体的体积(mL·g-1)是检验膨松剂品质的一项重要指标。某膨松剂中发挥作用的物质为碳酸氢钠。某化学兴趣小组为研究膨松剂的该项指标，设计了以下实验。按如图所示连接装置(各装置中的气体吸收剂皆为足量)。 【资料】 a．浓硫酸常用于吸收水蒸气； b．碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。 (1)实验步骤： ①按图(夹持仪器未画出)组装好实验装置后，首先进行的操作是_____________________________________________________________________。 ②称取样品，并将其放入硬质玻璃管中，称量盛装碱石灰的U形管D的质量。 ③打开活塞K1、K2，关闭K3，缓缓鼓入氮气数分钟。 ④关闭活塞K1、K2，打开K3，点燃酒精灯，加热至不再产生气体。 ⑤打开活塞K1，缓缓鼓入氮气数分钟，然后拆下装置，再次称量U形管D的质量。 (2)关于该实验方案，请回答下列问题。 ①加热前鼓入氮气数分钟，其目的是_____________________________________ _____________________________________________________________________。 ②实验过程中装置B发生反应的化学方程式为____________________________ _____________________________________________________________________。 ③E处干燥管中盛放的试剂是________，其作用是_________________________ _____________________________________________________________________，如果实验中没有该装置，则会导致测量结果________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 [解析]　(1)①实验过程中，该装置内有气体流动，因此组装好实验装置后，需先检查装置气密性。(2)①将实验装置组装完成后，装置内含有空气，根据实验原理可知，若空气中CO2和H2O被D装置吸收，则会产生实验误差，因此需要先将装置内空气排尽，故加热前鼓入氮气数分钟，其目的是除去装置中的水蒸气和二氧化碳。②装置B在加热过程中，样品中碳酸氢钠发生分解，其反应方程式为2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑。③装置D的作用是吸收装置B中产生的CO2，因此需要防止空气中CO2和H2O从U形管右侧进入，故装置E的作用是防止空气中的CO2和水蒸气进入D中影响测定结果，由此可知E处干燥管中盛放的试剂是碱石灰。若没有该装置，则会导致装置D的增重偏大，使得测量结果偏大。 [答案]　(1)检查装置气密性 (2)①除去装置中的水蒸气和二氧化碳 ②2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑　③碱石灰　防止空气中的CO2和水蒸气进入D中影响测定结果　偏大 新知探究课固基练(八)　碳酸钠和碳酸氢钠　焰色试验 1．下列各组物质中，其学名、俗名及化学式不相符合的是(　　) 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 D　[生石灰的化学式为CaO，学名为氧化钙，故D项符合题意。] 2．下列生活常识与所述的化学知识的对应关系中，正确的是(　　) 选项 生活常识 化学知识 A 面包师用小苏打作膨松剂烘焙面包 Na2CO3可与酸反应 B 补铁剂与维生素C一同服用 维生素C具有氧化性 C 节日燃放的五彩缤纷的烟花 焰火中红色来源于钠盐灼烧 D 食品包装袋内标有“干燥剂”字样的小纸袋 主要成分生石灰是碱性氧化物 D　[小苏打是NaHCO3，作膨松剂烘焙面包是利用其受热分解2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，A错误；维生素C可以防止补铁剂被氧化，所以维生素C具有还原性，B错误；钠盐灼烧其焰色为黄色，C错误；生石灰可以与水发生反应，起到干燥作用，生石灰与酸反应生成盐和水，属于碱性氧化物，D正确。] 3．下列关于焰色试验的说法中正确的是(　　) A．焰色试验是化学变化 B．Na、NaCl、Na2CO3灼烧时火焰颜色相同 C．在做焰色试验时，应用硫酸洗涤铂丝 D．若某物质的焰色呈黄色，说明该物质只含钠元素，不含钾元素 B　[焰色试验是物理变化，A错误；Na、NaCl、Na2CO3均含钠元素，焰色试验均为黄色，B正确；在做焰色试验时，应用盐酸洗涤铂丝，C错误；若某物质的焰色试验呈黄色，说明该物质一定含钠元素，没有透过蓝色钴玻璃观察，因此不能说明不含钾元素，D错误。] 4．下列有关Na2CO3和NaHCO3性质的比较中，正确的是(　　) A．热稳定性：Na2CO3＜NaHCO3 B．与稀盐酸反应的快慢：Na2CO3＞NaHCO3 C．与盐酸反应的离子反应方程式一样 D．常温时水溶性：Na2CO3＞NaHCO3 D　[碳酸钠受热不分解，碳酸氢钠受热分解，热稳定性：碳酸钠强于碳酸氢钠，A错误；碳酸氢钠与盐酸反应速率快，B错误；碳酸氢根不可拆，故碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应的离子方程式不同，C错误；常温时溶解性：碳酸钠大于碳酸氢钠，D正确。] 