第12讲 钠盐、焰色试验（word讲义）（学生版）-高一化学必修第一册讲义

第第12讲钠盐、焰色试验知识导航知识导航知识精讲知识精讲一、碳酸钠、碳酸氢钠的基本性质Na2CO3NaHCO3俗名纯碱、苏打小苏打颜色状态白色粉末细小白色晶体溶解性都易溶于水，相同温度下，溶解度：Na2CO3＞NaHCO3水溶液的碱性浓度相同时，碱性：Na2CO3＞NaHCO3热稳定性Na2CO3＞NaHCO3NaHCO3受热分解：________________________________用途纺织、造纸、合成洗涤剂、玻璃、制玻璃等发酵粉、灭火剂、治疗胃酸过多等二、碳酸钠、碳酸氢钠与常见物质的反应反应物Na2CO3NaHCO3盐酸HCl少量：___________________________HCl过量：___________________________NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑NaOHNaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2OCa(OH)2Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOHNaHCO3少量：___________________________NaHCO3过量：___________________________CO2__________________________________BaCl2Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl三、碳酸钠、碳酸氢钠的鉴别物质操作Na2CO3NaHCO3固体加热无明显现象有气体产生，且气体能使澄清石灰水变浑浊加BaCl2（CaCl2）溶液白色沉淀无明显现象滴加少量盐酸开始无气泡开始有气泡能否用Ba(OH)2或Ca(OH)2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3？四、碳酸钠、碳酸氢钠的除杂除杂方法或所用试剂反应原理Na2CO3固体(NaHCO3)加热2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑NaHCO3溶液(Na2CO3)通入足量CO2Na2CO3＋H2O＋CO2=2NaHCO3Na2CO3溶液(NaHCO3)加入适量的NaOH溶液NaHCO3＋NaOH=Na2CO3＋H2O五、侯氏制碱法资料卡片——侯氏制碱法往饱和食盐水中依次通往饱和食盐水中依次通入足量的NH3、CO2（氨碱法），利用NaHCO3的溶解性小于NH4HCO3的溶解性原理，使NaHCO3从溶液中析出。反应原理如下：NH3＋H2O＋CO2=NH4HCO3NH4HCO3＋NaCl=NaHCO3↓＋NH4Cl2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑制备纯碱时，能否先通入CO2、再通入NH3至饱和？资料卡片——钠在空气中的变质过程六、焰色反应1.定义：很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色，这在化学上称为焰色反应。注意颜色反应颜色反应属于物理变化，属于元素的物理性质。2.操作步骤3.一些金属元素的焰色金属元素钠钾锂铷钙铜锶钡焰色________紫红色紫色砖红色____洋红色黄绿色资料卡片——钾盐的焰色试验需要通过蓝色钴玻璃的原因（1）K（1）K+、Na+实现完全分离较难，分离成本高，且使用时在大多数情况下没必要完全分离。因此钾盐中有少量钠盐。（2）酒精灯的火焰颜色由于受仪器材质影响，会呈现黄色火焰。（3）自然界的白色光是由各种频率（颜色）的光混合而成的。人眼对于波长为550nm的光最敏感，对应是黄绿光波的频率。因此少量钠盐的黄色火焰就能对钾元素的焰色观察造成干扰。蓝色钴玻璃能透射蓝紫光，而吸收橙黄光。因此，进行K元素的焰色试验时，为了滤去黄色的光，避免碳酸钾中所含的微量钠盐造成干扰，需要透过蓝色钴玻璃片观察，火焰呈紫色。4.应用（1）检验金属元素的存在，如：鉴别NaCl和KCl溶液。（2）利用焰色反应制节日烟花。对点训练对点训练题型一：碳酸钠与碳酸氢钠的热稳定性【例1】下列是某兴趣小组根据教材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。