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1.7.2013
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碳酸钠、碳酸氢钠和碱金属
第9讲
物质
俗名
色态
溶 解 性
水溶液酸碱性
溶解时的能量变化
Na2CO3
NaHCO3
纯碱、苏打
小苏打
白色粉末
细小白色晶体
易溶于水
可溶于水,溶解度
比Na2CO3小
Na2CO3和NaHCO3性质比较
呈碱性
呈碱性,碱性比Na2CO3弱
溶于水放热
溶于水吸热
Na2CO3·10H2O
为白色晶体
Na2CO3
:重要的化工原料
制玻璃、肥皂、造纸、纺织等
NaHCO3
治疗胃酸过多的药剂、发酵粉、灭火剂等
Na2CO3和NaHCO3用途
NaHCO3用作发酵粉的原理是:
.
。
NaHCO3受热分解产生CO2
NaHCO3能与酸反应产生CO2
Na2CO3粉末易吸水,遇水生成含有结晶水的碳酸钠晶体——水合碳酸钠(Na2CO3•xH2O)。碳酸钠晶体在干燥空气中容易逐渐失去结晶水而变成Na2CO3粉末。
【小结】
化学变化
风化
【注意】
Na2CO3和NaHCO3都是 ,但溶液都呈 性。
日常的食用碱主要是 ;
NaHCO3是发酵粉的主要成分,也用于制灭火剂。
化学变化
盐
碱
Na2CO3•10H2O
碳酸钠与碳酸氢钠的化学性质
1. 稳定性
碳酸钠受热 分解;碳酸氢钠受热 分解,反应的化
学方程式为 。
2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2 ↑
=====
Δ
不
易
【思考】利用稳定性,如何区别Na2CO3和NaHCO3 ?
碳酸钠与碳酸氢钠的化学性质
Na2CO3
少量盐酸
过量盐酸
CO32- + H+ == HCO3-
Na2CO3 + HCl == NaHCO3 + NaCl
CO32- + 2H+ == H2O + CO2↑
NaHCO3 +HCl == NaCl+H2O+CO2↑
NaHCO3
HCO3- + H+ == H2O + CO2↑
2.与盐酸反应
【思考】
将稀盐酸逐滴滴入Na2CO3溶液中,现象是 。
将Na2CO3溶液逐滴滴入稀盐酸中现象是 。
将稀盐酸逐滴滴入NaHCO3溶液中,现象是 。
先无明显现象,后产生气泡
立即产生气泡
立即产生气泡
【思考】如何利用稀盐酸区别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液?
碳酸钠与碳酸氢钠的化学性质
3. 与Ca(OH)2溶液反应
Na2CO3
NaHCO3
Na2CO3 + Ca(OH)2 == CaCO3↓+ 2NaOH
CO32- + Ca2+ == CaCO3↓
少量NaHCO3
过量NaHCO3
Ca2++OH-+HCO3- == CaCO3↓+H2O
Ca2++2OH-+2HCO3- == CaCO3↓+2H2O+CO32-
【思考】能否使用澄清石灰水区别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液?
