2025版高一化学必修第一册 十二 碳酸钠和碳酸氢钠 焰色试验

十二碳酸钠和碳酸氢钠焰色试验(30分钟55分)题组过关·夯基础题组一:Na2CO3与NaHCO3的性质、用途1.(3分)(2024·桂林高一检测)在做面包、蛋糕等面食点心时需要加入一定量的发酵粉,下列物质是发酵粉的主要成分之一的是()A.氯化钠B.碳酸钠C.硫酸钠D.碳酸氢钠【解析】选D。碳酸氢钠可以和某些酸性物质反应产生CO2,故可作发酵粉成分。2.(3分)(2024·邯郸高一检测)CO2、Na2CO3、NaHCO3三者的转化关系如图所示,下列说法错误的是()A.①转化时所加试剂可以是稀硫酸B.向NaOH溶液中通入少量CO2可实现②转化C.⑤转化时溶液中一定出现沉淀D.⑥的转化条件可以是加热【解析】选C。①的反应可以是Na2CO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+CO2↑,①所加试剂可以是稀硫酸,A项正确;向NaOH溶液中通入少量CO2,生成Na2CO3,B项正确;NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,向饱和Na2CO3溶液中通入CO2时,生成的NaHCO3以沉淀的形式析出,其他情况不一定有沉淀生成,C项错误;加热NaHCO3固体时可生成Na2CO3,⑥的转化条件可以是加热,D项正确。3.(3分)(2023·温州高一检测)下列叙述不正确的是()A.NaHCO3的热稳定性弱于Na2CO3B.向Na2CO3固体中加几滴水,Na2CO3凝结成块并伴随吸热现象C.Na、Na2O、NaOH长期放置在空气中,最终都变成Na2CO3D.保持温度不变,向Na2CO3饱和溶液中通入过量的CO2,有NaHCO3晶体析出【解析】选B。碳酸氢钠受热易分解为碳酸钠、二氧化碳和水,稳定性弱于碳酸钠,故A正确;向Na2CO3固体中加几滴水,Na2CO3凝结成块,生成十水碳酸钠,并伴随放热现象,故B错误;Na与空气中的氧气、二氧化碳和水作用生成碳酸钠,氧化钠与空气中的二氧化碳和水作用生成碳酸钠,NaOH与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠,故C正确;保持温度不变,向Na2CO3饱和溶液中通入过量的CO2,碳酸钠、二氧化碳和水反应生成碳酸氢钠,相同温度下,碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠,有NaHCO3晶体析出,故D正确。4.(3分)下列离子方程式书写正确的是()A.NaHCO3溶液中加入稀盐酸:CO32-+2H+===CO2B.碳酸钠溶液与硫酸反应:CO32-+2H+===CO2C.碳酸氢钾溶液中滴入少量氢氧化钡溶液:Ba2++HCO3-+OH-===BaCO3↓+HD.碳酸氢钠溶液中滴入足量氢氧化钙溶液:Ca2++2HCO3-+2OHCaCO3↓+CO32-【解析】选B。NaHCO3由Na+和HCO3-构成,写离子方程式时拆成Na+和HCO3-,则正确的离子方程式为HCO3-+H+===CO2↑+H2O,故A错误;碳酸钠和硫酸反应生成硫酸钠、二氧化碳和水,离子方程式为CO32-+2H+===CO2↑+H2O,故B正确;碳酸氢钾溶液中滴入少量氢氧化钡溶液BaCO3↓+2H2O+CO32-,故C错误;碳酸氢钠溶液中滴入足量氢氧化钙溶液,反应生成碳酸钙、氢氧化钠和水,反应的离子方程式为Ca2++HCO3-+OH-===CaCO3↓+H5.(3分)(2024·潍坊高一检测)某化学小组利用如图所示装置探究Na2CO3与NaHCO3相关性质。将a加热一段时间后,b中溶液颜色变浅,并有少量沉淀产生。下列说法错误的是()A.b中沉淀为Na2CO3B.稳定性:Na2CO3>NaHCO3C.a中溶质质量减小D.b中Na+的数目减小【解析】选A。a中发生反应2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,b中发生反应Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3↓。由于溶解度Na2CO3>NaHCO3,故b中生成碳酸氢钠后可析出;加热时碳酸氢钠可分解,生成更稳定的碳酸钠,故稳定性:Na2CO3>NaHCO3,a中发生反应2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,故溶质质量减小,由于碳酸氢钠析出,故b中Na+的数目减小。题组二:焰色试验6.(3分)节日里的焰火美不胜收,这与高中化学中“焰色试验”知识相关。下列说法正确的是()A.焰色试验属于化学变化B.NaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色相同C.某样品的焰色为黄色,则该样品仅含有钠元素D.焰色试验时金属丝应用硫酸清洗并在外焰上灼烧至没有颜色,再蘸取样品灼烧【解析】选B。