2-1-3-碳酸鈉和碳酸氫鈉-焰色試驗(yàn)(原卷版)

2.1.3碳酸鈉和碳酸氫鈉焰色試驗(yàn)考點(diǎn)精講考點(diǎn)1：碳酸鈉與碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)1．碳酸鈉與碳酸氫鈉的鑒別方法【點(diǎn)撥】證明Na2CO3、NaHCO3熱穩(wěn)定性的套管實(shí)驗(yàn)裝置。2．相互轉(zhuǎn)化（1）Na2CO3溶液→NaHCO3溶液。Na2CO3＋H2O＋CO2=2NaHCO3。（2）NaHCO3→Na2CO3。①2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑(固體物質(zhì))；②NaHCO3＋NaOH=Na2CO3＋H2O(溶液中)。3．Na2CO3和NaHCO3混合物的除雜混合物(括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì))除雜方法及試劑Na2CO3固體(NaHCO3)加熱至恒重NaHCO3溶液(Na2CO3)通入足量CO2氣體Na2CO3溶液(NaHCO3)加入適量NaOH溶液4．利用數(shù)形結(jié)合理解碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽酸的反應(yīng)HCl(少量)＋Na2CO3=NaCl＋NaHCO3；2HCl(足量)＋Na2CO3=2NaCl＋CO2↑＋H2O；HCl＋NaHCO3=NaCl＋CO2↑＋H2O。（1）向Na2CO3溶液中逐滴加入鹽酸，消耗鹽酸的體積與產(chǎn)生CO2的體積的關(guān)系如圖甲所示。（2）向NaHCO3溶液中逐滴加入鹽酸，消耗鹽酸的體積與產(chǎn)生CO2的體積的關(guān)系如圖乙所示。甲乙【例1】向Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中逐滴滴加鹽酸，所得氣體的體積與所加鹽酸的體積關(guān)系如圖所示：（1）OA段、AB段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式分別為____________、________________。（2）B點(diǎn)時(shí)，反應(yīng)所得溶液中溶質(zhì)是________?！九e一反三】將題中的NaHCO3改為NaOH時(shí)，請(qǐng)畫出V(CO2)－V(HCl)的大致圖像。V(CO2)－V[HCl(aq)]的圖像理解?eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(OA＝AB時(shí)：溶質(zhì)為Na2CO3,OA＜AB時(shí)：溶質(zhì)為Na2CO3、NaHCO3,OA＞AB時(shí)：溶質(zhì)為Na2CO3、NaOH,OA＝O時(shí)：溶質(zhì)為NaHCO3))1．下列有關(guān)Na2CO3與NaHCO3的性質(zhì)比較中不正確的是()A．相同濃度兩溶液的堿性：Na2CO3>NaHCO3B．相同條件下在水中的溶解度：Na2CO3>NaHCO3C．與相同濃度的稀硫酸反應(yīng)放出氣泡的速率：NaHCO3<Na2CO3D．熱穩(wěn)定性：NaHCO3<Na2CO32．（2021·鎮(zhèn)平縣第一高級(jí)中學(xué)高一月考）下列說法正確的是（）①Na2O2投入到紫色石蕊試液中，溶液先變藍(lán)，后褪色；②質(zhì)量相等的NaHCO3與Na2CO3分別與相同濃度鹽酸完全反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)生CO2的物質(zhì)的量相等；③取agNa2CO3和NaHCO3混合物與足量稀硫酸充分反應(yīng)，逸出氣體用堿石灰吸收，增重bg，能測(cè)定和NaHCO3混合物中Na2CO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)；④區(qū)別NaHCO3與Na2CO3溶液，可用Ca(OH)2溶液；⑤NaHCO3固體可以做干粉滅火劑，金屬鈉起火可以用它來滅火；⑥NaHCO3粉末中混有Na2CO3，可配制成溶液通入過量的CO2，再低溫結(jié)晶提純得到。A．①⑥ B．②⑤ C．②④ D．③④3．過量的NaHCO3與Na2O2混合，在密閉容器中充分加熱后，最后排出氣體，殘留的物質(zhì)應(yīng)是()A．Na2O和Na2O2 B．