内容正文:
第12讲 碳酸钠和碳酸氢钠 碱金属
1.C [解析] Na2CO3加热不分解,NaHCO3加热分解生成Na2CO3,都有残留物,不能鉴别,A错误;二者都含有Na元素,火焰都呈黄色,不能鉴别,B错误;NaHCO3与酸反应比Na2CO3剧烈,可用白醋进行鉴别,C正确;二者都能与澄清石灰水反应生成白色沉淀,不能鉴别,D错误。
2.D [解析] 加入Ba(OH)2溶液,分别发生反应:Na2CO3+Ba(OH)2BaCO3↓+2NaOH、2NaHCO3+Ba(OH)2
BaCO3↓+Na2CO3+2H2O或NaHCO3+Ba(OH)2BaCO3↓+NaOH+H2O,均产生白色沉淀,A错误;分别逐滴加入质量分数相等的稀硫酸,NaHCO3溶液发生反应:HC+H+CO2↑+H2O,立即产生气泡,Na2CO3溶液发生反应:
C+H+HC、HC+H+CO2↑+H2O,开始无明显现象,过一段时间才产生气泡,故立即产生气泡的是NaHCO3溶液,B错误;分别加热两支试管中的溶液,若溶质不发生分解,溶解在溶液中的O2等因受热,其溶解度降低,也会从溶液中逸出,产生气泡,不能据此区分两种溶液,C错误;两支试管中溶质物质的量浓度相同,Na2CO3溶液的碱性强于NaHCO3溶液,滴加酚酞溶液后,Na2CO3溶液的红色更深,D正确。
3.C [解析] 本实验利用浓氨水与碱石灰制取氨,故装置⑤中盛装浓氨水,装置③中盛装饱和食盐水,A正确;实验时应先向饱和食盐水中通入足量氨,再通入足量CO2,有利于NaHCO3的生成和析出,B正确;③中反应的离子方程式为NH3+CO2+Na++H2ONaHCO3↓+N,C错误;装置①适合块状不溶于水的固体和液体反应生成难溶性气体,可以用于制取氢气,D正确。
4.D [解析] NaHCO3可与NaOH反应生成Na2CO3,可用于除杂,A正确;Na2CO3与CO2、H2O反应生成NaHCO3,可用于除杂,B正确;Na2O和O2在加热条件下反应生成Na2O2,可用于除杂,C正确;Na2CO3和Na2SO4均能与Ba(OH)2反应,不能达到除杂的目的,D错误。
5.D [解析] 为了防止空气中的CO2对实验产生影响,需先通过装置A吸收空气中的CO2,则装置A中的试剂为 NaOH溶液,C中的试剂应能与CO2反应生成沉淀,应为Ba(OH)2溶液,A错误;若B、C之间添加盛放饱和NaHCO3溶液的洗气瓶,挥发出的HCl气体会和NaHCO3反应生成CO2气体,对测定纯碱纯度会有影响,B错误;盐酸易挥发,B中可能有HCl、H2O进入C中,不能通过测定C的质量差来确定CO2的质量,应通过测量C中产生的沉淀质量来确定碳酸钠的质量分数,C错误;沉淀表面可能附着少量水分和溶于水的杂质,应经过过滤、洗涤、干燥、称量等操作测定装置C中沉淀质量,D正确。
6.A [解析] 焰色试验是物理变化,A错误;Na与NaCl都含有钠元素,在灼烧时火焰颜色都呈黄色,B正确;Na、K的焰色不同,可以用焰色试验来区别NaCl和KCl,C正确;透过蓝色的钴玻璃可滤去黄光,避免干扰,观察K2SO4的焰色应透过蓝色的钴玻璃,D正确。
7.D [解析] 钾的火焰颜色要透过蓝色钴玻璃观察,目的是滤去钠的黄色的光,故①正确;先将铂丝灼烧到与原来火焰的颜色相同,再蘸取被检验的物质,故②正确;每次实验后,要将铂丝用盐酸洗净,不能用硫酸溶液洗净,故③正确;实验最好选择颜色较弱的,最好无色的火焰,故④正确;没有铂丝时,可以用光洁无锈的铁丝代替,故⑤正确;故选D。
8.D [解析] 根据元素周期律,Cs的金属性比K强,故CsOH的碱性比KOH强,A项正确;Cs的化学性质与钠相似,Na能与水或稀盐酸反应产生H2,故Cs也能与水或稀盐酸反应产生H2,且反应更剧烈,B项正确;Cs的还原性强于Na,则Na+的得电子能力比Cs+强,即氧化性:Na+>Cs+,C项正确;Li、Cs均为碱金属元素,Cs的电子层数多,更容易失去最外层电子,故金属性:Cs>Li,D项错误。
