碳酸钠和碳酸氢钠-焰色试验(新人教版必修第一册)(原卷版).docx

2.1.3 碳酸钠和碳酸氢钠　焰色试验
考点精讲
考点1：碳酸钠与碳酸氢钠的化学性质
1．碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别方法

【点拨】证明Na2CO3、NaHCO3热稳定性的套管实验装置。

2．相互转化

(1)Na2CO3溶液→NaHCO3溶液。
Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3。
(2)NaHCO3→Na2CO3。
①2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑(固体物质)；
②NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O(溶液中)。
3．Na2CO3和NaHCO3混合物的除杂
混合物(括号内为杂质)
除杂方法及试剂
Na2CO3固体(NaHCO3)
加热至恒重
NaHCO3溶液(Na2CO3)
通入足量CO2气体
Na2CO3溶液(NaHCO3)
加入适量NaOH溶液
4.利用数形结合理解碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸的反应
HCl(少量)＋ Na2CO3===NaCl＋ NaHCO3；
2HCl(足量)＋ Na2CO3===2NaCl＋CO2↑＋H2O；
HCl＋ NaHCO3===NaCl＋CO2↑＋H2O。
(1)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图甲所示。
(2)向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图乙所示。

甲　　　　　　　　　　乙
【典例】　向Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中逐滴滴加盐酸，所得气体的体积与所加盐酸的体积关系如图所示：

(1)OA段、AB段发生反应的离子方程式分别为____________、________________。
(2)B点时，反应所得溶液中溶质是________。
【举一反三】
将题中的NaHCO3改为NaOH时，请画出V(CO2)－V(HCl)的大致图像。

【技巧与方法】
V(CO2)－V[HCl(aq)]的图像理解
⇒

【针对训练】
1．下列有关Na2CO3与NaHCO3的性质比较中不正确的是(　　)
A．相同浓度两溶液的碱性：Na2CO3>NaHCO3
B．相同条件下在水中的溶解度：Na2CO3>NaHCO3
C．与相同浓度的稀硫酸反应放出气泡的速率：NaHCO3<Na2CO3
D．热稳定性：NaHCO3<Na2CO3
2．现有两瓶无标签的无色溶液，分别装有Na2CO3和NaHCO3，用下列试剂或方法能将两者区分的是(　　)
①Ca(OH)2　②盐酸　③CaCl2　④NaOH　⑤加热
A．②③　　 B．①③　　C．③④　　D．②⑤
3．除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3可采取的方法是(　　)
A．通入二氧化碳气体 　 B．加入氢氧化钡溶液
C．加入澄清石灰水 D．加入稀盐酸
4．过量的NaHCO3与Na2O2混合，在密闭容器中充分加热后，最后排出气体，残留的物质应是(　　)
A．Na2O和Na2O2 B．Na2O2和Na2CO3
C．Na2CO3 D．Na2O

考点2：焰色试验
1．定义：某些金属及其化合物灼烧时火焰呈现出特征颜色，根据呈现的特征颜色，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。
2．焰色试验的一般操作步骤

3．几种常见金属元素的焰色
钠：黄色，锂紫红色，钙砖红色，钡黄绿色，铜绿色，钾紫色(观察时透过蓝色钴玻璃，防止钠焰色的干扰。)
【记忆口诀】　钠黄(色)钙砖红(色)锂紫红(色)，钾紫色钡黄绿(色)，锶为洋红最美丽。
【典例】节日燃放的绚丽焰火与“焰色试验”知识相关。下列说法中正确的是(　　)
A．焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察
B．NaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色相同
C．焰色试验是化学变化
D．焰色试验后金属丝用硫酸清洗并在外焰上灼烧至没有颜色，再蘸取其他样品灼烧

【学科素养】
了解纯碱的生产历史
素材1　路布兰制碱法
1783年，法国科学院以1 200法郎高额奖金悬赏征求制造纯碱的方法。1789年，法国奥尔良地区封建主公爵的侍从医生路布兰成功地创造了一种制碱的方法，1791年获得专利，建立起日产250～300 kg的碱厂。路布兰制碱法所用的原料除食盐外，还有浓硫酸、木炭和石灰石。其生产工艺如下：
①第一步：利用浓硫酸将食盐转变为硫酸钠：2NaCl＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋2HCl↑。
②第二步：将硫酸钠与木炭、石灰石在炉中共热。炉中硫酸钠与木炭作用后生成硫化钠和一氧化碳：
Na2SO4＋4CNa2S＋4CO↑。
③第三步：硫化钠与石灰石进行反应，生成碳酸钠和硫化钙：Na2S＋CaCO3Na2CO3＋CaS。
素材2　索尔维制碱法
1861年，比利时人索尔维以食盐、石灰石和氨为原料，制得了碳酸钠和氯化钙，此为氨碱法。其反应步骤如下：
NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3＋NH4Cl，
CaCO3CaO＋CO2↑，2NH4Cl＋CaO===2NH3↑＋CaCl2＋H2O，
2NaHCO3Na2CO3＋CO2＋H2O。
反应生成的CO2和NH3可重新作为原料使用。
总反应式为CaCO3＋2NaClCaCl2＋Na2CO3
这种制碱法的原料利用率低，并产生大量使用价值不高的副产物CaCl2。
素材3　侯氏制碱法
联合制碱法又称侯氏制碱法，用于在工业上制取纯碱(Na2CO3)，由侯德榜于1943年发明，是世界上广泛采用的制纯碱法。具体过程为：在饱和氨盐水中(氨气、氯化钠都达到饱和的溶液)通入二氧化碳从而发生如下反应：反应化学方程式为：
(1)NH3＋H2O＋CO2===NH4HCO3。
(2)NH4HCO3＋NaCl===NH4Cl＋NaHCO3↓。
(3)2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑。
反应中的碳酸氢钠由于溶解度低而析出，可以进一步煅烧分解为碳酸钠、水和二氧化碳，其中二氧化碳可以再次进入反应重复利用。
问题探究：(1)从环境污染和对设备的腐蚀角度分析索尔维制碱法比路布兰制碱法的优点是什么？

