2.1.3 碳酸钠和碳酸氢钠 焰色试验 讲义 2025-2026学年高一上学期化学人教版必修第一册

本高中化学讲义聚焦碳酸钠和碳酸氢钠的性质、用途、转化及焰色试验核心知识点，从基础概念（俗称、物理性质）到化学性质（与酸反应、稳定性），再到实验应用（鉴别、提纯）与综合实践（工业流程、定量计算），构建梯度分层学习支架，助力知识体系构建。 该资料以梯度分层设计为特色，基础巩固夯实教材根本，根基训练强化应用能力，拔高提升融合实验探究与定量计算。通过对比分析性质培养科学思维，结合侯氏制碱法等工业情境渗透科学态度与责任，实验题（如鉴别、含量测定）提升科学探究与实践能力，课中辅助教学增效，课后助力学生查漏补缺。

2.1.3 碳酸钠和碳酸氢钠 焰色试验 梯度分层 基础巩固：课堂衔接，回归教材，夯实根本 根基训练：轻松练习，关注重点，梳理难点 拔高提升：深度演练，能力提升，高阶练习 基础巩固 1 1.Na2CO3与NaHCO3的用途 （1）Na2CO3的用途有纺织、__________________、造纸、____________等。 （2）NaHCO3的用途有____________、____________等。 2.Na2CO3和NaHCO3的物理性质 （1）颜色状态：Na2CO3为____________，NaHCO3为细小的____________。 （2）溶解性及溶液的酸碱性 ①Na2CO3中加少量水后，Na2CO3结块变成晶体，伴有 现象，其水溶液呈 性。②NaHCO3中加少量水后，NaHCO3能溶解，并伴有 现象，其水溶液呈 性。 3.Na2CO3与NaHCO3的俗称 （1）Na2CO3俗称__________________或__________________； （2）NaHCO3俗称____________。 4.Na2CO3与NaHCO3的化学性质 （1）与足量盐酸反应的离子方程式分别为 ______________________________、______________________________。 （2）稳定性：Na2CO3很稳定，受热不分解。NaHCO3不稳定，受热易分解，其化学方程式为____________________________________。 5.焰色试验： 根据______________________________，判断试样所含的金属元素的定性分析操作称为焰色试验。 6.一些金属的焰色 锂—紫红色；钠—____________；钾—____________（透过__________________）；钙—砖红色。 根基训练 2 1.下列有关钠及其化合物的性质与用途具有对应关系的是( ) A.Na有强还原性，可用于制造高压钠灯 B.有强氧化性，可用作漂白剂 C.能与酸反应，可用于去除物品表面油污 D.水溶液呈碱性，可用于制作发酵粉 2.下列物质不与溶液发生化学反应的是( ) A. B. C. D. 3.欲让烟花在绽放时呈现出黄色火焰，则应该往火药中掺入( ) A. B. C. D. 4.下列物质间的能量变化与如图所示反应的能量变化相符的是( ) A.浓硫酸的稀释 B.C与二氧化碳生成一氧化碳的反应 C.铁粉与稀硫酸的反应 D.氢氧化钠与稀硝酸的反应 5.下列关于钠及其化合物的说法中，正确的是( ) A.相同体积相同浓度的与分别与足量的盐酸反应，产生的更多 B.金属钠着火需要用干燥的沙土来灭火 C.可以用澄清石灰水鉴别碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液 D.向粉末中加入少量水后，碳酸钠结块变成晶体，并伴随着吸热现象 6.三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溶液中通入过量可实现②的转化 C.⑤转化时溶液中可能出现沉淀 D.⑥的转化条件可以是加热 7.某课外小组为了鉴别和两种白色固体，设计了如下几种实验方法。下列说法不正确的是( ) A.装置Ⅰ中的和均能与盐酸反应，产生气体速率快的是 B.当稀盐酸足量时，装置Ⅰ中气球鼓起体积较小的是 C.加热装置Ⅱ，澄清石灰水变浑浊一侧的白色固体是 D.装置Ⅲ也可以鉴别和 8.根据物质的组成和性质，通过化学变化可以实现物质间转化。下列有关钠及其化合物的叙述中错误的是( ) A.