内容正文:
第07讲 碳酸钠和碳酸氢钠 焰色试验
[内容抢先看]
模块一 基础知识梳理
模块二 核心考点精准练(5大考点)
模块三 小试牛刀过关检测
基础练(10题)
提升练(10题)
[学习目标]
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.掌握碳酸钠和碳酸氢钠鉴别与转化的途径。
3.了解候氏制碱法的反应原理。
4.了解焰色试验的操作与应用。
[模块一 基础知识梳理]
【知识衔接】
(1)碳酸钠(Na2CO3)俗名纯碱、苏打;碳酸氢钠(NaHCO3)俗名小苏打,二者都属于盐。
(2)Na2CO3和NaHCO3都能与盐酸反应生成NaCl、CO2和H2O,反应的化学方程式分别为Na2CO3+2HCl(足量)===2NaCl+CO2↑+H2O、NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O。
一、碳酸钠和碳酸氢钠
1.物理性质
【实验探究】在两支试管中分别加入少量Na2CO3和NaHCO3(各约1 g),实验现象如下。
盐
Na2CO3
NaHCO3
①观察碳酸钠、碳酸氢钠的外观
白色粉末
细小的白色晶体
②向以上两支试管中分别加几滴水并将温度计分别伸入其中
结块变为晶体,温度计示数升高
部分溶解,温度计示数降低
③继续向②的试管中分别加5 mL水,用力振荡
全部溶解
固体量减少
④分别向③所得溶液中滴加1~2滴酚酞溶液
溶液显 性
溶液显 性
【实验结论】
(1)碳酸钠:俗名 ,为白色粉末,易溶于水,溶解时 热量,水溶液呈 性,遇少量水变成晶体(水合碳酸钠,化学式为Na2CO3·xH2O)。
(2)碳酸氢钠:俗名 ,为细小的白色晶体,易溶于水,溶解时 热量,水溶液
呈 性,比碳酸钠溶解度小。
【思考1】 已知Na2CO3粉末遇水生成碳酸钠晶体(Na2CO3·xH2O),碳酸钠晶体在干燥空气中易失去结晶水变成碳酸钠粉末。
钠长期露置在空气中,先后发生了哪些变化?用流程图表示。
【思考2】 已知反应Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3。向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2,预测会产生什么现象?说出你预测的依据。
化学方程式为Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3↓,注意沉淀符号。
2.化学性质
(1)热稳定性
【实验探究】
实验操作
实验现象
加热碳酸氢钠时澄清石灰水
加热碳酸钠时澄清石灰
水
【实验结论】
①NaHCO3不稳定,受热易分解,化学方程式为2NaHCO3 。
②Na2CO3很稳定,受热不易分解。
【思考3】 用套管实验装置可以更好地比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性,实验装置如图。其中小试管内有沾有无水硫酸铜粉末的棉花球。
①实验时小试管中应放________________(填化学式),实验结果更具有说服力。
②通过什么现象说明稳定性Na2CO3大于NaHCO3?
(2)与酸的反应
【实验探究】
实验步骤及操作
在两支试管中分别加入3 mL同一稀盐酸,将两个分别装有0.3 g Na2CO3和0.3 g NaHCO3固体的小气球套在两支试管口,将气球内固体同时倒入试管中,观察现象
实验的关键是控制反应条件相同:所用盐酸完全相同,所用Na2CO3、NaHCO3的质量相同。
【实验现象】两支试管中都产生气泡,气球膨胀,加入碳酸氢钠的试管中产生气泡更快,气球膨胀得更大。
【实验结论】
①反应离子方程式:CO32-+2H+=== 、HCO3-+H+===
②相同条件下,碳酸氢钠与酸反应产生CO2的速率更快。
(3)与CaCl2、Ca(OH)2溶液的反应
【实验探究】
CaCl2
Ca(OH)2
实验操作
实验现象
加入稀Na2CO3溶液,立即产生白色沉淀,加入少量稀NaHCO3溶液,无明显现象
两支试管中都产生白色沉淀
【实验结论】
①Na2CO3溶液与CaCl2、Ca(OH)2溶液均反应,离子方程式均为Ca2++CO32-=== 。
②NaHCO3溶液与CaCl2溶液不反应,与Ca(OH)2溶液反应。其与Ca(OH)2反应的离子方程式为HCO3-+OH-+Ca2+=== 。
【思考4】试写出过量的NaHCO3溶液和Ca(OH)2溶液反应的离子方程式。
【归纳总结】
1.碳酸钠的化学性质如图所示,试写出反应①~③的化学方程式。
2.碳酸氢钠的化学性质如图所示,试写出反应①~④的化学方程式。
【规律方法】鉴别Na2CO3和NaHCO3的易错点:
①Na2CO3和盐酸可以用互滴法鉴别,但NaHCO3和盐酸不可以用互滴法鉴别。
②鉴别Na2CO3和NaHCO3时,不能用NaOH溶液(虽然前者不反应后者反应,均无明显现象),也不能用澄清的石灰水或Ba(OH)2溶色液,均产生白色沉淀。
3.碳酸钠与碳酸氢钠的相互转化
4.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、侯氏制碱法——制纯碱
往 中依次通入足量的 ,利用NaHCO3的溶解性 NH4HCO3的溶解性原理,使NaHCO3从溶液中 。反应的化学方程式为:
NH3+CO2+H2O+NaCl(饱和)=
2NaHCO3
注意:不能先通入CO2、再通入NH3至饱和。
三、焰色试验
1.定义: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(教材实验2-6)
(1)洗:用 洗净铂丝(或光洁无锈的铁丝)。铂丝(或光洁无锈的铁丝)本身在灼烧时不产生特征焰色
(2)烧:将洗净的铂丝(或光洁无锈的铁丝)在火焰上灼烧至与原火焰颜色相同。
(3)蘸:蘸取试样。可以是单质或化合物,可以是固体或溶液
(4)烧:在无色的外焰上灼烧,并观察火焰的颜色。 因为外焰颜色浅且温度高
3.几种常见元素的焰色
钠: 色,钾: 色(透过 观察,避免钠的黄色光干扰),钡:黄绿色,钙:砖红色,铜:绿色。
【思考】 为什么用盐酸洗涤铂丝而不用硫酸洗涤铂丝?为什么用铂丝或铁丝等蘸取试剂做焰色试验,而不采用铜丝?
