《碳酸鈉和碳酸氫鈉焰色試驗》一、碳酸鈉和碳酸氫鈉1.碳酸鈉和碳酸氫鈉的溶解性。在兩支試管中分別加入少量的碳酸鈉和碳酸氫鈉(各約1g),完成下列實驗:初步結論:①Na2CO3加少量水后變?yōu)?/p>

碳酸鈉晶體

。

②Na2CO3和NaHCO3都能溶于水,溶解度大小比較(25℃時):Na2CO3

>

(填“>”或“<”)NaHCO3。

③Na2CO3、NaHCO3的水溶液都呈

堿

性。強弱比較:上述實驗中所得Na2CO3溶液的堿性比NaHCO3溶液的堿性

強

(填“強”或“弱”)。

2.碳酸鈉和碳酸氫鈉的熱穩(wěn)定性。

實驗結論:Na2CO3受熱

不易分解

;NaHCO3受熱易分解

,生成物中含有

CO2和H2O

。Na2CO3的熱穩(wěn)定性比NaHCO3的

強

。微判斷(1)碳酸鈉又名純堿,說明碳酸鈉既屬于鹽類又屬于堿類。(

)(2)Na2CO3溶液和NaHCO3溶液都呈堿性。(

)(3)小蘇打可用于治療胃酸過多。(

)

×√√二、焰色試驗1.焰色試驗操作。將鉑絲(或光潔無銹的鐵絲)用鹽酸洗凈,在火焰上灼燒至與原來的火焰顏色相同后,若蘸取碳酸鈉溶液,在無色火焰上灼燒,可觀察到的現(xiàn)象是火焰呈

黃

色;若蘸取碳酸鉀溶液,在無色火焰上灼燒,透過

藍色鈷

玻璃可觀察到的現(xiàn)象是火焰呈

紫色

。

2.焰色試驗。很多金屬或它們的化合物在燃燒時使火焰呈現(xiàn)出特征的顏色。根據(jù)

火焰呈現(xiàn)的特征顏色

,判斷

試樣所含的金屬元素的定性分析

操作稱為焰色試驗。

在節(jié)日時燃放的焰火會呈現(xiàn)五顏六色的火焰,是因為在焰火中存在多種

金屬

元素(如

鋰、鈉、鉀、鍶、鋇

等)。微思考

焰色試驗是化學變化嗎?提示:不是,是物理變化。

一碳酸鈉和碳酸氫鈉問題探究實驗1:分別向相同濃度的Na2CO3和NaHCO3溶液中逐滴滴加稀鹽酸。

實驗2:分別向相同濃度的Na2CO3和NaHCO3溶液中逐滴滴加澄清石灰水。回答下列問題。(1)分析實驗1中為何向Na2CO3溶液中滴加稀鹽酸開始無氣泡產生?分析實驗1中兩個實驗都產生氣體的原因。寫出相關反應的離子方程式。(2)實驗2中產生相同現(xiàn)象的原因是什么?寫出相關反應的離子方程式。能用澄清石灰水鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉溶液嗎?為什么?歸納總結1.Na2CO3和NaHCO3的性質比較。名稱碳酸鈉(純堿或蘇打)碳酸氫鈉(小蘇打)物理性質白色粉末,易溶于水細小白色晶體,能溶于水,常溫下其溶解度比Na2CO3的小與酸反應能反應,有氣體產生劇烈反應,有氣體產生與堿反應能與Ca(OH)2、Ba(OH)2溶液反應與堿溶液都能反應2.碳酸鈉與碳酸氫鈉的鑒別。(1)利用熱穩(wěn)定性不同。(2)利用與酸反應生成氣體的速率不同(相同條件下)。

3.除雜(括號內物質為雜質)。

混合物除雜方法及試劑Na2CO3固體(NaHCO3)加熱NaHCO3溶液(Na2CO3)通入足量CO2氣體Na2CO3溶液(NaHCO3)加入適量NaOH溶液典例剖析【例1】

有兩份質量相同的NaHCO3,向第一份中加入鹽酸使其充分反應;將第二份加熱使其完全分解,冷卻至原溫度,再加入相同濃度的鹽酸充分反應,則它們所耗用的鹽酸的體積比為(

