第二章 第一节 第2课时 碳酸钠和碳酸氢钠 焰色试验（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高一化学必修第一册学习笔记（人教版 基础版）

本高中化学讲义聚焦碳酸钠和碳酸氢钠的性质（溶解性、酸碱性、热稳定性、与酸及盐/碱反应）、用途及鉴别方法，衔接焰色试验的操作、焰色与应用，构建从物质性质探究到实际应用的知识支架。 通过设计溶解性对比、热稳定性套管实验等探究活动，结合思考问题与练习题，培养学生科学探究与实践能力及科学思维，如对比分析性质差异。课中辅助教师引导学生实验探究，课后助力学生巩固知识、查漏补缺，深化化学观念。

第2课时　碳酸钠和碳酸氢钠　焰色试验 [核心素养发展目标]　1.通过实验认识Na2CO3、NaHCO3的性质，培养科学探究意识。2.了解焰色试验的操作与应用。 一、碳酸钠和碳酸氢钠 1.Na2CO3、NaHCO3性质探究 (1)探究Na2CO3、NaHCO3的溶解性及水溶液的酸碱性 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。 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，振荡；并将温度计分别插入其中 加水后结块变成晶体，温度计示数升高 加水后部分溶解，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 振荡一段时间后晶体溶解 固体量减少 ④分别向③所得溶液中滴加1~2滴酚酞溶液 溶液变红，溶液碱性较强 溶液变浅红，溶液碱性较弱 初步结论 碳酸钠、碳酸氢钠均易溶于水，水溶液均呈碱性，但Na2CO3的溶解度更大，碱性更强 思考1　Na2CO3粉末遇水生成含有结晶水的碳酸钠晶体——水合碳酸钠(Na2CO3·xH2O)，且在干燥空气中逐渐失去结晶水变成碳酸钠粉末，那么钠露置在空气中，最终会完全转变成什么？ 提示　钠露置在空气中，最终完全转变为Na2CO3粉末。NaNa2ONaOHNaOH溶液Na2CO3·xH2ONa2CO3(风化是化学变化)。 (2)碳酸钠、碳酸氢钠热稳定性的实验探究 实验操作 实验现象 实验结论 澄清石灰水不变浑浊 Na2CO3很稳定，受热不易发生分解 澄清石灰水变浑浊 NaHCO3不稳定，受热容易分解；化学方程式：2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O 思考2　用套管实验装置可以更好地比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性，其中小试管内有沾有无水硫酸铜粉末的棉花球，实验装置如图。 (1)实验时，小试管内棉花球上的无水硫酸铜由白色变为蓝色，说明NaHCO3受热分解生成了　　　，烧杯B中澄清石灰水变浑浊，说明NaHCO3受热分解生成了　　　　　　　。  (2)实验时，烧杯A中澄清石灰水不变浑浊，而烧杯B中澄清石灰水变浑浊，由此可得热稳定性：Na2CO3　　　(填“>”或“<”)NaHCO3。  答案　(1)H2O　CO2　(2)> (3)探究Na2CO3和NaHCO3与稀盐酸的反应 实验 步骤 在两支试管中分别加入3 mL相同浓度的稀盐酸，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 操作 实验现象 及结论 两支试管中都产生无色气泡，气球膨胀，加入碳酸氢钠的试管中气泡产生得更快，气球膨胀得更大，反应的离子方程式分别为HC+H+===CO2↑+H2O、C+2H+===CO2↑+H2O 思考3　某课外小组在实验中，将盐酸滴加到碳酸钠溶液中，开始无气泡产生，一段时间后产生气泡。试分析其原因？ 提示　Na2CO3和盐酸反应分两步进行： ①C+H+===HC； ②HC+H+===H2O+CO2↑。 故开始无明显现象，后来产生气泡。 (4)探究Na2CO3、NaHCO3和盐(CaCl2)及碱[Ca(OH)2]的反应 盐(CaCl2) 碱[Ca(OH)2] 实验操作 及步骤 现象及 结论 ①加入稀Na2CO3溶液，立即产生白色沉淀，离子方程式： Ca2++C===CaCO3↓； ②加入少量稀NaHCO3溶液，无明显现象，说明稀CaCl2溶液和少量稀NaHCO3溶液不反应 两支试管中都产生白色沉淀，反应的离子方程式分别为Ca2++C===CaCO3↓、HC+Ca2++OH-===CaCO3↓+H2O 思考4　(1)试写出足量的NaHCO3溶液和少量Ca(OH)2反应的离子方程式。 