【特别提醒】
(1)焰色试验是物理变化而不是化学变化。
(2)焰色试验是金属元素的性质,不是物质的性质。焰色试验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。
(3)并不是所有的金属元素都能发生焰色反应,如Fe。
(4)在中学化学实验中要求掌握钠、钾的焰色反应,对于K+的火焰颜色必须透过蓝色钴玻璃进行观察,目的是滤去黄色的光,避免少量的钠元素对鉴别钾元素的干扰。
4.应用
(1)检验金属元素的存在,如鉴别NaCl和KCl溶液。
(2)制造节日烟花。
[模块二 核心考点精准练]
考点1:碳酸钠与碳酸氢钠的性质对比
[典例1]下列有关Na2CO3与NaHCO3叙述中错误的是
A.相同状况下,等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应,Na2CO3产生的CO2气体体积小于NaHCO3
B.反应放出等量的CO2所消耗的酸:NaHCO3>Na2CO3
C.选用NaHCO3而不选择Na2CO3治疗胃酸过多,其原因为Na2CO3的碱性太强
D.Na2CO3溶液中混有少量NaHCO3杂质,可加入适量NaOH除去
[变式1]关于碳酸钠和碳酸氢钠的性质,下列叙述正确的是
A.向碳酸氢钠中加入少量水,伴有放热现象
B.可用澄清石灰水鉴别碳酸钠和碳酸氢钠
C.碳酸钠固体加热分解,质量减少
D.等质量的两种固体与足量盐酸反应,碳酸氢钠产生的气体更多
考点2:碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别
[典例2]不能够区分碳酸钠和碳酸氢钠固体的方法是
A.与相同体积相同浓度盐酸反应 B.加热
C.与氯化钡溶液反应 D.与澄清石灰水的反应
[变式2]下列关于、的说法正确的是
A.可用于中和胃酸,可用于焙制糕点
B.若固体中混有,可用加热的方法除去
C.灼烧和,火焰颜色均为黄色
D.可利用溶液鉴别和溶液
考点3:有关碳酸氢钠的实验
[典例3]下列关于、的叙述正确的是
A.可以用如图检验和的稳定性强弱
B.能溶解在水中,并伴随着吸热现象
C.碳酸钠晶体在干燥空气里逐渐失去结晶水变成碳酸钠粉末,此过程俗称风化,是物理变化
D.向足量饱和溶液中加入固体粉末,过滤、洗涤、低温干燥沉淀,得到固体的质量为10.6g
[变式3]膨松剂反应产生气体的量是检验膨松剂品质的一项重要指标。某膨松剂发挥作用的物质是,兴趣小组为探究该膨松剂在加热情况下放出的气体的量设计了如下实验,下列说法错误的是
A.装置A的作用是排除空气中的对实验产生干扰
B.将样品装入B中,需测定实验前后装置D的质量变化来测定样品产生的质量
C.测得的质量是13.2g,则该膨松剂含的物质的量是0.6mol
D.上述实验中,若没有装置E,可能会造成测定结果偏小
考点4:侯氏制碱法
[典例4]侯德榜提出的联合制碱法得到世界各国认可,其工业流程如图所示。下列说法错误的是
A.整个流程中可以循环利用的物质是CO2和 NaCl
B.煅烧炉中的反应在实验室中可在蒸发皿中进行
C.先将饱和食盐水加入沉淀池,然后依次通入 NH3和CO2
D.副产品是 NH4Cl
[变式4]侯氏制碱法为我国近代化学工业发展做出了重要的贡献,部分工艺流程如图。
下列说法错误的是
A.向沉淀池中先通入,再通入
B.母液中含有、NaCl等溶质
C.循环Ⅰ中利用的物质是
D.上述过程实现了的转化
考点5:焰色试验
[典例5]下列与“焰色试验”相关说法正确的是
A.每次焰色试验后都要将铂丝用稀盐酸洗净并灼烧
B.若没有铂丝时可用洁净的铁丝或者玻璃棒代替
C.利用焰色试验可区分NaCl与溶液
D.透过蓝色钴玻璃观察到焰色为紫色,则可知待测物为钾盐
[变式5]焰色试验过程中铂丝的清洗和灼烧与钾的焰色试验的观察两项操作如图所示:下列叙述中正确的是
A.焰色试验是一种化学变化
B.铁丝会和盐酸反应,所以它不能代替铂丝进行焰色试验
C.焰色试验可以检验所有的金属元素
D.若某无色溶液的焰色试验通过蓝色钴玻璃观察到其火焰为紫色,则说明该溶液含有
[模块三 小试牛刀过关检测]——基础练
1.俗名纯碱是工业上非常重要的试剂之一,碳酸钠属于以下哪类物质
A.酸 B.碱 C.盐 D.氧化物
2.下列关于Na2CO3和NaHCO3的叙述,正确的是
A.热稳定性:>
B.在水中的溶解性:<
C.与同体积同浓度的盐酸反应的剧烈程度:>
D.向装有等质量和固体的两支试管中分别滴入几滴水,温度均升高
3.化工科学家侯德榜发明了“联合制碱法”生产纯碱。下列物质中,俗称纯碱的是
A. B.NaCl C.NaOH D.
4.除去中含有的少量,下列方法中最优的是
A.加酚酞试液 B.加热 C.加入过量溶液 D.加入适量稀盐酸
5.如图是某兴趣小组设计的验证与性质实验。下列说法错误的是
A.甲、乙两试管中溶液均呈红色
B.甲装置中是
C.乙装置中气球膨胀的更大
D.烧杯乙中澄清石灰水变浑浊
A.A B.B C.C D.D
6.微胶囊技术推动了食品工业由低级产业向高级产业的转变。以前某膨松剂产品采用固体与柠檬酸混合包装,现在使用微胶囊包嵌,新技术,隔离盐与酸。下列叙述不属于新技术带来的变化是
A.使膨松剂保质期更长
B.使加工的面包发酸变硬
C.避免与酸过早接触使效果减弱
D.适当温度下胶囊内的释放使效果更佳
7.NaHCO3可作食用碱,也常用于焙制糕点。下列关于NaHCO3的叙述不正确的是
A.可溶于水 B.属于钠盐 C.受热难分解 D.可用于治疗胃酸过多
8.下列各组物质间反应,温度或反应物用量改变对产物有影响的是
A.NaOH和盐酸 B.和盐酸 C.和盐酸 D.和盐酸
9.下列关于钠的化合物的叙述不正确的是
A.热稳定性:Na2CO3 >NaHCO3 B.Na2O与Na2O2都是碱性氧化物
C.Na2CO3俗称纯碱,其溶液呈碱性 D.碳酸氢钠可用于治疗胃酸过多
10.联合制碱法(又称侯氏制碱法),因其提高了食盐的转化率,减少了对环境的污染,从而赢得了国际化工界的高度评价。联合制碱法的主要过程如图所示:
下列说法错误的是
A.加料时,在饱和食盐水中先通入,再通入
B.通过蒸发结晶可获得产品
C.向母液中加入细小食盐颗粒,可促进副产品的析出
D.上述流程中,可循环使用的物质为NaCl、
[模块三 小试牛刀过关检测]——提升练
1.有关焰色反应的实验操作注意事项中正确的是
①钠的焰色要透过蓝色钴玻璃观察 ②每次实验完,均要用硫酸洗净铂丝
③可以用铜丝代替铂丝 ④先将铂丝灼烧至与原火焰颜色相同,再蘸取待测物
A.① B.② C.③ D.④
2.下列实验方案不能达到目的的是
A.用加热法除去固体中的
B.用NaOH溶液除去中的HCl气体
C.用溶液鉴别和溶液
D.用澄清石灰水鉴别和NaCl溶液
3.加热5.00 g碳酸钠和碳酸氢钠的混合物,使碳酸氢钠完全分解,混合物质量减少了0.93 g,则原混合物中碳酸钠的质量为
A.2.48 g B.2.58 g
C.4.16 g D.4.41 g
4.下列关于和的描述中,不正确的是
A.相同温度下,的溶解度大于
B.可用盐酸除去固体中少量的
C.可用溶液将转化为
D.可用加热的方法鉴别和两种固体
5.下列实验方案中,不能测定和混合物中质量分数的是
A.取a g混合物充分加热,减重b g
