第二章第一節(jié)第三課時(shí)碳酸鈉和碳酸氫鈉、焰色試驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)一碳酸鈉和碳酸氫鈉知識(shí)點(diǎn)二焰色試驗(yàn)?zāi)夸浰饕?/p>

素養(yǎng)目標(biāo)學(xué)習(xí)要點(diǎn)1.能從物質(zhì)的組成的角度認(rèn)識(shí)碳酸鈉、碳酸氫鈉,并對(duì)它們進(jìn)行分類;認(rèn)識(shí)碳酸鈉、碳酸氫鈉的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化,形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念,培養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析的學(xué)科素養(yǎng)。2.通過(guò)碳酸鈉、碳酸氫鈉性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究,能提出碳酸鈉、碳酸氫鈉的鑒別方法,并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)的學(xué)科素養(yǎng)。一個(gè)試驗(yàn),兩個(gè)顏色:焰色試驗(yàn),鈉(黃色)鉀(紫色)三種鑒別方法:碳酸鈉與碳酸氫鈉的鑒別方法知識(shí)點(diǎn)一碳酸鈉和碳酸氫鈉基礎(chǔ)落實(shí)?必備知識(shí)全過(guò)關(guān)1.用途

從性質(zhì)看用途

造紙合成洗滌劑制玻璃發(fā)酵粉治療胃酸過(guò)多2.物理性質(zhì)

物質(zhì)碳酸鈉碳酸氫鈉俗名純堿

“純堿”不是堿,是鹽

___________色態(tài)

色粉末

細(xì)小

水溶性溶解度

溶于水

水中易溶,但比Na2CO3的溶解度

水溶液性質(zhì)水溶液顯

性;遇少量水變成晶體(水合碳酸鈉,化學(xué)式為Na2CO3·xH2O

常見(jiàn)的有Na2CO3·H2O、Na2CO3·7H2O、Na2CO3·10H2O三種)加少量水溶解,吸熱,溶液呈

性

小蘇打白白色晶體易小堿堿3.化學(xué)性質(zhì)(1)裝置(如圖)(2)現(xiàn)象與結(jié)論

物質(zhì)碳酸氫鈉碳酸鈉現(xiàn)象澄清石灰水

澄清石灰水

結(jié)論碳酸氫鈉

,受熱

分解,化學(xué)方程式:

。碳酸鈉很

,受熱

發(fā)生分解

應(yīng)用可利用

的方法來(lái)鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉

固體的鑒別

變渾濁不變渾濁不穩(wěn)定容易2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O穩(wěn)定不易加熱名師點(diǎn)撥(1)Na2CO3溶解放熱,NaHCO3溶解吸熱;(2)Na2CO3、NaHCO3溶液都呈堿性,溶液濃度相等時(shí),Na2CO3溶液的堿性稍強(qiáng)。深度思考教材中描述“碳酸鈉晶體在干燥空氣里逐漸失去結(jié)晶水變成碳酸鈉粉末”,該變化是物理變化還是化學(xué)變化?提示

化學(xué)變化。

科學(xué)史話侯德榜和侯氏制堿法。其制備流程如圖。(1)沉淀池中發(fā)生的反應(yīng)為NH3+NaCl+CO2+H2O══NaHCO3↓+NH4Cl。(2)產(chǎn)生Na2CO3的化學(xué)方程式為2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。(3)侯氏制堿法中先通氨氣(極易溶于水)至飽和再通二氧化碳的優(yōu)點(diǎn)是:氨氣易溶于水,且溶于水后顯堿性,有助于吸收二氧化碳,從而析出更多的碳酸氫鈉。重難突破?能力素養(yǎng)全提升探究角度1

碳酸鈉、碳酸氫鈉的性質(zhì)比較與應(yīng)用例1如圖所示是某化學(xué)興趣小組根據(jù)教材知識(shí)設(shè)計(jì)的能說(shuō)明Na2CO3與NaHCO3熱穩(wěn)定性的套管實(shí)驗(yàn)。下列敘述中不正確的是(

)A.甲為Na2CO3,乙為NaHCO3B.要證明NaHCO3受熱能產(chǎn)生水,可在小試管內(nèi)放置粘有少量無(wú)水硫酸銅粉末的棉花球C.加熱不久就能看到B燒杯中的澄清石灰水變渾濁D.整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中A燒杯中的澄清石灰水無(wú)明顯變化A解析