反应②表明Na具有强还原性 B.反应④说明的稳定性比的强 C.反应⑤⑥都属于氧化还原反应中的歧化反应 D.一小块钠久置于空气中，最终生成的是 9.和是重要的化工原料，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 ________________________、________________________。 （2）除去溶液中少量的方法，写出化学方程式：_______________________。 （3）和的焰色试验分别为______色、______色。 （4）检验某盐中含有钾元素的方法是__________________，具体操作为__________________ ____________________________________。 10.纯碱(碳酸钠)是一种重要的无机化工原料。工业制碱法大致经历了如图所示的三个阶段。 Ⅰ.路布兰制碱法，流程如下： (1)用化学或离子方程式表示碳酸钠的一种用途________________。 (2)“加热融合”过程中还会产生CO，写出该反应的化学方程式___________________________。 Ⅱ.第二和第三阶段分别是索尔维制碱法和侯氏制碱法，两种工艺的差异一是原料来源不同，二是对“滤液”的处理方法不同，流程如下： (3)该流程的原理是利用各化学物质的________________不同进行制备和分离。 (4)滤液的成分有：______________________(用离子符号表示，不考虑水解和弱电解质的电离) (5)索尔维制碱法中能够循环利用的物质有________________(填化学式)。 (6)对比索尔维制碱法，侯氏制碱法的优点是______________________(写出一条即可)。 (7)过滤得到的小苏打（含少量NaCl）。取一定量的小苏打样品溶于足量盐酸，蒸干后称量固体质量，可测定小苏打的含量。若蒸发过程中有少量液体溅出，则测定结果__________。（选填“偏高”、“偏低”或“不受影响”） 拔高提升 3 1.侯德榜是我国著名爱国科学家，他发明的侯氏制碱法在国际上获奖，提振了中国人民的士气。侯氏制碱法的工业流程如图所示，实验室模拟工业上侯氏制碱法制备纯碱，下列操作中未涉及的是( ) A. B. C. D. 2.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，下列说法中正确的是( ) A.该溶液中的阳离子只有钾离子 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 3.向、的混合溶液中逐滴加入稀盐酸，生成气体的量随盐酸的量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( ) A.a点对应的溶液中：、、、 B.b点对应的溶液中：、、、 C.c点对应的溶液中：、、、 D.d点对应的溶液中：、、、 4.下列有关和的叙述正确的是( ) A.和均可用作食用碱 B.向和固体中分别加入少量水后，均伴随放热现象 C.等质量的和分别与足量盐酸反应，放出等质量的 D.取这两种物质的饱和溶液各1mL分别滴加2滴酚酞溶液，溶液颜色较深 5.下列实验方案中，不能测定出和的混合物中的质量分数的是( ) A.取混合物与足量稀盐酸充分反应，加热，蒸干，灼烧，得到固体 B.取混合物充分加热，质量减少 C.取混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体经干燥后用碱石灰吸收，质量增加 D.取混合物与足量溶液充分反应，得到溶液 6.为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法不正确的是( ) A.固体（）：加热固体 B.溶液（）：通入足量的气体 C.（HCl）：将混合气体通过足量的饱和溶液 D.溶液（）：加入适量的溶液，过滤 7.焰色试验的实验过程中铂丝的清洗和灼烧与观察钾的焰色两项操作如图所示： 下列叙述中不正确的是( ) A.每次实验都要先将铂丝灼烧到与原来火焰颜色相同 B.钾的焰色要透过蓝色钴玻璃观察 C.实验时可以用稀硫酸代替盐酸 D.没有铂丝可用无锈铁丝代替进行实验 8.