B.取a g混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得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,增重b g
D.取a g混合物与足量溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干,得b g固体
6.下列有关钠及其化合物的说法正确的是
A.向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2气体有白色固体析出
B.Na2O2与Na2O能和盐酸反应,二者均为碱性氧化物
C.可用加热的方法除去NaHCO3固体中的Na2CO3
D.鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液可滴加Ba(OH)2溶液
7.为了测定和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,通过测定反应前后②和③装置的质量变化,计算得出该混合物中各组分的质量分数。下列说法错误的是
A.①、②、③中可以依次盛装碱石灰、无水、碱石灰
B.若去掉装置④,会导致测得的含量偏高
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,停止加热后继续通入空气一段时间
8.A、B、C、D、X、Y为中学化学中常见的物质,A、B、C、D存在如图转化关系(部分条件和产物省略)。下列说法正确的是
A.若A为钠,则氧化物B、C中阴阳离子个数比相同
B.若A为碳,则图中三步转化一定都属于氧化还原反应
C.若A为氢氧化钠溶液,则D不可能与硝酸银溶液反应
D.若A为碳酸钠,则实验室可用澄清石灰水鉴别A或B
9.某化学小组在实验室找到两瓶标签已无法辨认的药品,只知道其中一瓶是,另一瓶是。该小组欲设计实验进行区分,下列实验方案及实验结论均正确的是
选项
实验方案
实验结论
A
取两种固体各1g,分别溶于5 mL蒸馏水中,分别向其中滴加少量溶液
产生白色沉淀的是,无明显现象的是
B
取两种固体各1 g,分别溶于5 mL蒸馏水中,分别用温度计测量温度
温度计读数下降的是,温度计读数上升的是
C
用铂丝分别蘸取少量两种固体的溶液进行焰色试验,观察焰色
火焰呈黄色的是,无明显现象的是
D
取两种固体各1 g,分别溶于5 mL蒸馏水中,分别向其中滴加2滴酚酞溶液
溶液均变红,其中红色较浅的是,红色更深的是
A.A B.B C.C D.D
10.某学校兴趣小组为研究NaHCO3(含少量NaCl)的纯度,设计了以下实验。
已知: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。
实验步骤:
①检查装置气密性后,各装置分别装入药品,B中装入ag样品,称量装置D的质量为b g。
②先连接好装置A、B、C,通入一段时间的空气,再连接上装置D、E。
③加热装置B,一段时间后停止加热,再通入一段时间空气。……
④再次称量装置D的质量为c g。……
回答下列问题:
(1)装置B中发生反应的化学方程式为___________。
(2)浓硫酸的作用是___________。
(3)步骤③中通入一段时间空气的作用是___________。
(4)实验测得生成的气体的物质的量为___________mol,NaHCO3的质量分数为___________。
(5)若无装置E,则NaHCO3的质量分数为___________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
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第07讲 碳酸钠和碳酸氢钠 焰色试验
[内容抢先看]
模块一 基础知识梳理
模块二 核心考点精准练(5大考点)
模块三 小试牛刀过关检测
基础练(10题)
提升练(10题)
[学习目标]
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.掌握碳酸钠和碳酸氢钠鉴别与转化的途径。
3.了解候氏制碱法的反应原理。
4.了解焰色试验的操作与应用。
[模块一 基础知识梳理]
【知识衔接】
(1)碳酸钠(Na2CO3)俗名纯碱、苏打;碳酸氢钠(NaHCO3)俗名小苏打,二者都属于盐。
(2)Na2CO3和NaHCO3都能与盐酸反应生成NaCl、CO2和H2O,反应的化学方程式分别为Na2CO3+2HCl(足量)===2NaCl+CO2↑+H2O、NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O。
一、碳酸钠和碳酸氢钠
1.物理性质
【实验探究】在两支试管中分别加入少量Na2CO3和NaHCO3(各约1 g),实验现象如下。
盐
Na2CO3
NaHCO3
①观察碳酸钠、碳酸氢钠的外观
白色粉末
细小的白色晶体
②向以上两支试管中分别加几滴水并将温度计分别伸入其中
结块变为晶体,温度计示数升高
部分溶解,温度计示数降低
③继续向②的试管中分别加5 mL水,用力振荡
全部溶解
固体量减少
④分别向③所得溶液中滴加1~2滴酚酞溶液
溶液显碱性
溶液显碱性
【实验结论】
(1)碳酸钠:俗名纯碱,为白色粉末,易溶于水,溶解时放出热量,水溶液呈碱性,遇少量水变成晶体(水合碳酸钠,化学式为Na2CO3·xH2O)。
(2)碳酸氢钠:俗名小苏打,为细小的白色晶体,易溶于水,溶解时吸收热量,水溶液呈碱性,比碳酸钠溶解度小。
【思考1】 已知Na2CO3粉末遇水生成碳酸钠晶体(Na2CO3·xH2O),碳酸钠晶体在干燥空气中易失去结晶水变成碳酸钠粉末。
钠长期露置在空气中,先后发生了哪些变化?用流程图表示。
提示:
【思考2】 已知反应Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3。向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2,预测会产生什么现象?说出你预测的依据。
化学方程式为Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3↓,注意沉淀符号。
提示:有晶体析出。CO2与饱和Na2CO3溶液反应生成NaHCO3,所得NaHCO3的质量比参加反应的Na2CO3的质量大,又由于常温下NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,且反应过程中消耗了水,故会有NaHCO3晶体从溶液中析出。
2.化学性质
(1)热稳定性
【实验探究】
实验操作
实验现象
加热碳酸氢钠时澄清石灰水变浑浊
加热碳酸钠时澄清石灰水不变浑浊
【实验结论】
①NaHCO3不稳定,受热易分解,化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。
②Na2CO3很稳定,受热不易分解。
【思考3】 用套管实验装置可以更好地比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性,实验装置如图。其中小试管内有沾有无水硫酸铜粉末的棉花球。
①实验时小试管中应放________________(填化学式),实验结果更具有说服力。
②通过什么现象说明稳定性Na2CO3大于NaHCO3?