乙處溫度高于甲處,甲為NaHCO3,乙為Na2CO3,故A錯(cuò)誤;無(wú)水硫酸銅遇水變成藍(lán)色的CuSO4·5H2O,故B正確;NaHCO3不穩(wěn)定,受熱分解產(chǎn)生的CO2進(jìn)入B中,使石灰水變渾濁,故C正確;Na2CO3穩(wěn)定,受熱不分解,所以A中的石灰水不會(huì)變渾濁,故D正確。歸納總結(jié)

碳酸鈉與碳酸氫鈉化學(xué)性質(zhì)比較

反應(yīng)物Na2CO3NaHCO3鹽酸Na2CO3+HCl(少量)══NaHCO3+NaCl,Na2CO3+2HCl(過(guò)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—反應(yīng)物Na2CO3NaHCO3BaCl2Na2CO3+BaCl2══BaCO3↓+2NaCl—熱穩(wěn)定性Na2CO3>NaHCO3NaHCO3受熱分解的化學(xué)方程式為2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1](2024·河南三門峽高一檢測(cè))除去下列物質(zhì)中所含的雜質(zhì)(括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì)),選用試劑或方法正確的是(

)A.NaHCO3溶液(Na2CO3):Ca(OH)2溶液B.CO2(HCl):飽和的Na2CO3溶液C.Na2CO3固體(NaHCO3):NaOHD.Na2O2(Na2O):與氧氣共熱D解析

NaHCO3溶液和Na2CO3溶液均能與Ca(OH)2溶液反應(yīng),故A錯(cuò)誤;CO2能與Na2CO3溶液反應(yīng)生成NaHCO3,應(yīng)選用飽和的NaHCO3溶液除去CO2中的HCl,故B錯(cuò)誤;Na2CO3固體中的NaHCO3可通過(guò)加熱的方法除去,故C錯(cuò)誤;氧化鈉與氧氣發(fā)生反應(yīng):2Na2O+O22Na2O2,故D正確。思維模型

碳酸鈉與碳酸氫鈉的相互轉(zhuǎn)化及應(yīng)用Na2CO3NaHCO3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溶液探究角度2

碳酸鈉、碳酸氫鈉的鑒別例2(教材改編題)有兩支試管分別裝有Na2CO3和NaHCO3溶液,下列操作和判斷正確的是(

)選項(xiàng)操作判斷A分別加入澄清石灰水產(chǎn)生沉淀者為Na2CO3B分別加入等濃度的稀鹽酸反應(yīng)較劇烈者為Na2CO3C分別加入BaCl2溶液產(chǎn)生沉淀者為Na2CO3D逐滴加入等濃度的鹽酸立即產(chǎn)生氣泡者為Na2CO3C解析

A項(xiàng)中發(fā)生的反應(yīng)分別為Na2CO3+Ca(OH)2══CaCO3↓+2NaOH,2NaHCO3+Ca(OH)2══CaCO3↓+Na2CO3+2H2O,兩者現(xiàn)象相同(產(chǎn)生白色沉淀);B項(xiàng)滴加等濃度的稀鹽酸時(shí),NaHCO3溶液反應(yīng)更劇烈;C項(xiàng)Na2CO3與BaCl2發(fā)生反應(yīng):Na2CO3+BaCl2══BaCO3↓+2NaCl,產(chǎn)生白色沉淀,NaHCO3與BaCl2不反應(yīng);D項(xiàng)逐滴加入等濃度的鹽酸時(shí),NaHCO3立即產(chǎn)生氣泡,Na2CO3開(kāi)始無(wú)氣泡產(chǎn)生,過(guò)一會(huì)兒才產(chǎn)生氣泡。【變式設(shè)問(wèn)】(1)若將A項(xiàng)改為分別加入氫氧化鋇溶液,能否鑒別?(2)上題D項(xiàng),滴加順序顛倒,即將兩種溶液分別滴入鹽酸中,能否鑒別?提示

不能。因?yàn)镹a2CO3和NaHCO3均與Ba(OH)2反應(yīng)生成白色沉淀BaCO3,不能鑒別。提示

否。將兩種溶液滴入稀鹽酸中,鹽酸過(guò)量,都立即產(chǎn)生氣體,無(wú)法鑒別。

[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2]現(xiàn)有兩瓶無(wú)標(biāo)簽的無(wú)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)2

