第07讲 碳酸钠和碳酸氢钠 焰色反应-【暑假弯道超车】2025年新高一化学暑假提升精品讲义(人教版2019)
2025-06-10
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2份
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49页
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版必修第一册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 第一节 钠及其化合物 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 碳酸钠,碳酸氢钠,焰色试验 |
| 使用场景 | 寒暑假-暑假 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.96 MB |
| 发布时间 | 2025-06-10 |
| 更新时间 | 2025-06-10 |
| 作者 | 慕白舒然 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-06-10 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/52521058.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第07讲碳酸钠和碳酸氢钠 焰色反应
学习目标
提前掌握本节核心知识,为开学学习打好基础。
思维导图
用图表整理章节逻辑,帮助建立系统化认知。
新知预习
通过预习内容初步理解新知识,培养独立思考能力。
考点精析
结合例题解析高频考点,掌握解题思路,减少开学后学习压力。
分层作业
基础达标:确保核心知识掌握,建立信心。
过关检测:提升应用能力,衔接开学后学习。
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.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。
3.知道候氏制碱法的原料及反应原理。
4.能说出常见金属和它们的化合物在燃烧时呈现的颜色,能列举焰色反应的应用
一、碳酸钠、碳酸氢钠的物理性质
1.实验探究——【实验2-4】
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:
药品实验现象实验操作
Na2CO3
NaHCO3
①观察Na2CO3和NaHCO3的外观并进行描述
色粉末
细小的 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
粉末结块变成 ;放热,温度计的示数明显
晶体部分溶解;吸热,温度计的示数
③继续向②的试管中分别加入 5 mL 水,用力振荡,有何现象
溶解
溶解
④分别向③所得的溶液中滴入1~2滴酚酞溶液,有何现象
溶液变
溶液变 色
初步结论
遇水生成含结晶水的晶体(Na2CO3·xH2O),溶液碱性比NaHCO3
加水部分溶解,溶液碱性比Na2CO3
2.Na2CO3、NaHCO3的物理性质
名称
碳酸钠
碳酸氢钠
化学式
Na2CO3
NaHCO3
俗名
或
颜色、状态
色粉末
细小 色晶体
水溶性
溶于水
水中易 ,但比Na2CO3的溶解度
二、碳酸钠、碳酸氢钠的化学性质
1.实验探究——【实验2-5】碳酸钠、碳酸氢钠的热稳定性
实验装置
实验原理
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
实验用品
Na2CO3固体、NaHCO3 固体、澄清石灰水;硬质试管、试管、酒精灯、铁架台。
实验步骤
如图所示,分别加热 Na2CO3 固体和NaHCO3固体,观察实验现象,比较碳酸钠、碳酸氢钠的热稳定性。
实验现象
刚加热Na2CO3固体时,石灰水中有气泡,之后无气泡,澄清石灰水 ;加热NaHCO3固体时,试管口处有小液滴出现,石灰水中有气泡,澄清石灰水 。
实验结论
①Na2CO3固体很稳定,受热不易发生分解;但Na2CO3·xH2O易风化;NaHCO3固体不稳定,受热容易分解,化学方程式为 。
②Na2CO3 的热稳定性比NaHCO3强。碳酸钠很稳定,
实验说明
加热碳酸钠固体时,最初也会看到导管口有气泡,那是试管内空气受热、体积膨胀而造成的。
2.Na2CO3、NaHCO3的化学性质
(1)热稳定性
①Na2CO3性质稳定,受热难分解。
②NaHCO3性质不稳定,受热易分解,化学方程式为 。
(2)与足量盐酸反应
①实验探究——碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的比较
实验装置
实验操作
实验现象
离子方程式及结论
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。
;NaHCO3与盐酸混合比Na2CO3与盐酸混合
NaHCO3与盐酸反应比等质量的Na2CO3与盐酸反应产生气体 且 。
Na2CO3、NaHCO3分别与盐酸反应的离子方程式为 、
。
②Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的基本图象
若V(Oa)=V(ab)(即Oa段与ab段消耗盐酸的体积相同)
溶液中的溶质为
涉及离子方程式Oa: ;
ab:
若V(Oa)>V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积大于ab段消耗盐酸的体积)
溶液中的溶质为
涉及离子方程式Oa: 、
;
ab:
若V(Oa)<V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积小于ab段消耗盐酸的体积)
溶液中的溶质为
涉及离子方程式Oa: ;
ab:
若a=0(即图像从原点开始)
溶液中的溶质为
涉及离子方程式:
(3)与碱反应
A.NaOH溶液
①Na2CO3:与NaOH溶液 。
②NaHCO3: 。
B.Ca(OH)2溶液
①Na2CO3:
②NaHCO3:
a.Ca(OH)2少量: ,
离子方程式:
b.Ca(OH)2过量: ,
离子方程式: 。
(4)相互转化
①Na2CO3―→NaHCO3
向Na2CO3溶液中通入 ,化学方程式为 。
②NaHCO3―→Na2CO3
NaHCO3固体 转化成Na2CO3。
3.Na2CO3、NaHCO3的主要用途
(1)碳酸钠:用于造纸、制造 、制皂、洗涤等。
(2)碳酸氢钠:用于制 、医药、灭火剂等。
三、Na2CO3的制备—侯氏制碱法
1.原料:食盐、 、二氧化碳(合成氨厂用水煤气制取氢气时的 ,其反应为C+H2O(g)CO+H2,CO+H2O(g)CO2+H2)。
2.反应原理
(1)产生NaHCO3反应: 。
(2)产生Na2CO3的反应: 。
3.工艺流程
4.循环使用的物质:CO2、 。
五、焰色试验
1.实验探究——【实验2-6】焰色试验p38
实验原理
很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现 。
验用品
碳酸钠溶液、碳酸钾溶液、盐酸;铂丝(或铁丝)、酒精灯(或煤油灯)、蓝色钴玻璃。
实验步骤
①把熔嵌在玻璃棒上的铂丝(或用光洁无锈的铁丝)放在酒精灯(最好用煤气灯)外焰里灼烧,至与原来火焰颜色相同时为止。用铂丝(或铁丝)蘸取碳酸钠溶液,在外焰上灼烧,观察火焰颜色。
②将铂丝(或铁丝)用盐酸洗净后,在外焰上灼烧至没有颜色时,再蘸取碳酸钾做同样的实验,
此时要透过蓝色钴玻璃观察火焰的颜色。
实验现象
①用铂丝(或铁丝)蘸取碳酸钠溶液,在外焰上灼烧,可观察到火焰为 ;②用铂丝(或铁丝)蘸取碳酸钾溶液做同样的实验,透过蓝色钻玻璃可观察到火焰为 。
实验结论
很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色。
实验说明
①做焰色试验前,铂丝(或铁丝)应灼烧至与原来的火焰颜色 为止。
②更换其他试剂进行焰色试验时,应将铂丝(或铁丝)用 洗净后,在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色 时,再蘸取其他试剂进行焰色试验。
③观察钾元素的焰色,要透过 ,因为蓝色钴玻璃能吸收 光,避免钠的化合物干扰。
④焰色反应产生的火焰颜色与元素的 无关,如:灼烧钠的化合物和单质时,火焰颜色均为 色。几种常见金属的焰色:钠: 色,钾:紫色(透过蓝色钴玻璃),钙: 色。
⑤可以用焰色反应 钠、钾等等金属或离子;利用焰色反应也可制成 。焰色反应是物理变化而不是 变化。
2.概念
很多 在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色。
3.操作
①洗—将 (或 )用 洗净;
②烧—将洗净的 在火焰上灼烧至 ;
③蘸—蘸取 ;
