2024届高考化学一轮复习第三章金属及其化合物第10讲Na2CO3NaHCO3碱金属

Page1第10讲Na2CO3、NaHCO3碱金属[课程标准]1.了解Na2CO3、NaHCO3的性质，知道碱金属及其化合物的通性，并能用物质分类的思想预测陌生碱金属及其化合物的性质。2.了解焰色试验的操作并熟记几种常见金属的焰色。考点一碳酸钠与碳酸氢钠1．碳酸钠和碳酸氢钠的比较物质碳酸钠碳酸氢钠俗名苏打小苏打溶解度较大较小相同温度、相同浓度溶液的碱性较强较弱热稳定性稳定不稳定与酸反应放出CO2的快慢放出气体较慢放出气体较快主要用途制玻璃、肥皂，造纸制药、发酵粉，作灭火器原料2.碳酸钠与碳酸氢钠的相互转化(1)转化关系(2)转化关系应用依据二者性质的差异确定除杂方法(后者为杂质)序号混合物除杂方法①Na2CO3(s)、NaHCO3(s)加热法②NaHCO3(aq)、Na2CO3(aq)通入足量CO2③Na2CO3(aq)、NaHCO3(aq)滴加适量NaOH3.碳酸钠、碳酸氢钠与酸反应的特点(1)向碳酸氢钠溶液中逐滴滴入盐酸①现象：_。②离子方程式：_。③画出产生CO2的物质的量随n(HCl)的变化图像。学生用书第43页(2)向Na2CO3溶液中逐滴滴入盐酸①写出反应的离子方程式：_。②画出产生CO2的物质的量随n(HCl)的变化图像。答案：(1)①立即产生气泡②HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋H＋=H2O＋CO2↑③(2)①COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋H＋=HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))、HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋H＋=H2O＋CO2↑②4．NaHCO3与碱、盐反应的应用(1)分别向Na2CO3、NaHCO3溶液中滴加澄清石灰水，现象为均产生白色沉淀，写出NaHCO3与①过量澄清石灰水、②少量澄清石灰水反应的离子方程式。①HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋OH－＋Ca2＋=CaCO3↓＋H2O。②2HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋2OH－＋Ca2＋=CaCO3↓＋COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋2H2O。(2)若向NaHCO3溶液中滴加BaCl2溶液，既有沉淀生成又有气泡冒出，试写出反应的离子方程式：2HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋Ba2＋=BaCO3↓＋H2O＋CO2↑。[正误辨析](1)在酒精灯加热条件下，Na2CO3、NaHCO3固体都会分解()(2)向Na2CO3饱和溶液中通入CO2，会有NaHCO3晶体析出()(3)苏打是面包发酵粉的主要成分之一()(4)用酚酞溶液可鉴别饱和食盐水和饱和碳酸钠溶液()(5)可用Ca(OH)2鉴别Na2CO3和NaHCO3两种溶液()(6)用热的纯碱溶液清洗炊具上的油污时，不涉及化学变化()(7)Na2CO3、NaHCO3溶于水均放出热量()答案：(1)×(2)√(3)×(4)√(5)×(6)×(7)×Na2CO3、NaHCO3与酸反应的图像分析1．依据图像特点判断溶液溶质成分若V(Oa)＝V(ab)(即Oa段与ab段消耗盐酸的体积相同)溶液中的溶质为涉及的离子方程式Oa：；ab：_若V(Oa)>V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积大于ab段消耗盐酸的体积)溶液中的溶质为涉及的离子方程式Oa：_；ab：_若V(Oa)<V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积小于ab段消耗盐酸的体积)溶液中的溶质为_涉及的离子方程式Oa：_；ab：_若a＝0(即图像从原点开始)溶液中的溶质为__涉及的离子方程式：_答案：Na2CO3COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋H＋=HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋H＋=H2O＋CO2↑Na2CO3和NaOHOH－＋H＋=H2O、COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋H＋=HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋H＋=H2O＋CO2↑Na2CO3和NaHCO3COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋H＋=HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋H＋=H2O＋CO2↑NaHCO3HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋H＋=H2O＋CO2↑2．分别取等物质的量浓度的氢氧化钠溶液各100mL，再通入一定量的CO2，随后分别各取20mL溶液，向其中逐滴滴入0.2mol·L－1的盐酸，在标准状况下产生CO2的体积(y轴)与所加入盐酸的体积(x轴)的关系如图(分A、B两种情况)。(1)在A情况下，溶质是(填化学式)，其物质的量之比为。(2)在B情况下，溶质是(填化学式)，其物质的量之比为。(3)原氢氧化钠溶液的物质的量浓度为。