5．我国化学家侯德榜创立了著名的“侯氏制碱法”(流程简图如图所示)，促进了世界制碱技术的发展。下列有关说法不正确的是(　　) A．操作a是过滤 B．图中X可能是氨气 C．母液的主要成分是NH4Cl，可用于化肥工业 D．通入氨气的作用是使溶液呈碱性，促进二氧化碳的吸收，更多地析出沉淀 B　[侯氏制碱法的主要原理是NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，操作a是过滤，过滤得沉淀和母液，A正确；碳酸氢钠分解生成碳酸钠、水、二氧化碳，所以X是二氧化碳，B错误；母液的主要成分是NH4Cl，可用于化肥工业，C正确；氨气的水溶液显碱性，能更好地吸收二氧化碳，使反应物浓度增大，反应速度加快，D正确。] 6．下列关于Na2CO3和NaHCO3两种物质，有关性质的说法不正确的是(　　) A．向Na2CO3和NaHCO3溶液中，滴入酚酞后溶液均变红 B．Na2CO3固体中含有少量NaHCO3可用加热的方法除去 C．向等质量的Na2CO3和NaHCO3固体中加入足量稀盐酸，Na2CO3产生的气体较多 D．分别向盛有少量Na2CO3和NaHCO3的试管中滴入几滴水，振荡后用温度计测量Na2CO3温度高于NaHCO3 C　[碳酸钠和碳酸氢钠溶液均显碱性，滴入酚酞后溶液均变红，A正确；碳酸氢钠受热分解，所以Na2CO3固体中含有少量NaHCO3可用加热的方法除去，B正确；等质量的Na2CO3和NaHCO3, NaHCO3产生的CO2多，C错误；碳酸钠溶于水放热，碳酸氢钠溶于水吸热，所以分别向盛有少量Na2CO3和NaHCO3的试管中滴入几滴水，振荡后用温度计测量Na2CO3温度高于NaHCO3，D正确。] 7．实验室按如图装置测定纯碱(含少量NaCl)中碳酸钠的质量分数。 回答下列问题： (1)滴入盐酸前，缓缓鼓入空气数分钟的目的是_____________________________ _____________________________________________________________________。 (2)装置①④的作用是_____________________________________。 (3)盐酸具有挥发性，所以装置③中的Ba必须过量。装置③发生反应的离子方程式： ___________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (4)反应结束时，应再通入空气的原因是__________________________________ _____________________________________________________________________。 [解析]　(1)装置中的二氧化碳也会与氢氧化钡反应干扰实验，所以滴入盐酸前，应先将装置中含有CO2的空气排尽；(2)利用样品与盐酸反应制取二氧化碳，然后再利用氢氧化钡溶液与制取的二氧化碳反应，此时空气中的二氧化碳会干扰实验，所以需要装置①、④来防止空气中的CO2进入装置③中；(3)装置③中的Ba(OH)2必须过量，与挥发出来的HCl及二氧化碳反应，装置③发生反应的离子方程式为：H＋＋OH－===H2O、Ba2+＋2OH－＋CO2===BaCO3↓＋H2O；(4)反应结束时，必须将生成的二氧化碳全部压入装置③，所以应继续通入空气将装置②中的CO2转移到装置③中。 [答案]　(1)先将装置中含有CO2的空气排尽 (2)防止空气中的CO2进入装置③中 (3)H＋＋OH－===H2O、Ba2+＋2OH－＋CO2===BaCO3↓＋H2O (4)将装置②中的CO2转移到装置③中 8．“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．NaOH和Na2SO4的焰色相同 B．焰色试验利用了金属元素的化学性质 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．将铂丝(或铁丝)用盐酸洗涤后，可直接蘸取药品灼烧 A　[NaOH和Na2SO4均含钠元素，焰色试验为黄色，焰色相同，A正确；焰色试验利用了金属元素的物理性质，B错误；某物质在灼烧时焰色为黄色，黄色会干扰K元素焰色观察，无法判断是否还含有K元素，C错误；将铂丝(或铁丝)用盐酸洗涤后，需在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同时为止，再蘸取药品灼烧，D错误。] 9．加热42 g NaHCO3和Na2CO3的固体混合物至没有气体放出时，剩余固体的质量是35.8 g。那么原固体混合物中Na2CO3的质量是(　　) A．25.2 g B．16.8 g C．10.6 g D．24.8 g A　[设混合物中碳酸氢钠的质量为a，则有： 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O　Δm 168　　　　　　　　　　　　　　 62 a　　　　　　　　　　　　　 (42－35.8) g ＝，解得a＝16.8 g，则混合物中Na2CO3的质量是(42－16.8) g＝25.2 g。] 10．