碳酸鈉和碳酸氫鈉-焰色試驗(新人教版必修第一冊)(原卷版)

2.1.3碳酸鈉和碳酸氫鈉焰色試驗考點精講考點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【點撥】證明Na2CO3、NaHCO3熱穩(wěn)定性的套管實驗裝置。2．相互轉(zhuǎn)化(1)Na2CO3溶液→NaHCO3溶液。Na2CO3＋H2O＋CO2=2NaHCO3。(2)NaHCO3→Na2CO3。①2NaHCO3eq\o(=,\s\up10(△))Na2CO3＋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【典例】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點時，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，請畫出V(CO2)－V(HCl)的大致圖像?！炯记膳c方法】V(CO2)－V[HCl(aq)]的圖像理解?eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(OA＝AB時：溶質(zhì)為Na2CO3,OA＜AB時：溶質(zhì)為Na2CO3、NaHCO3,OA＞AB時：溶質(zhì)為Na2CO3、NaOH,OA＝O時：溶質(zhì)為NaHCO3))【針對訓(xùn)練】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．現(xiàn)有兩瓶無標簽的無色溶液，分別裝有Na2CO3和NaHCO3，用下列試劑或方法能將兩者區(qū)分的是()①Ca(OH)2②鹽酸③CaCl2④NaOH⑤加熱A．②③B．①③C．③④D．②⑤3．除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3可采取的方法是()A．通入二氧化碳氣體 B．加入氫氧化鋇溶液C．加入澄清石灰水 D．加入稀鹽酸4．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．Na2O考點2：焰色試驗1．定義：某些金屬及其化合物灼燒時火焰呈現(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。2．焰色試驗的一般操作步驟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(觀察時透過藍色鈷玻璃，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?！镜淅抗?jié)日燃放的絢麗焰火與“焰色試驗”知識相關(guān)。下列說法中正確的是()A．焰色試驗均應(yīng)透過藍色鈷玻璃觀察B．NaCl與Na2CO3灼燒時火焰顏色相同C．焰色試驗是化學(xué)變化D．焰色試驗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【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)2NaHCO3eq\o(=,\s\up10(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑。反應(yīng)中的碳酸氫鈉由于溶解度低而析出，可以進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入反應(yīng)重復(fù)利用。問題探究：(1)從環(huán)境污染和對設(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)點是什么？(2)索爾維制堿法的缺點是什么？(3)相對于索爾維制堿法，侯氏制堿法做了哪些改進？(4)侯氏制堿法優(yōu)點主要有哪些？(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？考點達標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，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．焰色反應(yīng)實驗過程中鉑絲的清洗和灼燒與鉀焰色反應(yīng)的觀察兩項操作如圖所示：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．每次實驗中都要先將鉑絲灼燒到火焰無色，再蘸取被檢驗物質(zhì)B．鉀的焰色反應(yīng)要透過藍色鈷玻璃觀察C．實驗時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行實驗5．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)6．按如圖所示裝置進行實驗，填寫有關(guān)現(xiàn)象及化學(xué)方程式。ABDE(1)A中現(xiàn)象是___________________________________________________。(2)B中濃硫酸的作用是_____________________________________________________。(3)C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________________________________。(4)D中的現(xiàn)象是_________________________________________________。(5)E中收集的氣體是_____________________________________________________(填名稱)。提升鞏固7．為除去括號內(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8．在課堂上老師出示了兩瓶失去標簽的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，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．②⑤9．(素養(yǎng)題)侯氏制堿法是我國化學(xué)工程專家侯德榜于1943年獨立發(fā)明，它打破了當時外國的技術(shù)封鎖。某化學(xué)小組模擬侯氏制堿法，以NaCl、NH3、CO2和水等為原料以及如圖所示裝置制取NaHCO3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH3＋CO2＋H2O＋NaCl=NaHCO3↓＋NH4Cl。然后再將NaHCO3制成Na2CO3。(1)裝置乙