解析：CO2与NaOH溶液反应时，根据CO2与NaOH量的相对多少，有这样两个阶段：①CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O，此时溶质可能为NaOH和Na2CO3或只有Na2CO3(刚好反应)；②Na2CO3＋CO2＋H2O=2NaHCO3，此时溶质可能为Na2CO3和NaHCO3或只有NaHCO3；据图分析：B情况最终生成的CO2(其实就是最初通入的与NaOH溶液反应的CO2)是A情况的2倍。(3)当加入150mL盐酸时，恰好完全反应，此时溶液中溶质为NaCl。据元素质量守恒有n(NaOH)＝n(Na＋)＝n(Cl－)＝0.2mol·L－1×0.15L＝0.03mol，所以原氢氧化钠溶液的物质的量浓度为eq\f(0.03mol,0.02L)＝1.5mol·L－1。答案：(1)NaOH、Na2CO31∶1(2)Na2CO3、NaHCO31∶1(3)1.5mol·L－1学生用书第44页(一)侯氏制碱法(联合制碱法)1．制备原料食盐、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)eq\o(=,\s\up7(高温))CO＋H2，CO＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温))CO2＋H2。2．工艺流程3．反应原理(1)产生NaHCO3的反应：NH3＋NaCl＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl(2)产生Na2CO3的反应：2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O4．绿色思想：循环使用的物质为CO2、饱和食盐水。(二)碳酸钠质量分数的测定1．气体法(1)测定原理：Na2CO3＋H2SO4=Na2SO4＋H2O＋CO2↑。依据CO2的体积确定Na2CO3的物质的量，进而确定纯碱中Na2CO3的含量。(2)实验操作：向mg纯碱样品中加入足量的稀硫酸，准确测量产生CO2气体的体积为VmL(已折算为标准状况)。(3)数据处理纯碱样品中Na2CO3的质量为eq\f(V,22400)mol×106g·mol－1＝eq\f(106V,22400)g，则纯碱样品中Na2CO3的质量分数为eq\f(\f(106V,22400)g,mg)×100%＝eq\f(53V,112m)%。2．沉淀法(1)测定原理：Na2CO3＋BaCl2=BaCO3↓＋2NaCl。依据BaCO3沉淀的质量，确定Na2CO3的物质的量，进而确定纯碱中Na2CO3的含量。(2)实验操作：先将mg纯碱样品溶于水配成溶液，向溶液中加入过量的BaCl2溶液，经过滤、洗涤、干燥得BaCO3沉淀的质量为ng。(3)数据处理纯碱样品中Na2CO3的质量为eq\f(ng,197g·mol－1)×106g·mol－1＝eq\f(106n,197)g，则纯碱样品中Na2CO3的质量分数为eq\f(\f(106n,197)g,mg)×100%＝eq\f(106n,197m)×100%。应用1.侯氏制碱法：在饱和食盐水中通入氨气，形成氨化的NaCl饱和溶液，再向其中通入二氧化碳，使溶液中存在大量的Na＋、NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))、Cl－和HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，由于NaHCO3的溶解度最小，故可析出NaHCO3晶体，灼烧NaHCO3得纯碱，其余产品处理后可作肥料或循环使用；其反应原理NH3＋NaCl＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl，2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑；可循环使用的物质为CO2、饱和食盐水。实验室模拟侯氏制碱法制取纯碱和氯化铵晶体，下列装置能达到相应的实验目的的是()A．图甲是制NH3并溶于饱和食盐水B．图乙是制取CO2C．图丙是过滤获得碳酸氢钠晶体D．图丁是蒸发结晶得到氯化铵A[用氯化铵和氢氧化钙共热制备氨气，并用倒置漏斗防倒吸，选项A正确；纯碱易溶于水，有孔隔板不能起到控制反应停止的作用，选项B错误；过滤装置中缺少玻璃棒引流，选项C错误；氯化铵易分解，只能在蒸发皿中蒸发浓缩氯化铵溶液，并不断搅拌，然后冷却结晶、过滤得到氯化铵晶体，选项D错误。]学生用书第45页应用2.以下是联合制碱法的简单流程，下列说法正确的是()A．氨气和二氧化碳的通入顺序应该调换B．操作X为过滤，为加快过滤速度过滤时用玻璃棒搅拌C．联合制碱法的主要原理是相同条件下Na2CO3易溶于水，NaHCO3难溶于水D．溶液B中加入氯化钠粉末，通入氨气，可得到副产品NH4Cl，通入氨气的目的是增大NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))的浓度，有利于析出NH4Cl并提高纯度D[A项，氨气和二氧化碳的顺序不能颠倒，因为氨气极易溶于水，二氧化碳的溶解度较小，先通入氨气可以吸收更多的二氧化碳，反应生成碳酸氢钠，A错误；B项，过滤时不能用玻璃棒搅拌，避免弄破滤纸，B错误；C项，碳酸钠和碳酸氢钠都易溶于水，但碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠，C错误；D项，氨气溶于水和水反应生成一水合氨，抑制铵根离子的水解，有利于析出氯化铵，提高纯度，D正确。]应用3.为精确测定工业纯碱中碳酸钠的质量分数(含少量NaCl)，准确称量Wg样品进行实验，下列实验方法所对应的实验方案和测量数据合理的是()选项实验方法实验方案测量数据A滴定法将样品配成100mL溶液，取10mL，加入酚酞，用标准盐酸滴定消耗盐酸的体积B量气法将样品与盐酸反应，生成的气体全部被碱石灰吸收碱石灰增加的质量C重量法将样品放入烧瓶中，置于电子天平上，加入足量盐酸减少的质量D量气法将样品与盐酸反应，气体通过排水量气装置量气排出水的体积A[用酚酞作指示剂时，Na2CO3与盐酸发生反应Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋CO2↑＋H2O，依据消耗盐酸的量可以计算出样品中Na2CO3的量，进而确定样品中Na2CO3的质量分数，A项正确；测量碱石灰增重的方法是重量法而不是量气法，B项错误；样品中加入足量盐酸，因盐酸的质量未知，无法通过重量法测量Na2CO3的质量，C项错误；因部分CO2能溶解到水里，与水反应生成H2CO3，故排出水的体积并不是CO2的体积，D项错误。]