不能。现象相同,都产生白色沉淀。
碳酸钠与碳酸氢钠的化学性质
4. 与NaOH反应
Na2CO3
NaHCO3
NaHCO3 + NaOH == Na2CO3 + H2O
HCO3- + OH- == H2O + CO32-
不反应
碳酸钠与碳酸氢钠的化学性质
5. 与CO2反应
Na2CO3
NaHCO3
Na2CO3 + CO2 + H2O = 2NaHCO3
CO32- + CO2 + H2O = 2HCO3-
不反应
碳酸钠与碳酸氢钠的化学性质
6. 与BaCl2反应
Na2CO3
NaHCO3
Na2CO3 + BaCl2 = BaCO3↓+ 2NaCl
CO32- + Ba2+ = BaCO3↓
不反应
碳酸钠与碳酸氢钠的化学性质
7. 与Al2(SO4)3反应
Na2CO3
NaHCO3
完全双水解
2Al3++3CO32- +3H2O = 2Al(OH)3↓+3CO2↑
Al3++3HCO3- = Al(OH)3↓+3CO2↑
碳酸钠与碳酸氢钠的化学性质
8. 与水反应
Na2CO3
NaHCO3
CO32- + H2O HCO3- +OH-
HCO3- + H2O H2CO3+OH-
(1)利用热稳定性不同
Na2CO3
NaHCO3
1.Na2CO3、NaHCO3的鉴别方法
【归纳总结】
【练】下列是某兴趣小组根据课本实验设计的一个能说明Na2CO3与NaHCO3热稳定性的套管实验。请观察如图实验装置并分析实验原理,判断下列说法错误的是( )
A.Na2CO3热稳定性大于NaHCO3
B.甲为Na2CO3,乙为NaHCO3
C.要证明物质受热能产生水,可在两支试管内塞上沾有无水硫酸铜粉末的棉花球
D.整个实验过程中可以看到丙烧杯的澄清石灰水不变浑浊
B
(2)相同条件下,利用和酸反应生成气体的速率不同
NaHCO3
Na2CO3
1.Na2CO3、NaHCO3的鉴别方法
【归纳总结】
(3)利用溶液的碱性不同
NaHCO3
Na2CO3
1.Na2CO3、NaHCO3的鉴别方法
【归纳总结】
(4)利用与盐酸反应的现象不同
溶液
逐滴滴加盐酸
立即产生气泡的是 。
先无明显现象,后产生气泡的是 。
NaHCO3
Na2CO3
2. Na2CO3和NaHCO3的相互转化
① CO2+H2O; ②适量H+
Na2CO3
NaHCO3
①固体(加热);②溶液:适量OH-
② NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O
① 2NaHCO3 = Na2CO3 + H2O + CO2↑
① Na2CO3 + CO2 + H2O = 2NaHCO3
② Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3
【归纳总结】
【问题1】将碳酸钠溶液逐滴滴入盐酸溶液和将盐酸溶液逐滴滴入碳酸钠溶液现象是否相同?为什么?
关于Na2CO3溶液的几个问题
不相同。将碳酸钠溶液逐滴滴入盐酸溶液中现象是:立即产生气泡。
CO32- + 2H+ == H2O + CO2↑
将盐酸溶液逐滴滴入碳酸钠溶液中的现象是:开始无气泡,后有气泡。
先:CO32- + H+ == HCO3-
后:HCO3- + H+ == H2O + CO2↑
【归纳】不同的滴加顺序产生不同现象。 可用于鉴别,也可用于计算分析。
19
【问题2】在一定温度下饱和的Na2CO3溶液中通入CO2气体,有什么现象发生?
将会有白色沉淀生成。
Na2CO3 + CO2 + H2O = 2NaHCO3 ↓
(1)NaHCO3溶解度比Na2CO3溶解度小;
(2)反应中生成的NaHCO3质量比Na2CO3大;
(3)反应中消耗水,溶液中溶剂水的量减少。
所以有NaHCO3结晶析出。
其原因是:
106
168
写出反应的离子方程式 。
2Na+ + CO32- + CO2 + H2O = 2NaHCO3 ↓
Na2CO3、NaHCO3与酸反应的图像分析
【例1】向NaHCO3 (假设含1 mol NaHCO3)溶液中逐滴加入盐酸。
(1)发生反应的离子方程式为 。
HC+H+=CO2↑+H2O
(2)利用以下坐标系画出图像。
O
n(CO2)
n(HCl)
1
2
3
4
Na2CO3、NaHCO3与酸反应的图像分析
【例2】向Na2CO3 (假设含1 mol Na2CO3)溶液中逐滴加入盐酸。
(1)发生反应的离子方程式为 .
。
(2)利用以下坐标系画出图像。
HC+H+=CO2↑+H2O
C+H+=HC
O
n(CO2)
n(HCl)
1
2
3
4
Na2CO3、与酸反应的图像分析
【例3】向含有Na2CO3和NaHCO3(假设各含1 mol )溶液中逐滴加入盐酸。
(1)发生反应的离子方程式为 .
