第09講-碳酸鈉和碳酸氫鈉(解析版)

第09講碳酸鈉和碳酸氫鈉知識梳理知識梳理一、碳酸鈉和碳酸氫鈉1．碳酸鈉、碳酸氫鈉的水溶性及酸堿性的實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)步驟1gNa2CO31gNaHCO3①觀察兩支試管中碳酸鈉、碳酸氫鈉的形態(tài)②加幾滴水并將溫度計伸入其中加水后結(jié)塊變成，溫度計示數(shù)升高加水后部分溶解，溫度計示數(shù)降低③加5mL水振蕩一段時間后可固體量減少④加1～2滴酚酞溶液，溶液堿性較強(qiáng)溶液變淺紅，溶液較弱初步結(jié)論碳酸鈉、碳酸氫鈉均易溶于水，在水中的溶解度：Na2CO3＞NaHCO3，Na2CO3溶于水，NaHCO3溶于水，水溶液均顯，堿性：Na2CO3>NaHCO32.碳酸鈉、碳酸氫鈉熱穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論澄清石灰水渾濁Na2CO3很，受熱不易發(fā)生分解澄清石灰水變渾濁NaHCO3不穩(wěn)定，受熱分解；化學(xué)方程式：3.碳酸鈉、碳酸氫鈉與酸、堿的反應(yīng)（1）與鹽酸的反應(yīng)：碳酸鈉、碳酸氫鈉分別與過量鹽酸反應(yīng)的離子方程式：①碳酸鈉：COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋；②碳酸氫鈉：＋H＋=CO2↑＋H2O。（2）與NaOH溶液的反應(yīng)：①碳酸鈉：不反應(yīng)；②碳酸氫鈉：NaHCO3＋NaOH=＋H2O。二、焰色試驗(yàn)1．定義：很多金屬或它們的在灼燒時都會使火焰呈現(xiàn)出特征。根據(jù)火焰呈現(xiàn)的特征顏色，可以判斷試樣所含的元素，化學(xué)上把這樣的定性分析操作稱為。2．操作3．幾種金屬的焰色金屬元素鋰鈉鉀銣鈣鍶鋇銅焰色黃色紫色(透過藍(lán)色鈷玻璃)紫色洋紅色黃綠色綠色【參考答案】白色粉末細(xì)小的白色晶體晶體溶解變紅堿性放熱吸熱堿性不變穩(wěn)定容易2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2OH2OHCOeq\o\al(－,3)Na2CO3化合物顏色金屬焰色試驗(yàn)紫紅色磚紅色典例分析典例分析考點(diǎn)一：碳酸鈉與碳酸氫鈉【典例1】向一定量的溶液中通入一定量氣體充分反應(yīng)后，再向所得溶液中逐滴加入的鹽酸，產(chǎn)生的體積與所加鹽酸體積之間關(guān)系如圖所示。則下列判斷正確的是（）A．原溶液的濃度為B．通入的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)為C．所得溶液中溶質(zhì)成分的物質(zhì)的量之比D．所得溶液的溶質(zhì)成分是和【答案】D【解析】A．消耗鹽酸100mL時，溶液為恰好為NaCl溶液，根據(jù)Na+、Cl-離子守恒，可知n(NaOH)=n(NaCl)=n(HCl)=0.1L×0.2mol/L=0.02mol，由于氫氧化鈉溶液的體積未知，所以不能計算出原NaOH溶液的濃度，A錯誤；B．生成二氧化碳階段消耗鹽酸為25mL，消耗HCl的物質(zhì)的量為：0.025L×0.2mol/L=0.005mol，由NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，可知生成的二氧化碳為0.005mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成二氧化碳的體積為：0.005mol×22.4L/mol=0.112L，根據(jù)碳原子守恒，則通入CO2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.112L，B錯誤；C．假設(shè)NaOH溶液通入CO2形成的溶液中溶質(zhì)只有Na2CO3，逐滴加入鹽酸依次發(fā)生反應(yīng)：Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3、NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，則前后2個階段消耗鹽酸的體積相等，由圖可知，沒有氣體生成階段消耗的鹽酸體積大于生成氣體階段消耗的鹽酸體積，即鹽酸先與剩余的NaOH反應(yīng)，再與Na2CO3反應(yīng)，最后與NaHCO3反應(yīng)，可知NaOH溶液與CO2反應(yīng)后溶液中的溶質(zhì)為NaOH、Na2CO3，所得溶液中溶質(zhì)成分不含有NaHCO3，C錯誤；D．