Na2O2和Na2CO3C．Na2CO3 D．Na2O4．（2020·黑龍江齊齊哈爾市·齊齊哈爾中學(xué)高一期中）現(xiàn)有含、和的混合物，某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，通過測(cè)量反應(yīng)產(chǎn)生的和的質(zhì)量，來確定該混合物中各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（1）實(shí)驗(yàn)步驟：①按圖(夾持裝置已省略)組裝好實(shí)驗(yàn)裝置后，首先進(jìn)行的操作是___________。②稱取樣品，并將其放入硬質(zhì)玻璃管中；稱量盛裝濃硫酸的洗氣瓶C的質(zhì)量和盛裝堿石灰的U形管D的質(zhì)量。③打開、，關(guān)閉，緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘，其目的是___________。④關(guān)閉、，打開，點(diǎn)燃酒精燈加熱至不再產(chǎn)生氣體。裝置B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________、___________。⑤打開，緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘，然后拆下裝置，再次稱量洗氣瓶C的質(zhì)量和U形管D的質(zhì)量。（2）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)方案，請(qǐng)回答下列問題：①若加熱反應(yīng)后不鼓入空氣，對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響是___________。②E處干燥管中盛放的藥品是___________，其作用是___________，如果實(shí)驗(yàn)中沒有該裝置，則會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)___________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)?？键c(diǎn)2：焰色試驗(yàn)1．定義：某些金屬及其化合物灼燒時(shí)火焰呈現(xiàn)出特征顏色，根據(jù)呈現(xiàn)的特征顏色，判斷試樣所含的金屬元素，化學(xué)上把這樣的定性分析操作稱為焰色試驗(yàn)。2．焰色試驗(yàn)的一般操作步驟3．幾種常見金屬元素的焰色鈉：黃色，鋰紫紅色，鈣磚紅色，鋇黃綠色，銅綠色，鉀紫色(觀察時(shí)透過藍(lán)色鈷玻璃，防止鈉焰色的干擾。)【記憶口訣】鈉黃(色)鈣磚紅(色)鋰紫紅(色)，鉀紫色鋇黃綠(色)，鍶為洋紅最美麗?！纠?】（2021·金華市第八中學(xué)）用潔凈的鉑絲蘸取某無色溶液，放在無色火焰上灼燒，火焰的顏色只呈黃色，下列說法中錯(cuò)誤的是（）A．該溶液中可能含有鈉離子，一定沒有鉀離子 B．該溶液中一定含有鈉離子C．該溶液中一定沒有銅離子 D．該溶液中可能含有鉀離子1．節(jié)日燃放的絢麗焰火與“焰色試驗(yàn)”知識(shí)相關(guān)。下列說法中正確的是()A．焰色試驗(yàn)均應(yīng)透過藍(lán)色鈷玻璃觀察B．NaCl與Na2CO3灼燒時(shí)火焰顏色相同C．焰色試驗(yàn)是化學(xué)變化D．焰色試驗(yàn)后金屬絲用硫酸清洗并在外焰上灼燒至沒有顏色，再蘸取其他樣品灼燒2．焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)過程中鉑絲的清洗和灼燒與鉀焰色反應(yīng)的觀察兩項(xiàng)操作如圖所示：鉑絲的清洗和灼燒觀察鉀的焰色反應(yīng)下列敘述中不正確的是()A．每次實(shí)驗(yàn)中都要先將鉑絲灼燒到火焰無色，再蘸取被檢驗(yàn)物質(zhì)B．鉀的焰色反應(yīng)要透過藍(lán)色鈷玻璃觀察C．實(shí)驗(yàn)時(shí)最好選擇本身顏色較深的火焰D．沒有鉑絲可用無銹鐵絲代替進(jìn)行實(shí)驗(yàn)【學(xué)科素養(yǎng)】了解純堿的生產(chǎn)歷史素材1路布蘭制堿法1783年，法國科學(xué)院以1200法郎高額獎(jiǎng)金懸賞征求制造純堿的方法。1789年，法國奧爾良地區(qū)封建主公爵的侍從醫(yī)生路布蘭成功地創(chuàng)造了一種制堿的方法，1791年獲得專利，建立起日產(chǎn)250～300kg的堿廠。