提示:①NaHCO3 ②小试管内棉花球上的无水硫酸铜由白色变为蓝色,烧杯B中澄清石灰水变浑浊,烧杯A中澄清石灰水不变浑浊。
(2)与酸的反应
【实验探究】
实验步骤及操作
在两支试管中分别加入3 mL同一稀盐酸,将两个分别装有0.3 g Na2CO3和0.3 g NaHCO3固体的小气球套在两支试管口,将气球内固体同时倒入试管中,观察现象
实验的关键是控制反应条件相同:所用盐酸完全相同,所用Na2CO3、NaHCO3的质量相同。
【实验现象】两支试管中都产生气泡,气球膨胀,加入碳酸氢钠的试管中产生气泡更快,气球膨胀得更大。
【实验结论】
①反应离子方程式:CO32-+2H+===CO2↑+H2O、HCO3-+H+===CO2↑+H2O
②相同条件下,碳酸氢钠与酸反应产生CO2的速率更快。
(3)与CaCl2、Ca(OH)2溶液的反应
【实验探究】
CaCl2
Ca(OH)2
实验操作
实验现象
加入稀Na2CO3溶液,立即产生白色沉淀,加入少量稀NaHCO3溶液,无明显现象
两支试管中都产生白色沉淀
【实验结论】
①Na2CO3溶液与CaCl2、Ca(OH)2溶液均反应,离子方程式均为Ca2++CO32-===CaCO3↓。
②NaHCO3溶液与CaCl2溶液不反应,与Ca(OH)2溶液反应。其与Ca(OH)2反应的离子方程式为HCO3-+OH-+Ca2+===CaCO3↓+H2O。
【思考4】试写出过量的NaHCO3溶液和Ca(OH)2溶液反应的离子方程式。
提示:2HCO3-+2OH-+Ca2+===CO32-+CaCO3↓+2H2O。
【归纳总结】
1.碳酸钠的化学性质如图所示,试写出反应①~③的化学方程式。
提示:①Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑
②Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH
③Na2CO3+BaCl2===BaCO3↓+2NaCl
2.碳酸氢钠的化学性质如图所示,试写出反应①~④的化学方程式。
提示:①NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑
②2NaHCO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+Na2CO3+2H2O
③NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O
④2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
【规律方法】鉴别Na2CO3和NaHCO3的易错点:
①Na2CO3和盐酸可以用互滴法鉴别,但NaHCO3和盐酸不可以用互滴法鉴别。
②鉴别Na2CO3和NaHCO3时,不能用NaOH溶液(虽然前者不反应后者反应,均无明显现象),也不能用澄清的石灰水或Ba(OH)2溶色液,均产生白色沉淀。
3.碳酸钠与碳酸氢钠的相互转化
4.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、侯氏制碱法——制纯碱
往饱和食盐水中依次通入足量的NH3、CO2,利用NaHCO3的溶解性小于NH4HCO3的溶解性原理,使NaHCO3从溶液中析出。反应的化学方程式为:
NH3+CO2+H2O+NaCl(饱和)=NaHCO3↓+NH4Cl
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
注意:不能先通入CO2、再通入NH3至饱和。
三、焰色试验
1.定义: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(教材实验2-6)
(1)洗:用盐酸洗净铂丝(或光洁无锈的铁丝)。铂丝(或光洁无锈的铁丝)本身在灼烧时不产生特征焰色
(2)烧:将洗净的铂丝(或光洁无锈的铁丝)在火焰上灼烧至与原火焰颜色相同。
(3)蘸:蘸取试样。可以是单质或化合物,可以是固体或溶液
(4)烧:在无色的外焰上灼烧,并观察火焰的颜色。 因为外焰颜色浅且温度高
3.几种常见元素的焰色
钠:黄色,钾:紫色(透过蓝色钴玻璃观察,避免钠的黄色光干扰),钡:黄绿色,钙:砖红色,铜:绿色。
【思考】 为什么用盐酸洗涤铂丝而不用硫酸洗涤铂丝?为什么用铂丝或铁丝等蘸取试剂做焰色试验,而不采用铜丝?
提示:盐酸沸点比硫酸低,加热时易挥发无残留。铂丝或铁丝做焰色试验时没有颜色,而铜在灼烧时有绿色的焰色。
【特别提醒】
(1)焰色试验是物理变化而不是化学变化。
(2)焰色试验是金属元素的性质,不是物质的性质。焰色试验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。
(3)并不是所有的金属元素都能发生焰色反应,如Fe。
(4)在中学化学实验中要求掌握钠、钾的焰色反应,对于K+的火焰颜色必须透过蓝色钴玻璃进行观察,目的是滤去黄色的光,避免少量的钠元素对鉴别钾元素的干扰。
4.应用
(1)检验金属元素的存在,如鉴别NaCl和KCl溶液。
(2)制造节日烟花。
[模块二 核心考点精准练]
考点1:碳酸钠与碳酸氢钠的性质对比
[典例1]下列有关Na2CO3与NaHCO3叙述中错误的是
A.相同状况下,等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应,Na2CO3产生的CO2气体体积小于NaHCO3
B.反应放出等量的CO2所消耗的酸:NaHCO3>Na2CO3
C.选用NaHCO3而不选择Na2CO3治疗胃酸过多,其原因为Na2CO3的碱性太强
D.Na2CO3溶液中混有少量NaHCO3杂质,可加入适量NaOH除去
【答案】B
【详解】A.因为M(NaHCO3)=84 g/mol、M(Na2CO3)= 106 g/mol,等质量的NaHCO3和Na2CO3,NaHCO3的物质的量更大,产生的CO2气体更多,所以Na2CO3产生的CO2气体体积小于NaHCO3,A正确;
B.反应放出等量的CO2,假设为1 mol,根据反应:NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O,Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O,可知NaHCO3消耗1mol盐酸,Na2CO3消耗2mol盐酸,所以NaHCO3<Na2CO3,B错误
C.碳酸钠碱性较强,会刺激胃黏膜,不能用于治疗胃酸过多,可以用碳酸氢钠,C正确
D.NaHCO3与NaOH反应生成Na2CO3,故Na2CO3溶液中混有少量NaHCO3杂质,可加入适量NaOH除去,D正确;
故选B。
[变式1]关于碳酸钠和碳酸氢钠的性质,下列叙述正确的是
A.向碳酸氢钠中加入少量水,伴有放热现象
B.可用澄清石灰水鉴别碳酸钠和碳酸氢钠
C.碳酸钠固体加热分解,质量减少
D.等质量的两种固体与足量盐酸反应,碳酸氢钠产生的气体更多