提示　2HC+Ca2++2OH-===CaCO3↓+2H2O+C (2)试写出用适量的NaOH溶液除去Na2CO3溶液中少量NaHCO3的反应原理。 提示　NaOH+NaHCO3===Na2CO3+H2O或OH-+HC===H2O+C 2.重要用途 (1)碳酸钠：用于纺织、制皂、造纸、制玻璃等工业。 (2)碳酸氢钠：制发酵粉、胃酸中和剂、食用碱或工业用碱等。 1.判断正误 (1)碳酸钠可用于治疗胃酸过多(　　) (2)HC在强酸性、强碱性溶液中均不能大量存在(　　) (3)Na2CO3、NaHCO3都能与NaOH溶液反应(　　) (4)Na2CO3俗称纯碱，所以Na2CO3属于碱(　　) (5)只用盐酸无法鉴别等浓度的NaHCO3和Na2CO3溶液(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)× 2.下列关于Na2CO3和NaHCO3的说法不正确的是(　　) A.分别向Na2CO3和NaHCO3固体中加入少量水，温度变化不同 B.相同温度下，在水中的溶解度：Na2CO3<NaHCO3 C.可以用加热的方法除去Na2CO3固体中的NaHCO3杂质 D.将澄清石灰水加入到NaHCO3溶液、Na2CO3溶液中均会产生白色沉淀 答案　B 解析　Na2CO3固体溶于水，溶液温度升高，NaHCO3固体溶于水，溶液温度降低，A正确；相同温度下，在水中的溶解度：NaHCO3<Na2CO3，B错误；NaHCO3受热易分解生成Na2CO3，可以用加热的方法除去Na2CO3固体中的NaHCO3杂质，C正确；Na2CO3和NaHCO3的溶液中加入澄清石灰水都能产生碳酸钙白色沉淀，D正确。 3.为鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体，有4位同学分别设计了下列四种不同的方案，其中不可行的是(　　) A.分别加入等量水中，看溶解能力差异 B.分别取样在试管中加热，将可能产生的气体通入澄清石灰水，观察澄清石灰水是否变浑浊 C.分别取样配成溶液，滴加Ba(OH)2溶液，观察有无白色沉淀 D.分别取样配成稀溶液，滴加BaCl2稀溶液，观察有无白色沉淀 答案　C 解析　NaHCO3不稳定，加热易分解生成二氧化碳，而Na2CO3加热时不易分解，故可将两种试样加热后可能产生的气体通入澄清石灰水，观察是否变浑浊，B可行；Na2CO3、NaHCO3均可与氢氧化钡溶液反应生成白色沉淀，不能鉴别，C不可行。 Na2CO3和NaHCO3的鉴别方法 (1)利用热稳定性不同 (2)利用与酸反应时产生气体的速率不同(相同条件下) (3)利用与氯化钙(或氯化钡)的稀溶液混合时的现象不同 (4)利用相同浓度的溶液的碱性不同 二、焰色试验 1.定义 利用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。焰色试验是物理变化，表现的是元素的物理性质。 2.操作 3.一些金属元素的焰色 金属 元素 锂 钠 钾 铷 钙 锶 钡 铜 焰色 紫红色 黄色 紫色 紫色 砖红色 洋红色 黄绿色 绿色 思考1　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。 思考2　利用焰色试验检验钾元素时，为什么要透过蓝色钴玻璃进行观察？ 提示　因为含有钾元素的物质中往往会混有少量的钠元素，灼烧时，钠元素的黄色光会掩盖钾元素的紫色光，透过蓝色钴玻璃可以滤去黄色光，便于观察到钾元素的紫色光。 4.应用 (1)检验金属元素的存在。 (2)利用焰色试验制节日烟花。 1.判断正误 (1)焰色试验是物质在灼烧时发生了化学反应而呈现不同的焰色(　　) (2)做焰色试验时铂丝可用稀硫酸洗净(　　) (3)可利用焰色试验来鉴别Na2CO3溶液和K2CO3溶液(　　) (4)若某无色溶液的焰色试验观察到焰色为黄色，说明该溶液只含Na+，无K+(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)× 2.