下列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检验与反应生成的气体 C.利用装置③观察纯碱的焰色试验的现象 D.利用装置④比较和的热稳定性 9.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，做了如图所示的实验。 （1）图甲、乙所示实验，能够达到实验目的的是_____________（填序号）。 （2）图丙、丁示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为______________________；与图丙相比，图丁所示实验的优点是______（填序号）。 A.图丁所示实验比图丙复杂 B.图丁所示实验比图丙安全 C.图丁所示实验可以做到用一套装置同时进行两个实验，而图丙不行 （3）若用图丁所示实验验证碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性，则试管B中装入的固体最好是____________（填化学式）。 10.某膨松剂由碳酸氢钠与碳酸钠组成。某学校兴趣小组为研究该膨松剂中碳酸氢钠的含量，利用如图所示装置进行相关实验。已知各装置中的试剂皆足量。 （1）装置A中NaOH溶液的作用是___________________________。 （2）装置C的作用是_______________________________。 （3）装置E中所用仪器的名称是_______________。 （4）已知碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物，则装置D中NaOH发生反应的化学方程式为_________________________________。 （5）将一定质量的该膨松剂样品装入装置B中，测定实验前后装置______（填序号）的质量，其质量差即为样品产生的的质量。 （6）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”）。 （7）若上述实验中加入的样品质量为30 g，测得生成的的质量为6.6 g。则样品中的质量分数为_______________。 答案以及解析 一、基础巩固 1.答案：（1）制皂；制玻璃 （2）制药；焙制糕点 2.答案：（1）白色粉末；白色晶体 （2）①放热；碱；②吸热；碱 3.答案：（1）纯碱；苏打（2）小苏打 4.答案：（1）CO＋2H＋===CO2↑＋H2O；HCO＋H＋===CO2↑＋H2O （2）2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O 5.答案：火焰呈现的特征颜色 6.答案：黄色；紫色；蓝色钴玻璃 2、 根基训练 1.答案：B 解析：A.高压钠灯发出的黄光射程远，透雾力强，对道路平面的照明度比高压水银灯高几倍，与单质的还原性无关，A错误； B.有强氧化性，可用作漂白剂，氧化性漂白，B正确； C.碳酸钠除油污是因为碳酸钠水解显碱性，油污在碱性条件下水解比较彻底，与和酸反应无关，C错误； D.碳酸氢钠制作发酵粉与其分解生成二氧化碳有关，与碳酸氢钠水溶液呈碱性无关，D错误； 故选B。 2.答案：C 解析：与反应：NaCl与不反应。 3.答案：A 解析：钠元素的焰色为黄色，烟花在绽放时呈现出黄色火焰，可见烟花中含有钠元素，故选A。 4.答案：B 解析：A.浓硫酸的稀释是放热过程，故A不符； B.C与二氧化碳生成一氧化碳的反应是吸热反应，故B符合； C.铁粉与稀硫酸的反应是放热反应，故C不符； D.氢氧化钠与稀硝酸的反应是放热反应，故D不符； 故选B。 5.答案：B 解析：A.根据碳守恒，相同体积相同浓度的与分别与足量的盐酸反应，两者产生二氧化碳的量相同，A错误； B.钠容易与空气中的氧气、水蒸气反应，则金属钠着火需要用干燥的沙土来灭火，B正确； C.碳酸钠与碳酸氢钠都和氢氧化钙反应生成白色沉淀，现象相同，不能鉴别，所以不能用澄清石灰水鉴别碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液，C错误； D.粉末中加入少量水后，碳酸钠结块变成晶体，并伴随着放热现象，D错误； 故选B。 6.