。
HC+H+=CO2↑+H2O
C+H+=HC
(2)利用以下坐标系画出图像。
O
n(CO2)
n(HCl)
1
2
3
4
Na2CO3、与酸反应的图像分析
【例4】向含有NaOH和Na2CO3(假设各含1 mol )溶液中逐滴加入盐酸。
(1)发生反应的离子方程式为 .
。
HC+H+=CO2↑+H2O
OH-+H+=H2O
(2)利用以下坐标系画出图像。
C+H+=HC
O
n(CO2)
n(HCl)
1
2
3
4
【测】某溶液可能是①NaOH和Na2CO3混合溶液;②Na2CO3和NaHCO3混合溶液。向混合溶液中滴加0.1 mol/L稀盐酸。
(1)可能表示①图像的是 ,溶液中NaOH和Na2CO3物质的量之比为 。
(2)可能表示②图像的是 ,溶液中Na2CO3和NaHCO3物质的量之比为 。
C
甲
乙
O
n(CO2)
V(HCl)/L
0.1
0.2
0.3
0.4
O
n(CO2)
V(HCl)/L
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
甲
1:1
乙
1:3
【练】(2025·长沙高三检测)向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体,充分反应后,再向所得溶液中逐滴加入0.2 mol·L-1的盐酸,产生CO2的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示。下列判断正确的是( )
A.原NaOH溶液的浓度为0.2 mol·L-1
B.通入CO2的体积为448 mL
C.所得溶液的溶质成分的物质的量之
比为n(NaOH)∶n(Na2CO3)=1∶3
D.所得溶液的溶质成分的物质的量
之比为n(NaHCO3)∶n(Na2CO3)=1∶1
A
【练】(2025·孝感调研)向体积均为10 mL且物质的量浓度相同的两份NaOH溶液中分别通入一定量的CO2得到溶液甲和乙。向甲、乙两溶液中分别滴加0.1 mol·L-1盐酸,此时反应生成CO2的体积(标准状况)与所加盐酸体积间的关系如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.乙溶液中含有的溶质是Na2CO3、
NaHCO3
B.当0<V(盐酸)<10 mL时,甲溶液
中发生反应的离子方程式为
OH-+H+==H2O
C.原NaOH溶液的物质的量浓度为
0.5 mol·L-1
D.乙溶液中滴加盐酸后产生CO2体
积的最大值为112 mL(标准状况)
[答案] C
C
Na2CO3、NaHCO3的除杂
混合物(括号内为杂质) 除杂方法或试剂
Na2CO3固体(NaHCO3)
NaHCO3溶液(Na2CO3)
Na2CO3溶液(NaHCO3)
加热至恒重
通入足量CO2气体
加入适量NaOH溶液
侯氏制碱法
所谓“联合制碱法”中的“联合”,指该法将合成氨工业与制碱工业组合在一起。
又称联合制碱法,由侯德榜于1943年发明,是世界上广泛采用的制纯碱法。
由氨厂提供碱厂需要的NH3和CO2。
1. 制备原料
:利用合成氨厂用水煤气制取H2时的废气,其反应为
C+H2O(g) CO+H2
CO+H2O(g) CO2+H2
CO2的制备
利用了生产氨时的副产品CO2,革除了用石灰石分解来生产,简化了生产设备。
侯氏制碱法
2.工艺流程
提高了食盐利用率,缩短了生产流程,减少了对环境的污染,降低了生产的成本。
食盐溶液又可以循环使用。
侯氏制碱法
3.反应原理
先将NH3通入饱和食盐水而形成氨盐水,再通入CO2生成溶解性较小的NaHCO3晶体
NaCl + NH3 + CO2 + H2O= NaHCO3 ↓+ NH4Cl
2NaHCO3 == Na2CO3 + CO2 ↑ + H2O
Δ
再加热煅烧制得纯碱产品:
母液里的NH4Cl用加入食盐的办法使它结晶出来,作为化工产品或化肥。
循环使用的物质为 、 。
CO2
NaCl
化学方程式为:
1.如图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。