【答案】D
【详解】A.碳酸氢钠溶于水吸热,碳酸钠溶于水才会出现放热现象,A错误;
B.澄清石灰水与碳酸钠、碳酸氢钠反应均会生成碳酸钙白色沉淀,无法鉴别二者,B错误;
C.碳酸钠热稳定性较强,加热条件下不会分解,固体质量无明显变化,C错误;
D.碳酸钠摩尔质量为106 g/mol,碳酸氢钠摩尔质量为84 g/mol,根据可知,等质量时碳酸氢钠的物质的量更大,二者与足量盐酸反应时碳元素全部转化为CO2,因此碳酸氢钠产生的气体更多,D正确;
故选D。
考点2:碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别
[典例2]不能够区分碳酸钠和碳酸氢钠固体的方法是
A.与相同体积相同浓度盐酸反应 B.加热
C.与氯化钡溶液反应 D.与澄清石灰水的反应
【答案】D
【详解】A.取等质量的两种固体,分别与足量的相同浓度盐酸反应,碳酸氢钠反应速率更快,现象不同,可以区分,故不选A;
B.碳酸氢钠不稳定受热易分解生成碳酸钠水和二氧化碳,碳酸钠较稳定受热不易分解,可以区分两种固体,故不选B;
C.碳酸钠与氯化钡反应生成白色沉淀碳酸钡,碳酸氢钠与氯化钡不反应,反应现象不相同,氯化钡溶液可以区分碳酸钠和碳酸氢钠,故不选C;
D.与澄清石灰水反应时,两者均生成白色碳酸钙沉淀,现象相同,不能区分碳酸钠和碳酸氢钠,故选D;
选D。
[变式2]下列关于、的说法正确的是
A.可用于中和胃酸,可用于焙制糕点
B.若固体中混有,可用加热的方法除去
C.灼烧和,火焰颜色均为黄色
D.可利用溶液鉴别和溶液
【答案】C
【详解】A.碱性较强可能刺激胃黏膜,不可用于中和胃酸,受热分解产生,可用于焙制糕点,A错误;
B.热稳定性好,受热分解产生,故若固体中混有,不可用加热的方法除去,B错误;
C.钠元素的焰色反应为黄色,两种化合物均含钠离子,灼烧时火焰均呈黄色,C正确;
D.和溶液与溶液反应均生成白色沉淀,无法鉴别,D错误;
故选C。
考点3:有关碳酸氢钠的实验
[典例3]下列关于、的叙述正确的是
A.可以用如图检验和的稳定性强弱
B.能溶解在水中,并伴随着吸热现象
C.碳酸钠晶体在干燥空气里逐渐失去结晶水变成碳酸钠粉末,此过程俗称风化,是物理变化
D.向足量饱和溶液中加入固体粉末,过滤、洗涤、低温干燥沉淀,得到固体的质量为10.6g
【答案】B
【详解】A.外管温度高,内管温度低,应将NaHCO3置于内管,Na2CO3置于外管,NaHCO3受热分解,Na2CO3受热不分解,可比较二者稳定性强弱,A错误;
B.溶于水吸热,溶液温度降低,B正确;
C.碳酸钠晶体失去结晶水变成碳酸钠粉末的过程中,有新的物质生成,属于化学变化,C错误;
D.向足量饱和Na2CO3溶液中加入10.6g无水碳酸钠固体,碳酸钠和水反应生成带有结晶水的碳酸钠而析出,由于消耗了水,饱和溶液中的部分溶质析出,因此得到固体的质量大于10.6g,D错误;
故选B。
[变式3]膨松剂反应产生气体的量是检验膨松剂品质的一项重要指标。某膨松剂发挥作用的物质是,兴趣小组为探究该膨松剂在加热情况下放出的气体的量设计了如下实验,下列说法错误的是
A.装置A的作用是排除空气中的对实验产生干扰
B.将样品装入B中,需测定实验前后装置D的质量变化来测定样品产生的质量
C.测得的质量是13.2g,则该膨松剂含的物质的量是0.6mol
D.上述实验中,若没有装置E,可能会造成测定结果偏小
【答案】D
【分析】探究该膨松剂在加热情况下放出的气体的量,装置A作用是排除空气中的对实验产生干扰,样品加热分解的化学方程式为,产生的是二氧化碳,经装置C干燥,进入D中,装置D中盛放的试剂能吸收二氧化碳,通过测定实验前后装置D的质量变化,其质量差即为样品产生的质量,装置E的作用是防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置D。
【详解】A.空气中含有二氧化碳,若不除去,会被后续装置吸收,从而影响对样品产生二氧化碳质量的测定,装置A中通常盛放能吸收二氧化碳的试剂,所以其作用是排除空气中的对实验产生干扰,A正确;
B.样品加热分解的化学方程式为,产生的是二氧化碳,装置D中盛放的试剂能吸收二氧化碳,通过测定实验前后装置D的质量变化,其质量差即为样品产生的质量,B正确;
C.据化学方程式 ,可知 2mol分解产生 1mol,已知 的质量是13.2g,摩尔质量为44g/mol,则的物质的量为,则的物质的量为0.6mol,C正确;
D.装置E的作用是防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置D,若没有装置E,空气中的二氧化碳和水蒸气会被装置D吸收,导致测定的二氧化碳的质量偏大,造成测定结果偏大,D错误;
故答案选D。
考点4:侯氏制碱法
[典例4]侯德榜提出的联合制碱法得到世界各国认可,其工业流程如图所示。下列说法错误的是
A.整个流程中可以循环利用的物质是CO2和 NaCl
B.煅烧炉中的反应在实验室中可在蒸发皿中进行
C.先将饱和食盐水加入沉淀池,然后依次通入 NH3和CO2
D.副产品是 NH4Cl
【答案】B
【分析】向饱和的食盐水中先通过量氨气再通入过量二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀,过滤得到碳酸氢钠,煅烧碳酸氢钠生成碳酸钠,同时生成的二氧化碳可以循环使用,母液通入氨气析出副产品是氯化铵,据此解答。
【详解】A.煅烧碳酸氢钠生成的可返回沉淀池重复利用,母液中未参与反应的也可循环进入沉淀池,因此可循环利用的物质是和,A正确;
B.煅烧炉中进行的是碳酸氢钠固体的高温煅烧反应,实验室中高温煅烧固体需在坩埚中进行,蒸发皿仅可用于蒸发浓缩溶液,不能承受高温煅烧,B错误;
C.极易溶于水,先向饱和食盐水中通入可使溶液呈碱性,能吸收更多,增大浓度,便于析出溶解度较小的,因此通入顺序为、,C正确;
D.沉淀池内发生反应,母液中提取的副产品为,可用作氮肥,D正确;
故选B。
[变式4]侯氏制碱法为我国近代化学工业发展做出了重要的贡献,部分工艺流程如图。
下列说法错误的是
A.向沉淀池中先通入,再通入
B.母液中含有、NaCl等溶质
C.循环Ⅰ中利用的物质是
D.上述过程实现了的转化
【答案】A
【分析】首先在合成氨工厂合成氨气,考虑氨气的溶解度较大,故首先向饱和氯化钠溶液中通入氨气,之后再通入二氧化碳,再根据溶解度的差异得到碳酸氢钠固体,煅烧得产品,据此分析;
【详解】A.NH3在水中的溶解度较大,且其水溶液显碱性,能更好地吸收CO2,使反应物浓度大,反应速率快,故应先通入NH3,后通入CO2,A错误;
B.沉淀池中发生的反应为,析出碳酸氢钠 “母液”中的溶质主要含有未反应的NaCl和生成的NH4Cl,B正确;
C.碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,生成的CO2可循环到沉淀池继续使用,C正确;
D.流程中NaCl与NH3、CO2、H2O反应生成NaHCO3,NaHCO3煅烧生成Na2CO3,实现了,D正确;