9.A [解析] 合成氨工业提供氨和二氧化碳,先吸氨,再碳酸化,过滤得到的母液Ⅰ吸收氨经降温冷却析出氯化铵晶体,滤液中加入氯化钠经盐析得到的母液Ⅱ为饱和食盐水,再循环使用,过滤得到的碳酸氢钠晶体煅烧得到碳酸钠即纯碱,生成的二氧化碳重新回到碳酸化步骤循环使用。侯氏制碱法又称联合制碱法,其中CO2由合成氨工业提供,故A错误;通入氨使溶液碱性增强,使碳酸氢钠转化为溶解度较大的碳酸钠,可以提高析出氯化铵的纯度,故B正确;侯氏制碱法是将NH3、CO2依次通入饱和NaCl溶液中,发生反应:
NH3+CO2+H2O+NaClNH4Cl+NaHCO3↓,其中NaHCO3溶解度最小,故有NaHCO3晶体析出,应用了物质溶解度的差异,故C正确;析出的NH4Cl晶体可用作氮肥,提高原料的利用率,故D正确。
10.(1)① ② 碳酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸,开始无现象,后来产生气泡;碳酸氢钠溶液中逐滴加入稀盐酸,开始就有气泡产生
(2)①提供较高温度,便于观察其分解现象
②a试管中开始有少量气泡,后来无现象 b试管中有气泡,后有晶体析出
③CO2+H2O+Na2CO32NaHCO3↓
(3)①在浓度较稀时,与CaCl2反应产生较多沉淀的是Na2CO3,产生少量沉淀的是NaHCO3
②2HC+Ca2+CaCO3↓+CO2↑+H2O
[解析] (1)碳酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸,开始无现象,后来产生气泡,碳酸氢钠溶液中逐滴加入稀盐酸,开始就有气泡,故实验①和②可以鉴别Na2CO3和NaHCO3。(2)①由于甘油沸点较高,甘油浴加热可以提供较高温度,便于观察其分解现象,则分别将装有Na2CO3固体和NaHCO3固体的试管同时放入甘油浴中加热。②该实验用饱和碳酸钠溶液检验反应的产物,由于碳酸钠受热不分解,则a试管中开始由于气体受热膨胀,有少量气泡,后来无现象;碳酸氢钠受热分解生成CO2气体、水和碳酸钠,CO2气体与饱和碳酸钠溶液反应生成碳酸氢钠晶体,则b试管中有气泡,后有晶体析出。③b中反应的方程式为CO2+H2O+Na2CO32NaHCO3↓。(3) ①丙组得出“能用CaCl2溶液鉴别同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液”的结论的理由是在浓度较稀时,与CaCl2反应产生较多沉淀的是Na2CO3,产生少量沉淀的是NaHCO3。②C组中60 ℃时,NaHCO3溶液与CaCl2溶液反应能产生气泡,根据质量守恒说明气泡是CO2气体,其离子方程式为2HC+Ca2+CaCO3↓+CO2↑+H2O。
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第12讲 碳酸钠和碳酸氢钠 碱金属
考点一 碳酸钠和碳酸氢钠的性质
1.纯碱和小苏打在日常生活中都可以找到。若在家中将它们区分开来,下面的方法中可行的是 ( )
A.分别放在炒锅中加热,观察是否有残留物
B.分别用干净铁丝蘸取样品在煤气灯的外焰上灼烧,观察火焰颜色
C.在水杯中各盛相同质量的样品,分别加入等体积、等浓度的白醋,观察反应的剧烈程度
D.将样品溶解,分别加入澄清石灰水,观察是否有白色沉淀
2.[2024·湖北部分校联考] 现有两支试管分别装有体积相等、物质的量浓度相同的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液。下列实验操作及结论均正确的是 ( )
选项
实验操作
结论
A
分别向两支试管的溶液中加入Ba(OH)2溶液
产生白色沉淀的是Na2CO3溶液
B
分别逐滴加入质量分数相等的稀硫酸
立即产生气泡的是Na2CO3溶液
C
分别加热两支试管中的溶液
产生气泡的是NaHCO3溶液
D
分别向两支试管的溶液中滴加几滴酚酞溶液
溶液呈深红色的是Na2CO3溶液