(1)实验时向饱和食盐水中通入CO2、NH3的先后顺序是 。
先通入NH3,然后通入CO2
(2)a通入 ,然后b通入 ,
简述理由 。
NH3
CO2
由于CO2在水中的溶解度比较小,而NH3极易溶于水,为防止倒吸,通入NH3的导气管的末端不能伸入到溶液中,为增加CO2的吸收率,通入CO2的导气管的末端应插入液面以下。
2.我国化学家侯德榜改进国外的纯碱生产工艺,生产流程可简要表示如图:
(1)分别写出沉淀池、煅烧炉中发生反应的化学方程式。
(2)写出上述流程中X物质的分子式。
CO2
NaCl + NH3 + CO2 + H2O= NaHCO3 ↓+ NH4Cl
2NaHCO3 == Na2CO3 + CO2 ↑ + H2O
Δ
(2025·上海模拟)侯氏制碱法主要过程如图(部分物质已略去)。
下列说法错误的是( )
A.气体X为CO2
B.氨盐水中通入气体X后,溶液中Na+大量减少
C.操作b为过滤
D.悬浊液a中的不溶物主要是NH4Cl
[答案] D
[解析] 向饱和食盐水中通入足量氨气形成氨盐水,再通入二氧化碳,反应生成碳酸氢钠和氯化铵,过滤,将碳酸氢钠煅烧得到二氧化碳、水、碳酸钠,二氧化碳循环使用,滤液经过一系列处理,最终分离回收。饱和食盐水中通入氨气形成氨盐水,再通入二氧化碳反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵,因此气体X为CO2,A正确;氨盐水中通入气体X后,反应生成碳酸氢钠沉淀,因此溶液中Na+大量减少,B正确;悬浊液a经操作b得到滤渣和滤液,说明操作b为过滤,C正确;悬浊液a中的不溶物主要是碳酸氢钠,D错误。
D
Na2S2O3
硫代硫酸钠
硫代硫酸钠(化学式为 )俗称 、 。
海波
大苏打
硫代硫酸钠的化学性质
1. 在中性或碱性溶液中稳定
2. 酸不稳定性
【规律】硫代硫酸钠能与酸发生自身的氧化还原反应生成二氧化硫和硫单质
离子方程式:
现象:
产生淡黄色硫沉淀和有刺激性气味的气体
S2+2H+ =====
S↓+ SO2↑+H2O
碱金属 焰色试验
Li Na K Rb Cs Fr
碱金属元素
锂 钠 钾 铷 铯 钫
放射性元素
写出碱金属元素符号和名称,并画出它们的原子结构示意图
一、原子结构特征
最外层上均有1个电子
从锂到铯原子序数依次 ,电子层数逐渐 ,原子半径逐渐 ,失电子能力逐渐 ,金属性逐渐 。
相同点:
递变性:
增大
增 大
增强
较强的金属性,均为+1价
增大
增强
1.碱金属的相似性和递变性增多
项目 相似性 递变性(由Li→Cs)
原子结构 最外层均为 电子 核电荷数逐渐 ;
电子层数逐渐 ;
原子半径逐渐 ;
失电子能力逐渐 ;
元素性质 最高正价均为 价,
都具有较强的 性 金属性逐渐________
1个
增多
增大
金属
+1
增强
碱金属元素
增多
增强
项目 相似性 递变性(由Li→Cs)
单质
性质(金属晶体) 物理
性质 (除Cs外)都呈 色,密度较 ,熔、沸点 。 密度逐渐 (钾反常),
熔、沸点逐渐 。
化学
性质 都具有较强的________性 还原性逐渐 ;与O2反应越来越 ,产物越来越复杂
碱金属元素
1.碱金属的相似性和递变性增多
银白
小
较低
增大
降低
还原
增强
剧烈
(锂是密度最小的金属)
Δ
2Na+O2===== Na2O2
点燃
4Li+O2========== 2Li2O
Rb、Cs遇空气立即自燃,生成更复杂的氧化物
反应越来越剧烈,产物越来越复杂
1)与氧气的反应:
2. 化学性质
Li Na K Rb Cs
4Na+O2===== 2Na2O
2K+O2===== K2O2
点燃
K+O2========= KO2
超氧化钾
过氧化钠
氧化锂
证明: 金属性
Li Na K Rb Cs
< < < <
碱金属元素
2)与水的反应
2R+2H2O = 2ROH+H2↑
通式:
2. 化学性质
碱金属元素
反应越来越剧烈
Li Na K Rb Cs
碱性:
金属性:
Li Na K Rb Cs
< < < <
LiOH NaOH KOH RbOH CsOH
< < < <
CsOH是自然界中最强的碱!