用焰色试验检验K+时的操作有①蘸取待测液；②置于酒精灯火焰上灼烧；③透过蓝色钴玻璃观察；④用稀盐酸洗净铂丝。正确的操作顺序为(　　) A.①②③④ B.④②①②③ C.④①② D.①③②④ 答案　B 课时对点练 [分值：100分] [1~9题，每小题6分] 题组一　Na2CO3与NaHCO3的性质、用途 1.烘焙糕点常用NaHCO3做膨松剂。下列关于NaHCO3的性质说法正确的是(　　) A.焰色试验呈紫色 B.水溶液显酸性 C.淡黄色固体 D.受热易分解 答案　D 解析　钠元素的焰色试验应该呈黄色，A错误；NaHCO3水溶液显碱性，B错误；NaHCO3为细小的白色晶体，C错误。 2.下列有关Na2CO3和NaHCO3的说法不正确的是(　　) A.可用碳酸钠等碱性物质处理废水中的酸 B.碳酸氢钠俗称小苏打，可用于食品发酵 C.Na2CO3可用于制造洗涤剂，因为Na2CO3是碱 D.NaHCO3可用于治疗胃酸过多 答案　C 解析　Na2CO3是盐，不是碱，故C错误。 3.下列离子方程式书写正确的是(　　) A.NaHCO3溶液中加入稀盐酸：+2H+===CO2↑+H2O B.碳酸钠溶液与硫酸反应：+2H+===CO2↑+H2O C.碳酸氢钠溶液中滴入少量氢氧化钡溶液：Ba2++HC+OH-===BaCO3↓+H2O D.碳酸氢钠溶液中滴入足量氢氧化钙溶液：Ca2++2HC+2OH-===CaCO3↓+C+2H2O 答案　B 解析　NaHCO3由Na+和构成，写离子方程式时拆成Na+和，则正确的离子方程式为+H+===CO2↑+H2O，故A错误；碳酸钠和硫酸反应生成硫酸钠、二氧化碳和水，离子方程式为+2H+===CO2↑+H2O，故B正确；碳酸氢钠溶液中滴入少量氢氧化钡溶液，正确的离子方程式为Ba2++2HC+2OH-===BaCO3↓+2H2O+C，故C错误；碳酸氢钠溶液中滴入足量氢氧化钙溶液，反应生成碳酸钙、氢氧化钠和水，反应的离子方程式为Ca2++HC+OH-===CaCO3↓+H2O，故D错误。 题组二　Na2CO3与NaHCO3性质比较及实验探究 4.下列有关Na2CO3和NaHCO3比较中，不正确的是(　　) A.相同条件下在水中的溶解度：Na2CO3>NaHCO3 B.相同条件下与等浓度的盐酸反应的剧烈程度：Na2CO3<NaHCO3 C.热稳定性：Na2CO3>NaHCO3 D.反应放出等量的CO2所消耗的酸：NaHCO3=Na2CO3 答案　D 5.下列无法鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体的是(　　) 答案　D 解析　等质量的Na2CO3和NaHCO3与足量的稀盐酸反应，NaHCO3放出的CO2多，气球较大的为NaHCO3，可鉴别，A不符合题意；向Na2CO3溶液中逐滴滴加稀盐酸，开始没有气泡，后来产生气泡，向NaHCO3溶液中逐滴滴加稀盐酸，立即产生气泡，可鉴别，B不符合题意；Na2CO3受热不分解，NaHCO3受热分解生成CO2气体，CO2使澄清石灰水变浑浊，可鉴别，C不符合题意；Na2CO3、NaHCO3溶液都能与Ca(OH)2溶液反应生成碳酸钙沉淀，不能鉴别，D符合题意。 6.下列关于Na2CO3和NaHCO3的性质说法正确的是(　　) A.25 ℃时，碳酸氢钠在水中的溶解度比碳酸钠大 B.分别向Na2CO3和NaHCO3溶液中滴加稀的BaCl2溶液均产生白色沉淀 C.分别向Na2CO3和NaHCO3固体中加入少量水，温度变化不同 D.可利用图示装置来比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性 答案　C 解析　25 ℃时，碳酸钠在水中的溶解度比碳酸氢钠大，A错误；碳酸钠与稀的氯化钡溶液反应生成白色沉淀，碳酸氢钠溶液与稀的氯化钡不反应，B错误；Na2CO3粉末和NaHCO3晶体中滴入少量水，Na2CO3粉末溶解放热，NaHCO3晶体溶解吸热，所以前者温度升高，后者温度下降，C正确；用图示装置比较碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性时，应将碳酸钠放置在外层试管，碳酸氢钠放置在内层试管加热，D错误。 7.为探究碳酸钠、碳酸氢钠与稀盐酸的反应，某小组同学分别向两支装有等浓度的碳酸钠和碳酸氢钠溶液中滴加等浓度的盐酸。