衔接点11--碳酸钠和碳酸氢钠-焰色试验-2023年初升高化学无忧衔接(解析版).docx

衔接点11 碳酸钠和碳酸氢钠　焰色试验

初中要求
初中只是简单了解Na2CO3、NaHCO3的化学性质及用途。
高中要求
1.运用变化观念理解并掌握Na2CO3、NaHCO3相互转化的途径；
2.了解焰色试验的现象及原理并能够作出解释，提升自身的实验探究能力与创新意识；
3.了解纯碱的生产方法及历史沿革。

一、Na2CO3和NaHCO3的性质

二、相互转化
Na2CO3NaHCO3
三、主要用途
（1）碳酸钠：用于造纸、 、制皂、 等。
（2）碳酸氢钠：用于 、医药、灭火剂、 等。
四、Na2CO3的制备——侯氏制碱法
（1）原料
食盐、氨气、二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气
其反应为C＋H2O（g）CO＋H2，CO＋H2O（g）CO2＋H2。
（2）工艺流程

（3）反应原理
产生NaHCO3反应：____________________________________________
产生Na2CO3反应：____________________________________________。
（4）循环使用的物质：　　　　、　　　　　　。
五、焰色反应
1．定义
很多___________________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

3．几种金属的焰色
金属元素
锂
钠
钾
铷
钙
锶
钡
铜
焰色
　　色
　色
　色(透过
　　　　　)
紫色
　　色
洋红色
　　色
　色
4.应用
(1)检验　　　　　的存在，如鉴别NaCl和KCl溶液。
(2)利用焰色试验制　　　　　。
六、碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别及除杂
（一）常用鉴别方法
方法
原理
结论
加热法
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，Na2CO3受热不分解
加热　　　产生的是NaHCO3，无变化的是Na2CO3
沉淀法(加BaCl2或CaCl2溶液)
CO＋Ca2＋===CaCO3↓、CO＋Ba2＋===BaCO3↓，HCO与Ca2＋、Ba2＋不反应
　　　生成的是Na2CO3，无变化的是NaHCO3
与盐酸反应的剧烈程度
Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑，NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
生成气体　　　是NaHCO3，相对不剧烈的是Na2CO3
盐酸逐滴加入时的现象
CO＋H＋===HCO，HCO＋H＋===CO2↑＋H2O
逐滴加入盐酸　　　产生气体的是NaHCO3；　　　不产生气体，滴加一定体积后　　　气体的是Na2CO3

（二）常用的除杂方法
1．除杂原则
(1)不影响主要物质；
(2)不引入新杂质；
(3)除杂剂易除去。
2．除杂方法
混合物(括号内为杂质)
除杂方法或试剂
Na2CO3固体(NaHCO3)

NaHCO3溶液(Na2CO3)
通入足量　　　气体
Na2CO3溶液(NaHCO3)
加入适量　　　溶液

【答案】
一、Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑　Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH　Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl　小　NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑　HCO3-＋OH－＋Ca2＋===CaCO3↓＋H2O　Ca2＋＋2OH－＋2HCO===CaCO3↓＋CO32-＋2H2O　无明显　2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑
二、①适量的H+ ②适量的OH-
三、（1）制玻璃、制造洗涤剂（2）发酵粉、治疗胃酸过多
四、NH3＋NaCl＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl　2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
CO2　饱和食盐水
五、1．金属或它们的化合物 2．盐酸 原火焰颜色相同 试样 火焰的颜色
3． 紫红 黄 紫 (透过蓝色钴玻璃) 砖红 黄绿 绿
4.(1)金属元素 (2)节日烟花。
六、（一）有气体 有沉淀 剧烈的 立即 开始 才产生 （二）2. 加热 CO2 NaOH