(2)索尔维制碱法的缺点是什么？

(3)相对于索尔维制碱法，侯氏制碱法做了哪些改进？

(4)侯氏制碱法优点主要有哪些？

(5)在饱和食盐水中先通入NH3形成饱和氨的饱和食盐水，而不是先通入足量CO2，其理由是什么？

考点达标
1．Na2CO3又称纯碱，苏打，是一种重要的化工原料。下列关于Na2CO3的说法，错误的是(　　)
A．它的俗名是纯碱　 B．它是一种碱
C．它的水溶液呈碱性 D．它是一种盐
2．下列关于Na2CO3和NaHCO3性质的说法，正确的是(　　)
A．在水中的溶解度：NaHCO3>Na2CO3
B．热稳定性：NaHCO3<Na2CO3
C．与稀盐酸反应生成CO2的速率：NaHCO3<Na2CO3
D．Na2CO3不能转化成NaHCO3，而NaHCO3能转化成Na2CO3
3．依据已有知识，下列各组溶液只能用焰色反应来鉴别的是(　　)
A．NaCl、KCl　　 B．Na2CO3、KCl
C．CaCl2、NaCl D．K2CO3、CaCl2
4．焰色反应实验过程中铂丝的清洗和灼烧与钾焰色反应的观察两项操作如图所示：

铂丝的清洗和灼烧　　观察钾的焰色反应
下列叙述中不正确的是(　　)
A．每次实验中都要先将铂丝灼烧到火焰无色，再蘸取被检验物质
B．钾的焰色反应要透过蓝色钴玻璃观察
C．实验时最好选择本身颜色较深的火焰
D．没有铂丝可用无锈铁丝代替进行实验
5．在溶液中能大量共存，加入OH－有沉淀析出，加入H＋能放出气体的是(　　)
A．Na＋、H＋、NO、Cl－
B．Ca2＋、NO、HCO、Cl－
C．K＋、H＋、Cl－、SO
D．Ca2＋、Cl－、SO、CO
6．按如图所示装置进行实验，填写有关现象及化学方程式。

A　　 　B　　 　　D　　 　　E
(1)A中现象是___________________________________________________。
(2)B中浓硫酸的作用是_____________________________________________________。
(3)C中发生反应的化学方程式为_____________________________________________________。
(4)D中的现象是_________________________________________________。
(5)E中收集的气体是_____________________________________________________(填名称)。

提升巩固
7．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
8．在课堂上老师出示了两瓶失去标签的Na2CO3和NaHCO3无色饱和溶液，希望班里同学提出简便的鉴别方法，该班同学踊跃提出看法，其中不合理的是(　　)
①用干燥的pH试纸检验，pH大的是Na2CO3　②取等量的溶液于两支试管中，各滴入酚酞溶液，红色较深的是Na2CO3　③取等量的溶液于两支试管中，加热，有气泡产生的是NaHCO3　④取等量的溶液于两支试管中，逐滴加入稀盐酸，开始就有气体放出的是NaHCO3　⑤取等量的溶液于两支试管中，滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀的是Na2CO3　⑥取等量的溶液于两支试管中，滴加Ba(OH)2溶液，生成白色沉淀的是Na2CO3
A．①②　 B．③⑥ C．④⑤　　　D．②⑤
9．(素养题)侯氏制碱法是我国化学工程专家侯德榜于1943年独立发明，它打破了当时外国的技术封锁。某化学小组模拟侯氏制碱法，以NaCl、NH3、CO2和水等为原料以及如图所示装置制取NaHCO3，反应的化学方程式为NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl。然后再将NaHCO3制成Na2CO3。

(1)装置乙的作用是________。
(2)由装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时，需要进行的实验操作有________、洗涤、灼烧。NaHCO3制取Na2CO3的化学方程式为_____________________________________________________。
(3)侯氏制碱法制取NaHCO3时，应先通NH3，后通CO2，目的是_____________________________________________________。