④烧—在无色火焰上灼烧,并观察 ;
⑤洗—再用 洗净 并在火焰上灼烧至 。
4.一些金属元素的焰色
金属元素
锂
钠
钾
铷
焰色
紫红色
紫色
金属元素
钙
锶
钡
铜
焰色
砖红色
洋红色
黄绿色
绿色
【特别提醒】
(1)焰色试验是 变化,是金属元素的性质,既可以是 ,也可以是 ,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时易 。
(3)焰色反应中所用的火焰应是 色或 色的。
(4)灼烧铂丝时应一直烧至火焰 到原来的颜色。
(5)可用 代替铂丝,不能用 代替。
(6)观察钾的焰色时,要透过 ,目的是滤掉钠元素灼烧时产生的 。
5.焰色试验的应用
(1)利用焰色反应可检验某些用常规化学方法不能鉴定的 。
(2)不同的金属及其化合物对应不同的焰色反应且颜色艳丽多彩,因此可用于制作节日燃放的 或
等。
考点一 碳酸钠、碳酸氢钠的物理性质和用途
【例1】下列有关碳酸钠和碳酸氢钠说法不正确的是
A.向碳酸氢钠中加少量水,伴随着吸热现象
B.侯德榜制碱法最终产品是碳酸氢钠
C.碳酸钠溶液呈碱性
D.碳酸钠可用于纺织、制皂、制玻璃
【变式1-1】下列有关钠及其化合物的叙述错误的是
A.钠着火时,需要用干燥的沙土灭火 B.碳酸氢钠不稳定,受热易分解
C.碳酸钠是难溶于水的白色粉末 D.过氧化钠可在呼吸面具中作为氧气的来源
【变式1-2】下列有关钠及其化合物的说法正确的是
A.溶液呈碱性,故常用于焙制糕点
B.溶液呈碱性,故常用作洗涤剂
C.钠可置换出溶液中的Cu
D.NaOH可用作食用碱,也可用于去除油污
考点二 碳酸钠、碳酸氢钠的化学性质
【例2】下列关于Na2CO3和NaHCO3的说法中,正确的是
A.向Na2CO3溶液和NaHCO3溶液中分别滴加少量稀盐酸,溶液中都立即产生气泡
B.相同温度下,NaHCO3的溶解度大于Na2CO3
C.相同条件下,Na2CO3的稳定性大于NaHCO3
D.用石灰水可以区别Na2CO3和NaHCO3溶液
【变式2-1】下列有关碳酸钠(Na2CO3)和碳酸氢钠(NaHCO3)性质的说法错误的是
A.向碳酸钠中加入少量水后,碳酸钠结块变成晶体,并伴有放热现象
B.向碳酸氢钠中加入少量水后,碳酸氢钠能溶解,并伴有吸热现象
C.碳酸钠不如碳酸氢钠稳定,受热容易分解
D.向碳酸钠和碳酸氢钠溶液中分别滴入酚酞溶液,浓液变红,说明它们的溶液均显碱性
【变式2-2】侯德榜将氨碱法和合成氨工艺联合起来,发明了“联合制碱法”。氨碱法中涉及的反应如下:
反应I.;
反应II.。
实验室模拟氨碱法制备少量,下列装置和操作不能达到实验目的的是
A.制取
B.除去中的
C.先往a中通,再往b中通
D.制取
A.A B.B C.C D.D
考点三 焰色试验
【例3】下列说法错误的是
A.焰色试验属于化学变化 B.可以用焰色试验来区别和
C.与在灼烧时火焰颜色相同 D.观察的焰色应透过蓝色钴玻璃
【变式3-1】生活处处呈现美。下列关于焰色试验的说法不正确的是
A.可以用焰色试验鉴别KCl、NaCl
B.需透过蓝色钴玻璃观察钾的焰色
C.实验前用稀盐酸清洗做焰色试验的铂丝(或铁丝)
D.所有金属或其化合物灼烧时火焰都会有特征颜色
【变式3-2】下列有关说法不正确的是
A.若不慎将酸沾到皮肤上,应立即用大量水冲洗,然后用溶液冲洗
B.某溶液进行焰色试验时火焰呈黄色,该溶液一定含钠离子
C.中学实验室中可以将未用完的钠、钾、白磷等放回原试剂瓶,但是、这类药品无需特殊处理,可直接丢弃于垃圾桶
D.等质量的和与足量盐酸反应,放出的更多
基础达标
1.关于和性质的说法正确的是
A.可用饱和溶液除去中混有的HCl气体
B.同温下,在水中的溶解性:>
C.质量相等的与分别与足量的相同浓度的盐酸完全反应时,产生的量更多
D.可用澄清石灰水鉴别和这两种物质
2.如图所示,甲、乙两支试管中均盛有足量盐酸,上方气球袋中均放有10 g Na2CO3和NaHCO3,同时将二者完全倒入试管中,下列对现象的叙述正确的是
A.甲中气球的体积大于乙 B.乙中气球膨胀速率快于甲
C.甲中最初没有气泡冒出 D.甲、乙气球最终一样大
3.下列有关Na2CO3和NaHCO3的叙述中,不正确的是
A.水溶液均显碱性 B.固体溶于水均放出热量
C.均可用作食用碱 D.均能与盐酸反应
4.如表中,对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
判断
A
可以使用澄清石灰水鉴别Na2CO3和NaHCO3
Na2CO3可与澄清石灰水反应产生沉淀,而NaHCO3不能
Ⅰ对;Ⅱ对;有关系
B
Na2O2可作潜水艇的供氧剂
Na2O2能和CO2、H2O反应生成O2
Ⅰ对;Ⅱ对;有关系
C
金属钠在空气中很容易变质
金属钠具有强还原性
Ⅰ错;Ⅱ对;有关系
D
小苏打常用作发酵粉
NaHCO3可与盐酸反应
Ⅰ对;Ⅱ错;有关系
A.A B.B C.C D.D
5.欲除去固体中少量,可使用的方法
A.加入过量盐酸 B.直接加热 C.加入石灰水 D.通过量
6.以下有关和的说法正确的是
A.溶解性:
B.澄清石灰水可用来鉴别二者
C.在一定条件下,二者可以相互转化
D.等质量的和分别与足量盐酸反应,放出多
7.下列做法不合理的是
A.使用称量纸称量NaOH固体
B.将未用完的金属钠放回原试剂瓶
C.被水蒸气轻微烫伤,先用冷水处理,再涂上烫伤药膏
D.不慎将酸沾到皮肤上,立即用大量水冲洗,再用3%~5%的NaHCO3溶液冲洗
8.下列指定条件下的物质转化能够实现的是
A. B.
C. D.
9.以下是侯式制碱法的简单流程,下列说法不正确的是
A.反应(2)的化学方程式为
B.操作X为过滤,为增大过滤速率,过滤时用玻璃棒搅拌
C.侯式制碱法的主要原理是相同条件下的溶解度最小
D.溶液B中加入氯化钠粉末,并通入氨,可析出副产品
10.焰火“脚印”“笑脸”“五环”,让北京奥运会开幕式更加辉煌、浪漫,这与高中化学中“焰色试验”知识相关。下列说法中正确的是
A.焰色试验是化学变化
B.焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察
C.用稀盐酸清洗做焰色试验的铂丝或铁丝
D.用焰色试验可区分与固体
11.根据下列实验操作和现象得出的结论或解释正确的是
选项
实验操作和现象
结论或解释
A
用洁净的铂丝蘸取某溶液进行焰色反应,火焰呈黄色
该溶液一定是钠盐溶液
B
向久置的粉末中加入过量稀硫酸,产生了无色气体
全部变质为
C
取钠与氧气反应所得的少量固体,加入蒸馏水,产生气体
固体为
D
向饱和的碳酸钠溶液中通入足量的,产生白色沉淀
相同温度下溶解度:碳酸钠>碳酸氢钠
A.A B.B C.C D.D
12.为除去某物质中所含的杂质,所选用的试剂或操作方法正确的是
物质
杂质
除杂质选用的试剂或操作方法
①
NaNO3溶液
NaOH
滴加HNO3,直至测定溶液pH至中性
②
FeSO4溶液
CuSO4
加入过量铁粉并过滤
③
CO2
CO
依次通过盛有NaOH溶液和浓硫酸的洗气瓶
④
Na2CO3
CaCO3
加稀盐酸溶解、过滤、蒸发、结晶
A.①② B.②③④ C.①②③ D.①②③④
13.下列反应的化学用语书写正确的是
A.钠与溶液反应:
B.氧化镁与稀盐酸反应:
C.向碳酸氢钠溶液中加入少量氢氧化钙溶液反应:
D.固体与浓盐酸混合:
14.碳酸钠是重要的工业原料。已知工业碳酸钠(纯度约为98%)中含有、、、和等杂质,提纯工艺流程如下:
碳酸钠饱和溶液在不同温度下析出的溶质如图所示。
请回答下列问题:
(1)①写出用NaOH溶液除去时反应的离子方程式: 。
②“母液”中除了含有较多的、、外,还含有 等离子,“过滤”获得的操作是 。
(2)检验试剂级中少量的和杂质是否被除尽,所选溶液及加入的顺序是 (填字母)。
a.HCl、、 b.、、
c.、、 d.、HCl、
(3)市场上销售的“苏打水”是一种非常受欢迎的饮用水,其溶质是小苏打。苏打水会因储藏温度过高而分解产生少量,使口感发涩,写出向“苏打水”中通入足量除去以改善口感的方法: (用离子方程式表示)。
15.Na2CO3可用于纺织、制肥皂、造纸、制玻璃等,NaHCO3可用于制药、焙制糕点等,两者都是白色固体;某实验小组通过以下实验来探究Na2CO3和NaHCO3两种物质的性质。
(1)称取两种固体各 2g,分别放入两个小烧杯中,再各滴加 10mL 蒸馏水,振荡,测量温度变化;待固体充分溶解,并恢复至室温后,向所得溶液中各滴加 2 滴酚酞试液。
①发现Na2CO3固体完全溶解,而NaHCO3固体有剩余,由此得到结论 。
②同学们在两烧杯中还观察到了其它现象。其中,盛放Na2CO3 的烧杯中出现的现象:
I.溶液温度升高;
Ⅱ.滴入酚酞后溶液呈 色。
(2)“套管实验”的实验装置如图所示,请分析实验原理,并回答下列问题:
①整个实验过程中,能观察到烧杯 B 中的现象是 。
②写出实验过程中试管中发生反应的化学方程式: 。
③该实验可证明 NaHCO3 的热稳定性 (填“强于”“弱于”或“等于”)Na2CO3;证明热稳定性的实验装置中,能否将 NaHCO3、Na2CO3的位置互换? (填“能”或“不能”)。