故选A。
考点5:焰色试验
[典例5]下列与“焰色试验”相关说法正确的是
A.每次焰色试验后都要将铂丝用稀盐酸洗净并灼烧
B.若没有铂丝时可用洁净的铁丝或者玻璃棒代替
C.利用焰色试验可区分NaCl与溶液
D.透过蓝色钴玻璃观察到焰色为紫色,则可知待测物为钾盐
【答案】A
【详解】A.铂丝要用盐酸洗涤,更容易将铂丝上的物质洗去,且盐酸易挥发,A正确;
B.玻璃成分中有钠元素,焰色为黄色,B错误;
C.都含有钠元素,无法用焰色试验区分NaCl与溶液,C错误;
D.透过蓝色钴玻璃观察到焰色为紫色,则可知待测物含钾元素,但不一定是盐,D错误;
故选A。
[变式5]焰色试验过程中铂丝的清洗和灼烧与钾的焰色试验的观察两项操作如图所示:下列叙述中正确的是
A.焰色试验是一种化学变化
B.铁丝会和盐酸反应,所以它不能代替铂丝进行焰色试验
C.焰色试验可以检验所有的金属元素
D.若某无色溶液的焰色试验通过蓝色钴玻璃观察到其火焰为紫色,则说明该溶液含有
【答案】D
【详解】A.焰色试验的本质是金属离子或原子中的电子跃迁产生的光谱现象,过程中没有新物质生成,属于物理变化,不是化学变化,A错误;
B.铁丝本身没有特征焰色,铁丝和盐酸反应生成的氯化物易挥发,灼烧后不会残留杂质,因此铁丝可以代替铂丝进行焰色试验,B错误;
C.并非所有金属元素都有特征焰色(例如铁、铂都没有特殊焰色),因此焰色试验不能检验所有金属元素,C错误;
D.钾元素的特征焰色为紫色,观察钾的焰色时需要用蓝色钴玻璃滤去钠元素的黄光干扰,若透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰,说明该溶液含有,D正确;
故选D。
[模块三 小试牛刀过关检测]——基础练
1.俗名纯碱是工业上非常重要的试剂之一,碳酸钠属于以下哪类物质
A.酸 B.碱 C.盐 D.氧化物
【答案】C
【分析】根据碳酸钠的组成、酸碱盐与氧化物的概念等进行分析判断即可
【详解】A.酸是水溶液中电离出的阳离子全部是氢离子的化合物,A不符合题意;
B.碱是水溶液中电离出的阴离子全部是氢氧根离子的化合物,B不符合题意;
C.盐是金属阳离子和酸根阴离子构成的化合物,C符合题意;
D.氧化物是两种元素组成其中一种为氧元素的化合物,D不符合题意;
故答案选C。
2.下列关于Na2CO3和NaHCO3的叙述,正确的是
A.热稳定性:>
B.在水中的溶解性:<
C.与同体积同浓度的盐酸反应的剧烈程度:>
D.向装有等质量和固体的两支试管中分别滴入几滴水,温度均升高
【答案】A
【详解】A.碳酸氢钠受热易分解,碳酸钠则稳定,故热稳定性: > ,A正确;
B.相同温度时,能溶于水,而易溶于水,说明二者在水中的溶解性:>,B错误;
C.与盐酸直接反应产生,反应更剧烈,需先转化为再反应,剧烈程度较弱,C错误;
D.向中加少量水,碳酸钠结块变成晶体,并伴随放热现象,温度升高,向中加少量水,NaHCO3溶解,并伴随吸热现象,温度降低,D错误;
故选A。
3.化工科学家侯德榜发明了“联合制碱法”生产纯碱。下列物质中,俗称纯碱的是
A. B.NaCl C.NaOH D.
【答案】A
【详解】A.是碳酸钠,俗称纯碱、苏打,A正确;
B.是氯化钠,俗称食盐,B错误;
C.是氢氧化钠,俗称烧碱、火碱、苛性钠,C错误;
D.碳酸氢钠,俗称小苏打,D错误;
故选A。
4.除去中含有的少量,下列方法中最优的是
A.加酚酞试液 B.加热 C.加入过量溶液 D.加入适量稀盐酸
【答案】B
【详解】A.加酚酞试液仅作为酸碱指示剂,用于检测溶液酸碱性,无法实际除去杂质,A不符合题意;
B.加热时,分解为、H2O和CO2(反应式:),H2O 和 CO2逸出,残留物为纯净,操作简单且不引入新杂质,B符合题意;
C.加入过量溶液会与反应生成BaCO3 沉淀(反应式:),主要消耗主体物质不能除去杂质,同时引入杂质,无法有效除杂,C不符合题意;
D.加入适量稀盐酸,和均与酸反应生成CO2(反应式:,),难以控制“适量”除去,且会引入NaCl杂质,D不符合题意;
故选B。
5.如图是某兴趣小组设计的验证与性质实验。下列说法错误的是
A.甲、乙两试管中溶液均呈红色
B.甲装置中是
C.乙装置中气球膨胀的更大
D.烧杯乙中澄清石灰水变浑浊
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.与溶于水,溶液均呈碱性,即滴入几滴酚酞溶液后,溶液均呈红色,A正确;
B.相同条件下,两者在水中的溶解度:,即有固体剩余的为,B错误;
C.,根据化学反应方程式可得,质量相等的两种固体与足量稀盐酸反应后,产生的更多,C正确;
D.热稳定性:,烧杯乙中澄清石灰水变浑浊,D正确;
故答案选B。
6.微胶囊技术推动了食品工业由低级产业向高级产业的转变。以前某膨松剂产品采用固体与柠檬酸混合包装,现在使用微胶囊包嵌,新技术,隔离盐与酸。下列叙述不属于新技术带来的变化是
A.使膨松剂保质期更长
B.使加工的面包发酸变硬
C.避免与酸过早接触使效果减弱
D.适当温度下胶囊内的释放使效果更佳
【答案】B
【详解】A.微胶囊隔离了NaHCO3和柠檬酸,避免二者储存时提前反应,可延长膨松剂保质期,A属于新技术带来的变化,故A不符合题意;
B.新技术可让NaHCO3和柠檬酸在加工时才反应,两者反应生成二氧化碳、水和柠檬酸钠,柠檬酸钠是盐,不会使面包发酸,既能产生充足CO2使面包膨松松软,又能中和柠檬酸避免面包发酸,不会使面包发酸变硬,B不属于新技术带来的变化,故B符合题意;
C.微胶囊的隔离作用可避免NaHCO3与酸在储存阶段过早接触反应,防止膨松效果减弱,C属于新技术带来的变化,故C不符合题意;
D.加工时的适当温度可使微胶囊破裂,释放出NaHCO3与酸反应,恰好起到膨松作用,效果更佳,D属于新技术带来的变化,故D不符合题意;
故选B。
7.NaHCO3可作食用碱,也常用于焙制糕点。下列关于NaHCO3的叙述不正确的是
A.可溶于水 B.属于钠盐 C.受热难分解 D.可用于治疗胃酸过多
【答案】C
【详解】A.碳酸氢钠是可溶于水的无机盐,A正确;
B.碳酸氢钠是含有钠离子的钠盐,B正确;
C.碳酸氢钠不稳定,受热易分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,C错误;
D.碳酸氢钠能与胃液的主要成分盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,常用于治疗胃酸过多,D正确;
故选C。
8.下列各组物质间反应,温度或反应物用量改变对产物有影响的是
A.NaOH和盐酸 B.和盐酸 C.和盐酸 D.和盐酸
【答案】C
【详解】A.NaOH和盐酸反应只生成氯化钠和水,A不符合题意;
B.和盐酸反应只生成氯化钠、水和二氧化碳,B不符合题意;
C.溶液和少量盐酸反应生成和氯化钠,溶液和足量盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,C符合题意;
D.和盐酸反应只生成氯化钠和水,D不符合题意;
故选C。