应用4.联合制碱法(侯氏制碱法)和氨碱法的生产流程简要表示如图：(1)两种方法的沉淀池中发生反应的离子方程式为_。(2)X是，Y是(填化学式)。(3)Z中除了溶解的氨气、食盐外，其他溶质还有；排出液W中的溶质除了氢氧化钙外，还有。(4)从理论上分析，在氨碱法生产过程中(填“需要”或“不需要”)补充氨气。(5)根据联合制碱法中从母液中提取氯化铵晶体的过程推测，所得结论正确的是(填字母)。a．常温时氯化铵的溶解度比氯化钠小b．通入氨气目的是使氯化铵更多析出c．加入食盐细粉目的是提高Na＋的浓度，促进碳酸氢钠结晶析出解析：(1)依据流程图分析可知，联合制碱法和氨碱法生产流程沉淀池中发生的反应是氨气、二氧化碳、水、氯化钠反应生成碳酸氢钠晶体和氯化铵，且析出的均是NaHCO3，反应的化学方程式是NaCl＋NH3＋H2O＋CO2=NaHCO3↓＋NH4Cl，则离子方程式为Na＋＋NH3＋H2O＋CO2=NaHCO3↓＋NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))。(2)两种方法中煅烧炉内发生反应的化学方程式均是2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O，可循环的X是CO2；氨碱法生产中的母液中含有NH4Cl，加入CaO后，CaO和H2O反应生成Ca(OH)2，NH4Cl与Ca(OH)2反应生成NH3可循环利用，故Y是NH3。(3)联合制碱法中，母液中含有NaCl、NH3、NH4Cl、NaHCO3(少量)，则Z中除了含有溶解的氨气、食盐外，还含有NaHCO3、NH4Cl；氨碱法中，母液中含有NaCl、NH3、NH4Cl、NaHCO3(少量)，向母液中加入CaO后，生成Ca(OH)2，Ca(OH)2与NH4Cl反应生成NH3可循环利用，排出液W中主要含有CaCl2、NaCl。(4)从理论上分析，氨碱法生产过程中，母液中加入氧化钙反应生成的氢氧化钙会和铵盐反应生成氨气，反应过程中氨气转化为铵盐，铵盐转化为氨气，氨气循环使用，不需要补充氨气。(5)常温时氯化铵的溶解度比氯化钠大，故a错误；通氨气使NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))的浓度增大，使NH4Cl更多地析出，故b正确；加入食盐细粉的目的是提高Cl－的浓度，促进氯化铵结晶析出，故c错误。答案：(1)Na＋＋NH3＋H2O＋CO2=NaHCO3↓＋NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))(2)CO2NH3(3)NaHCO3、NH4ClCaCl2、NaCl(4)不需要(5)b应用5.为测定放置已久的小苏打样品中纯碱的质量分数，设计如下实验方案：(1)方案一：称取一定质量的样品，置于坩埚中加热至恒重后，冷却，称取剩余固体质量，计算。实验中加热至恒重的目的是。(2)方案二：按如图装置进行实验，并回答以下问题。学生用书第46页①实验前先。分液漏斗中应该装(填“盐酸”或“硫酸”)。D装置的作用是。②实验中除称量样品质量外，还需称装置反应前后质量的变化(填装置的字母代号)。③根据此实验得到的数据，测定结果有误差。因为实验装置还存在一个明显缺陷，该缺陷是。(3)方案三：称取一定量样品，置于小烧杯中，加适量水溶解，向小烧杯中加入足量氯化钡溶液。过滤、洗涤、干燥沉淀、称量固体质量，计算：①实验中判断沉淀已完全的方法是。②若加入的试剂改为氢氧化钡溶液，已知称得样品9.5g，干燥的沉淀质量为19.7g，则样品中碳酸钠的质量分数为。解析：(1)方案一中发生反应2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O。加热至恒重是为了保证NaHCO3完全分解。(2)①由于实验中会生成CO2气体，故实验前应检查装置的气密性。由于盐酸具有挥发性，故分液漏斗中试剂应选用H2SO4溶液，这样A中产生的CO2中只含有水蒸气，通过B装置中的浓硫酸干燥后，CO2被C装置中的碱石灰吸收。D装置中碱石灰的作用是防止空气中的CO2和水蒸气进入C装置中引起误差。②根据A中发生的反应和各装置的作用可知，还需称量C装置前后的质量，质量差即为CO2的质量。③根据CO2气体的产生和气体流向可知，A、B中都残留部分CO2气体，无法被C装置吸收。(3)①检验沉淀已完全，可向沉淀静置后的上层清液中继续加入BaCl2溶液检验有无COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))剩余。②设Na2CO3、NaHCO3的物质的量分别为x、y。则eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(106x＋84y＝9.5g，,（x＋y）·197＝19.7g，))解得eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x＝0.05mol，,y＝0.05mol，))样品中Na2CO3的质量分数为eq\f(106g·mol－1×0.05mol,9.5g)×100%≈55.8%。答案：(1)保证NaHCO3全部分解(2)①检查装置的气密性硫酸防止空气中水蒸气、CO2进入C装置被吸收②C③A、B中的CO2无法全部进入C中被吸收(3)①向沉淀静置后的上层清液中继续滴加BaCl2溶液，无沉淀生成，说明沉淀已完全②55.8%考点二碱金属焰色试验1．