请观察如下图所示实验装置，分析实验原理，并判断下列说法和做法，其中正确的是（）A．甲为苏打，乙为小苏打B．要证明碳酸氢钠受热能产生水，可在小试管内塞上沾有无水硫酸铜粉末的棉花球C．加热一段时间，B烧杯的石灰水仍然澄清D．加热过程中A烧杯中始终无气泡产生题型二：碳酸钠与碳酸氢钠的含量计算【例2】（2019·浙江镇海中学高一期中）若加热5.00g的碳酸钠和碳酸氢钠的混合物，使碳酸氢钠完全分解，混合物质量减少了0.62g，则原混合物中碳酸钠的质量为A．1.68g B．3.32g C．4.16g D．4.38g【变2-1】（2021·全国高一课时练习）下列实验方案中，不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是A．取a克混合物充分加热，减重b克B．取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体C．取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用固体NaOH吸收，增重b克D．取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b克固体【变2-2】（2021·甘肃省民乐县第一中学高一）为测定混有少量氯化钠的碳酸钠固体的质量分数，向盛有12g该混合物的烧杯中加入过量稀盐酸，碳酸钠完全反应。反应过程用精密仪器测得烧杯和药品的质量与反应时间的数据记录如下：反应时间t0t1t2t3t4t5烧杯和药品质量/g210.0206.7205.9205.6205.6205.6（1）则完全反应后，生成二氧化碳的质量_________g。（2）请计算混合物中碳酸钠的质量分数(精确到0.1%)__________。题型三：碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别【例3】（2021·浙江镇海中学高一期末）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【变3】（2021·全国高一课时练习）在课堂上老师拿出两瓶失去标签的Na2CO3和NaHCO3无色饱和溶液，希望班里同学提出简便的鉴别方法，同学们踊跃发言，不正确的是A．在等浓度溶液中滴加澄清石灰水观察是否有沉淀产生B．在等浓度溶液中滴加BaCl2溶液观察是否有沉淀产生C．在等浓度溶液中滴入几滴酚酞比较溶液颜色深浅D．取少量的固体试样加热后称量质量变化题型四：碳酸钠与碳酸氢钠的性质对比【例4】（2021·全国高一课时练习）下列有关Na2CO3和NaHCO3的性质的说法正确的是A．相同浓度的Na2CO3溶液的碱性比NaHCO3溶液强B．NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3大C．Na2CO3与盐酸反应比NaHCO3剧烈D．NaHCO3比Na2CO3稳定【变4-1】（2021·金华市第八中学高一月考）下列有关Na2CO3和NaHCO3的性质，叙述错误的是A．鉴别Na2CO3和NaHCO3既可以用BaCl2溶液，也可用Ba(OH)2溶液B．除去Na2CO3固体中混有的少量NaHCO3，用加热法C．向Na2CO3粉末和NaHCO3晶体中滴入少量水，前者温度升高，后者温度下降D．Na2CO3、NaHCO3的水溶液均呈碱性，它们都可以用作食用碱【变4-2】（2021·全国高一课时练习）下列有关Na2CO3与NaHCO3叙述中正确的是A．106gNa2CO3和84gNaHCO3分别与过量的盐酸反应，放出CO2的质量：Na2CO3＞NaHCO3B．苏打和小苏打都既能与酸反应也能与氢氧化钠反应C．可以用澄清石灰水来鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液D．Na2CO3溶液中含NaHCO3，可加适量NaOH溶液的方法除去【变4-3】（2021·全国高一课时练习）下列物质中，最宜除去CO2气体中混有的少量HCl气体的是A．NaOH溶液 B．Ca(OH)2溶液 C．NaHCO3溶液 D．浓H2SO4【变4-4】（2021·江西省铜鼓中学高二开学考试）Na2CO3可用于纺织、制肥皂、造纸、制玻璃等，NaHCO3可用于制药、焙制糕点等，两者都是白色固体；某实验小组通过以下实验来探究Na2CO3和NaHCO3两种物质的性质。