假設(shè)NaOH溶液通入CO2形成的溶液中溶質(zhì)只有Na2CO3，逐滴加入鹽酸依次發(fā)生反應(yīng)：Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3、NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，則前后2個階段消耗鹽酸的體積相等，由圖可知，沒有氣體生成階段消耗的鹽酸體積大于生成氣體階段消耗的鹽酸體積，即鹽酸先與剩余的NaOH反應(yīng)，再與Na2CO3反應(yīng)，最后與NaHCO3反應(yīng)，可知NaOH溶液與CO2反應(yīng)后溶液中的溶質(zhì)為NaOH、Na2CO3，D正確；故選：D?？键c(diǎn)二：焰色試驗(yàn)【典例2】下列實(shí)驗(yàn)裝置不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖牵ǎ〢BCD驗(yàn)證Na和水反應(yīng)是否為放熱反應(yīng)檢驗(yàn)Na2O2與H2O反應(yīng)有O2生成觀察NaCl固體的焰色試驗(yàn)比較Na2CO3、NaHCO3的穩(wěn)定性【答案】D【解析】A．Na與H2O反應(yīng)放出熱量，使具支試管中空氣受熱體積膨脹，導(dǎo)致紅墨水左側(cè)液面下降，右側(cè)液面上升，紅墨水產(chǎn)生液面差，能夠達(dá)到驗(yàn)證Na和水反應(yīng)是放熱反應(yīng)的目的，A不符合題意；B．Na2O2與H2O反應(yīng)產(chǎn)生的O2有助燃性，可以使帶有火星的木條復(fù)燃，因此能夠達(dá)到檢驗(yàn)Na2O2與H2O反應(yīng)有O2生成的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，B不符合題意；C．鈉的焰色為黃色，用鐵絲做純堿的焰色反應(yīng)，能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，C不符合題意；D．玻璃導(dǎo)熱性比較差，外管溫度高，內(nèi)管溫度低，應(yīng)該將Na2CO3放在外管，將不穩(wěn)定的NaHCO3放在溫度較低的內(nèi)管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，因此不能達(dá)到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模珼符合題意；故選D。同步訓(xùn)練同步訓(xùn)練一、單選題1．侯氏制堿法為世界化學(xué)工業(yè)做出了重大貢獻(xiàn)，發(fā)明該方法的科學(xué)家是（）A．侯德榜 B．黃鳴龍 C．徐壽 D．張青蓮【答案】A【解析】我國化工專家侯德榜發(fā)明了侯氏制堿法，為世界化學(xué)工業(yè)做出了重大貢獻(xiàn)，故選A。2．炒菜時發(fā)現(xiàn)湯汁濺到充分燃燒的液化氣的火焰上時，火焰呈黃色。據(jù)此可判斷湯汁中含有（）A．氧元素 B．氯元素 C．鈉元素 D．鉀元素【答案】C【解析】湯汁濺到液化氣的火焰上時，火焰呈黃色，為鈉元素的焰色反應(yīng)，說明湯汁中含有鈉元素，故選：C。3．下列關(guān)于焰色試驗(yàn)的說法不正確的是（）A．可以用鐵絲代替鉑絲做焰色試驗(yàn)B．實(shí)驗(yàn)前需用稀硫酸清洗鉑絲并灼燒C．Na2SO4與NaOH灼燒時火焰顏色相同D．可以用焰色試驗(yàn)鑒別KCl、NaCl【答案】B【解析】A．Fe的焰色不在可見光的范圍內(nèi)，對其它金屬的焰色不會產(chǎn)生干擾，因此可以用Fe絲代替Pt絲做焰色試驗(yàn)，A正確；B．實(shí)驗(yàn)前應(yīng)用稀鹽酸清洗鉑絲并灼燒，B錯誤；C．Na2SO4與NaOH都含鈉元素，灼燒時火焰顏色均為黃色，C正確；D．K的焰色為紫色，Na的焰色為黃色，因此可以用焰色試驗(yàn)鑒別KCl、NaCl，D正確；答案選B。4．用下列試劑或儀器來鑒別同濃度的Na2CO3和NaHCO3兩種溶液，不能達(dá)到預(yù)期目的的是（）A．稀鹽酸 B．氯化鈣溶液 C．氫氧化鋇溶液 D．pH計【答案】C【解析】A．碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)快，則相同濃度的Na2CO3和NaHCO3溶液中滴入稀鹽酸，觀察反應(yīng)的劇烈程度可鑒別，故A不選；B．Na2CO3與氯化鈣溶液反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，NaHCO3不反應(yīng)無現(xiàn)象，可鑒別，故B不選；C．二者均與氫氧化鋇反應(yīng)生成白色沉淀，現(xiàn)象相同，不能鑒別，故C選；D．碳酸鈉溶液堿性強(qiáng)，pH值較大，用pH計可鑒別，故D不選；故選：C。5．向下列溶液中通入過量，最終會有固體析出的是（）A．澄清石灰水 B．氯化鈣溶液 C．飽和碳酸鈉溶液 D．硝酸鋇溶液【答案】C【解析】A．澄清石灰水中通入過量CO2，生成碳酸氫鈣，所以最終不會產(chǎn)生沉淀，故A錯誤；B．二氧化碳與氯化鈣溶液不反應(yīng)，不會產(chǎn)生沉淀，故B錯誤；C．飽和碳酸鈉溶液通入過量的二氧化碳生成溶解度極小的碳酸氫鈉，所以析出沉淀碳酸氫鈉，故C正確；D．硝酸鋇溶液中通入過量CO2，不反應(yīng)，所以無明顯現(xiàn)象，故D錯誤；故選：C。6．下列離子方程式書寫正確的是（）A．NaHCO3溶液中加入稀鹽酸：+2H+=CO2↑+H2OB．碳酸鈉溶液與硫酸反應(yīng)：C．碳酸氫鉀溶液中滴少量氫氧化鋇溶液：Ba2++HCO+OH-=BaCO3↓+H2OD．碳酸氫鈉溶液中滴足量氫氧化鈣溶液：Ca2++2HCO+2OH-=CaCO3↓+CO+2H2O【答案】B【解析】A．NaHCO3由Na+和構(gòu)成，寫離子方程式時拆成Na+和，則正確的離子方程式為，故A錯誤；B．碳酸鈉和硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、二氧化碳和水，離子方程式為，故B正確；C．碳酸氫鉀溶液中滴少量氫氧化鋇溶液，氫氧化鋇少量，正確的離子方程式為，故C錯誤；D．碳酸氫鈉溶液中滴入足量氫氧化鈣溶液，氫氧化鈣足量反應(yīng)生成碳酸鈣、氫氧化鈉和水，反應(yīng)的離子方程式為，故D錯誤；答案選B。7．如圖所示裝置氣密性良好、要使注射器中的活塞向右移動，使用的液體M和固體N可能是（）①碳酸鈉和鹽酸

②稀硫酸和鋅

③水和過氧化鈉

④水和硝酸銨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動，A項(xiàng)錯誤；B．由分析可知①②③均能使注射器中的活塞向右移動，B項(xiàng)正確；C．由分析可知④不能使注射器中的活塞向右移動，C項(xiàng)錯誤；D．由分析可知①也能使注射器中的活塞向右移動，D項(xiàng)錯誤；答案選B。8．下列有關(guān)描述正確的是（）A．鈉與水的反應(yīng)屬于離子反應(yīng)，離子方程式為2Na+H2O=2Na++O2-+H2↑B．Na2CO3和NaHCO3均能使澄清石灰水變渾濁C．鈉與氧氣在不同條件下發(fā)生反應(yīng)得到的產(chǎn)物相同D．NaHCO3固體受熱易分解，因此可用于治療胃酸過多【答案】B【解析】A．鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣，是離子反應(yīng)，離子方程式為2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑，A錯誤；B．Na2CO3和NaHCO3都能與澄清石灰水反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，故都能變渾濁，B正確；C．Na在常溫下與氧氣反應(yīng)生成氧化鈉，在加熱的條件下與氧氣反應(yīng)生成過氧化鈉，C錯誤；D．碳酸氫鈉用于治療胃酸過多，是因?yàn)樗苤泻臀杆?，且對胃壁的腐蝕性弱，D錯誤；答案選B。9．有關(guān)Na2CO3和NaHCO3的性質(zhì)，下列敘述中正確的是（）A．熱穩(wěn)定性：NaHCO3>Na2CO3B．鑒別Na2CO3和NaHCO3溶液可以用Ca(OH)2溶液C．等質(zhì)量的Na2CO3和NaHCO3與足量鹽酸充分反應(yīng)時，產(chǎn)生的CO2質(zhì)量相同D．可以用加熱的方式除去Na2CO3固體中的NaHCO3雜質(zhì)【答案】D【解析】A．NaHCO3受熱易分解為碳酸鈉、二氧化碳、水，Na2CO3受熱時不分解，則熱穩(wěn)定性：NaHCO3＜Na2CO3，故A錯誤；B．二者均與氫氧化鈣反應(yīng)生成白色沉淀，現(xiàn)象相同，不能鑒別，故B錯誤；C．