路布蘭制堿法所用的原料除食鹽外，還有濃硫酸、木炭和石灰石。其生產(chǎn)工藝如下：①第一步：利用濃硫酸將食鹽轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徕c：2NaCl＋H2SO4(濃)=Na2SO4＋2HCl↑。②第二步：將硫酸鈉與木炭、石灰石在爐中共熱。爐中硫酸鈉與木炭作用后生成硫化鈉和一氧化碳：Na2SO4＋4Ceq\o(=,\s\up10(高溫))Na2S＋4CO↑。③第三步：硫化鈉與石灰石進(jìn)行反應(yīng)，生成碳酸鈉和硫化鈣：Na2S＋CaCO3eq\o(=,\s\up10(高溫))Na2CO3＋CaS。素材2索爾維制堿法1861年，比利時(shí)人索爾維以食鹽、石灰石和氨為原料，制得了碳酸鈉和氯化鈣，此為氨堿法。其反應(yīng)步驟如下：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O=NaHCO3＋NH4Cl，CaCO3eq\o(=,\s\up10(高溫))CaO＋CO2↑，2NH4Cl＋CaO=2NH3↑＋CaCl2＋H2O，2NaHCO3eq\o(=,\s\up10(高溫))Na2CO3＋CO2＋H2O。反應(yīng)生成的CO2和NH3可重新作為原料使用?？偡磻?yīng)式為CaCO3＋2NaCleq\o(=,\s\up10(高溫))CaCl2＋Na2CO3這種制堿法的原料利用率低，并產(chǎn)生大量使用價(jià)值不高的副產(chǎn)物CaCl2。素材3侯氏制堿法聯(lián)合制堿法又稱侯氏制堿法，用于在工業(yè)上制取純堿(Na2CO3)，由侯德榜于1943年發(fā)明，是世界上廣泛采用的制純堿法。具體過程為：在飽和氨鹽水中(氨氣、氯化鈉都達(dá)到飽和的溶液)通入二氧化碳從而發(fā)生如下反應(yīng)：反應(yīng)化學(xué)方程式為：（1）NH3＋H2O＋CO2=NH4HCO3。（2）NH4HCO3＋NaCl=NH4Cl＋NaHCO3↓。（3）2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑。反應(yīng)中的碳酸氫鈉由于溶解度低而析出，可以進(jìn)一步煅燒分解為碳酸鈉、水和二氧化碳，其中二氧化碳可以再次進(jìn)入反應(yīng)重復(fù)利用。問題探究：（1）從環(huán)境污染和對(duì)設(shè)備的腐蝕角度分析索爾維制堿法比路布蘭制堿法的優(yōu)點(diǎn)是什么？（2）索爾維制堿法的缺點(diǎn)是什么？（3）相對(duì)于索爾維制堿法，侯氏制堿法做了哪些改進(jìn)？（4）侯氏制堿法優(yōu)點(diǎn)主要有哪些？（5）在飽和食鹽水中先通入NH3形成飽和氨的飽和食鹽水，而不是先通入足量CO2，其理由是什么？1．Na2CO3又稱純堿，蘇打，是一種重要的化工原料。下列關(guān)于Na2CO3的說法，錯(cuò)誤的是()A．它的俗名是純堿 B．它是一種堿C．它的水溶液呈堿性 D．它是一種鹽2．下列關(guān)于Na2CO3和NaHCO3性質(zhì)的說法，正確的是()A．在水中的溶解度：NaHCO3>Na2CO3B．熱穩(wěn)定性：NaHCO3<Na2CO3C．與稀鹽酸反應(yīng)生成CO2的速率：NaHCO3<Na2CO3D．Na2CO3不能轉(zhuǎn)化成NaHCO3，而NaHCO3能轉(zhuǎn)化成Na2CO33．依據(jù)已有知識(shí)，下列各組溶液只能用焰色反應(yīng)來鑒別的是()A．NaCl、KCl B．Na2CO3、KClC．CaCl2、NaCl D．K2CO3、CaCl24．在溶液中能大量共存，加入OH－有沉淀析出，加入H＋能放出氣體的是()A．Na＋、H＋、NOeq\o\al(－,3)、Cl－B．Ca2＋、NOeq\o\al(－,3)、HCOeq\o\al(－,3)、Cl－C．K＋、H＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)D．Ca2＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3)5．為除去括號(hào)內(nèi)的雜質(zhì)，所選用的試劑或方法不正確的是()A．Na2CO3溶液(NaHCO3)，選用適量的NaOH溶液B．NaHCO3溶液(Na2CO3)，應(yīng)通入過量的CO2氣體C．Na2O2粉末(Na2O)，將混合物在氧氣中加熱D．