碱金属的相似性和递变性相似性递变性(由Li→Cs)原子结构最外层均为1个电子电子层数逐渐增多，核电荷数逐渐增大，原子半径逐渐增大元素性质都具有较强的金属性，最高正价均为＋1价金属性逐渐增强单质性质物理性质(除Cs外)都呈银白色，密度较小，熔、沸点较低密度逐渐增大(钾反常)，熔、沸点逐渐降低化学性质都具有较强的还原性还原性逐渐增强；与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂2.碱金属的特殊性(1)碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大，但钾的密度比钠的小。(2)碱金属一般都保存在煤油中，但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。(3)碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物，其中氢以H－形式存在，显－1价，碱金属氢化物是强还原剂。(4)一般情况下，碱金属所形成的盐均溶于水，并且在一定温度下，酸式盐比正盐的溶解度大(但NaHCO3的溶解度比Na2CO3的小)。(5)试剂瓶中的药品取出后，一般不能放回原瓶，但金属Na、K等需立即放回原瓶。(6)锂与O2反应与钠不同，只生成Li2O，而不生成Li2O2。3．焰色试验(1)焰色试验：很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特征颜色的现象。(2)操作步骤铂丝eq\o(→,\s\up7(酒精灯),\s\do5(灼烧))无色eq\o(→,\s\up7(蘸取))待测物eq\o(→,\s\up7(酒精灯),\s\do5(灼烧))观察火焰颜色eq\o(→,\s\up7(用盐酸),\s\do5(洗涤))铂丝eq\o(→,\s\up7(酒精灯),\s\do5(灼烧))无色。(3)常见元素焰色试验的颜色钠元素：黄色；钾元素：紫色(透过蓝色钴玻璃观察)；钡元素：黄绿色；钙元素：砖红色；铜元素：绿色。[正误辨析](1)ⅠA族元素又称碱金属元素()(2)碱金属元素Li、Na、K都可保存在煤油中()(3)焰色试验是一种复杂的化学变化()(4)钠、氧化钠、碳酸钠的焰色试验均显黄色()答案：(1)×(2)×(3)×(4)√1．试管内装有足量的煤油和水的混合物，静置后投入一小块碱金属，可观察到金属在煤油和水的界面附近上下往复运动，下列说法中不正确的是()学生用书第47页A.此碱金属可能是钾或钠B．反应一段时间煤油会燃烧C．碱金属上下运动是由于与水反应产生了氢气D．若是金属锂则不能观察到上述现象B[该金属在煤油和水的界面附近上下往复运动，说明其密度介于煤油和水之间，金属锂的密度小于煤油，因而A、D两项正确；上下运动是由于与水反应产生的氢气的推动作用和浮力作用，C项正确。]2．用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在火焰上灼烧，直接观察到火焰呈黄色。下列各判断正确的是()A．只含有Na＋B．一定含有Na＋，可能含有K＋C．既含有Na＋，又含有K＋D．可能含有Na＋，可能还含有K＋B[Na元素的焰色为黄色，K元素的焰色为紫色，但黄色会干扰紫色，所以不能判断是否含有K元素。]3．用“>”或“<”填空：(1)还原性：LiNaK。(2)单质的熔点：LiNaK。(3)碱性：LiOHNaOHKOH。(4)与水反应的剧烈程度：LiNaK。答案：(1)<<(2)>>(3)<<(4)<<真题演练明确考向1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)(2022·全国甲卷13D)检验乙醇中是否含有水，可以向乙醇中加入一小粒金属钠，若产生无色气体，则证明乙醇中含有水()(2)(2022·全国乙卷7B)碳酸氢钠可作食品膨松剂()(3)(2022·全国乙卷7D)焰火中红色来源于钠盐灼烧()(4)(2022·浙江卷8B)高压钠灯发出的黄光透雾能力强、射程远，可用于道路照明()(5)(2022·广东卷6A)面包师用小苏打作发泡剂烘焙面包，是因为Na2CO3可与酸反应()(6)(2020·浙江7月选考，8B)NaHCO3的热稳定性比Na2CO3强()(7)(2020·江苏，10B)在给定条件下能实现转化：NaCl(aq)eq\o(→,\s\up7(CO2（g）))NaHCO3(s)eq\o(→,\s\up7(加热))Na2CO3(s)()答案：(1)×(2)√(3)×(4)√(5)×(6)×(7)×2．(2022·天津，1)在全国人民众志成城抗击新冠病毒期间，使用的“84消毒液”的主要有效成分是()A．NaOH B．NaClC．NaClO D．Na2CO3答案：C3．(2021·北京，13)有科学研究提出：锂电池负极材料(Li)由于生成LiH而不利于电池容量的保持。一定温度下，利用足量重水(D2O)与含LiH的Li负极材料反应，通过测定n(D2)/n(HD)可以获知n(Li)/n(LiH)。已知：①LiH＋H2O=LiOH＋H2↑②2Li(s)＋H2(g)2LiH(s)ΔH＜0下列说法不正确的是()A.可用质谱区分D2和HDB．Li与D2O的反应：2Li＋2D2O=2LiOD＋D2↑C．若n(Li)/n(LiH)越大，则n(D2)/n(HD)越小D．80℃反应所得n(D2)/n(HD)比25℃反应所得n(D2)/n(HD)大C4．[2021·河北，14(1)(2)(3)(4)]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：回答下列问题：(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。学生用书第48页(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。(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，Na2O2增重0.14g，则固体NaHCO3的质量为g。②向滤液中加入NaCl粉末，存在NaCl(s)＋NH4Cl(aq)=NaCl(aq)＋NH4Cl(s)过程。