(3)能用来鉴别 Na2CO3 和 NaHCO3 两种白色固体的实验操作是 。
A.将Na2CO3和NaHCO3 配制成同浓度的溶液,用pH试纸测定pH值并做比较
B.分别加热两种固体样品,看固体是否全部分解挥发
C.分别在这两种物质的溶液中,加入少量NaCl溶液
过关检测
1.为了鉴别Na2CO3和NaHCO3两种固体,设计了如下几种实验方案。下列说法错误的是
A.装置 Ⅰ 中的Na2CO3和NaHCO3均能与盐酸反应,产生气体快的是NaHCO3
B.当稀盐酸足量时,装置 Ⅰ 中气球鼓起体积较小的是NaHCO3
C.加热装置 Ⅱ ,澄清石灰水变浑浊一侧的白色固体是NaHCO3
D.用装置 Ⅲ 在相同条件下,分别加少量水溶解并立刻测量溶液温度,温度升高的是Na2CO3
2.下图是某兴趣小组根据课本实验设计的一个能说明与热稳定性的套管实验。请观察实验装置、分析实验原理,并判断下列说法和做法不科学的是
A.甲为小苏打,乙为纯碱
B.要证明受热能产生水,可在小试管内塞上沾有无水粉末的棉花球
C.加热不久就能看到A烧杯中的澄清石灰水变浑浊
D.整个实验过程中没有发现A烧杯中的澄清石灰水变浑浊
3.下列离子方程式的书写正确的是
A.足量的通入饱和溶液中:
B.澄清石灰水与过量溶液反应:
C.往稀盐酸中逐滴加入溶液,开始时
D.溶液与溶液反应:
4.向含Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入稀盐酸,生成气体的体积随加入盐酸体积的变化关系如图所示。则下列离子组在对应的溶液中,一定能大量共存的是
已知:HCl(少量)+Na2CO3= NaHCO3+NaCl;2HCl(足量)+Na2CO3= 2NaCl + H2O + CO2↑
A.a点对应的溶液中:Cu2+、Cl-、、
B.b点对应的溶液中:Na+、Ba2+、N、OH-
C.c点对应的溶液中:Na+、Ca2+、N、Cl-
D.d点对应的溶液中:Ag+、Mg2+、、
5.工业上以粗盐(含Ca2+、Mg2+、SO等杂质)为主要原料,采用“侯氏制碱法”生产纯碱和化肥NH4Cl,实验室模拟工艺流程如图甲所示。下列说法正确的是
A.饱和食盐水中先通入的气体为CO2
B.流程图中的“系列操作”中一定需要使用玻璃棒
C.如图乙所示装置可以比较Na2CO3和NaHCO3晶体的热稳定性
D.对粗盐溶液除杂可依次加入过量Ba(NO3)2、NaOH、Na2CO3溶液,过滤后再加入盐酸调节溶液的pH
6.下列离子方程式中,正确的是
A.氧化钠和足量的水反应:
B.碳酸氢钠溶液与NaOH溶液混合:
C.用盐酸除去水壶中的水垢:
D.金属Na与反应:
7.如图实验装置用于验证某些物质的性质,在试管A中装入足量的固体NaHCO3,下列叙述不正确的是
A.B装置的作用是干燥CO2
B.在双球干燥管内发生反应的化学方程式为
C.双球干燥管和蚊香的实验现象是淡黄色的Na2O2逐渐转变为白色粉末,点燃的蚊香燃烧更加剧烈
D.若将干燥管内的Na2O2换成Na2O,则实验现象相同
8.关于与的性质或用途判断正确的是
A.可以用来做胃药和烘焙糕点
B.常温下,在水中溶解度:
C.等质量、颗粒大小相同的固体与同浓度同体积的盐酸反应的速率:
D.等质量的固体与足量盐酸反应放出气体的体积:
9.碳酸钠和碳酸氢钠在化工生产和日常生活中的应用非常广泛。回答下列问题:
I.侯德榜“联合制碱法”将制碱技术发展到一个新的水平,该工艺以氯化钠为原料来制取纯碱,主要流程如图所示(部分物质已略去)。
(1)操作1的名称为 ;“沉淀池”中反应的离子方程式为 。
(2)物质X可循环利用,其化学式为 。
(3)碳酸钠和碳酸氢钠的溶解度大小关系为:碳酸钠 碳酸氢钠(填“>”“<”或“=”)。
Ⅱ.某食品膨松剂的主要物质为,某兴趣小组为测定该膨松剂中的含量,设计的实验装置如图(其他成分加热不分解)。
已知:碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物,可以吸收。
(4)A装置中溶液的作用是除去空气中的 ;C装置内所盛试剂是 ,E装置的作用是 。
(5)B装置中反应的化学方程式为 。
10.膨松剂反应时产生气体的量是检验膨松剂品质的一项重要指标。
I.某校兴趣小组设计如图所示实验装置,通过测量某膨松剂加热反应产生气体的质量,确定其纯度。(已知该膨松剂中发挥作用的物质为,其他成分在加热条件下不产生气体。)
(1)实验步骤:
①组装实验装置,加药品前先要进行的操作是 。
②加药品。A中应加入 ,C中药品的作用为 ,D和E中加入碱石灰,硬质玻璃管B加入样品。实验前称量装置D的质量为。
③连接装置后,打开铁夹 ,关闭 (填“”“”或“”),缓缓鼓入空气数分钟。
④关闭铁夹、,打开,点燃酒精灯加热至不再产生气体。
⑤继续关闭铁夹,打开和,缓缓鼓入空气数分钟,其目的是 ,然后拆下装置,再次称量装置D的质量为。
(2)关于该实验方案,请回答下列问题。
①若加热反应前不鼓入空气,则会导致测量结果 (填“偏大”“偏小”或“无影响”,②同)。
②上述实验中,若没有装置E,可能导致测量结果 。
(3)若上述实验测得数据,则膨松剂中的质量分数为 (用、、表示)。
Ⅱ.某小组利用下列装置对和的性质进行探究,(夹持装置已略去,气密性已检查)。
(4)盛放固体的仪器的名称为 。
(5)方框中为洗气装置,请将该装置图中错误更正补充完整
(6)试剂a为饱和溶液,用化学方程式表示其作用
(7)实验持续一段时间后,观察到饱和溶液中有细小晶体析出,用化学方程式表示产生细小晶体的原因 。
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第07讲碳酸钠和碳酸氢钠 焰色反应
学习目标
提前掌握本节核心知识,为开学学习打好基础。
思维导图
用图表整理章节逻辑,帮助建立系统化认知。
新知预习
通过预习内容初步理解新知识,培养独立思考能力。
考点精析
结合例题解析高频考点,掌握解题思路,减少开学后学习压力。
分层作业
基础达标:确保核心知识掌握,建立信心。
过关检测:提升应用能力,衔接开学后学习。
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.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。
3.知道候氏制碱法的原料及反应原理。
4.能说出常见金属和它们的化合物在燃烧时呈现的颜色,能列举焰色反应的应用
一、碳酸钠、碳酸氢钠的物理性质
1.实验探究——【实验2-4】
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:
药品实验现象实验操作
Na2CO3
NaHCO3
①观察Na2CO3和NaHCO3的外观并进行描述
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
粉末结块变成晶体;放热,温度计的示数明显升高
晶体部分溶解;吸热,温度计的示数降低
③继续向②的试管中分别加入 5 mL 水,用力振荡,有何现象
完全溶解
部分溶解
④分别向③所得的溶液中滴入1~2滴酚酞溶液,有何现象
溶液变红色
溶液变微红色
初步结论
遇水生成含结晶水的晶体(Na2CO3·xH2O),溶液碱性比NaHCO3强
加水部分溶解,溶液碱性比Na2CO3弱
2.Na2CO3、NaHCO3的物理性质
名称
碳酸钠
碳酸氢钠
化学式
Na2CO3
NaHCO3
俗名
纯碱或苏打
小苏打
颜色、状态
白色粉末
细小白色晶体
水溶性
易溶于水
水中易溶,但比Na2CO3的溶解度小
二、碳酸钠、碳酸氢钠的化学性质
1.实验探究——【实验2-5】碳酸钠、碳酸氢钠的热稳定性
实验装置
实验原理
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
实验用品
Na2CO3固体、NaHCO3 固体、澄清石灰水;硬质试管、试管、酒精灯、铁架台。
实验步骤
如图所示,分别加热 Na2CO3 固体和NaHCO3固体,观察实验现象,比较碳酸钠、碳酸氢钠的热稳定性。
实验现象
刚加热Na2CO3固体时,石灰水中有气泡,之后无气泡,澄清石灰水无明显变化;加热NaHCO3固体时,试管口处有小液滴出现,石灰水中有气泡,澄清石灰水变浑浊。
实验结论
①Na2CO3固体很稳定,受热不易发生分解;但Na2CO3·xH2O易风化;NaHCO3固体不稳定,受热容易分解,化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。
②Na2CO3 的热稳定性比NaHCO3强。碳酸钠很稳定,
实验说明
加热碳酸钠固体时,最初也会看到导管口有气泡,那是试管内空气受热、体积膨胀而造成的。
2.Na2CO3、NaHCO3的化学性质
(1)热稳定性
①Na2CO3性质稳定,受热难分解。
②NaHCO3性质不稳定,受热易分解,化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。
(2)与足量盐酸反应