答案：B 解析：①所加试剂可以是稀硫酸，发生反应：，A项正确；向NaOH溶液中通入过量，生成的是，B项错误；相同温度下的溶解度比的小，向饱和溶液中通入，可能会产生沉淀，C项正确；加热时可生成，D项正确。 7.答案：B 解析：和均与盐酸反应生成二氧化碳气体，盛放的气球鼓起得更快，说明产生气体速率快的是，A正确；等质量的和分别与足量盐酸反应时，产生的二氧化碳量多，故气球鼓起体积较大的是，B错误；受热分解生成二氧化碳，使澄清石灰水变浑浊，而受热不易分解，C、D正确。 8.答案：B 解析：反应②钠元素化合价升高，被氧化，表明Na具有强还原性，故A正确；反应④碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，说明的稳定性比的弱，故B错误；反应⑤⑥中过氧化钠既是氧化剂又是还原剂，氧元素部分化合价升高，部分化合价降低，所以都属于氧化还原反应中的歧化反应，故C正确；Na久置于空气中，先氧化生成，后生成NaOH，然后潮解后与反应，最终生成，故D正确。 9.答案：（1）； （2） （3）黄；黄 （4）焰色试验；用洁净的铂丝蘸取样品，在无色火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察，有紫色火焰则证明样品含有钾元素 解析：（1）碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应都生成二氧化碳、氯化钠和水，反应的离子方程式分别为，； （2）向溶液中通入足量即可除去溶液中少量，化学方程式：； （3）和的焰色试验都是黄色； （4）可利用焰色反应检验某盐中是否含有钾元素，操作方法是：用洁净的铂丝蘸取样品，在无色火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察，有紫色火焰则证明样品含有钾元素。 10.答案：(1)或 (2) (3)溶解度 (4)、、、 (5) (6)食盐的转化率高、缩短了生产流程、减少了环境污染、可制得氮肥（与这4个答案同义即可） (7)偏高 解析：（1）在生活生产中用途广泛，可制玻璃：、利用水解呈碱性制面点：等（其它合理答案也可）。 （2）根据分析，与C、加热融合得到CaS和的混合物，则该反应的化学方程式为：。 （3）索尔维制碱法和侯氏制碱法都利用了同一原理：，该原理利用了各化学物质的溶解度不同来进行制备和分离。 （4）过滤后的滤液存在的是和饱和溶液，则溶液中存在的离子有：。 （5）根据分析，索尔维制碱法中是在含大量的滤液中加入熟石灰加热，得到和，产生的可以循环到第一步使用；同时灼烧分解得到的也可以循环到第一步使用。 （6）索尔维制碱法中得到的副产品用途偏小，采用侯氏制碱法后，可以提高食盐的转化率高、缩短了生产流程、减少了环境污染、可制得氮肥等。 （7）该测定原理为称取剩余固体的质量，利用与盐酸反应生成NaCl的质量与原混合物中NaCl的质量联合求解，如蒸发过程中有少量液体溅出，则会导致计算出原混合物中NaCl的质量偏小，则样品中的质量偏大，使测定结果偏高。 三、拔高提升 1.答案：B 解析：实验室模拟工业上侯氏制碱法制备纯碱的过程中需要煅烧固体碳酸氢钠，操作A是煅烧固体，A不符合题意；操作B是蒸发溶液得到晶体，侯氏制碱法中不需要蒸发溶液的操作，B符合题意；装置C为过滤操作，从溶液中析出碳酸氢钠晶体需要过滤得到晶体，C不符合题意；操作D是模拟工业上侯氏制碱法制备纯碱时，向氨化的饱和食盐水中通入足量二氧化碳气体析出碳酸氢钠，D不符合题意。 2.答案：C 解析：蓝色钴玻璃具有滤光作用，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，C项正确。 3.答案：C 解析：A.a点溶液中含有和，a点对应的溶液中存在与反应，A错误； B.b点对应的溶液中存在与不能共存，B错误； C.c点恰好完全反应生成NaCl，溶液呈中性，四种离子都能大量共存，C正确； D.d点对应的溶液中稀盐酸过量，、在酸性条件下，发生归中反应，D错误； 选C。 4.答案：A 解析：A.碳酸钠和碳酸氢钠，水解溶液均显碱性，可用作食用碱，A正确； B.碳酸氢钠溶解吸收热量，碳酸钠溶解释放热量，B错误； C.与足量盐酸反应，碳酸钠、碳酸氢钠中碳原子相同时生成等量的，但等质量的和的碳原子质量不相同，即产生的二氧化碳的质量不相同，C错误； D.