为使NH4Cl沉淀充分析出并分离，根据NaCl和NH4Cl溶解度曲线，要采用的操作为、、洗涤、干燥。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)①0.84②蒸发浓缩、冷却结晶过滤课时精练(十)Na2CO3、NaHCO3碱金属eq\a\vs4\al(\f(对应学生,用书P340))(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)1．下列各组物质与其用途的关系不正确的是()A．过氧化钠：供氧剂B．烧碱：治疗胃酸过多的一种药剂C．小苏打：发酵粉主要成分D．纯碱：除物品上的油污B[烧碱为强碱，具有强腐蚀性，不能作为药剂治疗胃酸过多。]2．焰色试验过程中铂丝的清洗和灼烧与钾焰色试验的观察两项操作如图所示：下列叙述中不正确的是()A．每次实验中都要先将铂丝灼烧至与原来火焰颜色相同为止，再蘸取被检验的物质B．钾的焰色试验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．没有铂丝可用光洁无锈铁丝代替C[A.为防止其他离子干扰，每次实验中都要先将铂丝灼烧至与原来火焰颜色相同为止，再蘸取被检验的物质，故A正确；B.钾的焰色试验要透过蓝色钴玻璃观察，以排除钠离子的干扰，故B正确；C.为了能够更加突出被检验试剂的颜色，选用本身颜色较浅的火焰，最大限度的减少火焰本身颜色的干扰，故C错误；D.铁的焰色几乎为无色，对其他元素的焰色无影响，故可用铁丝进行焰色试验，故D正确。]3．(2022·四川省成都市期末)用铂丝蘸取某混合液进行焰色试验，下列说法正确的是()A．焊在玻璃棒上的铂丝可用光洁无锈的铁丝代替B．焰色试验有发光现象，所以是化学变化C．透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰，证明原溶液有钾元素无钠元素D．每次实验结束可用水洗净铂丝并在外焰上灼烧至没有颜色A[A项，洁净的铁丝，放在酒精灯上灼烧至无色，本身并无颜色，可用来进行焰色试验，故A正确；B项，焰色试验是某些金属元素在灼烧时表现的性质，属于物理变化，故B错误；C项，透过蓝色钴玻璃的目的是滤去黄光的干扰，所以透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰，证明原溶液有钾元素，但不能说明没有钠元素，故C错误；D项，不能用水洗净铂丝，应该用盐酸，盐酸易挥发，其盐高温时也易挥发，铂丝蘸盐酸灼烧时，盐酸及其盐可一起挥发掉，可以达到洗净的目的，故D错误。]4．实验测得等物质的量浓度的NaHCO3和Na2CO3溶液的pH随温度变化如图所示。下列说法正确的是()A．Na2CO3的水解是放热反应B．M点之前，升高温度溶液的pH减小，原因是水解平衡逆向移动C．N点时NaHCO3已完全分解D．若将N点溶液恢复到25℃，pH>8.62D[A.Na2CO3的水解是吸热反应，故A错误；B.碳酸氢钠溶液中，碳酸氢根离子电离产生氢离子、水解产生氢氧根离子，M点之前，升高温度溶液的pH减小，原因是电离程度大于水解程度，故B错误；C.碳酸钠溶液的pH随温度升高而降低，N点后溶液的pH随温度升高而升高，所以N点时NaHCO3没有完全分解，故C错误；D.N点溶液中含有碳酸钠，若将N点溶液恢复到25℃，pH>8.62，故 D正确。]5．已知①中盛有一定量的Na2CO3溶液，根据如图所示的实验过程，下列说法不正确的是()A．②中溶液为红色B．③中溶液发生的离子反应方程式为：COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋Ca2＋=CaCO3↓C．加入过量稀盐酸后，④中观察到溶液红色褪去，沉淀溶解并产生大量气泡D．④中溶液的溶质除酚酞外，还有2种D[A项，碳酸钠溶液显碱性，所以滴入酚酞试液后溶液为红色，A正确。B项，碳酸钠可以和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，离子方程式为COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋Ca2＋=CaCO3↓，B正确。C项，若③中有剩余碳酸钠，加入过量稀盐酸后，发生Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑、CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑；若③中有Ca(OH)2剩余，加入过量稀盐酸后，发生Ca(OH)2＋2HCl=CaCl2＋2H2O、CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑；CaCl2、NaCl的溶液显中性，所以无论何种情况现象均为溶液红色褪去，沉淀溶解并产生大量气泡，C正确。D项，根据C选项分析可知④中溶液的溶质除酚酞外还有CaCl2、NaCl以及过量的HCl，D错误。]6．(2022·北京市中关村中学三模)1941年，我国科学家侯德榜结合地域条件改进索尔维制碱法，提出纯碱与铵肥(NH4Cl)的联合生产工艺，后被命名为“侯氏制碱法”。主要工艺流程如图。下列说法正确的是()已知：侯氏制碱法总反应：2NaCl＋H2O＋2NH3＋CO2=Na2CO3＋2NH4Cl索尔维制碱法总反应：2NaCl＋CaCO3=Na2CO3＋CaCl2(CaCl2作为废液排放)A．气体1、气体2均为CO2B．溶液2中，含碳微粒主要是HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))C．侯氏制碱法和索尔维制碱法中原料NaCl的原子利用率相同D．