1．下列关于Na2CO3和NaHCO3性质的说法错误的是
A．热稳定性：NaHCO3＜Na2CO3
B．与同浓度盐酸反应的剧烈程度：NaHCO3＜Na2CO3
C．相同温度时，在水中的溶解性：NaHCO3＜Na2CO3
D．等物质的量浓度溶液的pH：NaHCO3＜Na2CO3
【答案】B
【解析】与同浓度盐酸反应的剧烈程度：Na2CO3＜NaHCO3。
2．下列说法不正确的是
A．Na2O2可用于呼吸面具中氧气的来源
B．Na2O和Na2O2投入水中都能生成NaOH，都是氧化还原反应，它们都是碱性氧化物
C．Na2CO3可用于制玻璃、肥皂、造纸、纺织等工业，而NaHCO3可用于治疗胃酸过多、制造发酵粉等
D．NaCl的性质稳定，可用作调味品
【答案】B
【解析】Na2O＋H2O=2NaOH不是氧化还原反应，Na2O2也不是碱性氧化物。
3．下列有关焰色反应实验操作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．仅有③不正确 B．仅有④不正确 C．仅有⑤不正确 D．全对
【答案】D
【解析】由于焰色反应是通过观察火焰颜色来检验离子是否存在的方法，所以实验时所用火焰和所用金属丝在灼烧时都不应该有很明显的颜色，否则将无法观察到被检验离子的真实焰色反应情况；观察钾的火焰颜色时要透过蓝色钴玻璃，目的是滤去黄光，避免钠的干扰。
4．除去Na2CO3固体中少量NaHCO3的最佳方法是
A．加入适量盐酸　　 B．加入NaOH溶液 C．加热 D．配成溶液后通入CO2
【答案】C
【解析】加热，NaHCO3分解生成Na2CO3，增加了Na2CO3的量，且不引进杂质。
5．下列说法正确的是
A．NA表示阿伏加德罗常数，1molNa被完全氧化生成Na2O2，失去2NA个电子
B．Na2O2用作呼吸面具的供氧剂涉及氧化还原反应
C．苏打是面包发酵粉的主要成分之一
D．NaHCO3的热稳定性大于Na2CO3
【答案】B
【解析】A项，过氧化钠与水反应中，氧元素的化合价衣怒发从-1价升高到0价，另一部分降低到-2价，因此反应中每生成1mol氧气转移1mol电子，所以生成0.1molO2，转移01.mol电子，A错，C项，水既不是氧化剂又不是还原剂，C错误，D选项，过氧化钠在空气中因与二氧化碳和水反应而变质，D错误。