①实验探究——碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的比较
实验装置
实验操作
实验现象
离子方程式及结论
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。
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。
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。
②Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的基本图象
若V(Oa)=V(ab)(即Oa段与ab段消耗盐酸的体积相同)
溶液中的溶质为Na2CO3
涉及离子方程式Oa:CO+H+===HCO;
ab:HCO+H+===H2O+CO2↑
若V(Oa)>V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积大于ab段消耗盐酸的体积)
溶液中的溶质为Na2CO3和NaOH
涉及离子方程式Oa:OH-+H+===H2O、
CO+H+===HCO;
ab:HCO+H+===H2O+CO2↑
若V(Oa)<V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积小于ab段消耗盐酸的体积)
溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3
涉及离子方程式Oa:CO+H+===HCO;
ab:HCO+H+===H2O+CO2↑
若a=0(即图像从原点开始)
溶液中的溶质为NaHCO3
涉及离子方程式:HCO+H+===H2O+CO2↑
(3)与碱反应
A.NaOH溶液
①Na2CO3:与NaOH溶液不反应。
②NaHCO3:NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O。
B.Ca(OH)2溶液
①Na2CO3:Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
②NaHCO3:
a.Ca(OH)2少量:2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+Na2CO3+2H2O,
离子方程式:2HCO3-+Ca2++2OH-=CaCO3↓+CO32-+2H2O
b.Ca(OH)2过量:NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+NaOH+H2O,
离子方程式:HCO3-+Ca2++OH-=CaCO3↓+H2O。
(4)相互转化
①Na2CO3―→NaHCO3
向Na2CO3溶液中通入CO2,化学方程式为Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3。
②NaHCO3―→Na2CO3
NaHCO3固体加热分解转化成Na2CO3。
3.Na2CO3、NaHCO3的主要用途
(1)碳酸钠:用于造纸、制造玻璃、制皂、洗涤等。
(2)碳酸氢钠:用于制发酵粉、医药、灭火剂等。
三、Na2CO3的制备—侯氏制碱法
1.原料:食盐、氨气、二氧化碳(合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气,其反应为C+H2O(g)CO+H2,CO+H2O(g)CO2+H2)。
2.反应原理
(1)产生NaHCO3反应:NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。
(2)产生Na2CO3的反应:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。
3.工艺流程
4.循环使用的物质:CO2、饱和食盐水。
五、焰色试验
1.实验探究——【实验2-6】焰色试验p38
实验原理
很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色。
验用品
碳酸钠溶液、碳酸钾溶液、盐酸;铂丝(或铁丝)、酒精灯(或煤油灯)、蓝色钴玻璃。
实验步骤
①把熔嵌在玻璃棒上的铂丝(或用光洁无锈的铁丝)放在酒精灯(最好用煤气灯)外焰里灼烧,至与原来火焰颜色相同时为止。用铂丝(或铁丝)蘸取碳酸钠溶液,在外焰上灼烧,观察火焰颜色。
②将铂丝(或铁丝)用盐酸洗净后,在外焰上灼烧至没有颜色时,再蘸取碳酸钾做同样的实验,
此时要透过蓝色钴玻璃观察火焰的颜色。
实验现象
①用铂丝(或铁丝)蘸取碳酸钠溶液,在外焰上灼烧,可观察到火焰为黄色;②用铂丝(或铁丝)蘸取碳酸钾溶液做同样的实验,透过蓝色钻玻璃可观察到火焰为紫色。
实验结论
很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色。
实验说明
①做焰色试验前,铂丝(或铁丝)应灼烧至与原来的火焰颜色相同时为止。
②更换其他试剂进行焰色试验时,应将铂丝(或铁丝)用盐酸洗净后,在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同时,再蘸取其他试剂进行焰色试验。
③观察钾元素的焰色,要透过蓝色钻玻璃,因为蓝色钴玻璃能吸收黄光,避免钠的化合物干扰。
④焰色反应产生的火焰颜色与元素的存在状态无关,如:灼烧钠的化合物和单质时,火焰颜色均为黄色。几种常见金属的焰色:钠:黄色,钾:紫色(透过蓝色钴玻璃),钙:砖红色。
⑤可以用焰色反应鉴别钠、钾等等金属或离子;利用焰色反应也可制成节日烟花。焰色反应是物理变化而不是化学变化。
2.概念
很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色。
3.操作
①洗—将铂丝(或光洁无锈的铁丝)用盐酸洗净;
②烧—将洗净的铂丝在火焰上灼烧至无色;
③蘸—蘸取试样;
④烧—在无色火焰上灼烧,并观察火焰的颜色;
⑤洗—再用盐酸洗净铂丝(或铁丝)并在火焰上灼烧至无色。
4.一些金属元素的焰色
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
【特别提醒】
(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时易挥发。
(3)焰色反应中所用的火焰应是无色或浅色的。
(4)灼烧铂丝时应一直烧至火焰恢复到原来的颜色。
(5)可用洁净无锈的铁丝代替铂丝,不能用铜丝代替。
(6)观察钾的焰色时,要透过蓝色钴玻璃,目的是滤掉钠元素灼烧时产生的黄光。
5.焰色试验的应用
(1)利用焰色反应可检验某些用常规化学方法不能鉴定的金属元素。
(2)不同的金属及其化合物对应不同的焰色反应且颜色艳丽多彩,因此可用于制作节日燃放的烟花或信号弹等。
考点一 碳酸钠、碳酸氢钠的物理性质和用途
【例1】下列有关碳酸钠和碳酸氢钠说法不正确的是
A.向碳酸氢钠中加少量水,伴随着吸热现象
B.侯德榜制碱法最终产品是碳酸氢钠
C.碳酸钠溶液呈碱性
D.碳酸钠可用于纺织、制皂、制玻璃
【答案】B
【详解】A.向碳酸钠中加入少量水后,碳酸钠结块变成晶体,并伴随着放热现象;而向碳酸氢钠中加入少量水后,碳酸氢钠能溶解,并伴随着吸热现象,A正确;
B.侯德榜制碱法最终产品是碳酸钠,虽然过程中首先生成碳酸氢钠,但通过加热分解最终得到碳酸钠,B错误;
C.碳酸钠和碳酸氢钠的水溶液均显碱性,故都可用作食用碱或工业用碱,C正确;
D.石英砂和碳酸钠是制造玻璃的原材料,制皂则是利用Na2CO3的碱性,纺织是利用碳酸钠溶液的碱性可以溶解或软化纤维,碳酸钠可用于纺织、制皂、制玻璃,D正确;
故选B。
【变式1-1】下列有关钠及其化合物的叙述错误的是
A.钠着火时,需要用干燥的沙土灭火 B.碳酸氢钠不稳定,受热易分解
C.碳酸钠是难溶于水的白色粉末 D.过氧化钠可在呼吸面具中作为氧气的来源
【答案】C
【详解】A.钠的化学性质非常活泼,容易与水、二氧化碳发生反应,因此钠着火时需要用干燥的沙土灭火,故A正确;
B.碳酸氢钠不稳定,高温下可以分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,故B正确;
C.碳酸钠在25℃时的溶解度为33g,为可溶性白色粉末,故C错误;
D.过氧化钠可以与二氧化碳反应放出氧气,可以用来做呼吸面具的供氧来源,故D正确;
故答案选C。
【变式1-2】下列有关钠及其化合物的说法正确的是
A.溶液呈碱性,故常用于焙制糕点
B.溶液呈碱性,故常用作洗涤剂
C.钠可置换出溶液中的Cu
D.NaOH可用作食用碱,也可用于去除油污
【答案】B
【详解】A.常用于焙制糕点,是因为受热分解放出二氧化碳,故不选A;
B.油污在碱性条件下易水解,溶液呈碱性,故常用作洗涤剂,故B正确;
C.钠能与水反应生成氢氧化钠和氢气,钠不能置换出溶液中的Cu,故不选C;
D.NaOH具有强腐蚀性,不能用作食用碱,故不选D;
选B。
考点二 碳酸钠、碳酸氢钠的化学性质