②鹽酸③BaCl2

④NaOH

⑤加熱A.②③

B.①③

C.③④ D.②⑤A解析

①二者均與石灰水反應(yīng)生成白色沉淀,現(xiàn)象相同,不能鑒別。②加入鹽酸,碳酸鈉開(kāi)始不生成氣體,而碳酸氫鈉立即生成氣體,現(xiàn)象不同,可鑒別。③碳酸鈉與氯化鋇反應(yīng)生成沉淀,而碳酸氫鈉與氯化鋇不反應(yīng),現(xiàn)象不同,可以鑒別。④碳酸氫鈉與NaOH反應(yīng)生成碳酸鈉和水,現(xiàn)象不明顯,而碳酸鈉與NaOH不反應(yīng),不能鑒別。⑤在溶液中加熱,都不分解,沒(méi)有明顯現(xiàn)象,不能鑒別。歸納總結(jié)

Na2CO3、NaHCO3的鑒別(1)利用熱穩(wěn)定性不同:(2)利用和酸反應(yīng)生成氣體的速率不同(相同條件下):(3)利用與BaCl2溶液反應(yīng):探究角度3

數(shù)形結(jié)合分析Na2CO3、NaHCO3與鹽酸的反應(yīng)例3(2023·山東濰坊高一檢測(cè))向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加稀鹽酸,CO2生成的體積與加入鹽酸的體積(V)的關(guān)系如圖所示。下列判斷正確的是(

)A.在O~a范圍內(nèi),只發(fā)生中和反應(yīng)B.ab段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為+2H+══H2O+CO2↑C.a>0.2D.向原混合溶液中通入過(guò)量的CO2,得到Na2CO3溶液C圖解要點(diǎn)

【變式設(shè)問(wèn)】(1)若溶液的溶質(zhì)只有Na2CO3,a=

。

(2)若混合溶液的溶質(zhì)為Na2CO3和NaHCO3,a的取值范圍為

。

提示

0.2

碳酸鈉生成碳酸氫鈉消耗的鹽酸與碳酸氫鈉再生成氣體消耗鹽酸相等。提示

0<a<0.2

Na2CO3和NaHCO3混合溶液中滴加鹽酸,首先碳酸鈉生成碳酸氫鈉,然后碳酸氫鈉再與鹽酸反應(yīng)生成氣體,故無(wú)氣體產(chǎn)生時(shí)消耗的鹽酸小于產(chǎn)生氣體時(shí)消耗的鹽酸。[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3]向某NaOH溶液中通入CO2氣體后得溶液M,因CO2通入量的不同,溶液M的組成也相應(yīng)不同。若向M中逐滴加入鹽酸,產(chǎn)生氣體的體積V(CO2)與加入鹽酸的體積V(HCl)的關(guān)系分別有下列圖示的四種情況,且(2)、(3)、(4)圖中分別為OA<AB,OA=AB,OA>AB。則下列分析與判斷正確的是(注:為方便計(jì)算與判斷,不計(jì)CO2的溶解)(

)A.(2)圖顯示M中c(NaHCO3)>c(Na2CO3)B.(4)圖顯示M中c(NaHCO3)>c(Na2CO3)C.M中只有一種溶質(zhì)的只有(1)D.M中有兩種溶質(zhì)的有(2)和(4)D解析

CO2與NaOH反應(yīng)為①CO2+2NaOH══Na2CO3+H2O,②CO2+NaOH══NaHCO3,如果溶液M中只有NaHCO3,向M中逐滴加入鹽酸,開(kāi)始就產(chǎn)生氣體,產(chǎn)生氣體的體積V(CO2)與加入鹽酸的體積V(HCl)的關(guān)系為圖(1);如果溶液M中只有Na2CO3,向M中逐滴加入鹽酸,開(kāi)始無(wú)氣體產(chǎn)生,產(chǎn)生氣體的體積V(CO2)與加入鹽酸的體積V(HCl)的關(guān)系為圖(3);(2)圖溶液M中的溶質(zhì)是NaHCO3和Na2CO3的混合物;(4)圖溶液M中的溶質(zhì)是NaOH和Na2CO3的混合物。思維模型