（1）称取两种固体各2g，分别放入两个小烧杯中，再各滴加10mL蒸馏水，振荡，测量温度变化；待固体充分溶解，并恢复至室温后，向所得溶液中各滴加2滴酚酞试液。发现Na2CO3固体完全溶解，而NaHCO3固体有剩余，由此得到结论___________。（2）“套管实验”的实验装置如图所示，请分析实验原理，并回答下列问题：①整个实验过程中，能观察到烧杯A中的现象是___________；②实验结束时的操作是___________。（3）写出实验过程中试管中发生反应的化学方程式：___________。（4）该实验可证明NaHCO3的热稳定性___________(填“强于”“弱于”或“等于”)Na2CO3；证明热稳定性的实验装置中，能否将NaHCO3、Na2CO3的位置互换？___________(填“能”或“不能”)。（5）能用来鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体的实验操作是___________。A．将Na2CO3和NaHCO3配制成同浓度的溶液，用pH试纸测定pH值并做比较B．两支试管中均盛有3mL6mol/L稀盐酸，将少量等质量的Na2CO3、NaHCO3粉末同时倒入试管中，比较反应快慢(如图)C．分别在这两种物质的溶液中，加入少量Ca(OH)2溶液（6）下列实验方案中，不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是_______。A．取ag混合物充分加热，减重bgB．取ag混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得bg固体C．取ag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bgD．取ag混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得bg固体题型五：侯氏制碱法【例5】（2021·乌拉特前旗第一中学高二期末）下图是侯氏制碱法在实验室进行模拟实验的生产流程示意图，则下列叙述错误的是A．A气体是CO2，B气体是NH3B．侯氏制碱法的工艺流程应用了物质溶解度的差异C．第Ⅲ步操作用到的主要玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒，第Ⅳ步操作是灼烧D．侯氏制碱法的最终产品是Na2CO3和NH4Cl【变5-1】（2021·湖南常德市一中高二期中）模拟侯氏制碱法原理，在CaCl2浓溶液中通入NH3和CO2可制得纳米级材料，装置见图示。下列说法正确的是A．b先通入足量的NH3，a后通入少量的CO2，纳米材料为CaCO3B．b先通入足量的CO2，a后通入足量的NH3，纳米材料为Ca(HCO3)2C．b先通入足量的NH3，a后通入少量的CO2，纳米材料为Ca(HCO3)2D．b先通入足量的CO2，a后通入适量的NH3，纳米材料为CaCO3【变5-2】（2020·沙坪坝·重庆南开中学）侯氏制碱法是在索尔维制碱法的基础上创造出的一种新的制造纯碱的方法。具体工艺流程图如下：Ⅰ．根据以上流程回答下列问题：（1）与索尔维制碱法相比，侯氏制碱法最突出的优点是___________A．原料利用率高B．设备少C．生产方便碳酸化这一步的原理是(用化学方程式表示)___________（2）侯氏制碱法副产品的一种用途为___________。（3）Y物质是___________。（4）向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，降温结晶析出副产品，通氨气的作用有___________。A．使Na2CO3结晶析出B．使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出NH4Cl的纯度C．使NaHCO3更多地析出D．增大NH的浓度，使NH4Cl更多地析出Ⅱ．工业上碳酸钠大多采用侯氏制碱法制取，所得碳酸钠样品中往往含有少量的NaCl，现欲测定某碳酸钠样品中Na2CO3的质量分数，某探究性学习小组取样品bg设计了如下实验方案。该实验的操作步骤如下：①如图连接装置(除B外)并加入所需药品。②称量并记录B的质量(a1)。③按动鼓气球，持续约1分钟。