注意:碱金属都不能在水溶液中置换出其他的金属单质。
试分析K投入CuSO4溶液中的反应现象?
2.碱金属的特性
(1)碱金属的密度随核电荷数的增大而 ,但钾的密度 钠的密度。
(2)碱金属一般保存在石蜡油或________中,但锂的密度小于煤油,故只能将锂保存在 中。
(3)点燃条件下,Na与O2反应生成 ,但Li与O2生成 。
增大
小于
煤油
Na2O2
Li2O
碱金属元素
石蜡油
1. 焰色试验的概念
物理
焰色试验
某些金属或它们的化合物在灼烧时会使火焰呈现出特殊的颜色,其属于 变化, 属于元素的性质。
洗
烧
蘸
将 (或 )用 洗净
将洗净的铂丝(铁丝)用酒精灯外焰灼烧至
.
蘸取 .
烧
在外焰上灼烧,观察火焰的颜色
2. 实验步骤
焰色试验
铂丝
洁净无锈的铁丝
盐酸
与原来的火焰颜色相同
试样
洗
将铂丝(或洁净无锈的铁丝)用盐酸洗净
是为了除去上面沾有的杂质
钠元素: 色;钾元素: 色(透过 观察);
铜元素: 色;钡元素: 色;钙元素: 色。
黄
紫
蓝色钴玻璃
绿
黄绿
砖红
3.熟记常见金属的焰色
焰色试验
Li
Na
K
Ca
Sr
Ba
Cu
锂
钠
钾
钙
锶
钡
铜
紫红色
黄色
紫色
砖红色
洋红色
黄绿色
绿色
焰色试验
4. 焰色原理的应用
(1)节日燃放的五彩缤纷的烟花,就是锂、钠、钾、锶、钡等金属化合物呈现的各种艳丽色彩。
(2)利用焰色试验可以检验某些用常规化学方法不能鉴别的金属元素(主要是钠和钾)。
1. 铂丝为什么要用盐酸洗涤?能改用稀硫酸洗涤吗?
【思考与讨论】
焰色试验
使铂丝上的高沸点的杂质转化为沸点较低的氯化物,而金属氯化物在高温时能挥发。
不能使用硫酸,硫酸盐往往不容易挥发。
2. 为什么要用蓝色钴玻璃观察钾的焰色?
为了滤去黄光,避免含有的微量钠造成干扰。
不是。如Fe、Pt等金属元素灼烧火焰呈无色,故可用铂丝或铁丝来蘸取待检溶液做焰色试验。
3. 所有金属元素在进行焰色试验时火焰都呈现“特殊颜色”吗?