1．关于NaHCO3的性质，下列说法正确的是
A．热稳定性比Na2CO3强
B．相同温度下溶解度比Na2CO3要大
C．NaHCO3只能和酸反应不能和碱反应
D．和酸反应放出等量的CO2所消耗的酸比Na2CO3少
【答案】D
【解析】NaHCO3不稳定，加热易分解，碳酸钠稳定，受热不分解；常温下，向饱和碳酸钠溶液中通入二氧化碳气体，有碳酸氢钠晶体析出，可知常温时溶解度：Na2CO3＞NaHCO3；NaHCO3可与酸反应生成二氧化碳气体，也可与碱反应，如与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水；分别滴加盐酸，反应离子方程式为CO＋2H＋===CO2↑＋H2O，HCO＋H＋===H2O＋CO2↑，可见和酸反应放出等量的CO2所消耗的酸NaHCO3比Na2CO3少，D正确。
2．要除去碳酸氢钠溶液中混有的少量碳酸钠，最好采用
A．加入过量的澄清石灰水
B．通入足量的CO2气体
C．将溶液加热蒸干并灼烧
D．加入适量的氢氧化钠溶液
【答案】B
【解析】澄清石灰水和碳酸钠、碳酸氢钠均发生反应，生成碳酸钙沉淀，故A错误；可以通入二氧化碳使碳酸钠转化为碳酸氢钠而除去，反应的化学方程式为Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3，并且二氧化碳和碳酸氢钠之间不会发生反应，故B正确；将溶液加热蒸干并灼烧，可使碳酸氢钠分解生成碳酸钠，故C错误；氢氧化钠和碳酸氢钠反应生成碳酸钠和水，但是和碳酸钠之间不会反应，故D错误。
3．下列是某兴趣小组根据课本实验设计的一个能说明碳酸钠与碳酸氢钠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．甲为小苏打，乙为纯碱
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
【答案】B
【解析】用酒精灯加热时，外管温度高，内管温度低，NaHCO3受热易分解，Na2CO3受热不易分解，故将Na2CO3放在外管中，温度高却未分解，NaHCO3放在内管中，温度低却分解，证明Na2CO3热稳定性强于NaHCO3，NaHCO3受热分解产生CO2，可使澄清石灰水变浑浊。甲为小苏打(NaHCO3)，乙为纯碱(Na2CO3)，故A项正确，B项错误；NaHCO3分解产生的水可以使无水硫酸铜变蓝色，故C项正确；Na2CO3不会分解产生CO2，故不能使丙中澄清石灰水变浑浊，故D项正确。
4．焰火“脚印”“笑脸”“五环”，让北京奥运会开幕式更加辉煌、浪漫，这与高中化学中“焰色试验”知识相关。下列说法中正确的是
A．焰色试验是化学变化
B．用稀盐酸清洗做焰色试验的铂丝(镍丝或铁丝)
C．焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察
D．利用焰色试验可区分NaCl与Na2CO3固体
【答案】B
【解析】焰色试验是物理变化，不是化学变化，A错误；盐酸可以溶解杂质，且易挥发，不会残留痕迹，B正确；K的焰色试验需透过蓝色的钴玻璃观察，避免钠的焰色对钾的焰色的干扰，其他元素不需要透过蓝色钴玻璃观察，C错误；焰色试验是金属元素的性质，NaCl与Na2CO3固体的焰色都为黄色，无法利用焰色试验来区分，D错误。
5．利用焰色反应，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．NaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色相同
C．焰色反应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有颜色，A、D不正确；焰色反应为金属元素的性质，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反应相同，B正确。观察钾元素的焰色反应时透过蓝色钴玻璃，C错误。
6．下列说法正确的是
A．焰色反应为黄色，说明该物质中肯定含有钠元素
B．某物质的焰色反应不显紫色(未透过蓝色钴玻璃)，说明该物质中肯定没有钾元素
C．焰色反应不能用于物质的鉴别
D．焰色反应是化学变化
【答案】A
【解析】B选项焰色反应时，钠元素的黄光会干扰钾元素的紫色，可用蓝色的钴玻璃滤去黄光；C选项焰色反应常被用于物质的鉴别；D选项，焰色反应属于物理变化。
7．下列离子方程式书写正确的是
A．NaHCO3溶液中加入稀HCl：CO＋2H+= CO2↑＋H2O
B．碳酸钠溶液中加入足量稀HCl：CO＋2H+= CO2↑＋H2O
C．Na2O2溶于水产生O2：Na2O2＋H2O = 2Na+＋2OH－＋O2↑
D．碳酸氢钠溶液中滴入氢氧化钙溶液：HCO＋OH－= CO＋H2O
【答案】B
【解析】A项HCO不能完全电离，不能拆成离子，错；C项氧原子不守恒，错；D项忽视了CO与Ca2+生成CaCO3沉淀。
8．在10 mL 0.01 mol·L－1纯碱溶液中，不断搅拌并逐滴加入1.2 mL 0.05 mol·L－1盐酸，完全反应后在标准状况下生成二氧化碳的体积为
A．1.344 Ml B．2.24 mL C．0.672 mL D．0 mL
【答案】D
【解析】Na2CO3溶液中滴加盐酸是，第一步先生成Na2CO3溶液中滴加盐酸是，第一步先生成NaHCO3，此过程没有二氧化碳生成，当Na2CO3全部转化为NaHCO3后，NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2，本题中HCl不足，故不能产生CO2气体。
9. 下列关于焰色反应的叙述正确的是
A．五颜六色的焰火是物质本身燃烧的颜色
B．氢气、硫等在氧气中燃烧时有颜色，这也是焰色反应
C．某无色溶液进行焰色反应，透过蓝色钴玻璃可观察到火焰呈紫色，则可证明溶液中的阳离子一定只含有K＋
D．焰色反应是某种金属元素灼烧时所具有的特殊颜色，是物理变化
【答案】D
【解析】焰色反应是某种金属或它们的化合物灼烧时使火焰所具有的特殊颜色，A、B错误。C中透过蓝色钴玻璃观察到的紫色可掩蔽其他焰色，只能说明溶液中含有K＋，C错误。
