初高中化学暑假衔接材料：第08讲 碳酸钠和碳酸氢钠　焰色试验（暑假预习讲义）（原卷版）

2/14第08讲碳酸钠和碳酸氢钠焰色试验内容导航01预习航标→析目标·明方向：预习导航精准定向02教材全解→析教材·学新知：情境概念深度构情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣深研精炼：聚焦常考要点，学会解题思路即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容03过关检测→练考点·强落实：过关检测分层提预习目标1.通过实验探究，结合盐的通性认识碳酸钠和碳酸氢钠的化学性质。2.理解并掌握碳酸钠和碳酸氢钠鉴别与转化的途径。3.了解碳酸钠与碳酸氢钠在生产、生活中的应用及与性质的关系。4.了解候氏制碱法的原料及反应原理。5.了解焰色试验的现象及原理。预习重点碳酸钠与碳酸氢钠焰色试验预习难点候氏制碱法情情｜境｜启｜思请同学们思考这些节日燃放烟花，这些美丽的焰火是怎么来的？深｜深｜研｜精｜炼知识点01碳酸钠和碳酸氢钠一、碳酸钠和碳酸氢钠的性质1．碳酸钠、碳酸氢钠性质探究在两支试管中分别加入少量Na2CO3和NaHCO3(各约1g)，完成下列实验，并将实验现象和相应的结论填入下表。实验步骤Na2CO3(俗名：苏打或纯碱)NaHCO3(俗名：小苏打)①观察两支试管中碳酸钠、碳酸氢钠的外观________细小的白色晶体②向两支试管中分别滴入几滴水，振荡，观察现象；将温度计分别插入其中加水后结块变成晶体，温度计示数______加水后部分溶解，温度计示数______③继续向②的试管中分别加5mL水，用力振荡振荡一段时间后可溶解固体量减少④分别将③所得溶液中滴加1～2滴酚酞溶液溶液______，溶液碱性较强溶液______，溶液碱性较弱初步结论碳酸钠、碳酸氢钠均______溶于水，水溶液均显______，但Na2CO3溶解度更大，碱性更强【特别提醒】①碳酸钠粉末遇水生成含有结晶水的碳酸钠晶体——水合碳酸钠(Na2CO3·xH2O)。碳酸钠晶体在干燥的空气中逐渐失去结晶水变成碳酸钠粉末。②钠露置在空气中，最终完全转变为Na2CO3粉末，转化过程为Naeq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(氧化))Na2Oeq\o(→,\s\up7(H2O))NaOHeq\o(→,\s\up7(H2O),\s\do5(潮解))NaOH溶液eq\o(→,\s\up7(CO2))Na2CO3·xH2Oeq\o(→,\s\up7(风化))Na2CO3(风化是化学变化)。2．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________Na2CO3很______，受热________分解澄清石灰水______NaHCO3______，受热______分解；化学方程式：________________________________3探究Na2CO3和NaHCO3与稀盐酸的反应实验步骤在两支试管中分别加入3mL同一稀盐酸，将两个分别装有0.3gNa2CO3和0.3gNaHCO3固体的小气球套在两支试管口，将气球内固体同时倒入试管中，观察现象实验操作实验现象及结论两支试管中都产生________，气球______，加入碳酸氢钠的试管中气泡产生得______，气球膨胀得更大，离子方程式分别为______________________________________4.探究Na2CO3、NaHCO3和盐(CaCl2)及碱[Ca(OH)2]的反应盐(CaCl2)碱[Ca(OH)2]实验操作及步骤现象及结论①加入稀Na2CO3溶液，立即产生________，离子方程式：________________________；②加入少量稀NaHCO3溶液，无明显现象，说明稀CaCl2和少量稀NaHCO3溶液______两支试管中都产生________。离子方程式分别为________________________、________________________5.碳酸钠和碳酸氢钠的应用Na2CO3和NaHCO3的水溶液均显碱性，可作为食用碱或工业用碱。Na2CO3的主要用途为纺织、制皂、造纸、制玻璃等；NaHCO3的主要用途为制药、焙制糕点等。【归纳总结】碳酸钠与碳酸氢钠化学性质比较碳酸钠碳酸氢钠与盐酸放出二氧化碳气体放出二氧化碳气体(剧烈)与烧碱溶液不反应生成碳酸钠和水与澄清石灰水产生白色沉淀产生白色沉淀与氯化钙溶液生成白色沉淀不反应与CO2生成NaHCO3不反应热稳定性稳定、受热不易分解不稳定、受热易分解相互转化二、碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别与转化1．常用的鉴别方法方法原理结论加热法2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3+H2O+CO2↑，Na2CO3受热不易分解加热时有气体产生的是NaHCO3，无变化的是Na2CO3沉淀法CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaClBaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl有沉淀生成的是Na2CO3，无变化的是NaHCO3与盐酸反应的剧烈程度Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑与相同浓度的盐酸反应，反应剧烈的是NaHCO3，相对不剧烈的是Na2CO3盐酸逐滴加入CO32-+H+=HCO3-HCO3+H+=CO2↑+H2O逐滴加入盐酸，立即产生气体的是NaHCO3，开始不产生气体，滴加一段时间后产生气体的是Na2CO32．