第09讲-碳酸钠和碳酸氢钠(解析版)

第09讲碳酸钠和碳酸氢钠知识梳理知识梳理一、碳酸钠和碳酸氢钠1．碳酸钠、碳酸氢钠的水溶性及酸碱性的实验探究实验步骤1gNa2CO31gNaHCO3①观察两支试管中碳酸钠、碳酸氢钠的形态②加几滴水并将温度计伸入其中加水后结块变成，温度计示数升高加水后部分溶解，温度计示数降低③加5mL水振荡一段时间后可固体量减少④加1～2滴酚酞溶液，溶液碱性较强溶液变浅红，溶液较弱初步结论碳酸钠、碳酸氢钠均易溶于水，在水中的溶解度：Na2CO3＞NaHCO3，Na2CO3溶于水，NaHCO3溶于水，水溶液均显，碱性：Na2CO3>NaHCO32.碳酸钠、碳酸氢钠热稳定性的实验探究实验操作实验现象实验结论澄清石灰水浑浊Na2CO3很，受热不易发生分解澄清石灰水变浑浊NaHCO3不稳定，受热分解；化学方程式：3.碳酸钠、碳酸氢钠与酸、碱的反应（1）与盐酸的反应：碳酸钠、碳酸氢钠分别与过量盐酸反应的离子方程式：①碳酸钠：COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋；②碳酸氢钠：＋H＋=CO2↑＋H2O。（2）与NaOH溶液的反应：①碳酸钠：不反应；②碳酸氢钠：NaHCO3＋NaOH=＋H2O。二、焰色试验1．定义：很多金属或它们的在灼烧时都会使火焰呈现出特征。根据火焰呈现的特征颜色，可以判断试样所含的元素，化学上把这样的定性分析操作称为。2．操作3．几种金属的焰色金属元素锂钠钾铷钙锶钡铜焰色黄色紫色(透过蓝色钴玻璃)紫色洋红色黄绿色绿色【参考答案】白色粉末细小的白色晶体晶体溶解变红碱性放热吸热碱性不变稳定容易2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2OH2OHCOeq\o\al(－,3)Na2CO3化合物颜色金属焰色试验紫红色砖红色典例分析典例分析考点一：碳酸钠与碳酸氢钠【典例1】向一定量的溶液中通入一定量气体充分反应后，再向所得溶液中逐滴加入的盐酸，产生的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示。则下列判断正确的是（）A．原溶液的浓度为B．通入的体积(标准状况下)为C．所得溶液中溶质成分的物质的量之比D．所得溶液的溶质成分是和【答案】D【解析】A．消耗盐酸100mL时，溶液为恰好为NaCl溶液，根据Na+、Cl-离子守恒，可知n(NaOH)=n(NaCl)=n(HCl)=0.1L×0.2mol/L=0.02mol，由于氢氧化钠溶液的体积未知，所以不能计算出原NaOH溶液的浓度，A错误；B．生成二氧化碳阶段消耗盐酸为25mL，消耗HCl的物质的量为：0.025L×0.2mol/L=0.005mol，由NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，可知生成的二氧化碳为0.005mol，标准状况下生成二氧化碳的体积为：0.005mol×22.4L/mol=0.112L，根据碳原子守恒，则通入CO2在标准状况下的体积为0.112L，B错误；C．假设NaOH溶液通入CO2形成的溶液中溶质只有Na2CO3，逐滴加入盐酸依次发生反应：Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3、NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，则前后2个阶段消耗盐酸的体积相等，由图可知，没有气体生成阶段消耗的盐酸体积大于生成气体阶段消耗的盐酸体积，即盐酸先与剩余的NaOH反应，再与Na2CO3反应，最后与NaHCO3反应，可知NaOH溶液与CO2反应后溶液中的溶质为NaOH、Na2CO3，所得溶液中溶质成分不含有NaHCO3，C错误；D．假设NaOH溶液通入CO2形成的溶液中溶质只有Na2CO3，逐滴加入盐酸依次发生反应：Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3、NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，则前后2个阶段消耗盐酸的体积相等，由图可知，没有气体生成阶段消耗的盐酸体积大于生成气体阶段消耗的盐酸体积，即盐酸先与剩余的NaOH反应，再与Na2CO3反应，最后与NaHCO3反应，可知NaOH溶液与CO2反应后溶液中的溶质为NaOH、Na2CO3，D正确；故选：D。考点二：焰色试验【典例2】下列实验装置不能达到实验目的是（）ABCD验证Na和水反应是否为放热反应检验Na2O2与H2O反应有O2生成观察NaCl固体的焰色试验比较Na2CO3、NaHCO3的稳定性【答案】D【解析】A．Na与H2O反应放出热量，使具支试管中空气受热体积膨胀，导致红墨水左侧液面下降，右侧液面上升，红墨水产生液面差，能够达到验证Na和水反应是放热反应的目的，A不符合题意；B．