10．为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1g样品加热，其质量变为w2g，则该样品的纯度(质量分数)是 (　　)
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】样品加热发生的反应为
2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑　　Δm
　168　　　　　106　　　　　　　　　62
m(NaHCO3) g　　　　　　　　　 　(w1－w2) g
质量差为(w1－w2) g，故样品中NaHCO3质量为g，样品中Na2CO3质量为w1g－g，其质量分数为==
11．下列鉴别碳酸钠和碳酸氢钠的方法中，不正确的是
A．分别向等量的白色固体样品中滴入几滴水，触摸试管看是否有温度变化
B．分别在等浓度溶液中滴加澄清石灰水观察是否有沉淀产生
C．分别向等量的白色粉末中加入等体积、等浓度的稀盐酸，比较生成气体的快慢
D．分别取少量的固体试样加热后称量质量变化
【答案】B
【解析】
A．碳酸钠溶于水会放热，试管壁温度会升高，而碳酸氢钠溶于水吸热，所以试管壁温度降低，可以据此鉴别碳酸钠和碳酸氢钠，A正确；
B．碳酸钠和碳酸氢钠都与氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀，无法利用氢氧化钙鉴别二者，B错误；
C．分别向等量的白色粉末中加入等体积、等浓度的稀盐酸，碳酸氢钠与盐酸反应产生的气泡速率快，通过比较生成气体的快慢可以鉴别，C正确；
D．碳酸氢钠加热发生反应：2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，导致固体质量减少，而碳酸钠较稳定，可以通过加热固体后称量质量变化的方法鉴别，D正确；
故答案为：B。
12．下列说法正确的是
①Na2O2投入到紫色石蕊试液中，溶液先变蓝，后褪色；
②质量相等的NaHCO3与Na2CO3分别与相同浓度盐酸完全反应时，产生CO2的物质的量相等；
③取agNa2CO3和NaHCO3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bg，能测定和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数；
④区别NaHCO3与Na2CO3溶液，可用Ca(OH)2溶液；
⑤NaHCO3固体可以做干粉灭火剂，金属钠起火可以用它来灭火；
⑥NaHCO3粉末中混有Na2CO3，可配制成溶液通入过量的CO2，再低温结晶提纯得到。
A．①⑥ B．②⑤ C．②④ D．③④
【答案】A
【解析】
①Na2O2与水反应产生NaOH使溶液显碱性，所以溶液先变为蓝色，又由于过氧化钠具有强的氧化性而具有漂白性，所以又由蓝色然后变为无色，①正确；
②根据C元素守恒，质量相等的NaHCO3与Na2CO3中含有的C元素质量不相等，所以二者分别与相同浓度盐酸完全反应时，产生CO2的物质的量不相等，②错误
③碱石灰既能吸收CO2，也能吸收水分，因此不能根据碱石灰增重质量测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数，③错误；
④Ca(OH)2与NaHCO3与Na2CO3溶液都能反应产生CaCO3白色沉淀，故不能用Ca(OH)2溶液鉴别二者，④错误；
⑤NaHCO3固体受热分解产生CO2，可用于灭火，金属钠起火时产生的Na2O2与CO2及H2O发生反应产生氧气，因此不能用干粉灭火剂灭火，⑤错误；
⑥由于Na2CO3在溶液中会与CO2、H2O发生反应，产生NaHCO3，所以NaHCO3粉末中混有Na2CO3，可配制成溶液通入过量的CO2，反应产生NaHCO3，然后再低温结晶得到提纯得到，⑥正确；
综上所述可知正确说法是①⑥；
故答案选A。
13．下列离子方程式书写正确的是
A．NH4HCO3溶液与足量NaOH溶液反应：NH+OH-=NH3∙H2O
B．澄清石灰水与过量NaHCO3溶液反应：HCO+Ca2++OH- =CaCO3↓+H2O
C．氢氧化钠溶液通入少量SO2：OH-+SO2=HSO
D．碳酸氢钙溶液与少量NaOH溶液反应：HCO+Ca2++OH- =CaCO3↓+H2O
【答案】D
【解析】
A．NH4HCO3溶液与足量NaOH溶液反应，HCO3-也能与OH-反应，正确的离子方程式为HCO3-+ NH4++2OH-=NH3∙H2O+ CO32-+ H2O，故A错误；
B．澄清石灰水与过量NaHCO3溶液反应，可假设Ca(OH)2为1mol，正确的离子方程式为2HCO+Ca2++2OH- =CaCO3↓+H2O+CO32-，故B错误；
C．氢氧化钠溶液通入少量SO2得到亚硫酸钠，正确的离子方程式为2OH-+SO2= SO32-+ H2O，故C错误；
D．碳酸氢钙溶液与少量NaOH溶液反应，可假设NaOH为1mol，1mol氢氧化根离子消耗1mol HCO得到1mol水和1mol CO32-，1mol CO32-结合1mol钙离子得到1mol碳酸钙，离子方程式正确，故D正确；
故选D。
14．碳酸钠和碳酸氢钠是生活中常见的物质。请回答下列问题：
(1)碳酸氢钠的化学式是____，俗称____，其水溶液显____(填“酸”“碱”或“中”)性。
(2)碳酸氢钠可治疗胃酸(0.2%～0.4%的盐酸)过多，反应的离子方程式为__________________。等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应时生成CO2的量，前者________(填“＞”“＜”或“＝”)后者。
(3)除去碳酸钠固体中碳酸氢钠的反应的化学方程式为________________________________。
【答案】
(1)NaHCO3　小苏打　碱
(2)H＋＋HCO===H2O＋CO2↑　<
(3)2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑
15．某化学兴趣小组模拟“侯氏制碱法”制纯碱并进行后续实验。
Ⅰ.制备纯碱：先以NaCl、NH3、CO2和水等为原料，用下图所示装置制取NaHCO3，然后再将NaHCO3制备成Na2CO3。