常用的除杂(提纯)方法混合物(括号内为杂质)除杂方法或试剂Na2CO3固体(NaHCO3)______NaHCO3溶液(Na2CO3)______Na2CO3溶液(NaHCO3)______3.Na2CO3与NaHCO3的相互转化①Na2CO3＋CO2＋H2O=2NaHCO3②2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O③NaHCO3＋NaOH=Na2CO3＋H2O三、侯氏制碱法原料NH3、CO2、饱和食盐水原理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。NH3＋CO2＋H2ONH4HCO3、NH4HCO3＋NaCl(饱和)NaHCO3↓＋NH4Cl总反应为：NH3＋CO2＋H2O＋NaCl(饱和)NaHCO3↓＋NH4Cl2NaHCO3eq\o(,\s\up6(Δ))Na2CO3＋H2O＋CO2↑【例1】下列有关Na2CO3与NaHCO3叙述中错误的是()A．相同状况下，等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应，Na2CO3产生的CO2气体体积小于NaHCO3B．反应放出等量的CO2所消耗的酸：NaHCO3>Na2CO3C．选用NaHCO3而不选择Na2CO3治疗胃酸过多，其原因为Na2CO3的碱性太强D．Na2CO3溶液中混有少量NaHCO3杂质，可加入适量NaOH除去【即练1】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【即练2】某课外小组为了鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体，设计了如图几种实验方法。下列说法不正确的是()A．装置Ⅰ中的Na2CO3和NaHCO3均能与盐酸反应，产生气体速率快的是NaHCO3B．当稀盐酸足量时，装置Ⅰ中气球鼓起体积较小的是NaHCO3C．加热装置Ⅱ，使澄清石灰水变浑浊一侧的白色固体是NaHCO3D．装置Ⅲ也可以鉴别Na2CO3和NaHCO3知识点02碳酸钠与碳酸氢钠的相关计算1．Na2CO3、NaHCO3与足量盐酸反应的定量关系①生成CO2的速率NaHCO3快②耗酸量等质量Na2CO3耗酸多相同数目Na2CO3耗酸多③生成CO2的体积等质量NaHCO3产生的多相同数目相等2.质量差量法在反应前后，物质的质量差和参加该反应的反应物或生成物的质量成正比关系。2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2OΔm168g106g62gNaHCO3受热分解时，当168gNaHCO3反应后，固体质量减少62g，实际参与反应的各物质的质量对应成比例。3．图像分析法(1)向Na2CO3溶液中逐滴滴入盐酸①Na2CO3＋HCl=NaCl＋NaHCO3，②NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑。(2)向NaHCO3溶液中逐滴滴入盐酸NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑。【例2】加热5.00g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0.93g，则原混合物中碳酸钠的质量为()A．2.48g B．2.58gC．4.16g D．4.41g【即练1】把Na2CO3和NaHCO3的混合物27.4g加热到质量不再变化时，得残留固体21.2g。求原混合物中NaHCO3和Na2CO3的质量之比为()A．53∶84 B．84∶53C．1∶1 D．42∶53【即练2】向NaOH和Na2CO3的混合溶液中滴加3.65g·L－1的稀盐酸，生成的CO2的质量与加入盐酸的体积的关系如图所示。下列判断正确的是()A．在O～a内，只发生酸碱中和反应B．ab段发生反应的离子方程式为COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2O＋CO2↑C．a＝0.3D．原混合溶液中NaOH与Na2CO3的质量之比为1∶2知识点03焰色试验1．概念很多__________________在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色。根据火焰呈现的特征颜色，可以判断试样所含的金属元素，化学上把这样的定性分析操作称为焰色试验。2．操作3．几种金属元素的焰色金属元素锂钠钾铷钙锶钡铜焰色______色______色______色(透过__________)紫色______色洋红色______色______色【特别提醒】①焰色试验所用火焰本身的颜色要浅，否则会影响实验现象的观察，最好使用煤气灯，若用酒精灯，则要用外焰。②蘸取待测物的金属丝最好用铂丝，也可用光洁无锈的铁丝代替，每次使用金属丝时必须在火焰上灼烧至与原火焰颜色相同，以免对实验造成干扰。