【例2】下列关于Na2CO3和NaHCO3的说法中,正确的是
A.向Na2CO3溶液和NaHCO3溶液中分别滴加少量稀盐酸,溶液中都立即产生气泡
B.相同温度下,NaHCO3的溶解度大于Na2CO3
C.相同条件下,Na2CO3的稳定性大于NaHCO3
D.用石灰水可以区别Na2CO3和NaHCO3溶液
【答案】C
【详解】A.向Na2CO3溶液滴加少量的稀盐酸生成NaCl和NaHCO3,不产生气泡,向NaHCO3溶液中分别滴加少量稀盐酸,溶液中立即产生气泡,A错误;
B.相同温度下,Na2CO3的溶解度大于NaHCO3,B错误;
C.碳酸氢钠受热易分解生成碳酸钠,2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,而Na2CO3受热很难分解,即相同条件下,Na2CO3的稳定性大于NaHCO3,C正确;
D.碳酸钠和碳酸氢钠都能够与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀,则不能用澄清石灰水鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液,D错误;
故答案为:C。
【变式2-1】下列有关碳酸钠(Na2CO3)和碳酸氢钠(NaHCO3)性质的说法错误的是
A.向碳酸钠中加入少量水后,碳酸钠结块变成晶体,并伴有放热现象
B.向碳酸氢钠中加入少量水后,碳酸氢钠能溶解,并伴有吸热现象
C.碳酸钠不如碳酸氢钠稳定,受热容易分解
D.向碳酸钠和碳酸氢钠溶液中分别滴入酚酞溶液,浓液变红,说明它们的溶液均显碱性
【答案】C
【详解】A.向碳酸钠中加入少量水,碳酸钠结块变成晶体,并伴有放热现象,A正确;
B.碳酸氢钠溶解吸收热量,所以向碳酸氢钠中加入少量水,碳酸氢钠能溶解,并伴有吸热现象,B正确;
C.碳酸钠性质稳定,受热不分解,碳酸氢钠受热易分解,C错误;
D.碳酸钠、碳酸氢钠都是强碱弱酸盐,水解均显碱性,遇到酚酞变红,D正确;
故答案为:C。
【变式2-2】侯德榜将氨碱法和合成氨工艺联合起来,发明了“联合制碱法”。氨碱法中涉及的反应如下:
反应I.;
反应II.。
实验室模拟氨碱法制备少量,下列装置和操作不能达到实验目的的是
A.制取
B.除去中的
C.先往a中通,再往b中通
D.制取
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】稀盐酸和大理石中的反应可制取,可以达到实验目的,A不符合题意;
除去中的,可以把混合气体通入饱和溶液,导气管应长进短出,装置图正确,可以达到除杂目的,B不符合题意;
因在水中溶解度小,极易溶于水且易发生倒吸,则应先往a中通入,增大的溶解,再往b中通,二者与饱和食盐水反应可制备,C不符合题意;
固体受热分解生成、和水,装置中生成的水会倒流使试管炸裂,试管口应略向下倾斜,D符合题意。
考点三 焰色试验
【例3】下列说法错误的是
A.焰色试验属于化学变化 B.可以用焰色试验来区别和
C.与在灼烧时火焰颜色相同 D.观察的焰色应透过蓝色钴玻璃
【答案】A
【详解】焰色试验属于物理变化,A错误;元素的焰色为黄色,K元素的焰色为紫色,故可以用焰色试验来区别和,B正确;与都含有元素,故二者在灼烧时火焰颜色都是黄色,火焰颜色相同,C正确;观察的焰色应透过蓝色钴玻璃,滤去元素黄光的干扰,D正确。
【变式3-1】生活处处呈现美。下列关于焰色试验的说法不正确的是
A.可以用焰色试验鉴别KCl、NaCl
B.需透过蓝色钴玻璃观察钾的焰色
C.实验前用稀盐酸清洗做焰色试验的铂丝(或铁丝)
D.所有金属或其化合物灼烧时火焰都会有特征颜色
【答案】D
【详解】A.钾元素的焰色实验现象为紫色(透过蓝色钴玻璃),钠元素的焰色实验现象为黄色,可以鉴别,A正确;
B.钾元素的焰色试验,需要隔着蓝色钴玻璃片观察,避免钠元素的黄色光干扰,B正确;
C.盐酸可以溶解氧化物等杂质,且易挥发,不会残留,所以用稀盐酸清洗做焰色试验的铂丝(或铁丝),C正确;
D.不是所有的金属元素都有焰色实验现象,如铂元素、铁元素等没有焰色实验现象,D错误;
故选D。
【变式3-2】下列有关说法不正确的是
A.若不慎将酸沾到皮肤上,应立即用大量水冲洗,然后用溶液冲洗
B.某溶液进行焰色试验时火焰呈黄色,该溶液一定含钠离子
C.中学实验室中可以将未用完的钠、钾、白磷等放回原试剂瓶,但是、这类药品无需特殊处理,可直接丢弃于垃圾桶
D.等质量的和与足量盐酸反应,放出的更多
【答案】C
【详解】A.若不慎将酸沾到皮肤上,立即用大量水冲洗可稀释酸,减少酸对皮肤的腐蚀,再用3%∼5%的NaHCO3溶液冲洗,NaHCO3溶液呈弱碱性,能中和残留的酸,该处理方法正确,A正确;
B.钠元素的焰色试验火焰呈黄色,某溶液进行焰色试验时火焰呈黄色,说明该溶液中一定含有钠元素,在溶液中钠元素以钠离子形式存在,所以该溶液一定含钠离子 ,B正确;
C.钠、钾、白磷等化学性质活泼,随意丢弃易引发危险,所以未用完的钠、钾、白磷等应放回原试剂瓶;而Na2O2具有强氧化性,KMnO4具有强氧化性且有一定腐蚀性,它们不能直接丢弃于垃圾桶,需要经过特殊处理,防止污染环境和造成安全隐患,C错误;
D.设Na2CO3和NaHCO3的质量都为m 。Na2CO3与盐酸反应的化学方程式为,;NaHCO3与盐酸反应的化学方程式为, 。因为,所以等质量的Na2CO3和NaHCO3与足量盐酸反应,NaHCO3放出的CO2更多 ,D正确;
故选C。
基础达标
1.关于和性质的说法正确的是
A.可用饱和溶液除去中混有的HCl气体
B.同温下,在水中的溶解性:>
C.质量相等的与分别与足量的相同浓度的盐酸完全反应时,产生的量更多
D.可用澄清石灰水鉴别和这两种物质
【答案】C
【详解】A.二氧化碳和HCl均会和饱和碳酸钠溶液反应,应该使用饱和碳酸氢钠溶液,A错误;
B.同温下,在水中的溶解性碳酸钠大于碳酸氢钠,<,B错误;
C.质量相等的与,碳酸氢钠的物质的量更大,结合碳守恒,分别与足量的相同浓度的盐酸完全反应时,产生的量更多,C正确;
D.澄清石灰水与Na2CO3和NaHCO3溶液都能生成白色沉淀,不能鉴别二者,D错误;
故选C。
2.如图所示,甲、乙两支试管中均盛有足量盐酸,上方气球袋中均放有10 g Na2CO3和NaHCO3,同时将二者完全倒入试管中,下列对现象的叙述正确的是
A.甲中气球的体积大于乙 B.乙中气球膨胀速率快于甲
C.甲中最初没有气泡冒出 D.甲、乙气球最终一样大
【答案】B
【详解】A.相同质量的情况下,相对分子质量小,则物质的量大,故碳酸氢钠的物质的量大于碳酸钠的物质的量,则碳酸氢钠产生二氧化碳的体积较大,故甲中气球体积小于乙,A错误;
B.碳酸钠与盐酸反应过程中,盐酸与碳酸钠先反应生成碳酸氢钠,碳酸氢钠继续与盐酸反应生成二氧化碳和水,故乙中气球膨胀速率快于甲,B正确;
C.稀盐酸足量,分别与碳酸钠和碳酸氢钠反应时,最初均有气泡冒出,C错误;
D.根据选项A分析,产生二氧化碳的体积不同,甲、乙气球最终不一样大,D错误;
故选B。
3.下列有关Na2CO3和NaHCO3的叙述中,不正确的是
A.水溶液均显碱性 B.固体溶于水均放出热量
C.均可用作食用碱 D.均能与盐酸反应
【答案】B
【详解】A.碳酸钠和碳酸氢钠中碳酸根和碳酸氢根均会水解,溶液均显碱性,故A正确;
B.碳酸氢钠溶解吸收热量,碳酸钠溶解释放热量,故B错误;
C.水溶液均显碱性、均无毒,都可用作食用碱,故C正确;
D.碳酸钠和盐酸反应:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑、碳酸氢钠和盐酸反应:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,由此可知,Na2CO3和NaHCO3均能与盐酸反应,故D正确;
故选B。
4.如表中,对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
判断
A
可以使用澄清石灰水鉴别Na2CO3和NaHCO3
Na2CO3可与澄清石灰水反应产生沉淀,而NaHCO3不能
Ⅰ对;Ⅱ对;有关系
B
Na2O2可作潜水艇的供氧剂
Na2O2能和CO2、H2O反应生成O2
Ⅰ对;Ⅱ对;有关系
C
金属钠在空气中很容易变质
金属钠具有强还原性
Ⅰ错;Ⅱ对;有关系
D
小苏打常用作发酵粉
NaHCO3可与盐酸反应
Ⅰ对;Ⅱ错;有关系
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.氢氧化钙和碳酸钠、碳酸氢钠均反应生成碳酸钙沉淀,A错误;
B.Na2O2可作潜水艇的供氧剂是因为Na2O2能和CO2、H2O反应生成O2,表述、判断均正确,B正确;
C.金属钠在空气中很容易与水、氧气反应而变质,C错误;
D.小苏打常用作发酵粉的原因是碳酸氢钠受热易分解产生二氧化碳使糕点蓬松,D错误;
故选B。
5.欲除去固体中少量,可使用的方法
A.加入过量盐酸 B.直接加热 C.加入石灰水 D.通过量
【答案】B
【详解】A.加入过量盐酸,与都能与盐酸反应,故A错误;