盐析池中加入NaCl，c(Cl－)增大，NH4Cl(s)NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))(aq)＋Cl－(aq)的平衡逆向移动，NH4Cl析出D[在饱和NaCl溶液中先通入NH3，然后通入CO2气体，发生反应：NaCl＋H2O＋NH3＋CO2=NaHCO3↓＋NH4Cl，过滤分离得到的固体1是NaHCO3，将固体1在煅烧炉中加热，发生分解反应：2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O，得到纯碱和气体1是CO2气体；溶液1中含有NaCl、NaHCO3、NH4Cl；在冷析池中通入NH3，使溶液显碱性，同时增大了溶液中c(NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4)))，NH4Cl(s)NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))(aq)＋Cl－(aq)的平衡逆向移动，析出NH4Cl固体可作氮肥；溶液2含有NaCl、Na2CO3、(NH4)2CO3、NH4Cl。在盐析池中加入NaCl，c(Cl－)增大，NH4Cl(s)NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))(aq)＋Cl－(aq)的平衡逆向移动，NH4Cl析出，析出盐后的溶液3循环回转到沉淀池中，再用于制取纯碱。A项，气体1为CO2，气体2为NH3，A错误；B项，向冷析池中通入NH3，增大溶液中c(NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4)))，便于析出盐NH4Cl，此时溶液显碱性，因此溶液2中，含碳微粒主要是COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))，B错误；C项，侯氏制碱法中Na＋用于制取纯碱Na2CO3，Cl－用于制取NH4Cl，NH4Cl可作氮肥，也可用于金属加工除锈等，原子利用率较高，而索尔维法制取纯碱时，反应产生的CaCl2作为废液排出，原子利用率大大降低，故侯氏制碱法中原料NaCl的原子利用率比索尔维制碱法中原料NaCl的原子利用率高，C错误；D项，盐析池中加入NaCl固体，增大了溶液中c(Cl－)，使盐NH4Cl的溶解平衡NH4Cl(s)NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))(aq)＋Cl－(aq)逆向移动，从而使NH4Cl结晶析出，D正确。]7．(2022·湖北省襄阳四中模拟预测)2022年3月23日，“天空课堂”第二讲开讲，太空“冰雪”实验带来神奇现象。小苏打和白醋混合可得乙酸钠溶液，过饱和乙酸钠溶液只要遇到一丁点的结晶或颗粒，就会析出CH3COONa·3H2O晶体，从而在太空“点水成冰”。下列说法错误的是()A．Na2CO3的俗称是小苏打B．纯净的乙酸又称冰醋酸C．结晶析出为放热熵减过程D．CH3COONa·3H2O中有离子键、极性键和非极性键A[A项，碳酸钠俗称纯碱、苏打，碳酸氢钠俗称小苏打，A项错误；B项，纯净的乙酸当温度较低时会由液态变为固态，所以纯净的乙酸又称冰醋酸，B项正确；C项，结晶过程自由离子由相对无序状态，通过成键作用转化为化合态相对有序的状态，混乱程度下降同时释放能量，C项正确；D项，CH3COONa·3H2O中醋酸根与钠离子间存在离子键，碳原子与氢原子、氧原子间存在极性键，碳原子与碳原子间存在非极性键，D项正确。]8．向等体积、等物质的量浓度的碳酸氢钠和碳酸钠溶液中，分别逐滴加入一定浓度的盐酸，得到pH变化与时间的关系如图1、图2所示，将图1与图2的阴影部分进行叠加，两者基本重合。下列说法正确的是()A．b点的溶质为稀盐酸和氯化钠B．c点的溶质为氯化钠和碳酸钠C．由图可知碳酸钠在一定条件下可以转化成碳酸氢钠D．由图可知碳酸钠溶液的碱性比碳酸氢钠溶液的碱性弱C[A项，b点时稀盐酸过量，b点溶质为HCl和NaCl，A错误；B项，根据题意可知c点为图1的起点，图1为碳酸氢钠溶液中滴加稀盐酸，所以c点的溶质应为NaCl和NaHCO3，B错误；C项，根据题意可知碳酸钠溶液中滴加稀盐酸时，会出现溶质为碳酸氢钠和氯化钠的情况，即碳酸钠在和少量盐酸反应时生成碳酸氢钠，C正确；D项，据题图可知等体积、等物质的量浓度的碳酸氢钠和碳酸钠溶液，碳酸钠溶液的pH更大，碱性更强，D错误。]9．(2022·浙江省五校联盟高三选考模拟)元素的价类二维图指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。如图为钠元素的价类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法不正确的是()A．氢氧化钠溶液可以与过量二氧化碳反应实现转化关系①B．Na2O2发生④⑤的转化均有O2产生C．碳酸钠溶液中不断滴加盐酸依次发生反应③和⑧生成氯化钠D．反应②只能通过加热才能实现物质转化D[A项，氢氧化钠溶液与过量二氧化碳反应的方程式为CO2(过量)＋NaOH=NaHCO3，可以实现转化关系①，故A正确；B项，Na2O2与水和二氧化碳的反应方程式分别为2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑、2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2，因此④⑤的转化均有O2产生，故B正确；C项，碳酸钠溶液中不断滴加盐酸依次发生反应③Na2CO3＋HCl(少量)=NaCl＋NaHCO3，和反应⑧NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑，都生成氯化钠，故C正确；D项，反应②通过加热能实现物质转化，2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑，也可加入氢氧化钠溶液实现物质转化，NaHCO3＋NaOH=Na2CO3＋H2O，故D错误。]10．(2022·湖南省衡阳市质量检测)某实验小组利用传感器探究Na2CO3和NaHCO3的性质。已知：pH越大，溶液碱性越强。下列分析错误的是()实验操作实验数据A.