9.下列关于钠的化合物的叙述不正确的是
A.热稳定性:Na2CO3 >NaHCO3 B.Na2O与Na2O2都是碱性氧化物
C.Na2CO3俗称纯碱,其溶液呈碱性 D.碳酸氢钠可用于治疗胃酸过多
【答案】B
【详解】A.碳酸氢钠加热易分解为碳酸钠、水和二氧化碳,而碳酸钠在高温下不分解,则热稳定性:Na2CO3 >NaHCO3,A正确;
B.氧化钠(Na2O)是碱性氧化物,能与酸反应生成盐和水;但过氧化钠(Na2O2)不是碱性氧化物,因为它与酸反应生成盐、水和氧气,不符合碱性氧化物的定义,B错误;
C.碳酸钠(Na2CO3)俗称纯碱,因为其水溶液呈碱性,C正确;
D. 碳酸氢钠(NaHCO3)能与胃酸(主要成分为盐酸)反应,中和酸并生成二氧化碳、水和盐,因此可用于治疗胃酸过多,D正确;
故答案选B。
10.联合制碱法(又称侯氏制碱法),因其提高了食盐的转化率,减少了对环境的污染,从而赢得了国际化工界的高度评价。联合制碱法的主要过程如图所示:
下列说法错误的是
A.加料时,在饱和食盐水中先通入,再通入
B.通过蒸发结晶可获得产品
C.向母液中加入细小食盐颗粒,可促进副产品的析出
D.上述流程中,可循环使用的物质为NaCl、
【答案】B
【分析】在饱和食盐水中的溶解度较小,故向饱和食盐水中先通入氨气,使其溶液呈碱性,再通入,充分反应使溶解度较小的以固体形式析出,同时生成,经过滤得到固体和主要含NaCl、NH4Cl的母液,煅烧固体生成纯碱()、和水,可循环使用,通入饱和食盐水中;向母液中加入食盐粉末、通入氨气,经降温过滤可得到固体,同时含NaCl的母液可循环至饱和食盐水中,据此解答。
【详解】A.由分析可知,加料时,在饱和食盐水中先通入,再通入,A正确;
B.NaHCO3的溶解度较小,反应后通过过滤得到NaHCO3,而非蒸发结晶,NaHCO3受热易分解,不适合通过蒸发结晶获得,B错误;
C.母液中主要含NaCl、NH4Cl,向母液中加入细小食盐颗粒,会增大Cl−浓度,根据同离子效应,可促进副产品NH4Cl的析出,C正确;
D.由分析可知,含NaCl的母液可循环至饱和食盐水中,煅烧固体生成的也可循环使用,通入饱和食盐水中,则上述流程中,可循环使用的物质为NaCl、CO2,D正确;
故选B。
[模块三 小试牛刀过关检测]——提升练
1.有关焰色反应的实验操作注意事项中正确的是
①钠的焰色要透过蓝色钴玻璃观察 ②每次实验完,均要用硫酸洗净铂丝
③可以用铜丝代替铂丝 ④先将铂丝灼烧至与原火焰颜色相同,再蘸取待测物
A.① B.② C.③ D.④
【答案】D
【详解】A.①中只有观察钾的焰色时才需要透过蓝色钴玻璃,目的是滤去钠的黄光干扰,钠的焰色可直接观察,①错误,A错误;
B.②中焰色反应实验后铂丝需用盐酸洗涤,因为盐酸盐沸点低,灼烧时容易挥发除去杂质,硫酸盐沸点高难除去,会干扰后续实验,不能用硫酸,②错误,B错误;
C.③中铜灼烧时会产生特征焰色,会对待测物质的焰色观察造成干扰,不能用铜丝代替铂丝,③错误,C错误;
D.④中先将铂丝灼烧至与原火焰颜色相同,再蘸取待测物,可以除去铂丝上残留杂质,避免干扰检验,操作正确,④正确,D正确;
故选D。
2.下列实验方案不能达到目的的是
A.用加热法除去固体中的
B.用NaOH溶液除去中的HCl气体
C.用溶液鉴别和溶液
D.用澄清石灰水鉴别和NaCl溶液
【答案】B
【详解】A.利用的热不稳定性,除去固体中的,A正确;
B.NaOH会同时与HCl和反应,导致目标气体被消耗,B错误;
C.与反应生成沉淀,而则不能,现象不同,可鉴别,C正确;
D.与反应生成沉淀,而NaCl与不反应,现象不同,可鉴别,D正确;
故答案选B。
3.加热5.00 g碳酸钠和碳酸氢钠的混合物,使碳酸氢钠完全分解,混合物质量减少了0.93 g,则原混合物中碳酸钠的质量为
A.2.48 g B.2.58 g
C.4.16 g D.4.41 g
【答案】A
【详解】碳酸氢钠受热容易分解,由化学方程式分析可知,固体质量减少的部分就是CO2和H2O的质量,用差量法可快速解决问题:
则,解得m(NaHCO3)=2.52 g,m(Na2CO3)=5.00 g-2.52 g=2.48 g。
故选A。
4.下列关于和的描述中,不正确的是
A.相同温度下,的溶解度大于
B.可用盐酸除去固体中少量的
C.可用溶液将转化为
D.可用加热的方法鉴别和两种固体
【答案】B
【详解】A.相同温度下,Na2CO3的溶解度比NaHCO3的溶解度大,故A正确;
B.盐酸会同时与Na2CO3和NaHCO3反应,不能用盐酸除Na2CO3中的NaHCO3,应该用加热分解法除Na2CO3中的NaHCO3,故B错误;
C.NaOH与NaHCO3反应可生成Na2CO3,可以用NaOH将NaHCO3转化为Na2CO3,故C正确;
D.NaHCO3受热分解产生CO2,而Na2CO3不分解,可用加热鉴别,故D正确;
选B。
5.下列实验方案中,不能测定和混合物中质量分数的是
A.取a g混合物充分加热,减重b g
B.取a g混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得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,增重b g
D.取a g混合物与足量溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干,得b g固体
【答案】C
【详解】A.取a g混合物充分加热,减重b g,根据质量差可求出的质量,从而求出,A不符合题意;
B.取a g混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b g固体氯化钠,列方程组即可求出,B不符合题意;
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,增重b g,由于逸出气体中含有,故无法求解,C符合题意;
D.由于二者都能与溶液反应生成沉淀,存在、的转化关系,列方程组即可求出混合物中的质量分数,D不符合题意;
故选C。
6.下列有关钠及其化合物的说法正确的是
A.向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2气体有白色固体析出
B.Na2O2与Na2O能和盐酸反应,二者均为碱性氧化物
C.可用加热的方法除去NaHCO3固体中的Na2CO3
D.鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液可滴加Ba(OH)2溶液
【答案】A
【详解】A.向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2,反应生成溶解度较小的NaHCO3,导致白色固体析出,A正确;
B.Na2O与盐酸反应生成盐和水,是碱性氧化物;但Na2O2与盐酸反应生成盐、水和O2,不是碱性氧化物,B错误;
C.加热时NaHCO3分解为Na2CO3、H2O和CO2,不能除去Na2CO3,反而增加其含量,C错误;