)。A.2∶1 B.1∶1C.1∶2 D.4∶1答案:B解析:不論NaHCO3是直接與酸反應,還是受熱分解后的固體再與酸反應,其中的Na+均轉化為NaCl,因為兩份質量相同的NaHCO3所含Na+的個數(shù)相同,則所需Cl-的個數(shù)相同,即消耗HCl的質量相同,所以由守恒式可直接判斷出它們所耗用的相同濃度的鹽酸的體積相同。學以致用1.(1)Na2CO3固體中混有少量NaHCO3固體,除去雜質的方法是

,相關的化學方程式是

。

(2)NaHCO3固體中混有少量Na2CO3固體,除雜方法是

,相關的化學方程式是

。

(3)NaOH固體中混有少量Na2CO3固體,除雜方法是

,反應的離子方程式是

。

答案:(1)加熱2NaHCO3

Na2CO3+H2O+CO2↑(2)配成溶液,通入足量CO2后常溫風干Na2CO3+CO2+H2O═2NaHCO3二焰色試驗問題探究“燈樹千光照,花焰七枝開。”“東風夜放花千樹,更吹落、星如雨。……驀然回首,那人卻在,燈火闌珊處。”上述詩詞中所涉及的現(xiàn)象都和焰色試驗有關。思考:(1)焰色試驗用的鉑絲或無銹鐵絲,能否用銅絲代替?(2)每次焰色試驗完成后,為何用鹽酸洗凈鉑絲并灼燒至與原火焰的顏色相同?提示:(1)不能用銅絲,銅在灼燒時焰色呈綠色。(2)鹽酸易揮發(fā),灼燒至與原火焰顏色相同說明洗干凈了。歸納總結1.焰色試驗產生的火焰顏色與元素的存在狀態(tài)無關,如灼燒鈉的化合物和單質時,火焰顏色均為黃色。幾種常見金屬的焰色:鋰——紫紅色,鈉——黃色,鉀——紫色(透過藍色鈷玻璃),鈣——磚紅色,鋇——黃綠色,銅——綠色。2.焰色試驗操作。

3.焰色試驗體現(xiàn)的是元素的性質,焰色試驗可以鑒別物質,這種鑒別物質的方法屬于物理方法,而不是化學方法。典例剖析【例2】

下列關于焰色試驗的說法中正確的是(

)。A.焰色試驗是化學變化B.可以用焰色試驗鑒別KCl和NaClC.在進行焰色試驗時,應用硫酸洗滌鉑絲D.若某物質的焰色呈黃色,說明該物質只含鈉元素,不含鉀元素答案:B解析:焰色試驗是物理變化,A錯誤;KCl和NaCl火焰顏色不同,前者為紫色(透過藍色鈷玻璃觀察),后者為黃色,B正確;在進行焰色試驗時,應用鹽酸洗滌鉑絲,C錯誤;若某物質的焰色呈黃色,說明該物質一定含鈉元素,沒有透過藍色鈷玻璃觀察,因此不能說明不含鉀元素,D錯誤。學以致用2.下列說法中正確的是(

)。A.非金屬單質燃燒時火焰均為無色B.NaCl與Na2CO3灼燒時火焰顏色相同C.觀察金屬元素的焰色均應透過藍色鈷玻璃觀察D.只有金屬單質灼燒時火焰才有顏色答案:B解析:硫在空氣中燃燒,火焰呈淡藍色,A項錯誤。因焰色是金屬元素的性質,只要含有的金屬元素相同,無論是單質還是化合物灼燒時火焰顏色都相同,B項正確,D項錯誤。鉀的焰色的觀察需要透過藍色鈷玻璃濾去黃光,C項錯誤。1.進行焰色試驗時,某物質的焰色為黃色,下列判斷正確的是(

)。A.該物質一定是鈉的化合物 B.該物質一定含鈉元素C.該物質一定是金屬鈉 D.該物質中不含鉀元素答案:B解析:焰色為黃色,說明該物質中一定含鈉元素,既可能是金屬鈉,也可能是鈉的化合物。2.要除去Na2CO3溶液中含有的少量NaHCO3雜質,所選試劑最好是(

)。A.澄清石灰水 B.Ba(OH)2溶液

C.NaOH溶液 D.鹽酸答案:C解析:加入澄清石灰水,氫氧化鈣與碳酸氫鈉反應,同時也能與碳酸鈉反應,不能達到除雜目的,A錯誤;加入氫氧化鋇溶液,氫氧化鋇與碳酸氫鈉反應,同時也能與碳酸鈉反應,B錯誤;加入適量的氫氧化鈉溶液,碳酸氫鈉與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水,雜質轉化為主要成分,C正確;加入鹽酸,鹽酸與碳酸氫鈉反應,同時也能與碳酸鈉反應,D錯誤。3.78g過氧化鈉與168g碳酸氫鈉固體混合后,在密閉容器中加熱充分反應,排盡氣體后冷卻,殘留的固體物質是(