B.直接加热,受热分解生成,故B正确;
C.加入石灰水,与都能与石灰水反应,生成碳酸钙沉淀,故C错误;
D.通过量,发生反应,不能达到目的,故D错误;
故选B。
6.以下有关和的说法正确的是
A.溶解性:
B.澄清石灰水可用来鉴别二者
C.在一定条件下,二者可以相互转化
D.等质量的和分别与足量盐酸反应,放出多
【答案】C
【详解】A.相同温度下,碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠,A错误;
B.澄清石灰水分别与Na2CO3、NaHCO3反应,均会产生白色沉淀CaCO3,所以不能用澄清石灰水来鉴别Na2CO3和NaHCO3,B错误;
C.Na2CO3与少量酸反应可转化为NaHCO3,NaHCO3固体受热分解可转化为Na2CO3,C正确;
D.M(Na2CO3)=106g·mol-1,M(NaHCO3)=84g·mol-1,若二者等质量,则NaHCO3中含有的C元素更多,与足量盐酸反应放出的CO2更多,D错误;
故选C。
7.下列做法不合理的是
A.使用称量纸称量NaOH固体
B.将未用完的金属钠放回原试剂瓶
C.被水蒸气轻微烫伤,先用冷水处理,再涂上烫伤药膏
D.不慎将酸沾到皮肤上,立即用大量水冲洗,再用3%~5%的NaHCO3溶液冲洗
【答案】A
【详解】A.氢氧化钠具有腐蚀性,称量腐蚀性药品应放在小烧杯中,A错误;
B.钠属于危险品,将未用完的金属钠放回原试剂瓶,不能随意丢弃,B正确;
C.高温能使蛋白质发生变性,故烧烫伤后经立即降温来减轻伤害,若有水泡,尽量不要弄破,防止感染,C正确;
D.不慎将酸沾到皮肤上,立即用大量水冲洗,再用3%∼5%的NaHCO3溶液冲洗,D正确;
故答案为:A。
8.下列指定条件下的物质转化能够实现的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A. 过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气,A选;
B. 铁在氯气中燃烧生成氯化铁,得不到氯化亚铁,B不选;
C. 碳酸氢钠和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,得不到二氧化碳,C不选;
D. 水和钠反应生成氢氧化钠和氢气,D不选;
答案选A。
9.以下是侯式制碱法的简单流程,下列说法不正确的是
A.反应(2)的化学方程式为
B.操作X为过滤,为增大过滤速率,过滤时用玻璃棒搅拌
C.侯式制碱法的主要原理是相同条件下的溶解度最小
D.溶液B中加入氯化钠粉末,并通入氨,可析出副产品
【答案】B
【分析】饱和食盐水中通入氨气,使溶液呈碱性,以吸收足量的二氧化碳生成碳酸氢钠晶体A,过滤将碳酸氢钠滤出,加热使其分解生成碳酸钠、水和二氧化碳;溶液B加入氯化钠粉末,并通入氨,可析出副产品。
【详解】A.反应(2)为碳酸氢钠受热分解为碳酸钠和水、二氧化碳,A正确;
B.过滤时不能用玻璃棒搅拌,避免弄破滤纸,B错误;
C.侯式制碱法的主要原理是相同条件下的溶解度最小,反应中碳酸氢钠溶液达到饱和结晶析出碳酸氢钠晶体,C正确;
D.氨气溶于水和水反应生成一水合氨,提高铵根离子浓度,且加入氯化钠提高氯离子浓度,均有利于析出氯化铵副产品,D正确;
故选B。
10.焰火“脚印”“笑脸”“五环”,让北京奥运会开幕式更加辉煌、浪漫,这与高中化学中“焰色试验”知识相关。下列说法中正确的是
A.焰色试验是化学变化
B.焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察
C.用稀盐酸清洗做焰色试验的铂丝或铁丝
D.用焰色试验可区分与固体
【答案】C
【详解】A.焰色试验过程中无新物质生成,不是化学变化,故A错误;
B.钾元素的焰色试验,需要隔着钴玻璃观察,避免钠元素的干扰,其他元素的焰色试验不需要,故B错误;
C.盐酸可以溶解氧化物等杂质,且易挥发,不会残留痕迹,且氯化物易挥发,故C正确;
D.与固体含钠元素,焰色试验均为黄色,所以焰色试验不能区分与固体,故D错误;
故选C。
11.根据下列实验操作和现象得出的结论或解释正确的是
选项
实验操作和现象
结论或解释
A
用洁净的铂丝蘸取某溶液进行焰色反应,火焰呈黄色
该溶液一定是钠盐溶液
B
向久置的粉末中加入过量稀硫酸,产生了无色气体
全部变质为
C
取钠与氧气反应所得的少量固体,加入蒸馏水,产生气体
固体为
D
向饱和的碳酸钠溶液中通入足量的,产生白色沉淀
相同温度下溶解度:碳酸钠>碳酸氢钠
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.钠元素的焰色为黄色,用洁净的铂丝蘸取某溶液进行焰色反应,火焰呈黄色,说明溶液中含有,该溶液可以为NaOH溶液,不一定是钠盐溶液,A错误;
B.与水反应生成NaOH和氧气,因此久置的粉末中加入过量稀硫酸,产生了无色气体,该气体可能是未变质的与水反应生成的,因此无法说明全部变质为,B错误;
C.钠与氧气反应所得的少量固体中可能存在单质Na,加入2~3mL蒸馏水,钠与水反应生成氢气,因此无法说明固体为,C错误;
D.向饱和的碳酸钠溶液中通入足量的生成碳酸氢钠,由于相同温度下溶解度:碳酸钠>碳酸氢钠,则产生白色沉淀,D正确;
答案选D。
12.为除去某物质中所含的杂质,所选用的试剂或操作方法正确的是
物质
杂质
除杂质选用的试剂或操作方法
①
NaNO3溶液
NaOH
滴加HNO3,直至测定溶液pH至中性
②
FeSO4溶液
CuSO4
加入过量铁粉并过滤
③
CO2
CO
依次通过盛有NaOH溶液和浓硫酸的洗气瓶
④
Na2CO3
CaCO3
加稀盐酸溶解、过滤、蒸发、结晶
A.①② B.②③④ C.①②③ D.①②③④
【答案】A
【详解】①滴加HNO3,直至测定溶液pH至中性,恰好反应生成硝酸钠,能除去杂质NaOH,正确;
②过量Fe与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和Cu,然后过滤除去固体,得到硫酸亚铁溶液,能除去杂质硫酸铜,正确;
③二氧化碳与氢氧化钠反应,而CO和氢氧化钠、浓硫酸不反应,不能达到目的,错误;
④碳酸钠、碳酸钙都会和稀盐酸反应,不能达到目的,错误;
故选A。
13.下列反应的化学用语书写正确的是
A.钠与溶液反应:
B.氧化镁与稀盐酸反应:
C.向碳酸氢钠溶液中加入少量氢氧化钙溶液反应:
D.固体与浓盐酸混合:
【答案】B
【详解】A.钠投入硫酸铜溶液,钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠再与硫酸铜反应生成氢氧化铜和硫酸钠,总反应的离子方程式为:,A错误;
B.氧化镁与稀盐酸反应生成和水,反应的离子方程式为:,B正确;
C.向碳酸氢钠溶液中加入少量氢氧化钙溶液反应生成、和,反应的离子方程式为:,C错误;
D.氯酸钾固体与浓盐酸混合反应生成、和,双线桥表示为:,D错误;
故选B。
14.碳酸钠是重要的工业原料。已知工业碳酸钠(纯度约为98%)中含有、、、和等杂质,提纯工艺流程如下:
碳酸钠饱和溶液在不同温度下析出的溶质如图所示。
请回答下列问题:
(1)①写出用NaOH溶液除去时反应的离子方程式: 。
②“母液”中除了含有较多的、、外,还含有 等离子,“过滤”获得的操作是 。
(2)检验试剂级中少量的和杂质是否被除尽,所选溶液及加入的顺序是 (填字母)。
a.HCl、、 b.、、
c.、、 d.、HCl、
(3)市场上销售的“苏打水”是一种非常受欢迎的饮用水,其溶质是小苏打。苏打水会因储藏温度过高而分解产生少量,使口感发涩,写出向“苏打水”中通入足量除去以改善口感的方法: (用离子方程式表示)。
【答案】(1) 、 高于36℃趁热过滤
(2)c
(3)
【分析】工业碳酸钠中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和,所以“除杂”中加入过量的NaOH溶液,除去溶液中的Mg2+、Fe3+,滤液中除了含有Na+、、OH-离子外,还含有Cl-、;依据流程图可知过滤得到产品为Na2CO3•H2O和母液,而从碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质可知温度较高时析出物质为Na2CO3•H2O,所以过滤要“趁热”的目的是提高Na2CO3•H2O的含量。
【详解】(1)①NaOH溶液除去时反应的离子方程式:;
②根据分析可知,“母液”中除了含有较多的、、外,还含有Cl-、;碳酸钠饱和溶液在不同温度下析出的溶质可知,“过滤”获得的操作是高于36℃趁热过滤;
(2)检验试剂级Na2CO3中Cl-和是否除尽,检验氯离子需要硝酸银溶液,但硫酸银也是白色沉淀,因此首先要加足量的硝酸除尽碳酸根并使溶液呈酸性,接着检验硫酸根再检验氯离子,但检验硫酸根时不能引入氯离子,故不能选用氯化钡而应选用硝酸钡,同时为了防止硫酸根干扰氯离子的检验,应加入足量硝酸钡,所以应加足量的试剂、且加入的先后次序是、、,答案选C;
(3)向“苏打水”中通入足量与反应生成:。