焰色试验为元素的物理性质,故A错误;因焰色试验是元素的性质,则同种金属的单质或金属的化合物、溶液中的金属阳离子都具有相同的焰色,NaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色相同,故B正确;若灼烧样品火焰呈黄色,判断一定含钠元素,不通过蓝色钴玻璃不能确定是否含有钾元素,故C错误;焰色试验时金属丝用盐酸清洗并在外焰上灼烧至没有颜色,再蘸取其他样品灼烧,硫酸是难挥发酸,会残留痕迹,故D错误。7.(3分)(2024·济南高一检测)下列有关焰色试验操作的描述正确的是()A.在观察焰色时均要透过蓝色钴玻璃,以便排除钠元素的黄光的干扰B.取一根洁净的细铂丝,放在酒精灯上灼烧至与原来火焰颜色相同,再蘸取少量NaCl溶液,进行焰色试验C.可用铜丝代替铂丝进行焰色试验D.灼烧时,所有金属或金属阳离子均有焰色【解析】选B。在观察钾的焰色时要透过蓝色钴玻璃片,其他物质不需要,故A错误;取一根洁净的细铂丝,放在酒精灯上灼烧至与原来火焰颜色相同,再蘸取NaCl溶液,进行焰色试验,故B正确;铜丝在灼烧时有颜色,不能用铜丝代替铂丝,故C错误。题组三:侯氏制碱法及探究8.(3分)“NaCl+CO2+NH3+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl”是著名的“侯氏制碱法”的重要反应。下面是4位同学对该反应涉及的有关知识发表的部分见解。其中不正确的是()【解析】选C。已知反应说明该条件下碳酸氢钠的溶解度较小,A正确;碳酸氢钠是小苏打,纯碱是碳酸钠,B正确;析出碳酸氢钠,说明剩余的溶液为碳酸氢钠的饱和溶液,C错误;生成的氯化铵属于氮肥,D正确。9.(3分)如图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。下列操作正确的是()A.a通入CO2,然后b通入NH3,c中放碱石灰B.a通入CO2,然后b通入NH3,c中放蘸稀硫酸的脱脂棉C.a通入NH3,然后b通入CO2,c中放蘸稀硫酸的脱脂棉D.a通入NH3,然后b通入CO2,c中放碱石灰【解析】选C。“侯氏制碱法”制取NaHCO3的原理是在饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳而得到NaHCO3,在这一实验过程中,由于CO2在水中的溶解度较小,而NH3的溶解度较大,为防止倒吸,b管通CO2,a管通NH3,所以要在食盐水中先通NH3然后再通CO2,否则CO2通入后会从水中逸出,等再通NH3时溶液中CO2的量就很少,这样得到的产品也很少;在这个实验中的尾气主要是CO2和NH3,其中NH3对环境影响较大,要吸收,而NH3是碱性气体,所以在c装置中要装酸性物质,据此可知A错误、B错误、C正确、D错误。综合应用·拓思维10.(3分)现有两瓶失去标签的相同溶质质量分数的Na2CO3和NaHCO3无色溶液,请提出简便的鉴别方法,其中不合理的是()A.检验溶液的碱性,碱性强的是Na2CO3B.取同量的溶液于两支试管中,各滴入酚酞溶液,红色较深的是Na2CO3C.取同量的溶液于两支试管中,加热,有气泡产生的是NaHCO3D.取同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【解析】选C。Na2CO3、NaHCO3溶液均呈碱性,同温度相同溶质质量分数的两溶液,Na2CO3溶液的碱性强,A正确;因Na2CO3溶液的碱性强,分别滴加酚酞溶液,红色较深的是Na2CO3溶液,B正确;取同量的溶液于两支试管中,加热,均没有气体生成,C错误;同浓度的两溶液中,分别逐滴加入稀盐酸,NaHCO3开始就有气体放出,D正确。11.(3分)(2023·南昌高一检测)侯氏制碱法又称联合制碱法,是我国化学工程专家侯德榜于1943年所发明的一种高效、低成本的制碱方法,某化学兴趣小组模拟“侯氏制碱法”制纯碱,下列说法正确的是()A.乙装置中盛装液体为饱和Na2CO3溶液B.纯碱是一种碱C.纯碱可以作发酵粉和治疗胃酸过多D.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、干燥、加热(灼烧)【解析】选D。乙装置中盛装液体为饱和碳酸氢钠溶液用于吸收氯化氢气体杂质,A错误;纯碱是碳酸钠,不是碱,是盐,B错误;碳酸氢钠可以作发酵粉和治疗胃酸过多,C错误;碳酸氢钠不稳定,且溶解度比碳酸钠要小,所以用装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时,需要进行的实验操作有过滤、洗涤、干燥、加热(灼烧),D正确。【补偿训练】在试管①中加入1gNa2CO3,试管②中加入1gNaHCO3进行如下实验,下列对①、②中的变化说法不正确的是()A分别滴入少量水,触摸试管底部,①变热,②变凉B分别加10mL水,滴入两滴酚酞,①变红,②变浅红C加热试管①和②中的固体,都可以放出使澄清石灰水变浑浊的气体D分别用铂丝蘸取少量①和②中的固体,进行焰色试验,火焰均为黄色【解析】选C。碳酸钠溶于水放热,碳酸氢钠溶于水吸热,所以①变热,②变凉,A项正确;碳酸钠溶液的碱性强于碳酸氢钠溶液,B项正确;碳酸钠稳定,受热不易分解,C项错误;钠元素焰色呈黄色,所以①、②火焰均为黄色,D项正确。12.(10分)物质类别和核心元素的价态是学习元素及其化合物性质的两个重要认识视角。图为钠及其化合物的“价-类”二维图,回答下列问题:(1)物质①与水反应的离子方程式为_______,