相同温度下，饱和溶液的碱性更强，滴加酚酞以后，溶液红色较深的是饱和溶液，D错误； 故答案为：A。 5.答案：D 解析：A.取ag混合物与足量稀盐酸充分反应，bg固体就是原和分解生成的的总质量，由此可求出分解生成的和的质量，也就可求出的质量，从而求出的质量分数，A不符合题意； B.取ag混合物充分加热，固体质量减少bg，也就是分解生成和的质量为bg，由此可求出的质量，从而求出的质量分数，B不符合题意； C.取ag混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体经干燥后用碱石灰吸收，质量增加bg，即两种盐与硫酸反应生成的质量为bg，列方程可求出的质量，从而求出的质量分数，C不符合题意； D.取ag混合物与足量NaOH溶液充分反应，得到的bg固体包括原及与NaOH反应生成的的质量，以及过量NaOH的质量，过量NaOH的质量无法确定，所以无法求出的质量分数，D符合题意； 故选D。 6.答案：D 解析：受热分解生成、二氧化碳、水，加热可除去，固体中的，A正确；、二氧化碳、水反应生成，通入足量的气体可除去溶液中的，B正确；和不反应，和HCl反应生成氯化钠、二氧化碳、水，将混合气体通过足量的饱和溶液可除去中的HCl气体，C正确；、都能与溶液反应生成沉淀，除去，的同时也会除去，D错误。 7.答案：C 解析：为避免干扰，每次实验都要先将铂丝灼烧到与原来火焰颜色相同，A正确；钾的焰色为紫色，钾的焰色要透过蓝色钴玻璃观察，B正确；金属氯化物灼烧时易挥发，金属硫酸盐沸点高，灼烧时杂质不易被除去，会干扰焰色试验，则实验时要用盐酸洗净铂丝，不能用稀硫酸代替盐酸，C错误；铁的焰色几乎无色，没有铂丝可用无锈铁丝代替进行实验，D正确。 8.答案：D 解析：装置①中，钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，并放出热量。由于反应放热，试管内气体受热膨胀，导致红墨水液面左低右高，因此可以验证Na和水反应为放热反应。 装置②中，过氧化钠与水反应生成氧气和氢氧化钠。带火星的木条复燃，说明生成的气体是氧气，因此可以检验与反应生成的气体。 装置③中，铂丝用于焰色试验。纯碱(中含有钠元素，钠元素的焰色为黄色，因此可以通过观察火焰颜色来判断纯碱的存在。 装置④中，碳酸氢钠(）受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，而碳酸钠受热不分解。但是，该装置中碳酸氢钠直接加热，而碳酸钠间接加热，无法准确比较二者的热稳定性。因此，该装置不能达到实验目的。 9.答案：（1）甲、乙 （2）；C （3） 解析：（1）、均能与稀盐酸反应生成使澄清石灰水变浑浊的气体，但滴加盐酸后立即产生气体，逐滴加入盐酸一段时间才产生气体，图甲可以根据生成气体的快慢鉴别；等质量的、分别与过量稀盐酸反应时，与稀盐酸反应更剧烈且产生气体的量更多，图乙可以根据气球膨胀的快慢及反应结束时气球的大小鉴别，故图甲、图乙所示实验均可以达到实验目的。 （2）受热易分解：，受热不易分解，可用加热固体的方法鉴别二者。与图丙所示实验相比，图丁所示实验可以用一套装置同时进行两个实验，易于进行对比，C正确。 （3）将置于小试管B中，置于大试管A中，加热时A中温度稍高于B,D中澄清石灰水不变浑浊，而C中澄清石灰水变浑浊，说明受热时比稳定。 10.答案：（1）除去空气中的二氧化碳 （2）吸收混合气体中的水分 （3）球形干燥管 （4） （5）D （6）偏大 （7）84% 解析：（1）该实验方案是根据生成的二氧化碳的质量去计算碳酸氢钠的含量，需排除空气中的干扰，故氢氧化钠溶液的作用是除去空气中的二氧化碳。 （2）浓硫酸有吸水性，因此浓硫酸的作用是吸收混合气体中的水分。 （3）装置E中所用仪器的名称是球形干燥管。 （4）装置D中氢氧化钠和二氧化碳反应，化学方程式为。 （5）生成的二氧化碳被装置D中碱石灰吸收，装置E中吸收的来自空气，因此应测定装置D实验前后的质量。 （6）若没有装置E，空气中的水蒸气和二氧化碳会进入装置D中，从而使测得的的质量偏大，测定结果偏大。 （7）设30 g样品中质量为m，则根据化学方程式可列关系式： m=25.2 g，样品中碳酸氢钠的质量分数为。 学科网（北京）股份有限公司 $