③焰色试验中试剂可以是单质或化合物，可以是固体也可以是溶液。④若某样品焰色为黄色，可以判断其中一定有钠元素，但不能说明一定无钾元素。因为钠产生的黄色能掩盖钾产生的紫色。观察钾的焰色时，要透过蓝色钴玻璃，蓝色钴玻璃可以滤去黄色的光。⑤焰色试验是元素的性质，而不仅仅是单质或某种化合物的性质。⑥焰色试验是微粒变化。4．应用(1)检验________的存在，如鉴别NaCl和KCl溶液。(2)制作五彩缤纷的烟花。【例3】节日燃放的烟花利用了“焰色试验”的原理。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【即练1】焰色试验过程中铂丝的清洗和灼烧与钾的焰色的观察两项操作如图所示：下列叙述不正确的是()A．每次实验中都要先将铂丝灼烧至与原来火焰颜色相同，再蘸取被检验的物质B．钾的焰色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的铁丝代替进行实验【即练2】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火焰颜色相同，再蘸取少量NaCl溶液，进行焰色试验C．铂丝在做完氯化钠溶液的焰色试验后，用稀硫酸洗净，再蘸取少量的K2SO4溶液，重复以上实验D．灼烧时，所有金属或金属阳离子均有焰色1．下列有关焰色试验的说法正确的是A．焰色试验体现了金属元素的化学性质B．观察钾的焰色时要透过蓝色钴玻璃，以滤去黄光C．用玻璃棒蘸取待测液，在酒精灯火焰上灼烧D．焰色试验时，火焰呈黄色，说明原溶液中一定含钠盐2．焰色试验过程中铂丝的清洗和灼烧与钾的焰色试验的观察两项操作如图所示：下列叙述中正确的是A．焰色试验是一种化学变化B．铁丝会和盐酸反应，所以它不能代替铂丝进行焰色试验C．焰色试验可以检验所有的金属元素D．若某无色溶液的焰色试验通过蓝色钴玻璃观察到其火焰为紫色，则说明该溶液含有3．下列含钠及其化合物的反应，其离子方程式书写正确的是A．金属钠加入水中：B．向NaOH溶液通入过量CO2：C．Na2O2与水反应：D．向Na2CO3溶液中加入少量稀盐酸：4．下列关于钠的化合物的说法错误的是A．可用于造纸B．的水溶液显酸性C．中阴、阳离子个数比为1：1D．等质量的与分别与足量的盐酸反应，产生的更多5．如图为含钠物质常见的转化关系，下列说法正确的是A．Na2O2和Na2O中阴、阳离子个数比均为B．反应①～④均属于氧化还原反应C．反应③中，生成的O2既是氧化产物又是还原产物D．可用焰色试验来鉴别Na2CO3和NaOH6．下列有关和的叙述正确的是A．比热稳定性强B．和固体分别溶于水，前者放热后者吸热C．等质量的和分别与足量盐酸反应，放出等量的D．向等体积等物质的量浓度两种溶液中分别滴加等量酚酞溶液，溶液红色较深7．某同学设计如图所示装置，测定和混合样品中的质量分数。下列说法正确的是A．气体X为空气，反应前和反应后均需通一段时间气体XB．装置A、C之间必须有B装置C．a装置内试剂可选用无水氯化钙D．缺少a装置会导致所测碳酸钠的质量分数偏低8．为探究碳酸钠及碳酸氢钠的部分性质，设计如下实验和装置。下列说法正确的是实验①：向溶液中逐滴加入足量的的稀盐酸实验②：向溶液中逐滴加入足量的的稀盐酸实验③：A．加盐酸过程中，产生气体的速度：B．加盐酸前，先向两溶液中滴加1~2滴酚酞溶液，溶液的红色更深C．实验③可验证和的热稳定性，其中甲为D．完全反应后，生成的气体体积（相同条件下）：实验①>实验②9．下列关于和性质的说法错误的是A．热稳定性：B．与同浓度盐酸反应的剧烈程度：C．相同温度时，在水中的溶解性：D．常温下，相同浓度溶液的碱性：10．如图是某兴趣小组设计的验证Na2CO3与NaHCO3性质的实验。下列说法错误的是A．甲、乙两试管中溶液均呈红色B．甲装置中固体是Na2CO3C．乙装置中气球膨胀的更大D．烧杯乙中澄清石灰水变浑浊A．A B．B C．C D．D11．下列关于碳酸氢钠的说法不正确的是A．在水中能电离出和 B．溶于水后因含有而使溶液呈弱酸性C．能与盐酸反应 D．焰色试验火焰为黄色12．和是厨房中常见的两种盐。能鉴别这两种盐溶液的方法是A．取两种盐溶液于试管中，分别滴加少量稀盐酸，观察有无气泡产生B．分别向盛有稀盐酸的两只试管中，滴加少量盐溶液，观察有无气泡产生C．取两种盐溶液于试管中，分别滴加少量澄清石灰水，观察有无沉淀产生D．分别向盛有澄清石灰水的两只试管中，滴加少量盐溶液，观察有无沉淀产生13．为除去括号内的杂质，所选用的试剂或分离方法错误的是A．NaCl固体(泥沙)：水、过滤 B．(HCl)：饱和溶液、洗气C．Cu粉(CuO)：、加热 D．固体()；灼烧14．下列实验方案中，不能测定和混合物中质量分数的是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混合物与足量溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得bg固体15．为测定碳酸钠和碳酸氢钠混合样品中碳酸钠的质量分数，某同学设计的实验装置示意图如下：下列说法不正确的是A．a中应该装碱石灰，防止空气中CO2和H2O干扰B．装置B中冰水的作用是冷凝反应生成的水C．X为空气，反应开始前先通空气，停止加热后，应再通一段时间空气D．去除装置B不影响实验测定结果16．某纯碱样品中含有少量NaCl杂质，现用如图所示装置来测定纯碱样品中