依据实验现象，下列说法错误的是(　　) A.等浓度溶液的碱性：Na2CO3>NaHCO3 B.实验1中产生气泡的反应为+H+===CO2↑+H2O C.实验2中溶液从红色变为浅红色的过程发生了反应+H+=== D.当与同时存在时，获得H+的能力更强 答案　D 解析　依据实验现象可知，等浓度溶液的碱性：Na2CO3>NaHCO3，A正确；实验1中产生气泡的反应为+H+===CO2↑+H2O，B正确；稀盐酸逐滴加入Na2CO3溶液中，先发生反应+H+===，溶液碱性变弱但依然为碱性，溶液从红色变为浅红色，C正确；根据实验现象，反应先后顺序是先与H+反应生成，再是与H+反应生成CO2，故结合H+的能力更强，D错误。 题组三　焰色试验 8.下列有关焰色试验的说法正确的是(　　) A.焰色试验利用了元素在化学变化中的现象 B.可以直接观察焰色来区别NaCl和KCl C.可以用光洁无锈的铁丝代替铂丝进行焰色试验 D.实验后要用稀硫酸将铂丝洗净 答案　C 解析　焰色试验是物理变化，A错误；进行钾的焰色试验时，钠元素会干扰实验，故观察钾的焰色应透过蓝色钴玻璃滤去黄光的干扰，不可以直接观察焰色来区别NaCl和KCl，B错误；盐酸在加热时易挥发不会残留，若用稀硫酸洗涤铂丝，由于硫酸盐的熔、沸点较高而难以挥发，会对后面实验造成干扰，故用盐酸洗涤铂丝，D错误。 9.下列有关焰色试验的描述正确的是(　　) A.在观察焰色时均要透过蓝色钴玻璃，以便排除钠元素的黄光的干扰 B.取一根洁净的细铂丝，放在酒精灯上灼烧至与原来火焰颜色相同，再蘸取少量NaCl溶液，进行焰色试验 C.可用铜丝代替铂丝进行焰色试验 D.灼烧时，所有金属或金属阳离子均有焰色 答案　B 解析　在观察钾的焰色时要透过蓝色钴玻璃片，其他物质不需要，故A错误；铜丝在灼烧时有颜色，不能用铜丝代替铂丝，故C错误。 [10~12题，每小题8分] 10.为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法错误的是(　　) A.CO2气体(HCl)，饱和Na2CO3溶液 B.Na2CO3固体(NaHCO3)，加热至不再产生气体 C.NaHCO3溶液(Na2CO3)：通过量CO2 D.NaCl溶液(Na2CO3)，加入足量的盐酸后蒸发结晶 答案　A 解析　饱和Na2CO3溶液不仅能吸收HCl，而且能吸收CO2，不符合除杂的原则，应用饱和NaHCO3溶液除去CO2气体中的HCl， A项错误；加热时Na2CO3固体不反应，NaHCO3固体加热分解生成Na2CO3、H2O和CO2，加热至不再产生气体可除去Na2CO3固体中的NaHCO3，B项正确；除去NaCl溶液中的Na2CO3，加入足量的盐酸后蒸发结晶，D项正确。 11.如图为钠及其化合物的转化关系，下列说法不正确的是(　　) A.NaOH溶液可以与过量CO2反应实现转化关系① B.Na2O2发生④⑤的转化均有O2产生 C.向Na2CO3溶液中不断滴加盐酸依次发生③和⑧的物质转化 D.转化②只能通过加热实现 答案　D 解析　NaOH溶液与过量CO2反应生成NaHCO3，即实现转化①，A项正确；Na2O2发生④⑤的转化分别发生反应：2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑、2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2，两反应均生成O2，B项正确；向Na2CO3溶液中不断滴加盐酸，依次发生反应：Na2CO3+HCl(少量)===NaCl+NaHCO3、NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑，C项正确；通过加热和加入NaOH溶液均能将NaHCO3转化为Na2CO3，化学方程式分别为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O和NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O，D项错误。 12.下列实验方案中，不能测定出Na2CO3和NaHCO3的混合物中Na2CO3的质量分数的是(　　) A.取a g混合物充分加热，质量减少b g B.