Na2CO3溶液(Na2SO4)，加入適量Ba(OH)2溶液，過濾6．在課堂上老師出示了兩瓶失去標(biāo)簽的Na2CO3和NaHCO3無色飽和溶液，希望班里同學(xué)提出簡便的鑒別方法，該班同學(xué)踴躍提出看法，其中不合理的是()①用干燥的pH試紙檢驗(yàn)，pH大的是Na2CO3②取等量的溶液于兩支試管中，各滴入酚酞溶液，紅色較深的是Na2CO3③取等量的溶液于兩支試管中，加熱，有氣泡產(chǎn)生的是NaHCO3④取等量的溶液于兩支試管中，逐滴加入稀鹽酸，開始就有氣體放出的是NaHCO3⑤取等量的溶液于兩支試管中，滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀的是Na2CO3⑥取等量的溶液于兩支試管中，滴加Ba(OH)2溶液，生成白色沉淀的是Na2CO3A．①②B．③⑥C．④⑤D．②⑤7．（2021·石家莊市第四中學(xué)高一期中）如圖是實(shí)驗(yàn)室研究潛水艇中供氧體系反應(yīng)機(jī)理的裝置圖(夾持儀器略)。（1）B裝置可除去A裝置中可能揮發(fā)出的某種氣體，反應(yīng)的離子方程式為_______。（2）C裝置為O2的發(fā)生裝置，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。（3）D裝置可除去C裝置中未反應(yīng)的某種氣體，反應(yīng)的離子方程式為_______。（4）C裝置中固體由淡黃色完全變?yōu)榘咨?，檢驗(yàn)固體成分的實(shí)驗(yàn)方案為：取少量C裝置中反應(yīng)后的固體溶于水，向溶液中滴入過量CaCl2溶液，若有白色沉淀生成，則證明固體中含有Na2CO3，過濾，向?yàn)V液中滴入幾滴酚酞溶液，若現(xiàn)象為_______，則證明固體中含有NaOH而不含有Na2O2。8．（2021·河北石家莊市·正定中學(xué)高一開學(xué)考試）某化學(xué)興趣小組模擬“侯氏制堿法”制純堿并進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。Ⅰ.制備純堿：先以NaCl、NH3、CO2和水等為原料，用下圖所示裝置制取NaHCO3，然后再將NaHCO3制備成Na2CO3。（1）裝置乙中盛放的試劑為_______，它的作用是_______。（2）反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后，觀察到裝置丙中試劑瓶內(nèi)溶液中有白色固體析出，經(jīng)檢驗(yàn)該白色固體是NaHCO3。裝置丙中可得兩種產(chǎn)物，分別是NaHCO3和另一種鹽，裝置丙中總反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。（3）用裝置丙中產(chǎn)生的NaHCO3制取Na2CO3時(shí)，需要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作有_______、洗滌固體、_______，最后一步發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。Ⅱ.測(cè)定所得產(chǎn)品的組成和純度（4）檢驗(yàn)純堿樣品中是否混有NaHCO3，請(qǐng)選擇下列裝置設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并完成下表：選擇的裝置(填編號(hào))實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論______________樣品中含NaHCO39．某研究性學(xué)習(xí)小組學(xué)習(xí)了工業(yè)“侯氏制堿法”的原理后，知道：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl。[提出問題]能否在實(shí)驗(yàn)室模擬“侯氏制堿法”中制取NaHCO3的過程呢？[實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證]如圖是該學(xué)習(xí)小組進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)所用到的部分主要裝置。已知濃氨水遇生石灰會(huì)產(chǎn)生大量的NH3。請(qǐng)回答下列問題：（1）檢驗(yàn)A裝置氣密性的方法是：塞