【正误辨析】
(1)进行焰色试验时,火焰呈黄色,则待测溶液中含有Na+,不含K+。
(2)碱金属元素从Li到Cs,随着核电荷数增大,单质的还原性增强,与水反应剧烈程度增大。
(3)用铂丝蘸取某碱金属的盐溶液灼烧,火焰呈黄色,证明其中含有Na+。
×
√
√
(6)碱金属与水反应,均漂浮在水面上。
(7)每次焰色试验后都要用硫酸清洗铂丝。
(4)焰色试验是金属化合物的性质。
(5)碱金属都可以保存在煤油中。
【正误辨析】
×
×
×
×
1.(2025·河北衡水检测)下列关于碱金属的叙述正确的是( )
A.碱金属单质的密度随原子序数的增大而增大
B.碱金属随着原子序数增大,与水反应的剧烈程度增大
C.碱金属的原子半径越大,越易失电子,其还原性越弱
D.碱金属单质的化学性质活泼,易从盐溶液中置换其他金属
[答案] B
【测试】碱金属的性质递变及应用
[解析] 碱金属单质的密度随原子序数的增大而增大,但Na的密度大于K的密度,A错误;碱金属随着原子序数增大,越易失电子,与水反应越来越剧烈,B正确;碱金属的原子半径越大,越易失电子,其还原性越强,C错误;碱金属的化学性质活泼,进入盐溶液先与水反应,而不是与盐发生置换反应,D错误。
2.Li、Na、K、Rb、Cs都是第IA族的元素。下列关于第IA族元素的叙述正确的是( )
A.锂在空气中燃烧生成Li2O2
B.KOH的碱性比NaOH的弱
C.常温下,Rb、Cs露置在空气中不易变质
D.K与水反应比Na与水反应更剧烈
[答案] D
【测试】碱金属的性质递变及应用
[解析] 锂与氧气反应只生成Li2O,故A错误;K的金属性比Na的强,则KOH的碱性比NaOH的强,故B错误;Rb、Cs性质比Na更活泼,更易与氧气反应,故C错误;K的金属性比Na的强,则K与水反应比Na与水反应更剧烈,故D正确。
【测试】碱金属的性质递变及应用
3.(2025·湖北武汉检测)利用焰色试验,人们在烟花中有意识地加入特定金属元素,使焰火更加绚丽多彩。下列说法中正确的是( )
A.非金属单质燃烧时火焰均为无色
B.Na2SO4与NaOH灼烧时火焰颜色相同
C.焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察
D.只有金属单质灼烧时火焰才有颜色
[答案] B
[解析] 某些非金属单质燃烧时火焰也有颜色,如H2燃烧产生淡蓝色火焰,单质硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰,在纯氧中燃烧产生蓝紫色火焰,A错误;焰色试验是金属元素的性质,与元素的存在形式(化合态或游离态)无关,同种金属元素的焰色试验相同,Na2SO4、NaOH均含钠元素,灼烧时火焰颜色均为黄色,B正确;观察钾元素的焰色试验时需要透过蓝色钴玻璃,观察钠元素的焰色试验不需要,C错误;焰色试验是金属元素的性质,可以是金属单质或金属化合物,D错误。
【测试】碱金属的性质递变及应用
4.(2025·山东滨州检测)下列说法正确的是( )
A.在火药中添加金属的化合物制作烟花,是因为部分金属元素有特殊焰色
B.钠单质燃烧火焰呈黄色,钠单质可用于制作烟花
C.中秋夜“烧塔”时,人们把海盐撒向塔里,黄色火焰直冲云天,黄色火焰是因为NaCl受热分解
D.用洁净铂丝蘸取某溶液在酒精灯火焰上灼烧,观察火焰检验溶液中含有K+
[答案] A