Na2O2与H2O反应产生的O2有助燃性，可以使带有火星的木条复燃，因此能够达到检验Na2O2与H2O反应有O2生成的实验目的，B不符合题意；C．钠的焰色为黄色，用铁丝做纯碱的焰色反应，能达到实验目的，C不符合题意；D．玻璃导热性比较差，外管温度高，内管温度低，应该将Na2CO3放在外管，将不稳定的NaHCO3放在温度较低的内管进行实验，因此不能达到预期的实验目的，D符合题意；故选D。同步训练同步训练一、单选题1．侯氏制碱法为世界化学工业做出了重大贡献，发明该方法的科学家是（）A．侯德榜 B．黄鸣龙 C．徐寿 D．张青莲【答案】A【解析】我国化工专家侯德榜发明了侯氏制碱法，为世界化学工业做出了重大贡献，故选A。2．炒菜时发现汤汁溅到充分燃烧的液化气的火焰上时，火焰呈黄色。据此可判断汤汁中含有（）A．氧元素 B．氯元素 C．钠元素 D．钾元素【答案】C【解析】汤汁溅到液化气的火焰上时，火焰呈黄色，为钠元素的焰色反应，说明汤汁中含有钠元素，故选：C。3．下列关于焰色试验的说法不正确的是（）A．可以用铁丝代替铂丝做焰色试验B．实验前需用稀硫酸清洗铂丝并灼烧C．Na2SO4与NaOH灼烧时火焰颜色相同D．可以用焰色试验鉴别KCl、NaCl【答案】B【解析】A．Fe的焰色不在可见光的范围内，对其它金属的焰色不会产生干扰，因此可以用Fe丝代替Pt丝做焰色试验，A正确；B．实验前应用稀盐酸清洗铂丝并灼烧，B错误；C．Na2SO4与NaOH都含钠元素，灼烧时火焰颜色均为黄色，C正确；D．K的焰色为紫色，Na的焰色为黄色，因此可以用焰色试验鉴别KCl、NaCl，D正确；答案选B。4．用下列试剂或仪器来鉴别同浓度的Na2CO3和NaHCO3两种溶液，不能达到预期目的的是（）A．稀盐酸 B．氯化钙溶液 C．氢氧化钡溶液 D．pH计【答案】C【解析】A．碳酸氢钠与盐酸反应快，则相同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中滴入稀盐酸，观察反应的剧烈程度可鉴别，故A不选；B．Na2CO3与氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀，NaHCO3不反应无现象，可鉴别，故B不选；C．二者均与氢氧化钡反应生成白色沉淀，现象相同，不能鉴别，故C选；D．碳酸钠溶液碱性强，pH值较大，用pH计可鉴别，故D不选；故选：C。5．向下列溶液中通入过量，最终会有固体析出的是（）A．澄清石灰水 B．氯化钙溶液 C．饱和碳酸钠溶液 D．硝酸钡溶液【答案】C【解析】A．澄清石灰水中通入过量CO2，生成碳酸氢钙，所以最终不会产生沉淀，故A错误；B．二氧化碳与氯化钙溶液不反应，不会产生沉淀，故B错误；C．饱和碳酸钠溶液通入过量的二氧化碳生成溶解度极小的碳酸氢钠，所以析出沉淀碳酸氢钠，故C正确；D．硝酸钡溶液中通入过量CO2，不反应，所以无明显现象，故D错误；故选：C。6．下列离子方程式书写正确的是（）A．NaHCO3溶液中加入稀盐酸：+2H+=CO2↑+H2OB．碳酸钠溶液与硫酸反应：C．碳酸氢钾溶液中滴少量氢氧化钡溶液：Ba2++HCO+OH-=BaCO3↓+H2OD．碳酸氢钠溶液中滴足量氢氧化钙溶液：Ca2++2HCO+2OH-=CaCO3↓+CO+2H2O【答案】B【解析】A．NaHCO3由Na+和构成，写离子方程式时拆成Na+和，则正确的离子方程式为，故A错误；B．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，故B正确；C．碳酸氢钾溶液中滴少量氢氧化钡溶液，氢氧化钡少量，正确的离子方程式为，故C错误；D．碳酸氢钠溶液中滴入足量氢氧化钙溶液，氢氧化钙足量反应生成碳酸钙、氢氧化钠和水，反应的离子方程式为，故D错误；答案选B。7．如图所示装置气密性良好、要使注射器中的活塞向右移动，使用的液体M和固体N可能是（）①碳酸钠和盐酸

②稀硫酸和锌

③水和过氧化钠

④水和硝酸铵A．①②③④ B．①②③ C．①③④ D．②③【答案】B【解析】A．由分析可知④不能使注射器中的活塞向右移动，A项错误；B．由分析可知①②③均能使注射器中的活塞向右移动，B项正确；C．由分析可知④不能使注射器中的活塞向右移动，C项错误；D．由分析可知①也能使注射器中的活塞向右移动，D项错误；答案选B。8．下列有关描述正确的是（）A．钠与水的反应属于离子反应，离子方程式为2Na+H2O=2Na++O2-+H2↑B．Na2CO3和NaHCO3均能使澄清石灰水变浑浊C．钠与氧气在不同条件下发生反应得到的产物相同D．NaHCO3固体受热易分解，因此可用于治疗胃酸过多【答案】B【解析】A．钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，是离子反应，离子方程式为2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑，A错误；B．