除去下列物质中所含的杂质(括号内为杂质)，选用试剂或方法正确的是(　　) A．NaHCO3溶液(Na2CO3)：Ca(OH)2溶液 B．NaHCO3固体(Na2CO3)：加热 C．CO2(HCl)：饱和NaHCO3溶液 D．Na2O2(Na2O)：与氧气共热 CD　[NaHCO3溶液和Na2CO3溶液均能与Ca(OH)2溶液反应，A错误； Na2CO3受热不分解，所以加热无法除去Na2CO3，B错误；CO2能与Na2CO3溶液反应生成NaHCO3，饱和的NaHCO3溶液可除去CO2中的HCl，C正确；氧化钠与氧气发生反应：2Na2O＋O22Na2O2，D正确。] 11．某小组同学依据性质差异，采用比较的方法设计如下实验鉴别Na2CO3和NaHCO3。 实验Ⅰ 实验Ⅱ 分别向试管中滴加几滴水，试管①中温度略有下降，试管②中温度略有升高 已知： ⅰ．电解质溶于水的过程同时存在电离过程和水合过程，其中电离过程吸收热量，水合过程放出热量。 ⅱ．Na2CO3溶于水的过程放出热量，NaHCO3溶于水的过程吸收热量。 下列判断错误的是(　　) A．NaHCO3溶于水时其电离过程吸收的热量大于水合过程放出的热量 B．试管③中发生反应的离子方程式为 C．试管④中开始无气泡产生，一段时间后产生气泡 D．分别加热试管①和②，均产生能使澄清石灰水变浑浊的气体 BD　[由实验Ⅰ现象可知，a为NaHCO3，b为Na2CO3。NaHCO3溶于水的过程吸收热量，说明NaHCO3溶于水时其电离过程吸收的热量大于水合过程放出的热量，A正确；试管③中NaHCO3与盐酸发生反应生成NaCl、CO2、H2O，反应离子方程式为＋H＋===H2O＋CO2↑，B错误；向Na2CO3溶液中滴加盐酸，依次发生反应、＋H＋===H2O＋CO2↑，因此开始无气泡产生，一段时间后产生气泡，C正确；加热Na2CO3溶液无明显实验现象，无气体产生，D错误。] 12．(素养题)某化学实验小组在学习完钠盐的知识后，在实验室探究Na2CO3的有关性质。 Ⅰ．查阅资料及已有知识： (1)①相同温度下，等浓度溶液的碱性：Na2CO3________(填“>”“＝”或“<”)NaHCO3。 ②NaHCO3不能与CaCl2溶液反应，Na2CO3能与CaCl2溶液反应。 ③NaHCO3固体受热易分解，其化学方程式为______________________________ _____________________________________________________________________。 Ⅱ．探究实验： (2)探究实验1：在锥形瓶内装入饱和NaHCO3溶液，用CO2传感器测定密闭装置中CO2的分压，测得CO2的分压与温度的变化如图1所示。溶液温度在50 ℃之前，溶液中CO2的分压增大的主要原因是________________；溶液温度升高到50 ℃之后，溶液中CO2的分压急剧增大的原因是_________________________ _____________________________________________________________________。 (3)探究实验2：将pH为8.31的NaHCO3溶液装入烧杯中，加入几滴酚酞溶液，加热，溶液pH变化与加热时间的关系如图2所示，冷却至室温，测得溶液pH为8.86。根据溶液pH的变化，请用文字描述加热过程中溶液的颜色变化： _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (4)探究实验3：在锥形瓶内加入水，用CO2传感器测定密闭装置中CO2的分压，缓慢加入碳酸氢钠固体，再加入氯化钙固体，测得CO2的分压的变化曲线如图3所示。根据CO2的分压的变化曲线可知，NaHCO3溶液与CaCl2溶液________(填“能”“不能”) 发生反应，若能，请写出反应离子方程式，若不能，请说明理由。 _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 [解析]　(1)相同温度下，等浓度溶液的碱性：Na2CO3>NaHCO3；碳酸氢钠不稳定，受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，方程式为2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O；(2)溶液温度在50 ℃之前，溶液中CO2的分压增大的主要原因是溶液温度升高，CO2分压增大；溶液温度升高到50 ℃之后，溶液中CO2的分压急剧增大的原因是NaHCO3分解生成CO2使分压增大；(3)加热过程中碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠，溶液碱性增强，颜色变化为溶液颜色由浅红色变为红色；(4)加入氯化钙固体后，二氧化碳分压增大，说明两者发生反应生成了CO2，故碳酸氢钠溶液能与氯化钙溶液发生反应，离子方程式为===CaCO3↓＋CO2↑＋H2O。 [答案]　(1)>　2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O (2)溶液温度升高，CO2分压增大　NaHCO3分解生成CO2使分压增大 (3)溶液颜色由浅红色变为红色 (4)能　===CaCO3↓＋CO2↑＋H2O 1 学科网（北京）股份有限公司 $$