取a g混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得到b g固体 C.取a g混合物与足量NaOH溶液充分反应，得到b g溶液 D.取a g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b g 答案　C 解析　质量减少b g，则NaHCO3分解生成的CO2、H2O的质量和为b g，由此可计算出NaHCO3的质量，从而求出Na2CO3的质量分数，A不选；得到的b g固体为NaCl的质量，由此可求出混合物中Na+的物质的量，与a g混合物共同建立方程，可求出混合物中Na2CO3的质量分数，B不选；由于没有沉淀或气体产生，无法求出Na2CO3、NaHCO3的质量，C选；CO2的质量为b g，由a和b建立方程，可求出混合物中Na2CO3的质量分数，D不选。 13.(10分)下列图示中，A为一种常见的单质，B、C、D、E是含A元素的常见化合物，它们的焰色试验均为黄色(部分反应物或生成物已略去)。 (1)写出下列化学式：A　　　　，D　　　　。  (2)写出反应②的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)写出反应④的化学方程式：　　　　　　　　　　　　。  (4)除去E溶液中混入的D杂质最佳方法是　　　　　　　　　　　　。  答案　(1)Na　Na2CO3　(2)2Na+2H2O===2OH-+2Na++H2↑　(3)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2　(4)向溶液中通入过量二氧化碳 解析　A元素及其常见的化合物的焰色均为黄色，结合物质转化关系，A为Na，B为Na2O2，C为NaOH，D为Na2CO3，E为NaHCO3。 (2)反应②为Na与水反应，离子方程式：2Na+2H2O===2OH-+2Na++H2↑。 (3)反应④为过氧化钠与二氧化碳反应，化学方程式：2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2。 (4)除去NaHCO3溶液中混有的Na2CO3，可向溶液中通入过量二氧化碳。 14.(12分)膨松剂是在食品加工过程中加入的，能使面坯发起形成多孔组织的，使食品具有松软和酥脆特点的一类物质，其有效物质为NaHCO3。某兴趣小组为研究某膨松剂的性质，设计了如下实验(夹持装置省略)： 已知：①碱石灰是固体氧化钙和氢氧化钠的混合物。装置气密性良好，且各装置中试剂皆过量。 ②在加热情况下的产气量(CO2)是检验膨松剂品质的一项重要指标。 (1)装置A中NaOH溶液的作用为　　　　　　　，装置E中碱石灰的作用为　　　　　　　　。  (2)将一定质量的膨松剂置于B中，B中发生的反应为　　　　　　。  (3)实验时先连接好装置A、B和C，通入一段时间空气，再连接上装置D、E；点燃酒精灯开始实验；充分反应后停止加热，应继续通入一段时间空气，这样做的目的是　　　　　　　　　　　。  (4)实验结束后称量装置　　　　的质量差即为膨松剂的产气量。  (5)如果取5 g膨松剂样品，测得产气量为0.44 g，则该膨松剂的有效成分的百分含量为　　　　　　。  答案　(1)除去空气中的二氧化碳　防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入到装置D被吸收影响实验 (2)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑　(3)将生成的二氧化碳全部赶入装置D中，让其全部被碱石灰吸收　(4)D　(5)33.6% 解析　(3)实验时先连接好装置A、B和C，通入一段时间空气，排尽装置中的空气(CO2)，再连接上装置D、E；点燃酒精灯开始实验；充分反应后停止加热，应继续通入一段时间空气，这样做的目的是排干净生成的CO2，让其全部被碱石灰吸收，准确测量膨松剂的含量。(4)装置D的作用是吸收膨松剂分解产生的CO2。(5)5 g样品生成CO2质量为0.44 g，根据2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑知5 g膨松剂样品中含1.68 g碳酸氢钠，则该膨松剂的有效成分的百分含量为×100%=33.6%。 学科网（北京）股份有限公司 $