15.Na2CO3可用于纺织、制肥皂、造纸、制玻璃等,NaHCO3可用于制药、焙制糕点等,两者都是白色固体;某实验小组通过以下实验来探究Na2CO3和NaHCO3两种物质的性质。
(1)称取两种固体各 2g,分别放入两个小烧杯中,再各滴加 10mL 蒸馏水,振荡,测量温度变化;待固体充分溶解,并恢复至室温后,向所得溶液中各滴加 2 滴酚酞试液。
①发现Na2CO3固体完全溶解,而NaHCO3固体有剩余,由此得到结论 。
②同学们在两烧杯中还观察到了其它现象。其中,盛放Na2CO3 的烧杯中出现的现象:
I.溶液温度升高;
Ⅱ.滴入酚酞后溶液呈 色。
(2)“套管实验”的实验装置如图所示,请分析实验原理,并回答下列问题:
①整个实验过程中,能观察到烧杯 B 中的现象是 。
②写出实验过程中试管中发生反应的化学方程式: 。
③该实验可证明 NaHCO3 的热稳定性 (填“强于”“弱于”或“等于”)Na2CO3;证明热稳定性的实验装置中,能否将 NaHCO3、Na2CO3的位置互换? (填“能”或“不能”)。
(3)能用来鉴别 Na2CO3 和 NaHCO3 两种白色固体的实验操作是 。
A.将Na2CO3和NaHCO3 配制成同浓度的溶液,用pH试纸测定pH值并做比较
B.分别加热两种固体样品,看固体是否全部分解挥发
C.分别在这两种物质的溶液中,加入少量NaCl溶液
【答案】(1) 同温度下,Na2CO3溶解度大于NaHCO3 溶液变红色
(2) 有气泡产生,澄清石灰水变浑浊 弱于 不能
(3)A
【分析】碳酸钠稳定受热不分解,NaHCO3受热分解为二氧化碳和水、碳酸钠;且同温度下,Na2CO3溶解度大于NaHCO3;
【详解】(1)①发现Na2CO3固体完全溶解,而NaHCO3固体有剩余,说明同温度下,Na2CO3溶解度大于NaHCO3;
②碳酸钠溶液显碱性,能使酚酞试液变红色,故现象为:溶液变红色;
(2)①碳酸钠稳定受热不分解,NaHCO3受热分解为二氧化碳和水、碳酸钠,二氧化碳能使石灰水变浑浊,而碳酸钠受热不分解,所以“套管实验”中,能观察到烧杯B中的现象是有气泡产生,澄清石灰水变浑浊;
②NaHCO3受热分解为二氧化碳和水、碳酸钠,;
③该实验可证明NaHCO3的热稳定性弱于Na2CO3,碳酸钠放入大试管温度高不分解,碳酸氢钠放入小试管温度低能分解,说明碳酸氢钠热稳定性差,故证明热稳定性的实验装置中,不能将NaHCO3、Na2CO3的位置互换;
(3)A.同浓度的碳酸钠溶液的碱性强于碳酸氢钠,将Na2CO3和NaHCO3配制成同浓度的溶液,用pH试纸测定pH值并做比较,pH大的为Na2CO3,故A正确;
B.分别加热两种固体样品,最终都会剩余固体,固体都不能全部挥发,不能鉴别,故B错误;
C.这两种物质和氯化钠溶液均不反应,不能鉴别,故C错误;
故选A。
过关检测
1.为了鉴别Na2CO3和NaHCO3两种固体,设计了如下几种实验方案。下列说法错误的是
A.装置 Ⅰ 中的Na2CO3和NaHCO3均能与盐酸反应,产生气体快的是NaHCO3
B.当稀盐酸足量时,装置 Ⅰ 中气球鼓起体积较小的是NaHCO3
C.加热装置 Ⅱ ,澄清石灰水变浑浊一侧的白色固体是NaHCO3
D.用装置 Ⅲ 在相同条件下,分别加少量水溶解并立刻测量溶液温度,温度升高的是Na2CO3
【答案】B
【详解】A.碳酸钠和碳酸氢钠均能与盐酸反应生成二氧化碳气体,盛放碳酸氢钠的气球鼓起的更快说明碳酸氢钠产生气体速率快于碳酸钠,故A正确;
B.由碳原子个数守恒可知,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,所以装置Ⅰ中气球鼓起体积较大的是碳酸氢钠,故B错误;
C.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,所以加热装置Ⅱ,澄清石灰水变浑浊一侧的白色固体是碳酸氢钠,故C正确;
D.碳酸钠固体溶于水的过程为放热过程,碳酸氢钠溶于水的过程为吸热过程,所以使用装置Ⅲ,在相同条件下分别配制碳酸钠和碳酸氢钠溶液并立刻测量溶液温度,也能鉴别碳酸钠固体和碳酸氢钠固体,故D正确;
故选B。
2.下图是某兴趣小组根据课本实验设计的一个能说明与热稳定性的套管实验。请观察实验装置、分析实验原理,并判断下列说法和做法不科学的是
A.甲为小苏打,乙为纯碱
B.要证明受热能产生水,可在小试管内塞上沾有无水粉末的棉花球
C.加热不久就能看到A烧杯中的澄清石灰水变浑浊
D.整个实验过程中没有发现A烧杯中的澄清石灰水变浑浊
【答案】C
【详解】
3.下列离子方程式的书写正确的是
A.足量的通入饱和溶液中:
B.澄清石灰水与过量溶液反应:
C.往稀盐酸中逐滴加入溶液,开始时
D.溶液与溶液反应:
【答案】A
【详解】澄清石灰水与过量溶液反应,说明中全部反应,正确的离子方程式为,B错误;往稀盐酸中逐滴加入溶液,开始时过量,反应的离子方程式为,C错误;不可拆分,反应的离子方程式为,D错误。
4.向含Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入稀盐酸,生成气体的体积随加入盐酸体积的变化关系如图所示。则下列离子组在对应的溶液中,一定能大量共存的是
已知:HCl(少量)+Na2CO3= NaHCO3+NaCl;2HCl(足量)+Na2CO3= 2NaCl + H2O + CO2↑
A.a点对应的溶液中:Cu2+、Cl-、、
B.b点对应的溶液中:Na+、Ba2+、N、OH-
C.c点对应的溶液中:Na+、Ca2+、N、Cl-
D.d点对应的溶液中:Ag+、Mg2+、、
【答案】C
【详解】A.向Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入稀盐酸,首先发生反应:Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,然后发生反应:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑。a点溶液中溶质为NaHCO3、Na2CO3、NaCl,Cu2+与C反应不能大量共存,A错误;
B.b点溶液中溶质为NaHCO3、NaCl,OH-与HC反应而不能大量共存,B错误;
C.c点恰好完全反应,溶液中溶质为NaCl,Na+、Ca2+、N、Cl-之间相互不反应,可以大量共存,C正确;
D.d点盐酸过量,溶液中溶质为NaCl、HCl,Ag+与Cl-反应而不能大量共存,D错误。
故选C。
5.工业上以粗盐(含Ca2+、Mg2+、SO等杂质)为主要原料,采用“侯氏制碱法”生产纯碱和化肥NH4Cl,实验室模拟工艺流程如图甲所示。下列说法正确的是
A.饱和食盐水中先通入的气体为CO2
B.流程图中的“系列操作”中一定需要使用玻璃棒
C.如图乙所示装置可以比较Na2CO3和NaHCO3晶体的热稳定性
D.对粗盐溶液除杂可依次加入过量Ba(NO3)2、NaOH、Na2CO3溶液,过滤后再加入盐酸调节溶液的pH
【答案】B
【分析】图甲:在饱和食盐水中先后通入氨气、二氧化碳制取碳酸氢钠,碳酸氢钠加热分解生成碳酸钠;图乙探究碳酸钠与碳酸氢钠的热稳定性,同时加热,将气体通入澄清水观察现象,据此分析;
【详解】A.在饱和食盐水中先后通入氨气、二氧化碳制取碳酸氢钠,发生反应NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,二氧化碳在水中溶解度较小,氨气溶解度较大,故应先通入氨气,碱性溶液中再通入二氧化碳,二氧化碳的溶解度增大,可以达到实验目的,A错误;
B.从溶液中得到固体,需要加热浓缩,冷却结晶、过滤等操作,这些过程中需要玻璃棒搅拌、引流等,B正确;
C.Na2CO3加热不易分解,NaHCO3晶体加热容易分解,故小试管中盛放NaHCO3,大试管中盛放Na2CO3,NaHCO3间接加热能分解,Na2CO3直接加热不分解,能证明两者的稳定性,图中放反了,C错误;
D.除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO及泥沙,可以加过量的氯化钡除去硫酸根离子(硝酸钡引入新杂质),加入氢氧化钠除去镁离子,然后用碳酸钠去除钙离子和过量的钡离子,过滤后再加入盐酸调节溶液的pH(除碳酸根离子和氢氧根离子),D错误;
故选B。
6.下列离子方程式中,正确的是
A.氧化钠和足量的水反应:
B.碳酸氢钠溶液与NaOH溶液混合:
C.用盐酸除去水壶中的水垢:
D.金属Na与反应:
【答案】C
【详解】A.氧化钠和足量的水反应生成氢氧化钠,反应的离子方程式为,故A错误;
B.碳酸氢钠溶液与NaOH溶液混合生成碳酸钠和水,反应的离子方程式为,故B错误;
C.用盐酸除去水壶中的水垢,碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳、水,反应的离子方程式为,故C正确;
D.金属Na与反应生成氢氧化钠和氢气,反应的离子方程式为,故D错误;
选C。
7.如图实验装置用于验证某些物质的性质,在试管A中装入足量的固体NaHCO3,下列叙述不正确的是
A.B装置的作用是干燥CO2