Na2CO3和NaHCO3都能与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀，故都能变浑浊，B正确；C．Na在常温下与氧气反应生成氧化钠，在加热的条件下与氧气反应生成过氧化钠，C错误；D．碳酸氢钠用于治疗胃酸过多，是因为它能中和胃酸，且对胃壁的腐蚀性弱，D错误；答案选B。9．有关Na2CO3和NaHCO3的性质，下列叙述中正确的是（）A．热稳定性：NaHCO3>Na2CO3B．鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液可以用Ca(OH)2溶液C．等质量的Na2CO3和NaHCO3与足量盐酸充分反应时，产生的CO2质量相同D．可以用加热的方式除去Na2CO3固体中的NaHCO3杂质【答案】D【解析】A．NaHCO3受热易分解为碳酸钠、二氧化碳、水，Na2CO3受热时不分解，则热稳定性：NaHCO3＜Na2CO3，故A错误；B．二者均与氢氧化钙反应生成白色沉淀，现象相同，不能鉴别，故B错误；C．碳酸钠的相对分子质量大于碳酸氢钠，则等质量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量的盐酸反应，NaHCO3产生的CO2更多，故C错误；D．NaHCO3受热易分解生成Na2CO3，所以可用加热的方法除去Na2CO3固体中的NaHCO3杂质，故D正确。故选：D。10．下列有关Na2CO3和NaHCO3的性质比较正确的是（）A．热稳定性较好的是NaHCO3B．相同温度下，等物质的量浓度的溶液中分别滴入酚酞，溶液变红色的是Na2CO3，不变色的是NaHCO3C．1g碳酸钠和1g碳酸氢钠固体中分别加入几滴水后，测得温度较高的是Na2CO3D．相同条件下，等质量的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐酸反应产生CO2量较多的是Na2CO3【答案】C【解析】A．NaHCO3受热分解，因此热稳定性较好的是Na2CO3，故A错误；B．相同温度下，等物质的量浓度的溶液中分别滴入酚酞，两者溶液颜色都变红，Na2CO3溶液中颜色比NaHCO3溶液中颜色深，故B错误；C．碳酸钠溶于水放热，碳酸氢钠溶于水吸热；1g碳酸钠和1g碳酸氢钠固体中分别加入几滴水后，测得温度较高的是Na2CO3，故C正确；D．相同条件下，等质量的碳酸钠和碳酸氢钠，碳酸钠物质的量小于碳酸氢钠物质的量，根据比例关系Na2CO3～CO2，NaHCO3～CO2，因此等质量的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐酸反应产生CO2量较多的是NaHCO3，故D错误。综上所述，答案为C。二、综合题11．侯德榜为我国化工事业的发展作出了卓越贡献，抗日战争爆发后，侯德榜率西迁的员工建立了永利川西化工厂，通过数百次的实验确定了新联合制碱法，将制碱技术发展到一个新的水平。某化学学习小组模拟侯德榜制碱法制取的过程如下：已知：a.反应I的化学方程式为：(析出)：b.在碱性环境下容易被吸收；c.极易溶于水且溶液呈碱性。（1）反应I中首先通入的气体是：___________(填或)（2）侯氏制碱法缩短了流程，降低了成本，该流程中可循环利用的物质是___________；（3）写出反应II的化学方程式___________。【答案】（1）NH3（2）CO2（3）【分析】（1）根据信息而且二氧化碳在水中溶解度小，在碱性环境下容易被吸收，因此反应I中首先通入的气体是：；故答案为：。（2）侯氏制碱法缩短了流程，降低了成本，碳酸氢钠受热分解生成的二氧化碳，生成的二氧化碳又进入但反应流程中，因此该流程中可循环利用的物质是CO2；故答案为：CO2。（3）反应II是碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，其反应的化学方程式；故答案为：。12．我国化学家侯德榜发明了联合制碱法，对世界制碱工业做出了巨大贡献。联合制碱法的主要过程如图所示沉淀池反应NaCl+CO2+NH3+H2ONaHCO3↓+NH4Cl（1）“侯氏制碱法”誉满全球，其中的“碱”为____(填化学式)，俗称_____。（2）实验室模拟“侯氏制碱法”，下列操作未涉及的是_____。A．B．C．D．（3）煅烧炉中发生反应的化学方程式为_______。（4）使用原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了____(填上述流程中的编号)的循环，流程中物质X为_____(填化学式)。（5）该流程提取的副产品为_____(填化学式)，其用途_____(写一种)。（6）简单的检