[解析] 部分金属元素有特殊焰色,可在火药中添加金属的化合物制作烟花,A正确;钠元素焰色试验呈黄色,钠单质燃烧易爆炸,故烟花中加入的是钠盐,B错误;氯化钠的性质稳定,受热不能发生分解,黄色火焰是因为钠元素的焰色是黄色,C错误;用焰色试验检验溶液中含有钾离子需透过蓝色钴玻璃观察焰色,D错误。
【测试】碱金属的性质递变及应用
5.(2025·广东广州检测)下列有关焰色试验操作的描述正确的是
A.取一根洁净的细铁丝,放在酒精灯上灼烧至与原来的焰色相同,再蘸取少量NaCl溶液,进行焰色试验
B.焰色试验过程中生成了新物质,所以发生了颜色的变化
C.铂丝在做完氯化钠溶液的焰色试验后,用稀硫酸洗净,再蘸取少量的K2SO4溶液,重复以上实验
D.用洁净的铂丝蘸取某溶液,放在火焰上灼烧,观察到黄色火焰,则证明该溶液中一定有Na+,没有K+
[答案] A
[解析] 实验室常用洁净的铁丝进行焰色试验,A正确;焰色试验过程没有新物质生成,B错误;焰色试验实验结束后铂丝要用稀盐酸洗涤,不能用稀硫酸洗涤,C错误;黄光能掩盖紫光,含Na+的溶液中可能含有K+,D错误。
[答案] A
1.正误判断:正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)(2022·海南卷,1B)小苏打的主要成分是Na2CO3。( )
(2)(2022·重庆卷,3B)Na和Li分别在O2中燃烧得到Na2O和Li2O。( )
(3)(2022·全国乙卷,7D)焰火中红色来源于钠盐灼烧。( )
(4)(2022·广东卷,6A)由于Na2CO3可与酸反应,故面包师用小苏打作发泡剂烘焙面包。( )
(5)(2021·浙江6月选考卷,12C)Ca(HCO3)2的溶解度比CaCO3的大,则NaHCO3的溶解度比Na2CO3的大。( )
×
×
×
×
×
2.(2024·安徽卷,3,3分)青少年帮厨既可培养劳动习惯,也能将化学知识应用于实践。下列有关解释合理的是( )
A.清洗铁锅后及时擦干,能减缓铁锅因发生吸氧腐蚀而生锈
B.烹煮食物的后期加入食盐,能避免NaCl长时间受热而分解
C.将白糖熬制成焦糖汁,利用蔗糖高温下充分炭化为食物增色
D.制作面点时加入食用纯碱,利用NaHCO3中和发酵过程产生的酸
[答案] A
[解析] 铁锅中的铁和少量的单质碳以及残留的水会形成原电池,使铁锅发生吸氧腐蚀而生锈,清洗铁锅后及时擦干,能减缓铁锅生锈,A项正确。烹煮食物的后期加入食盐可以防止加碘食盐中的KIO3受热分解,B项错误。白糖熬制成焦糖汁的过程中涉及糖分子的重新排列和脱水反应,但并没有生成碳单质,C项错误。食用纯碱的主要成分是Na2CO3而不是NaHCO3,D项错误。
3.(2021·河北卷)化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经济发展做出了重要贡献,某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备NaHCO3,进一步处理得到产品Na2CO3和NH4Cl,实验流程如图:
(1)从A~E中选择合适的仪器制备NaHCO3,正确的连接顺序是
(按气流方向,用小写字母表示)。为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下,可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或 .
。
aefbcgh
将玻璃塞上的凹槽对准口部的小孔
(2)B中使用雾化装置的优点是 .