所以通常将其保存在________中。

答案:(1)2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑煤油或石蜡油【解析】(1)物质①是金属钠,钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,反应的离子方程式为2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑;为隔绝空气中的氧气和水,通常将其保存在煤油或石蜡油中。(2)侯氏制碱法誉满全球,其反应原理为NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl,该反应的离子方程式是______________。

答案:(2)Na++NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH【解析】(2)离子反应中气体、水、沉淀不可拆,该反应的离子方程式是Na++NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4(3)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_______。

答案:(3)HCO3-+H+===H2O+CO【解析】(3)碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,反应的离子方程式为HCO3-+H+===H2O+CO2(4)除去Na2CO3粉末中少量NaHCO3的简单方法是________;等质量的NaHCO3和Na2CO3粉末分别与足量相同浓度的稀盐酸反应,反应放出气体较快的是____________(填化学式,下同),产生CO2气体质量较大的是____________。

答案:(4)加热NaHCO3NaHCO3【解析】(4)NaHCO3受热易分解生成Na2CO3,可用加热的方法除杂;等质量的NaHCO3和Na2CO3粉末分别与足量相同浓度的稀盐酸反应,反应放出气体较快的是NaHCO3;由于盐酸足量,则产生CO2气体的质量由钠盐决定,等质量的钠盐反应产生CO2气体质量较大的是NaHCO3。迁移创新·提素能13.(12分)(2024·南宁高一检测)Na2CO3、NaHCO3是生活中常见的盐,某实验小组通过以下实验探究这两种物质的性质。(1)称取两种固体各1g分别放入两支试管中,再各加入5mL水,充分振荡,并恢复至室温。发现Na2CO3完全溶解,而NaHCO3有剩余。由此得出结论:在相同温度下,_________________________。

答案:(1)碳酸钠的溶解度比碳酸氢钠的大【解析】(1)相同条件下溶解等质量的Na2CO3、NaHCO3,其中Na2CO3完全溶解,而NaHCO3有剩余,说明碳酸钠的溶解度比碳酸氢钠的大。(2)某学生设计如图所示装置进行NaHCO3的分解实验,并证实产物中有CO2产生。①试管中发生反应的化学方程式为____________________。

②指出该学生设计的装置图的错误之处:____________________。

答案:(2)①2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O②试管口没有略向下倾斜,伸入试管的导管伸得太长【解析】(2)①碳酸氢钠受热分解为碳酸钠、水和二氧化碳,反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。②反应会产生水蒸气,为防止水蒸气冷凝回流使试管炸裂,需要试管口略向下倾斜,伸入试管的导管管口应靠近试管口方便气体流出。(3)测定Na2CO3样品(含氯化钠杂质)中Na2CO3的质量分数:①称取mg样品放入烧杯内加水溶解。②加入过量的氯化钙溶液充分反应,反应的化学方程式为_____________