①与②的实验数据基本相同，说明②中的OH－未参与该反应B．加入试剂体积相同时，②溶液比③溶液碱性更弱C．a点反应的离子方程式为：Ca2＋＋OH－＋HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))=CaCO3↓＋H2OD．Na2CO3和NaHCO3的稀溶液可利用CaCl2溶液鉴别B[澄清石灰水中滴加Na2CO3溶液，发生反应：Ca2＋＋COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))=CaCO3↓；滴加NaHCO3溶液，若NaHCO3溶液少量，发生反应：Ca2＋＋OH－＋HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))=CaCO3↓＋H2O，若NaHCO3溶液足量，Ca(OH)2完全反应时，发生反应：Ca2＋＋2OH－＋2HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))=CaCO3↓＋COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋2H2O，实验中②生成NaOH浓度大于③。A项，澄清石灰水中滴加碳酸钠溶液，发生反应：Ca2＋＋COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))=CaCO3↓，①是对照试验，①与②的实验数据基本相同，可说明②中的OH－未参与该反应，A正确；B项，碳酸钠和碳酸氢钠浓度相同，加入试剂体积相同时，二者物质的量相同，与氢氧化钙完全反应，Na2CO3溶液反应不消耗OH－，而NaHCO3反应消耗OH－，因此反应后溶液中OH－的物质的量n(OH－)：②＞③，而溶液体积相同，故反应后溶液中c(OH－)：②＞③，c(OH－)越大，溶液的碱性就越强，因此溶液的碱性：②＞③，B错误；C项，从起始到a点，氢氧化钙过量，碳酸氢钠完全反应，故发生反应要以不足量的NaHCO3为标准，反应的离子方程式为：Ca2＋＋OH－＋HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))=CaCO3↓＋H2O，C正确；D项，Na2CO3和CaCl2溶液反应产生CaCO3白色沉淀，而NaHCO3的稀溶液与CaCl2溶液不反应，无明显现象，因此可利用CaCl2溶液鉴别二者，D正确。]11．向体积均为10mL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0.1mol·L－1盐酸。此时反应生成CO2体积(标准状况)与所加盐酸体积间的关系如图所示。则下列叙述中正确的是()A．乙溶液中含有的溶质是Na2CO3、NaHCO3B．当0<V(HCl)<10mL时，甲溶液中发生反应的离子方程式为OH－＋H＋=H2OC．原NaOH溶液的物质的量浓度为0.5mol·L－1D．乙溶液中滴加盐酸后产生CO2体积的最大值为112mL(标准状况)C[在氢氧化钠溶液中通入一定量的二氧化碳后，溶液中溶质的组成可能是NaOH和Na2CO3、Na2CO3、Na2CO3和NaHCO3、NaHCO3四种情况，没有产生二氧化碳时的反应可能为：OH－＋H＋=H2O和COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋H＋=HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，产生二氧化碳的反应为：HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋H＋=H2O＋CO2↑；根据加入50mL盐酸时溶质为氯化钠及原子守恒计算出氢氧化钠的物质的量浓度；根据图像可知，甲溶液中溶质只能为Na2CO3和NaHCO3，乙溶液的溶质为NaOH和Na2CO3；根据HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋H＋=H2O＋CO2↑计算出乙溶液中产生二氧化碳的最大值。A.氢氧化钠溶液中通入二氧化碳，因为OH－与HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))反应，溶质不可能为NaOH、NaHCO3，根据图像可知，乙溶液中的溶质为NaOH和Na2CO3，故A错误；B.在氢氧化钠溶液中通入一定量的二氧化碳后，溶液中溶质的组成可能是：NaOH和Na2CO3、Na2CO3、Na2CO3和NaHCO3、NaHCO3四种情况，由图中HCl的用量与产生二氧化碳气体体积的关系可知甲溶液的溶质应该为：Na2CO3和NaHCO3，所以当0＜V(HCl)＜10mL时，甲溶液中没有产生二氧化碳的离子方程式为：COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋H＋=HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，故B错误；C.根据图像可知，当V(HCl)＝50mL时，得到的产物为NaCl，由原子守恒可知：n(NaOH)＝n(NaCl)＝n(HCl)＝0.1mol·L－1×0.05L＝0.005mol，则原氢氧化钠溶液的浓度为：c(NaOH)＝eq\f(0.005mol,0.01L)＝0.5mol·L－1，故C正确；D.乙溶液中滴加盐酸，产生二氧化碳的阶段为：HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋H＋=H2O＋CO2↑，根据消耗了10mL盐酸可知，生成二氧化碳的物质的量为：0.1mol/L×0.01L＝0.001mol，标准状况下0.001mol二氧化碳的物质的量为：22.4L/mol×0.001mol＝22.4mL，故D错误。]12．Na2CO3和NaHCO3是厨房中常见的两种盐，可用化学性质的差异进行鉴别。回答下列问题：(1)与酸反应的差异。甲组进行了如下4组实验。