④连接上B。⑤打开分液漏斗F的活塞，将稀硫酸快速加入D中后，关闭活塞。⑥按动鼓气球，持续约1分钟。⑦称量并记录B的质量(a2)。⑧计算（5）操作⑥中，鼓入空气的作用是___________；根据题干所给的数据列出样品中Na2CO3的质量分数表达式___________。（6）经实验发现最终所得的Na2CO3的质量分数超过100%，其可能的原因是___________。Ⅲ．现有碳酸钠和氯化钠的混合物样品25g，将其放入干净的烧杯中，加入200g水，使其完全溶解。向所得溶液中慢慢加入溶质质量分数为14.6%的盐酸，烧杯中溶液的质量与加入盐酸的质量关系曲线如图所示。请回答下列问题。（7）在碳酸钠和氯化钠的混合物样品中，含碳酸钠的质量为___________(结果精确至0.1g)。（8）A点时，求此温度下所得不饱和溶液中溶质质量分数为___________(计算结果精确至0.1%)。题型六：焰色试验【例6】下述对焰色反应实验操作注意事项的说明，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．全正确【变6-1】（2020·石家庄市第二十四中学）用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧，直接观察时看到火焰呈黄色，下列判断正确的是A．只含Na+ B．可能含有Na+，可能还含有K+C．既含有Na+，又含有K+ D．一定含Na+，可能含有K+【变6-2】（2020·河北石家庄一中高一期末）下列物质的焰色反应为绿色的是A．NaCl B．K2CO3 C．CaCl2 D．CuCl2【变6-3】（2019·福建泉州五中高一期中）每看到绽放的美丽焰火，很容易联想到化学中的焰色反应，下列关于焰色反应的说法中不正确的是A．焰色反应是金属元素在灼烧时火焰所呈现的颜色B．应该用稀盐酸清洗做过焰色反应实验的铂丝C．K2CO3在酒精灯上灼烧时透过蓝色钴玻璃能观察到紫色火焰D．焰色反应本质是元素在化学变化时能量差异导致的提分特训提分特训【题1】（2021·全国高一课时练习）有关Na2CO3的性质的说法正确的是A．Na2CO3的水溶液呈碱性，因此Na2CO3属于碱B．向溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，则证明溶液中含COC．碳酸钠不稳定，受热易分解D．一定条件下，Na2CO3和NaHCO3可以相互转化【题2】（2020·河北石家庄二十三中高一月考）下列各组的两种物质在溶液中的反应，可用同一离子方程式表示的是A．氢氧化钠与盐酸：氢氧化钾与醋酸B．BaCl2溶液与Na2SO4溶液：Ba(OH)2溶液与H2SO4溶液C．NaHCO3溶液与KHSO4溶液：Ca(HCO3)2溶液与过量HCl溶液D．氧化钠与稀盐酸混合：氧化铜与稀盐酸【题3】（2021·金华市第八中学高一月考）用洁净的铂丝蘸取某无色溶液，放在无色火焰上灼烧，火焰的颜色只呈黄色，下列说法中错误的是A．该溶液中可能含有钠离子，一定没有钾离子 B．该溶液中一定含有钠离子C．该溶液中一定没有铜离子 D．该溶液中可能含有钾离子【题4】（2021·河北张家口·）1943年侯德榜发明联合制碱法，其生产流程可简要表示为已知：NH3极易溶于水生成NH3·H2O，NH3·H2O可电离产生和OH-。下列说法错误的是A．侯氏制碱法制备NaHCO3利用了物质溶解度差异B．流程中先通入CO2再通入NH3可达同样效果C．若实验室进行第③步操作需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒D．母液中含有和Cl-，可并入前一步循环利用【题5】（2021·镇平县第一高级中学）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【题6】（2021·全国高一专题练习）下列关于物质的检验说法不正确的是A．待测液加入氯化钡溶液有白色沉淀生成，一定含有COB．观察钾元素焰色反应的操作是：将铂丝放在稀盐酸中洗涤后灼烧至无色，然后再用铂丝蘸取固体氯化钾，置于煤气灯的火焰上进行灼烧，透过蓝色钴玻璃进行观察，火焰呈紫色C．待检液加入氯化钡溶液，无明显现象，再加入盐酸，有能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体生成，则原溶液中一定含有HCOD．