)。A.Na2CO3

B.Na2O2、Na2CO3C.NaOH、Na2CO3 D.Na2O2、NaOH、Na2CO3答案:A解析:168

g碳酸氫鈉受熱分解生成44

g

CO2和18

g

H2O,44

g

CO2與78

g過氧化鈉恰好完全反應得到碳酸鈉。反應過程中可視為二氧化碳先與Na2O2反應,原因是水與過氧化鈉反應生成氫氧化鈉,氫氧化鈉還要與二氧化碳反應。4.下列關于碳酸鈉和碳酸氫鈉的比較中,不正確的是(

)。A.兩者在水中的溶解度不同,室溫下,碳酸氫鈉的溶解度小于碳酸鈉B.兩者的熱穩(wěn)定性不同,碳酸鈉的熱穩(wěn)定性大于碳酸氫鈉C.兩者都能與鹽酸反應放出二氧化碳氣體,等質量的碳酸鈉和碳酸氫鈉與鹽酸反應生成CO2的量一樣多D.兩者在一定條件下可以相互轉化答案:C解析:等質量的Na2CO3和NaHCO3與足量鹽酸反應生成CO2的量不同,NaHCO3生成CO2的量多。5.某?；瘜W課外小組為了鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉兩種白色固體,用不同的方法做了以下實驗,如圖Ⅰ~Ⅳ所示。(1)圖Ⅰ、Ⅱ所示實驗能夠達到實驗目的的是(填裝置序號)

。(2)圖Ⅲ、Ⅳ所示實驗均能鑒別這兩種物質,其反應的化學方程式為

、

。(3)若用實驗Ⅳ驗證碳酸鈉和碳酸氫鈉的穩(wěn)定性,則試管B中裝入的固體最好是

。(4)另有兩瓶溶液,已知分別是等濃度的K2CO3和NaHCO3,請你寫出一種不同的鑒別方法。(寫出簡要操作、現(xiàn)象和結論)

。

答案:(1)Ⅱ(2)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑CO2+Ca(OH)2══CaCO3↓+H2O(3)NaHCO3(4)焰色試驗,通過藍色鈷玻璃能看到紫色焰色的是K2CO3,否則是NaHCO3解析:(1)碳酸鈉和碳酸氫鈉均能與鹽酸反應生成二氧化碳,通入澄清石灰水后都能使澄清石灰水變渾濁,而圖Ⅱ的實驗是比較兩者產生氣體的速率,碳酸氫鈉與鹽酸反應產生氣體的速率快,故可用圖Ⅱ來鑒別它們;(2)圖Ⅲ、Ⅳ所示實驗均能鑒別這兩種物質,涉及的化學反應為2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑、CO2+Ca(OH)2══CaCO3↓+H2O;(3)試管B中裝入的固體最好是NaHCO3;(4)鑒別K2CO3和NaHCO3可以利用焰色試驗。探究一碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質比較及鑒別【問題探究】1.實驗一:觀察碳酸鈉和碳酸氫鈉的溶解性(1)在兩支試管里分別加入少量Na2CO3和NaHCO3(各約1g),觀察二者的外觀。(2)向以上兩支試管中分別滴入幾滴水,振蕩,觀察現(xiàn)象,將溫度計分別插入其中,觀察溫度計示數(shù)有何變化。(3)繼續(xù)向(2)的試管中分別加入5mL水,用力振蕩,觀察現(xiàn)象。(4)分別向(3)所得溶液中滴入1~2滴酚酞溶液,觀察現(xiàn)象。2.實驗二:觀察碳酸鈉和碳酸氫鈉的熱穩(wěn)定性如圖所示,分別加熱Na2CO3和NaHCO3,觀察現(xiàn)象,比較Na2CO3和NaHCO3的熱穩(wěn)定性。加熱碳酸鈉或碳酸氫鈉

3.實驗三:觀察碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽酸的反應

問題思考:(1)Na2CO3與NaHCO3相比,溶解性、熱穩(wěn)定性有何不同?等質量的Na2CO3、NaHCO3固體與等濃度、等體積的足量鹽酸反應時現(xiàn)象有何異同?提示