B.在双球干燥管内发生反应的化学方程式为
C.双球干燥管和蚊香的实验现象是淡黄色的Na2O2逐渐转变为白色粉末,点燃的蚊香燃烧更加剧烈
D.若将干燥管内的Na2O2换成Na2O,则实验现象相同
【答案】D
【分析】碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳和水蒸气,通过浓硫酸干燥二氧化碳,二氧化碳和过氧化钠生成助燃性的氧气。
【详解】A.浓硫酸具有吸水性,能作干燥剂,B装置的作用是吸收CO2中的水蒸气,即干燥CO2,A正确;
B.在双球干燥管内CO2与Na2O2反应反应生成氧气和碳酸钠,化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,B正确;
C.碳酸钠为白色、过氧化钠为黄色固体,在双球干燥管中反应生成Na2CO3使固体由淡黄色变为白色,反应产生的O2有助燃性,能使点燃的蚊香燃烧更加剧烈,C正确;
D.若将Na2O2换成Na2O,Na2O与CO2反应生成Na2CO3,无O2生成,在CO2环境中蚊香逐渐熄灭,故实验现象不相同,D错误;
故选D。
8.关于与的性质或用途判断正确的是
A.可以用来做胃药和烘焙糕点
B.常温下,在水中溶解度:
C.等质量、颗粒大小相同的固体与同浓度同体积的盐酸反应的速率:
D.等质量的固体与足量盐酸反应放出气体的体积:
【答案】D
【详解】A.碳酸钠碱性较强,不能用作胃药,A错误;
B.常温下,在水中碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠,B错误;
C.碳酸氢钠与盐酸的反应速率大于碳酸钠和盐酸的反应速率,C错误;
D.等质量的碳酸钠和碳酸氢钠,碳酸氢钠的物质的量大,所以与足量盐酸反应放出气体的体积:NaHCO3>Na2CO3,D正确;
故选D。
9.碳酸钠和碳酸氢钠在化工生产和日常生活中的应用非常广泛。回答下列问题:
I.侯德榜“联合制碱法”将制碱技术发展到一个新的水平,该工艺以氯化钠为原料来制取纯碱,主要流程如图所示(部分物质已略去)。
(1)操作1的名称为 ;“沉淀池”中反应的离子方程式为 。
(2)物质X可循环利用,其化学式为 。
(3)碳酸钠和碳酸氢钠的溶解度大小关系为:碳酸钠 碳酸氢钠(填“>”“<”或“=”)。
Ⅱ.某食品膨松剂的主要物质为,某兴趣小组为测定该膨松剂中的含量,设计的实验装置如图(其他成分加热不分解)。
已知:碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物,可以吸收。
(4)A装置中溶液的作用是除去空气中的 ;C装置内所盛试剂是 ,E装置的作用是 。
(5)B装置中反应的化学方程式为 。
【答案】(1) 过滤
(2)
(3)>
(4) (或二氧化碳) 浓硫酸 防止空气中的进入D装置中
(5)
【分析】I.由题给流程可知,“沉淀池”中发生的反应为二氧化碳气体与氨气和饱和食盐水反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵,过滤得到滤液和碳酸氢钠;“煅烧炉”中发生的反应为碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,可以循环使用的是二氧化碳;
Ⅱ.由实验装置图可知,装置A中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收空气中的二氧化碳,装置B中碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,装置C中盛有的浓硫酸用于干燥二氧化碳,装置D中盛有的碱石灰用于吸收、测定二氧化碳,装置E中盛有的碱石灰用于吸收空气中的二氧化碳和水蒸气,防止二氧化碳和水蒸气进入装置D中造成实验误差,据此分析;
【详解】(1)由实验装置图可知,操作1为固液分离的过滤操作;由分析可知,“沉淀池”中发生的反应为二氧化碳气体与氨气和饱和食盐水反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵,反应的离子方程式为;
(2)物质X为可以循环使用的二氧化碳;
(3)根据实验现象可知,碳酸氢钠在反应中以沉淀的形式析出,说明碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠;
(4)装置A中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收空气中的二氧化碳,装置C中盛有的浓硫酸用于干燥二氧化碳,装置E中盛有的碱石灰用于吸收空气中的二氧化碳和水蒸气,防止二氧化碳和水蒸气进入装置D中造成实验误差;
(5)由分析可知,装置B中碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,反应的化学方程式为:。
10.膨松剂反应时产生气体的量是检验膨松剂品质的一项重要指标。
I.某校兴趣小组设计如图所示实验装置,通过测量某膨松剂加热反应产生气体的质量,确定其纯度。(已知该膨松剂中发挥作用的物质为,其他成分在加热条件下不产生气体。)
(1)实验步骤:
①组装实验装置,加药品前先要进行的操作是 。
②加药品。A中应加入 ,C中药品的作用为 ,D和E中加入碱石灰,硬质玻璃管B加入样品。实验前称量装置D的质量为。
③连接装置后,打开铁夹 ,关闭 (填“”“”或“”),缓缓鼓入空气数分钟。
④关闭铁夹、,打开,点燃酒精灯加热至不再产生气体。
⑤继续关闭铁夹,打开和,缓缓鼓入空气数分钟,其目的是 ,然后拆下装置,再次称量装置D的质量为。
(2)关于该实验方案,请回答下列问题。
①若加热反应前不鼓入空气,则会导致测量结果 (填“偏大”“偏小”或“无影响”,②同)。
②上述实验中,若没有装置E,可能导致测量结果 。
(3)若上述实验测得数据,则膨松剂中的质量分数为 (用、、表示)。
Ⅱ.某小组利用下列装置对和的性质进行探究,(夹持装置已略去,气密性已检查)。
(4)盛放固体的仪器的名称为 。
(5)方框中为洗气装置,请将该装置图中错误更正补充完整
(6)试剂a为饱和溶液,用化学方程式表示其作用
(7)实验持续一段时间后,观察到饱和溶液中有细小晶体析出,用化学方程式表示产生细小晶体的原因 。
【答案】(1) 检查装置的气密性 碱石灰 除去CO2气体中的水蒸气 K1、K2 K3 将生成的CO2气体全部赶入D装置中
(2) 偏大 偏大
(3)×100%
(4)圆底烧瓶
(5)
(6)HCl+NaHCO3=H2O+CO2↑+NaCl
(7)Na2CO3+H2O+CO2═2NaHCO3↓
【分析】I.将一定质量的膨松剂样品装入装置B中,样品受热分解生成二氧化碳、水,二氧化碳能被D中的碱石灰吸收,所以测定实验前后装置D的质量,其质量差即为样品产生的二氧化碳的质量。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,排出空气中二氧化碳对实验的干扰,装置A中碱石灰能吸收通入的空气中的水蒸气、二氧化碳;再连接上装置D、E,装置C中盛有浓硫酸,用于吸收二氧化碳中的水蒸气,装置E可以防止空气中的水蒸气、二氧化碳进入装置D中,停止加热后,应继续通入一段时间的空气,这样做的目的是保证产生的二氧化碳气体被装置D充分吸收。
【详解】(1)①组装实验装置,对有气体生成的装置,加药品前先要进行的操作是:检查装置的气密性。
②A中应加入碱石灰,用于吸收通入的空气中的水蒸气、二氧化碳;C中药品为浓硫酸,用于除去CO2气体中的水蒸气。
③连接装置后,打开铁夹K1、K2,关闭K3,缓缓鼓入空气数分钟,排除装置中的空气。
④关闭铁夹、,打开,点燃酒精灯加热至不再产生气体。
⑤继续关闭铁夹,打开和,缓缓鼓入空气数分钟,其目的是:将生成的CO2气体全部赶入D装置中,然后拆下装置。
(2)①若加热反应前不鼓入空气,会导致装置中原有空气中的二氧化碳也进入装置D,导致测得的二氧化碳的质量偏大,则会导致测量结果偏大。
②上述实验中,若没有装置E,会导致空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置D,导致测得的二氧化碳的质量偏大,则会导致测量结果偏大。
(3)反应生成二氧化碳的质量为(n-m)g,物质的量为,根据反应可知,碳酸氢钠的质量为,则该膨松剂中的质量分数为×100%。
(4)盛放固体的仪器的名称为圆底烧瓶。
(5)
方框中为洗气装置,导气管长进短出,将该装置图中错误更正补充完整为:;
(6)试剂a为饱和溶液,其作用是:吸收盐酸挥发出的HCl气体,化学方程式为:HCl+NaHCO3=H2O+CO2↑+NaCl。
(7)向饱和碳酸钠溶液中通入足量CO2反应生成碳酸氢钠,碳酸氢钠溶解度小于碳酸钠,所得溶液中水的质量减少、溶质的质量增加,则形成碳酸氢钠的过饱和溶液而析出碳酸氢钠固体,反应的化学方程式为:Na2CO3+H2O+CO2═2NaHCO3↓。
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