。
(3)生成NaHCO3的总反应的化学方程式为______________________ ________________________________________________________。
增大与二氧化碳的接触面积,从而提高产率
NaCl + NH3 + CO2 + H2O= NaHCO3 ↓+ NH4Cl
(4)反应完成后,将B中U形管内的混合物处理得到固体NaHCO3和滤液:
①对固体NaHCO3充分加热,产生的气体先通过足量浓硫酸,再通过足量Na2O2,固体增重0.14 g,则固体NaHCO3的质量为_____g。
(Na-23 O-16 C-12 H-1)
0.84
②向滤液中加入NaCl粉末,存在NaCl(s)+NH4Cl(aq)=NaCl(aq)+NH4Cl(s)。为使NH4Cl充分析出并分离,根据NaCl和NH4Cl溶解度曲线,需采用的操作为 、 、过滤、洗涤、干燥。
蒸发浓缩
冷却结晶
(5)无水NaHCO3可作为基准物质标定盐酸的浓度。称量前,若无水NaHCO3保存不当,吸收了一定量水分,用其标定盐酸浓度时,会使结果________(填字母)。
A.偏大 B.偏小 C.不变
A
[答案] (1)aefbcgh 将玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈部的小孔
(2)使氨盐水雾化,可增大与二氧化碳的接触面积,从而提高产率(或其他合理答案)
(3)NH3 + H2O+NaCl+CO2===NH4Cl+NaHCO3↓
(4)①0.84 ②蒸发浓缩 冷却结晶
(5)A
通过足量Na2O2,反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,根据方程式可知,当固体增重0.14 g时,消耗二氧化碳的物质的量为0.005 mol,根据关系式2NaHCO3~CO2可知,消耗的NaHCO3的物质的量为2×0.005 mol=0.01 mol,故固体NaHCO3的质量为0.01 mol×84 g·mol-1=0.84 g。②根据溶解度随温度的变化曲线可以看出,氯化铵的溶解度随着温度的升高变化较大,而氯化钠的溶解度随温度的升高变化并不明显,因此可采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥的方法分离NH4Cl。(5)称量前,若无水NaHCO3保存不当,吸收了一定量水分,则标准溶液被稀释,浓度减小,所以用其标定盐酸的浓度时,消耗的碳酸氢钠溶液的体积会增大,从而导致所测盐酸的浓度偏大。
[解析] 由图解分析可知,加入100 mL 0.2 mol·L-1盐酸时得到的溶液为氯化钠溶液,由电荷守恒和原子个数守恒可得氢氧化钠溶液的浓度为=0.2 mol·L-1,A正确;不确定是否为标准状况,无法计算二氧化碳的体积,B错误;由分析可知,氢氧化钠溶液与二氧化碳反应得到的是碳酸钠和碳酸氢钠的混合溶液,C错误;由分析可知,氢氧化钠溶液与二氧化碳反应得到的是碳酸钠和碳酸氢钠的混合溶液,混合溶液中碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量比为0.005 mol∶0.01 mol=1∶2,D错误。
[析题·图文诠释] 未产生二氧化碳时的反应可能为OH-+H+=== H2O和CO+H+===HCO;产生二氧化碳的反应为HCO+H+===H2O+CO2↑;结合图中两个阶段消耗盐酸的体积关系推测甲、乙中的溶质。
[解析] 根据图像可知,甲溶液中溶质为Na2CO3和NaHCO3,乙溶液的溶质为NaOH和Na2CO3,A错误;当0<V(盐酸)<10 mL时,甲溶液中发生反应的离子方程式为CO+H+===HCO,B错误;根据图像可知,当V(盐酸)=50 mL时,得到的产物为NaCl,由原子守恒可知:n(NaOH)=n(NaCl)=n(HCl)=0.1 mol·L-1×0.05 L=0.005 mol,则原氢氧化钠溶液的浓度为=0.5 mol·L-1,C正确;乙溶液中滴加盐酸,产生二氧化碳的离子方程式为HCO+H+===H2O+CO2↑,根据消耗10 mL盐酸可知,生成二氧化碳的物质的量为0.1 mol·L-1×0.01 L=0.001 mol,标准状况下0.001 mol CO2的体积为22.4 L·mol-1×0.001 mol=22.4 mL,D错误。
[解析] (1)要制备NaHCO3,需先选用装置A制备二氧化碳,然后通入饱和碳酸氢钠溶液中除去二氧化碳中的HCl,再与饱和氨盐水充分接触来制备NaHCO3,其中过量的二氧化碳可被氢氧化钠溶液吸收,也能充分利用二氧化碳制备得到少量NaHCO3,故按气流方向正确的连接顺序应为aefbcgh;为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下,可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或将玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈部的小孔。(4)①对固体NaHCO3充分加热,产生二氧化碳和水蒸气,化学方程式为2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O。将气体先通过足量浓硫酸吸收水蒸气,再
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