其中实验和(填实验序号)可以鉴别Na2CO3和NaHCO3，实验现象分别是。(2)稳定性差异。乙组设计如下装置进行实验(加热及夹持装置省略)。①将分别装有Na2CO3和NaHCO3的试管同时放入甘油油浴加热(甘油沸点为290℃)，目的是。②该实验用饱和碳酸钠溶液检验反应的产物，a、b试管中的实验现象分别为：、。③试管b中发生反应的化学方程式为。(3)与盐溶液反应的差异。丙组设计如下实验，探究Na2CO3和NaHCO3溶液与CaCl2溶液反应的差异。实验组号反应物现象物质浓度/(mol/L)CaCl2浓度/(mol/L)是否有沉淀(室温)气泡情况室温60℃水溶ANaHCO30.050.05有少量白色沉淀无无BNa2CO30.050.05有较多白色沉淀无无CNaHCO30.50.5有大量白色沉淀无有明显气泡DNa2CO30.50.5有大量白色沉淀无无①丙组由此得出“能用CaCl2鉴别同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液”的结论，理由是。②请写出C组中60℃时，NaHCO3与CaCl2溶液反应的离子方程式。解析：(1)碳酸钠溶液中逐滴加入盐酸，开始无现象，后来产生气泡，碳酸氢钠溶液中逐滴加入盐酸，开始就有气泡，因此其中实验①和②可以鉴别Na2CO3和NaHCO3，实验现象分别是碳酸钠溶液中逐滴加入盐酸，开始无现象，后来产生气泡；碳酸氢钠溶液中逐滴加入盐酸，开始就有气泡。(2)①将分别装有Na2CO3和NaHCO3的试管同时放入甘油油浴加热(甘油沸点为290℃)，目的是提供较高温度，便于盐分解实验。②该实验用饱和碳酸钠溶液检验反应的产物，碳酸钠受热不分解，碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳气体、水和碳酸钠，二氧化碳气体与饱和碳酸钠溶液反应生成碳酸氢钠晶体，因此a、b试管中的实验现象分别为：a中开始有少量气泡，后来无现象；b中有大量气泡，后面有晶体析出。③试管b中发生反应的化学方程式为Na2CO3＋CO2＋H2O=2NaHCO3↓。(3)①丙组由此得出“能用CaCl2鉴别同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液”的结论，理由是对比A、B两组实验，在浓度较稀时，与CaCl2反应产生较多沉淀的是Na2CO3，产生较少沉淀的是NaHCO3。②C组中60℃时，NaHCO3与CaCl2溶液反应能产生气泡，根据质量守恒说明气泡是二氧化碳气体，其离子方程式为2HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋Ca2＋=CaCO3↓＋CO2↑＋H2O。答案：(1)①②碳酸钠溶液中逐滴加入盐酸，开始无现象，后来产生气泡；碳酸氢钠溶液中逐滴加入盐酸，立即有气泡(2)①提供较高温度，便于盐分解实验②a中开始有少量气泡，后来无现象，无沉淀产生b中有大量气泡，后面有晶体析出③Na2CO3＋CO2＋H2O=2NaHCO3↓(3)①对比A、B两组实验，在浓度较稀时，与CaCl2反应产生较多沉淀的是Na2CO3，产生较少沉淀的是NaHCO3②2HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋Ca2＋=CaCO3↓＋CO2↑＋H2O13．(2022·广东省番禺区统考)某同学在实验室对钠的化合物相关样品进行定性、定量研究：(1)实验1：某纯碱样品只含NaCl杂质，现测定样品中Na2CO3的含量。称取样品ag，采用如图实验装置进行实验：①写出Y形管中稀硫酸与样品发生反应的离子方程式：_。②试剂X最佳选择是(填字母)。A．饱和Na2CO3溶液B．饱和NaHCO3溶液C．饱和NaCl溶液③读数时，若水准管的液面高于量气管的液面，则样品中Na2CO3的含量(填“偏高”“偏低”或“不影响”)。④实验结束时，所测得气体体积为VmL。设实验时的气体摩尔体积为VmL/mol，则样品中Na2CO3的质量分数为。(2)实验Ⅱ：碳酸钠和碳酸氢钠稳定性探究。①上图实验中试剂A和试剂B分别是、。②试管中受热处发生反应的化学方程式：_。(3)实验Ⅲ：若加热NaHCO3和Na2O2的混合物，剩余固体成分会因二者物质的量不同而发生变化。当n(NaHCO3)∶n(Na2O2)＝4∶3混合后，加热使其充分反应，试管内剩余固体为Na2CO3和NaOH，两者物质的量之比是。解析：量气法测碳酸钠的纯度，先将碳酸钠与稀硫酸反应生成二氧化碳气体，二氧化碳气体不溶于试剂X，避免因溶解而发生误差，测定时两端液面相平。探究碳酸钠和碳酸氢钠稳定性时，两试管中试管A温度高于试管B，因此常将稳定性好的放在温度高的试管中。(1)①Y形管中稀硫酸与样品发生的是碳酸钠和稀硫酸的反应生成硫酸钠、二氧化碳和水，其反应的离子方程式：COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋2H＋=CO2↑＋H2O；②二氧化碳不能溶于试剂X，二氧化碳能溶于水，与碳酸钠溶液反应，因此试剂X最佳选择是饱和NaHCO3溶液；③读数时，若水准管的液面高于量气管的液面，会将气体压缩，测得气体体积减小，则样品中Na2CO3的含量偏低；④实验结束时，所测得气体体积为VmL。设实验时的气体摩尔体积为VmL/mol，根据Na2CO3～CO2得到样品中Na2CO3的质量分数为eq\f(\f(V×10－3L,VmL·mol－1)×106g·mol－1,ag)×100%＝eq\f(10.6V,Vma)%;(2)①碳酸钠和碳酸氢钠稳定性探究，碳酸氢钠不稳定，因此温度低时分解，若温度高时碳酸钠不分解，说明碳酸钠稳定性强，试管A的温度高于试管B，因此实验中试剂A和试剂B分别是Na2CO3、NaHCO3；②试管中受热处是碳酸氢钠分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，其反应的化学方程式：2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO