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第08讲 碳酸钠和碳酸氢钠 焰色试验

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知识精讲

知识点一：1．碳酸钠和碳酸氢钠性质比较
名称
碳酸钠(Na2CO3)
碳酸氢钠(NaHCO3)
俗名
① 或②
③
主
要
性
质
水溶性
易溶于水，溶液呈④ 性
易溶于水(但比Na2CO3溶解度⑤ )，溶液呈⑥ 性
稳定性
稳定，但结晶碳酸钠(Na2CO3·10H2O)易风化
受热易分解，其分解反应的方程式为：
⑦
主
要
反
应
与H＋
反应
⑧
⑨
与碱
Ca(OH)2
反应
与OH－不反应，但Ca2＋＋CO==CaCO3↓
⑩ (碱过量)
(碱不足)
与盐反应
CaCl2
⑾
不反应
硫酸铝
⑿
⒀
主要用途
制玻璃、造纸、制皂、洗涤
发酵、医药、灭火器
相互转化
Na2CO3NaHCO3

【即学即练1】
1．有分别装有溶液和溶液的两试管，下列操作或判断正确的是
方案
操作
判断
A
分别加入澄清石灰水
产生沉淀者为溶液
B
分别加入等物质的量浓度的稀盐酸
反应较剧烈者为溶液
C
分别加入溶液
产生沉淀者为溶液
D
逐滴加入等物质的量浓度的溶液
无明显现象的是溶液

A．A B．B C．C D．D
2．根据你的实验观察和记录，下面关于Na2CO3和NaHCO3性质的叙述，不正确的是
A．受热时Na2CO3比NaHCO3稳定
B．在水中Na2CO3比NaHCO3溶解性大
C．物质的量相等的Na2CO3和NaHCO3分别溶于水后，NaHCO3水溶液的碱性较强
D．质量相等的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应，Na2CO3放出的CO2比NaHCO3少
知识点二： 二、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 ，根据呈现的 ，判断试样所含的 ，化学上把这样的定性分析操作称为焰色试验。
2．焰色试验的步骤
焰色试验一般用铂丝或无锈铁丝。

微警示
（1）焰色试验检验钾元素时要透过蓝色钴玻璃观察，滤去黄色的光，避免含有微量钠元素的干扰。
（2）焰色反应是物理变化，不是化学变化。

3．几种常见金属元素的焰色
金属元素
锂
钠
钾
钙
锶
钡
铜
颜色
紫红色

色(透过蓝色钴玻璃)
砖红色
洋红色
色
色
[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。
4．Na2CO3的工业制备——侯氏制碱法。
①制备原理：
把二氧化碳和氨气通入氯化钠饱和溶液中，使溶解度较小的碳酸氢钠从溶液中析出；过滤得到碳酸氢钠晶体，碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠。

②反应的化学方程式：
a．NaCl＋NH3＋CO2＋H2O=== ；
b．2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。
5．应用
(1)检验金属元素的存在，如鉴别NaCl和KCl溶液。
(2)利用焰色试验制节日烟火。
【即学即练2】
1．下列说法正确的是
A．用广泛pH试纸测得新制氯水的pH为2
B．取一根洁净的铂丝放在煤气灯外焰灼烧至与原来的火焰颜色相同为止，再蘸取少量试液，在外焰上灼烧，若火焰呈黄色，则试液中含有
C．配制溶液时，未将洗涤液注入容量瓶，则所配溶液浓度偏大
D．取少量某溶液于试管中，加入少量NaOH溶液，若未产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则该溶液一定不含
2．我国著名化工实业家侯德榜提出了“联合制碱法”，该生产工艺流程如图所示。下列说法不正确的是

A．沉淀池发生反应：
B．吸收可使母液中的转化为，以提高纯度
C．该过程充分利用了合成氨工业提供的和
D．向饱和食盐水中先通，再通，更有利于析出
易错精析

1．盛放Na2CO3溶液等碱性溶液的试剂瓶为什么不用磨口玻璃塞？
【细剖精析】
Na2CO3溶液因水解呈碱性，以Na2CO3溶液为代表的碱性溶液中的OH－可与磨口玻璃塞中裸露的SiO2反应，生成Na2SiO3，使瓶塞和瓶体粘连在一起不易打开。
2．向饱和Na2CO3溶液中通入过量的CO2，可观察到什么现象？为什么？
【细剖精析】
溶液中将析出白色晶体(沉淀)。原因是：发生Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3↓，①NaHCO3的溶解度比Na2CO3小，②生成的NaHCO3的质量比消耗的Na2CO3的大(即106 g Na2CO3生成168 g NaHCO3)，即溶质增加，③反应消耗了水，即溶剂减少，因此出现沉淀，主要原因是①。
3．仅用试管和胶头滴管，你能鉴别Na2CO3溶液和稀盐酸吗？若能，简述原理。
【细剖精析】
能，利用滴加顺序不同，现象不同可区别Na2CO3溶液和稀盐酸
4．请设计实验方案，用50 mL 2 mol·L－1 NaOH溶液和足量的CO2气体，制取50 mL 1 mol·L－1的Na2CO3溶液。
【细剖精析】
将50 mL NaOH溶液，等分成两份，一份通入过量的CO2，然后加热煮沸、冷却后与另一份混合，即可。反应方程式可表示为
第一步：NaOH＋CO2===NaHCO3
第二步：NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O
能力拓展

1．Na2CO3和NaHCO3的鉴别方法
(1)利用热稳定性不同

(2)利用和酸反应生成气体的速率不同(相同条件下)

(3)利用和BaCl2(或CaCl2)溶液混合时现象不同

(4)利用两溶液的碱性不同

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＋NaOHNa2CO3＋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

分层提分

题组A 基础过关练
1．化学与生活、生产密切相关。下列有关叙述不正确的是
A．疫情期间，一定浓度NaClO溶液用于杀菌消毒
B．制作馒头时，加入NaHCO3作膨松剂
C．将旧电池、废塑料垃圾进行填埋处理
D．皮革生产中回收的废油脂，用于生产肥皂
2．下列离子方程式书写正确的是
A．把铜片放入浓硫酸中并加热
B．碳酸钙与盐酸溶液反应：
C．碳酸氢钠溶液和过量盐酸混合
D．硫酸溶液与氢氧化钡溶液反应：
3．关于侯德榜制碱法，下列叙述正确的是
A．纯碱是碳酸氢钠 B．同时生产了纯碱和氯化铵两种产品
C．在滤液中加入了生石灰 D．食盐的利用率仍然较低
4．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
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
5．下列物质的俗名与化学式对应的是
A．石英— B．—小苏打 C．水银— D．—胆矾
6．下列反应中，反应物的用量或浓度或反应条件改变时，不会改变生成物的是
A．硫在氧气中燃烧 B．钠与氧气反应
C．锌与硫酸反应 D．碳酸钠溶液和盐酸反应
7．下列物质中既能与稀盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的是。
①MgO       ②             ③       ④       ⑤       ⑥
A．②③ B．②③⑤ C．②③④⑤ D．都可以
8．化学与生活、生产密切相关。下列说法不正确的是
A．5G技术中使用的通信光缆不与任何酸碱反应
B．75%(体积分数)的酒精溶液能使蛋白质变性从而起到杀菌作用
C．汽车安全气囊中含叠氮化钠，受撞击后会快速分解产生氮气和金属钠
D．“东风夜放花干树，更吹落，星如雨”中所描述的场景中涉及焰色反应
题组B 能力提升练
1．下列物质中，既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应的是
①②③④⑤
A．②③④ B．①③④ C．①②③④ D．全部
2．在蒸发皿中蒸干并灼烧下列溶液，可以获得原溶液溶质固体的是
A．溶液 B．溶液 C．溶液 D．溶液
3．下列实验方案或实验结论肯定不正确的是

A．图(1)可制备氨气并干燥
B．图(2)验证FeCl3对H2O2分解反应有催化作用
C．图(3)a为干燥HCl气体，b为水，可用于演示喷泉实验
D．图(4)用于比较NaHCO3和Na2CO3的热稳定性
4．下列有关反应的离子方程式书写正确的是
A．澄清石灰水中加入足量小苏打：2HCO+2OH-+Ca2+=CaCO3↓+CO+2H2O
B．FeO与稀硝酸反应：FeO+2H+=Fe2++H2O
C．将少量SO2通入NaC1O溶液中：SO2+ClO-+H2O=SO+Cl-+2H+
D．向FeI2溶液中通人过量氯气：2Fe2++2I-+2Cl2=2Fe3++I2+4Cl-
5．下列有关Na2CO3和NaHCO3的叙述中正确的是
A．向Na2CO3溶液中通入与溶质等物质的量的HCl，生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1∶2
B．相同条件下，NaHCO3与盐酸反应不如Na2CO3剧烈
C．物质的量浓度相同时，Na2CO3溶液的碱性比NaHCO3溶液弱
D．向Na2CO3饱和溶液中通入CO2，有白色沉淀
6．下列有关Na2CO3和NaHCO3性质的说法正确的是
A．热稳定性：Na2CO3＞NaHCO3
B．相同条件下的溶解度：NaHCO3＞Na2CO3
C．足量固体与等浓度的酸反应生成等量的CO2所消耗的酸：NaHCO3＞Na2CO3
D．Na2CO3是制碱工艺中的重要原料
7．下列实验方案设计、现象和结论都正确的是

目的
方案设计
现象和结论
A
区别碳酸钠和碳酸氢钠固体
分别在两支试管中各放入少量碳酸钠和碳酸氢钠固体，再滴入几滴水，用温度计测定温度变化
温度升高的是碳酸钠固体，温度降低的是碳酸氢钠固体
B
检验淀粉水解是否完全
将适量淀粉与稀硫酸反应，加入足量的NaOH溶液后再加入几滴碘水，观察现象
无明显现象，说明淀粉水解完全
C
探究浓硫酸特性
向硫酸铜晶体中滴加少量浓硫酸
晶体由蓝色变白色，说明浓硫酸具有脱水性
D
探究HCl、和酸性强弱
向固体中滴加稀盐酸，将产生的气体通入溶液中
若溶液出现白色沉淀，说明酸性：

A．A B．B C．C D．D
8．Na2CO3和NaHCO3都是重要的化工原料，在生产和生活中有着广泛的应用。
(1)Na2CO3俗称_______，往Na2CO3溶液中滴加酚酞，溶液呈_______色。
(2)用洁净的铂丝蘸取Na2CO3溶液置于酒精灯火焰上灼烧，火焰呈_______色。
(3)实验室中需0.2mol/L的Na2CO3溶液950mL，配制时应选用容量瓶的规格和称取Na2CO3的质量分别是_______(填字母)。
A．1000mL；21.2g B．950mL；20.14g C．500mL； 21.2g D．500mL； 10.6g
(4)胃液中含有盐酸，胃酸过多的人常有胃疼烧心的感觉，易吐酸水，服用适量的NaHCO3能治疗胃酸过多，请写出其反应的离子方程式：_______。
(5)除去Na2CO3粉末中混有的少量NaHCO3的方法是_______，化学方程式为_______。
9．在含有一定量NaHCO3和Na2CO3溶质的溶液中，逐滴滴入一定浓度的稀盐酸，产生CO2的物质的量与滴入盐酸的量的关系如图，回答下列问题：

(1)0～a点发生反应的离子方程式为____
(2)NaHCO3与Na2CO3物质的量之比为____。
(3)b=____(用含a的代数式表示)。
题组C 培优拔尖练
1．某化学兴趣小组用100 mL 1 mol/L NaOH溶液完全吸收了a mol CO2后得到溶液A（液体体积无变化）。为了确定溶液A的溶质成分及a值，该兴趣小组的同学进行了如下实验。请帮助他们完成下列相应实验内容。
[提出假设]
假设Ⅰ：溶液A的溶质为NaOH、Na2CO3；
假设Ⅱ：溶液A的溶质为Na2CO3；
假设Ⅲ：溶液A的溶质为Na2CO3、NaHCO3；
假设Ⅳ：溶液A的溶质为___。
[实验过程]
（1）甲同学取少量溶液A于试管，再向试管中滴加几滴酚酞溶液，溶液A变红，由此得出假设I成立。
（2）乙同学分析后认为甲同学的实验结论有误。请用离子方程式说明乙同学的判断依据_____；他进一步提出，应先取少量溶液，向其中加入足量的___溶液，来检验溶液A是否含___，结果加入检验溶液后观察到溶液A变浑浊。

（3）丙同学为了检验溶液A是否还含其它溶质，他将乙同学所得浑浊溶液进行过滤，并把滤液分为两份，向其中的一份加入稀硫酸，有无色气体生成，则假设___正确。
（4）为准确测定a值，丁同学取了10 mL 溶液A在锥形瓶中，用滴定管向其中加入某浓度的稀硫酸，记录加入硫酸的体积与生成气体的情况，并绘制成如图：

则a=___，所加硫酸的物质的量浓度为___。
2．某同学用下图所示装置测定与固体混合物中的质量分数。

有如下实验步骤：
①称取m g混合物放入硬质玻璃管中；称量装有碱石灰的U形管D的质量(m1 g)；
②按图组装好实验装置并检查气密性；
③关闭活塞K1、K2，打开K3点燃酒精灯加热至不再产生气体；
④打开活塞K1、K2，关闭K3，缓缓鼓入空气数分钟；
⑤打开活塞K1，缓缓鼓入空气数分钟后拆下装置，再次称量U形管D的质量(m2 g)。
回答下列问题：
(1)装置B中发生反应的化学方程式为___________。
(2)正确的操作顺序是___________。
(3)样品中的质量分数为___________(用含m、m1、m2的式子表示)。
(4)若无E装置，则测得的的质量分数将___________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(5)使用如图装置也可以测量反应产生气体的体积，则广口瓶中所用试剂最好选用___________(填标号)。

A．饱和碳酸钠溶液 B．饱和碳酸氢钠溶液 C．饱和氢氧化钠溶液 D．饱和氯化钠溶液