Na2CO3與NaHCO3相比,Na2CO3的溶解性、熱穩(wěn)定性均比NaHCO3的強;二者均可以與鹽酸反應生成二氧化碳氣體,當?shù)荣|量的二者與等濃度、等體積的足量鹽酸反應時,NaHCO3產生二氧化碳的速率快且多,反應更劇烈。(2)能否用澄清石灰水鑒別NaHCO3和Na2CO3溶液?為什么?提示

否,二者均與澄清石灰水反應生成CaCO3沉淀。(3)Na2CO3與NaHCO3相互轉化的條件如何?4.各取少量的Na2CO3、NaHCO3溶液于兩支試管中,分別逐滴加入稀鹽酸至過量。兩溶液有什么現(xiàn)象?發(fā)生的反應有哪些?寫出有關離子方程式。【深化拓展】1.碳酸鈉、碳酸氫鈉與常見物質的反應反應物Na2CO3NaHCO3鹽酸Na2CO3+HCl(少量)===NaHCO3+NaClNa2CO3+2HCl(過量)===2NaCl+H2O+CO2↑NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑NaOH—NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2OCa(OH)2Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOHNaHCO3(少量)+Ca(OH)2===NaOH+CaCO3↓+H2OCO2Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3—BaCl2Na2CO3+BaCl2===BaCO3↓+2NaCl—2.Na2CO3與NaHCO3的鑒別

依據(jù)現(xiàn)象熱穩(wěn)定性加熱固體有氣體產生的是NaHCO3,無明顯變化的是Na2CO3與CaCl2(或BaCl2)溶液反應有沉淀生成的是Na2CO3溶液,無明顯變化的是NaHCO3溶液溶液中逐滴加入稀鹽酸立即產生氣體的是NaHCO3溶液,開始不產生氣體,滴加一會兒才產生氣體的是Na2CO3溶液3.除雜(括號內為雜質)混合物除雜方法及試劑Na2CO3固體(NaHCO3)加熱NaHCO3溶液(Na2CO3)通入足量CO2氣體【素能應用】典例1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,希望班里同學提出簡便的鑒別方法。該班同學踴躍提出方法,其中不合理的是(

)①取等量的溶液于兩支試管中,加熱,有氣泡產生的是NaHCO3飽和溶液②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NaHCO3飽和溶液③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Na2CO3飽和溶液④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Na2CO3飽和溶液A.①②

B.①④C.③④ D.②③答案

B解析

NaHCO3在溶液中時受熱不分解,只有NaHCO3固體受熱才分解,①不合理;分別向兩支試管中滴加Ba(OH)2溶液,都能出現(xiàn)白色沉淀,化學方程式為Na2CO3+Ba(OH)2===2NaOH+BaCO3↓、2NaHCO3+Ba(OH)2===Na2CO3+BaCO3↓+2H2O,④不合理。易錯提醒鑒別Na2CO3溶液和NaHCO3溶液時,不能用Ca(OH)2溶液或Ba(OH)2溶液,因Na2CO3溶液和NaHCO3溶液遇Ca(OH)2溶液或Ba(OH)2溶液時都會立即產生白色沉淀,反應現(xiàn)象相同,故不能鑒別。變式訓練1(2021廣東東莞高一檢測)下列實驗方案中,不能測定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3質量分數(shù)的是(

)A.取a克混合物充分加熱,減重b克B.取a克混合物與足量稀鹽酸充分反應,加熱、蒸干、灼燒,得b克固體C.取a克混合物與足量稀硫酸充分反應,逸出氣體用堿石灰吸收,增重b克D.取a克混合物與足量Ba(OH)2溶液充分反應,過濾、洗滌、烘干,得b克固體答案

C解析

取a克混合物充分加熱,減重b克,根據(jù)差量法可求出NaHCO3的質量,從而求出Na2CO3的質量分數(shù),A能測定;取a克混合物與足量稀鹽酸充分反應,加熱、蒸干、灼燒,得b克固體氯化鈉,列方程組即可求出,B能測定;C中,取a克混合物與足量稀硫酸充分反應,逸出氣體用堿石灰吸收,增重b克,由于逸出氣體中含有H2O(g),故無法求解,C不能測定;D項,由于二者都能與Ba(OH)2溶液反應生成BaCO3沉淀,由Na2CO3→BaCO3、NaHCO3→BaCO3的轉化關系,列方程組即可求出混合物中Na2CO3的質量分數(shù),D能測定。探究二焰色試驗【問題探究】2020