（1）装置乙中盛放的试剂为_______，它的作用是_______。
（2）反应进行一段时间后，观察到装置丙中试剂瓶内溶液中有白色固体析出，经检验该白色固体是NaHCO3。装置丙中可得两种产物，分别是NaHCO3和另一种盐，装置丙中总反应的化学方程式为_______。
（3）用装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时，需要进行的实验操作有_______、洗涤固体、_______，最后一步发生反应的化学方程式为_______。
Ⅱ.测定所得产品的组成和纯度
（4）检验纯碱样品中是否混有NaHCO3，请选择下列装置设计实验，并完成下表：

选择的装置(填编号)
实验现象
实验结论
_______
_______
样品中含NaHCO3
【答案】
（1）饱和碳酸氢钠溶液 除去CO2中的HCl气体
（2）NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl
（3）过滤 灼烧(或加热) 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
（4）A、B B中澄清石灰水变浑浊
【分析】
Ⅰ.碳酸钙与盐酸反应生成的二氧化碳中含有氯化氢，再通过饱和碳酸氢钠除去二氧化碳中的氯化氢，纯净的二氧化碳通入丙中，根据溶解度的差异生成碳酸氢钠。
（1）装置甲中碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，盐酸会挥发，导致产生的CO2气体中含HCl，装置乙中盛装饱和碳酸氢钠溶液作用是除去二氧化碳中的氯化氢。
（2）装置丙中氯化钠溶液、二氧化碳、氨气反应可得两种产物，分别是NaHCO3和另一种盐，根据原子守恒，另一种盐是氯化铵，反应的化学方程式是NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl。
（3）用装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时，需要进行的实验操作有过滤、洗涤固体、灼烧，灼烧碳酸氢钠时发生反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。
（4）用装置A加热纯碱样品，用装置B中澄清石灰水检验是否有二氧化碳气体放出，若澄清石灰水变浑浊，则样品中含有NaHCO3。