D.滴加Ba(OH)2溶液,Na2CO3和NaHCO3均会生成BaCO3白色沉淀,无法鉴别二者,D错误;
故答案选A。
7.为了测定和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,通过测定反应前后②和③装置的质量变化,计算得出该混合物中各组分的质量分数。下列说法错误的是
A.①、②、③中可以依次盛装碱石灰、无水、碱石灰
B.若去掉装置④,会导致测得的含量偏高
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,停止加热后继续通入空气一段时间
【答案】C
【分析】根据Na2CO3·10H2O和NaHCO3受热分解生成H2O,且NaHCO3分解还生成CO2,通过分别测定生成H2O和CO2的量,进而确定Na2CO3·10H2O和NaHCO3的含量,以及NaCl的含量,据此解答。
【详解】A.空气作用为使生成的水蒸气和二氧化碳被充分吸收,为不影响实验结果,装置①应装有碱石灰吸收空气中的二氧化碳和水蒸气,装置②应装有无水CaCl2吸收生成的水蒸气,装置③装有碱石灰吸收生成的二氧化碳,A正确;
B.装置④作用为防止空气中二氧化碳和水蒸气进入装置③,若去掉,导致测得生成二氧化碳质量偏大,NaHCO3的含量偏高,B正确;
C.装置①换为盛放NaOH溶液的洗气瓶,只能除去空气中的二氧化碳,而引入了水蒸气,导致测定生成水蒸气的量偏大,则Na2CO3·10H2O的含量偏高,NaHCO3的含量不变(通过二氧化碳的量确定),NaCl的含量偏低,C错误;
D.实验过程中一直通入空气,停止加热后继续通入空气一段时间,使生成的水蒸气和二氧化碳被充分吸收,D正确;
故选C。
8.A、B、C、D、X、Y为中学化学中常见的物质,A、B、C、D存在如图转化关系(部分条件和产物省略)。下列说法正确的是
A.若A为钠,则氧化物B、C中阴阳离子个数比相同
B.若A为碳,则图中三步转化一定都属于氧化还原反应
C.若A为氢氧化钠溶液,则D不可能与硝酸银溶液反应
D.若A为碳酸钠,则实验室可用澄清石灰水鉴别A或B
【答案】A
【详解】A.A为钠,钠和氧气生成B为,与反应生成,二者阴阳离子个数比均为,A正确;
B.A为碳,碳与少量生成,CO与生成,有化合价变化,属于氧化还原反应;若Y为水或氢氧化钠,则反应没有化合价变化,不属于氧化还原反应,若Y为MgO,则反应生成Mg和C,有化合价变化,属于氧化还原反应,B错误;
C.A为氢氧化钠,X为二氧化碳,二者反应生成碳酸钠,然后继续与二氧化碳反应生成碳酸氢钠,若再加入盐酸可生成氯化钠,能与硝酸银溶液反应,若加入硝酸可生成硝化钠,不能与硝酸银溶液反应,C错误;
D.A为碳酸钠、B为碳酸氢钠,转化关系:,二者与石灰水均反应生成白色沉淀,不能用石灰水鉴别,D错误;
故选A。
9.某化学小组在实验室找到两瓶标签已无法辨认的药品,只知道其中一瓶是,另一瓶是。该小组欲设计实验进行区分,下列实验方案及实验结论均正确的是
选项
实验方案
实验结论
A
取两种固体各1g,分别溶于5 mL蒸馏水中,分别向其中滴加少量溶液
产生白色沉淀的是,无明显现象的是
B
取两种固体各1 g,分别溶于5 mL蒸馏水中,分别用温度计测量温度
温度计读数下降的是,温度计读数上升的是
C
用铂丝分别蘸取少量两种固体的溶液进行焰色试验,观察焰色
火焰呈黄色的是,无明显现象的是
D
取两种固体各1 g,分别溶于5 mL蒸馏水中,分别向其中滴加2滴酚酞溶液
溶液均变红,其中红色较浅的是,红色更深的是
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.碳酸钠与少量Ca(OH)2反应生成CaCO3沉淀,而碳酸氢钠与少量Ca(OH)2反应也会生成CaCO3沉淀,两者均会产生沉淀,无法区分,A错误;
B.Na2CO3溶于水放热,温度应上升,NaHCO3溶于水吸热,温度应下降,选项B结论与事实相反,B错误;
C.钠元素的焰色为黄色,即两者的焰色相同,无法通过焰色区分两者,C错误;
D.取两种固体各1 g,分别溶于5 mL蒸馏水中,Na2CO3溶液碱性更强,滴加酚酞后红色更深,NaHCO3溶液碱性较弱,红色较浅,D正确;
故选D。
10.某学校兴趣小组为研究NaHCO3(含少量NaCl)的纯度,设计了以下实验。
已知: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。
实验步骤:
①检查装置气密性后,各装置分别装入药品,B中装入ag样品,称量装置D的质量为b g。
②先连接好装置A、B、C,通入一段时间的空气,再连接上装置D、E。
③加热装置B,一段时间后停止加热,再通入一段时间空气。……
④再次称量装置D的质量为c g。……
回答下列问题:
(1)装置B中发生反应的化学方程式为___________。
(2)浓硫酸的作用是___________。
(3)步骤③中通入一段时间空气的作用是___________。
(4)实验测得生成的气体的物质的量为___________mol,NaHCO3的质量分数为___________。
(5)若无装置E,则NaHCO3的质量分数为___________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)
(2)吸收反应生成的水蒸气,防止其进入D中影响质量测定
(3)使反应生成的二氧化碳被D充分吸收
(4)
(5)偏大
【分析】由实验装置图可知,装置A中盛有的氢氧化钠溶液用于除去空气中的二氧化碳,防止空气中的二氧化碳干扰碳酸氢钠分解生成的二氧化碳的检验;装置B中碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳;装置C中盛有的浓硫酸用于吸收反应生成的水蒸气,防止水蒸气进入装置D中,干扰二氧化碳质量的测定;装置D中盛有的碱石灰用于吸收反应生成的二氧化碳;装置E中盛有的碱石灰用于防止外界空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置 D中,避免导致测得的二氧化碳的质量偏大。
【详解】(1)装置B中是碳酸氢钠受热分解,反应的化学方程式为:;
(2)浓硫酸具有吸水性,浓硫酸的作用是:吸收反应生成的水蒸气,防止其进入D中影响质量测定;
(3)反应结束后,装置B中仍残留有生成的气体。③中通入一段时间空气的作用是:使反应生成的二氧化碳被D充分吸收;
(4)装置D反应前后的质量差,就是生成的二氧化碳的质量:,二氧化碳的物质的量:,根据方程式可知碳酸氢钠的质量:,质量分数:;
(5)装置E中的碱石灰可以防止外界空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置D。若无装置E,空气中的二氧化碳和水蒸气会被D吸收,导致测得的D的质量差(c−b)偏大,因此计算出的质量分数会偏大。
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