待检液加入硝酸酸化的AgNO3溶液，有白色沉淀生成，则待检液中一定含有Cl-【题7】（2021·成都市郫都区成实外教育培训学校有限公司高一开学考试）某研究性学习小组学习了工业“侯氏制碱法”的原理后，知道：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl。[提出问题]能否在实验室模拟“侯氏制碱法”中制取NaHCO3的过程呢？[实验验证]如图是该学习小组进行模拟实验时所用到的部分主要装置。已知浓氨水遇生石灰会产生大量的NH3。请回答下列问题：（1）检验A装置气密性的方法是：塞紧带长颈漏斗的橡胶塞，夹紧弹簧夹后，从漏斗注入一定量的水，使漏斗内的水面高于试管内的水面，停止加水后，若___________，说明装置不漏气。（2）D是连接在装置A与装置C之间的气体净化装置，进气口是___________(填a或b)，D的作用是除去___________气体。（3）实验时先向饱和NaCl溶液中通入较多的NH3(溶液显碱性)，再通入足量的CO2，其原因是___________。(填写序号)①使CO2更易被吸收加快反应速率②NH3比CO2更易制取③CO2的密度比NH3大（4）用___________的方法将生成的NaHCO3晶体从溶液中分离出来。[得出结论]利用“侯氏制碱法”在实验室可以制取NaHCO3。（5）实验室用石灰石(杂质既不溶于水也不与稀盐酸反应)和稀盐酸反应制取二氧化碳。反应的化学方程式为___________，若用图I所示医用塑料袋排空气法收集CO2，则CO2导入端为___________(填“a”或“b”)。制取二氧化碳实验结束后，锥形瓶内已无气泡产生，但还有少量固体剩余。小宇对锥形瓶内溶液中溶质的成分进行猜想：（6）请依小宇的猜想，写出溶液中溶质成分的两种可能___________；___________(填所含溶质的化学式)（7）用图Ⅱ所示矿泉水瓶可以证明CO2与NaOH溶液确实发生了反应，其现象是___________，发生的化学方程式为：___________【题8】（2021·河北正定中学高一开学考试）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提分作业提分作业【练1】（2018·石家庄精英中学高一期末）某物质在灼烧时，肉眼观察到火焰呈黄色，下列判断正确的是A．该物质一定是钠的化合物 B．该物质一定是金属钠C．该物质一定含有钠元素 D．该物质一定不含钾元素【练2】下列反应的离子方程式错误的是()A．碳酸氢钠溶液与氢氧化钠溶液混合：HCOeq\o\al(－,3)＋OH－=H2O＋COeq\o\al(2－,3)B．碳酸氢钠溶液与澄清石灰水溶液混合：HCOeq\o\al(－,3)＋OH－=H2O＋COeq\o\al(2－,3)C．碳酸钠溶液与澄清石灰水溶液混合：Ca2＋＋COeq\o\al(2－,3)=CaCO3↓D．碳酸钠溶液中逐滴加入少量盐酸(无气体产生)：COeq\o\al(2－,3)＋H＋=HCOeq\o\al(－,3)【练3】有两个无标签的试剂瓶，分别装有Na2CO3和NaHCO3固体，有四位同学为鉴别它们采用以下不同方法，其中不可行的是（）A．分别将它们配制成溶液，再加入CaCl2溶液B．分别将它们配制成溶液，再逐滴加入等浓度的稀盐酸C．分别将它们配制成溶液，再加入澄清石灰水D．分别加热，再用石灰水检测是否有CO2产生【练4】除去碳酸氢钠溶液中混有的少量碳酸钠可采用的方法是（）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【练5】下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是（）选项陈述Ⅰ陈述Ⅱ判断A碳酸钠溶液可用于治疗胃病Na2CO3可与盐酸反应Ⅰ对，Ⅱ对，有B向Na2O2的水溶液中滴入酚酞变红色Na2O2与水反应生成氢氧化钠Ⅰ对，Ⅱ错，无C金属钠保存在煤油中，以隔绝空气常温下，金属钠在空气中会生成过氧化钠Ⅰ对，Ⅱ对，有D过氧化钠可用于航天员的供氧剂Na2O2能和CO2和H2O反应生成O2Ⅰ对，Ⅱ对，有【练6】（2020·河北正定中学高一月考）如图所示是工业制纯碱的部分物质转化示意图，下列推测错误的是A．①~③涉及的操作方法中，包含过滤的是①③ B．溶液B不可循环使用C．副产物NH4Cl可用作肥料 D．生产中应先通NH3，再通