3.[2025·河北名校联盟模拟] 某小组设计如图所示装置(夹持装置略去),在实验室模拟侯氏制碱工艺中NaHCO3的制备。下列说法不正确的是( )
A.③⑤中可分别盛放饱和食盐水和浓氨水
B.应先向③中通入足量NH3,再通入足量CO2
C.③中反应的离子方程式为NH3+CO2+H2ON+HC
D.装置①也可用于制H2
4.[2024·湖南常德模拟] 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
5.[2025·山东济宁模拟] 实验室可通过沉淀重量法测定样品纯度,按如图装置测定纯碱(含少量NaCl)的纯度,下列说法正确的是 ( )
A.装置A中试剂应为浓硫酸,C中试剂应为BaCl2溶液
B.在B、C之间应增添盛有饱和NaHCO3溶液的洗气装置,以除去氯化氢气体
C.只要测定装置C在吸收CO2前后的质量差,就可以确定碳酸钠的质量分数
D.反应结束后,需经过过滤、洗涤、干燥、称量等操作测定装置C中沉淀质量
考点二 碱金属元素 焰色试验
6.五彩缤纷的焰火与元素的焰色试验有关。下列说法不正确的是 ( )
A.焰色试验一定发生化学变化
B.Na与NaCl在灼烧时火焰颜色相同
C.可以用焰色试验来区别NaCl和KCl
D.观察K2SO4的焰色应透过蓝色的钴玻璃
7.下列有关焰色试验的注意事项的说法中正确的是 ( )
①钾的火焰颜色要透过蓝色钴玻璃观察
②先将铂丝灼烧到与原来火焰的颜色相同,再蘸取被检验的物质
③每次实验后,要将铂丝用盐酸洗净
④实验时最好选择本身颜色较浅的火焰
⑤没有铂丝时,也可以用光洁无锈的铁丝代替
A.①②④⑤ B.①②③⑤
C.①②③④ D.①②③④⑤
8.下列有关铯及其化合物的说法不正确的是( )
A.CsOH的碱性比KOH的强
B.铯与水或稀盐酸反应剧烈,都生成H2
C.Cs的还原性比Na的强,故Na+的氧化性强于Cs+
D.Li的金属性比Cs的强
9.[2024·辽宁名校联盟模拟] 侯氏制碱法工艺流程如图所示。下列有关说法不正确的是 ( )
A.侯氏制碱法中CO2来自煅烧石灰石
B.母液Ⅰ“吸氨”可使NaHCO3转化为Na2CO3,提高析出氯化铵的纯度
C.侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异
D.生成的氯化铵可用作氮肥,提高原料利用率
10.[2025·湖北新高考协作体联考] Na2CO3和NaHCO3是厨房中常见的两种盐,可用化学性质的差异进行鉴别。回答下列问题。
(1)与酸反应的差异。甲组进行了如下4组实验。
其中实验 和 (填实验序号)可以鉴别Na2CO3和NaHCO3,实验现象分别是 。
(2)热稳定性差异。乙组设计如下装置进行实验(加热及夹持装置省略)。
①将分别装有Na2CO3固体和NaHCO3固体的试管同时放入甘油浴中加热(甘油沸点为290 ℃),目的是 。
②该实验用饱和碳酸钠溶液检验反应的产物,a、b试管中的实验现象分别为
、 。
③b试管中发生反应的化学方程式为 。
(3)与盐溶液反应的差异。丙组设计如下实验,探究Na2CO3和NaHCO3溶液与CaCl2溶液反应的差异。
实验
组号
反应物
现象
物质
浓度/
(mol·L-1)
CaCl2溶液浓度/
(mol·L-1)
是否有沉淀
(室温)
气泡情况
室温
60 ℃水浴
A
NaHCO3
0.05
0.05
有少量
白色沉淀
无
无
B
Na2CO3
0.05
0.05
有较多
白色沉淀
无
无
C
NaHCO3
0.5
0.5
有大量
白色沉淀
无
有明显气泡
D
Na2CO3
0.5
0.5
有大量
白色沉淀
无
无
①丙组由此得出“能用CaCl2溶液鉴别同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液”的结论,理由是 。
②请写出C组中60 ℃时,NaHCO3溶液与CaCl2溶液反应的离子方程式:
。
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