碳酸鈉的相對分子質(zhì)量大于碳酸氫鈉，則等質(zhì)量的Na2CO3和NaHCO3分別與足量的鹽酸反應(yīng)，NaHCO3產(chǎn)生的CO2更多，故C錯誤；D．NaHCO3受熱易分解生成Na2CO3，所以可用加熱的方法除去Na2CO3固體中的NaHCO3雜質(zhì)，故D正確。故選：D。10．下列有關(guān)Na2CO3和NaHCO3的性質(zhì)比較正確的是（）A．熱穩(wěn)定性較好的是NaHCO3B．相同溫度下，等物質(zhì)的量濃度的溶液中分別滴入酚酞，溶液變紅色的是Na2CO3，不變色的是NaHCO3C．1g碳酸鈉和1g碳酸氫鈉固體中分別加入幾滴水后，測得溫度較高的是Na2CO3D．相同條件下，等質(zhì)量的碳酸鈉和碳酸氫鈉分別與足量鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生CO2量較多的是Na2CO3【答案】C【解析】A．NaHCO3受熱分解，因此熱穩(wěn)定性較好的是Na2CO3，故A錯誤；B．相同溫度下，等物質(zhì)的量濃度的溶液中分別滴入酚酞，兩者溶液顏色都變紅，Na2CO3溶液中顏色比NaHCO3溶液中顏色深，故B錯誤；C．碳酸鈉溶于水放熱，碳酸氫鈉溶于水吸熱；1g碳酸鈉和1g碳酸氫鈉固體中分別加入幾滴水后，測得溫度較高的是Na2CO3，故C正確；D．相同條件下，等質(zhì)量的碳酸鈉和碳酸氫鈉，碳酸鈉物質(zhì)的量小于碳酸氫鈉物質(zhì)的量，根據(jù)比例關(guān)系Na2CO3～CO2，NaHCO3～CO2，因此等質(zhì)量的碳酸鈉和碳酸氫鈉分別與足量鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生CO2量較多的是NaHCO3，故D錯誤。綜上所述，答案為C。二、綜合題11．侯德榜為我國化工事業(yè)的發(fā)展作出了卓越貢獻(xiàn)，抗日戰(zhàn)爭爆發(fā)后，侯德榜率西遷的員工建立了永利川西化工廠，通過數(shù)百次的實(shí)驗(yàn)確定了新聯(lián)合制堿法，將制堿技術(shù)發(fā)展到一個新的水平。某化學(xué)學(xué)習(xí)小組模擬侯德榜制堿法制取的過程如下：已知：a.反應(yīng)I的化學(xué)方程式為：(析出)：b.在堿性環(huán)境下容易被吸收；c.極易溶于水且溶液呈堿性。（1）反應(yīng)I中首先通入的氣體是：___________(填或)（2）侯氏制堿法縮短了流程，降低了成本，該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是___________；（3）寫出反應(yīng)II的化學(xué)方程式___________?！敬鸢浮浚?）NH3（2）CO2（3）【分析】（1）根據(jù)信息而且二氧化碳在水中溶解度小，在堿性環(huán)境下容易被吸收，因此反應(yīng)I中首先通入的氣體是：；故答案為：。（2）侯氏制堿法縮短了流程，降低了成本，碳酸氫鈉受熱分解生成的二氧化碳，生成的二氧化碳又進(jìn)入但反應(yīng)流程中，因此該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是CO2；故答案為：CO2。（3）反應(yīng)II是碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉、二氧化碳和水，其反應(yīng)的化學(xué)方程式；故答案為：。12．我國化學(xué)家侯德榜發(fā)明了聯(lián)合制堿法，對世界制堿工業(yè)做出了巨大貢獻(xiàn)。聯(lián)合制堿法的主要過程如圖所示沉淀池反應(yīng)NaCl+CO2+NH3+H2ONaHCO3↓+NH4Cl（1）“侯氏制堿法”譽(yù)滿全球，其中的“堿”為____(填化學(xué)式)，俗稱_____。（2）實(shí)驗(yàn)室模擬“侯氏制堿法”，下列操作未涉及的是_____。A．B．C．D．（3）煅燒爐中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。（4）使用原料氯化鈉的利用率從70%提高到90%以上，主要是設(shè)計了____(填上述流程中的編號)的循環(huán)，流程中物質(zhì)X為_____(填化學(xué)式)。（5）該流程提取的副產(chǎn)品為_____(填化學(xué)式)，其用途_____(寫一種)。（6）簡單的檢