依據(jù)圖像特點(diǎn)判斷CO2與氫氧化鈉溶液反應(yīng)后溶液成分的方法

(1)若a=0(即圖像從原點(diǎn)開(kāi)始)溶液中的溶質(zhì)為NaHCO3(2)若V(Oa)=V(ab)(即Oa段與ab段消耗鹽酸的體積相同)溶液中的溶質(zhì)為Na2CO3(3)若V(Oa)>V(ab)(即Oa段消耗鹽酸的體積大于ab段消耗鹽酸的體積)溶液中的溶質(zhì)為Na2CO3和NaOH(4)若V(Oa)<V(ab)(即Oa段消耗鹽酸的體積小于ab段消耗鹽酸的體積)溶液中的溶質(zhì)為Na2CO3和NaHCO3知識(shí)點(diǎn)二焰色試驗(yàn)基礎(chǔ)落實(shí)?必備知識(shí)全過(guò)關(guān)1.焰色試驗(yàn)

焰色試驗(yàn)是元素的性質(zhì)很多金屬或它們的化合物在灼燒時(shí)都會(huì)使火焰呈現(xiàn)出特征顏色,根據(jù)火焰呈現(xiàn)的

,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焰色試驗(yàn)。

特征顏色金屬2.操作步驟

兩者在焰色試驗(yàn)時(shí),火焰為無(wú)色。焰色試驗(yàn)一般采用鉑絲或光潔無(wú)銹的鐵絲鹽酸原來(lái)的火焰顏色相同試樣火焰的顏色鹽酸原來(lái)的火焰顏色相同3.幾種常見(jiàn)金屬元素的焰色

重點(diǎn)記憶鈉和鉀的焰色

金屬元素鋰鈉鉀鈣鍶鋇銅顏色紫紅色

色

紫色

透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀察,濾去黃光磚紅色洋紅色

色

色4.應(yīng)用(1)檢驗(yàn)金屬元素的存在,如鑒別NaCl和KCl溶液。(2)利用焰色試驗(yàn)制節(jié)日煙火。黃黃綠綠名師點(diǎn)撥(1)不是所有的金屬都可呈現(xiàn)焰色,金屬單質(zhì)與它的化合物的焰色顏色相同。(2)觀察鉀的焰色時(shí),要透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀察,這樣可以濾去黃光,避免其中含鈉雜質(zhì)所產(chǎn)生的黃色光的干擾。特別提醒用稀鹽酸清洗鉑絲而不用稀硫酸的原因:鉑絲表面的雜質(zhì)與鹽酸反應(yīng)生成沸點(diǎn)較低的氯化物易汽化揮發(fā),而硫酸鹽的沸點(diǎn)較高不易汽化揮發(fā)。記憶技巧焰色記憶口訣鈉黃(色)鈣磚紅(色)鋰紫紅(色),鉀紫色鋇黃綠(色),鍶為洋紅最美麗。重難突破?能力素養(yǎng)全提升探究角度

焰色試驗(yàn)及應(yīng)用例題(2024·江蘇蘇州高一檢測(cè))焰色試驗(yàn)過(guò)程中鉑絲的清洗和灼燒與鉀的焰色試驗(yàn)的觀察兩項(xiàng)操作如圖所示。下列敘述中正確的是(

)A.焰色試驗(yàn)是一種化學(xué)變化B.鐵絲會(huì)和鹽酸反應(yīng),所以它不能代替鉑絲進(jìn)行焰色試驗(yàn)C.焰色試驗(yàn)可以檢驗(yàn)所有的金屬元素D.若某無(wú)色溶液的焰色試驗(yàn)不用藍(lán)色鈷玻璃直接觀察到焰色為淺紫色,則說(shuō)明該溶液只含K+無(wú)Na+答案

D

解析

焰色試驗(yàn)不是一種化學(xué)變化,故A錯(cuò)誤;鐵的焰色幾乎為無(wú)色,鐵絲能代替鉑絲進(jìn)行焰色試驗(yàn),故B錯(cuò)誤;焰色反應(yīng)只能用來(lái)檢驗(yàn)?zāi)承┯刑卣餮嫔慕饘僭氐拇嬖?不能檢驗(yàn)所有金屬元素,故C錯(cuò)誤;若某無(wú)色溶液的焰色試驗(yàn)不用藍(lán)色鈷玻璃直接觀察到焰色為淺紫色,說(shuō)明無(wú)Na+干擾,則說(shuō)明該溶液只含K+無(wú)Na+,故D正確。[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]進(jìn)行焰色試驗(yàn)時(shí),通常用來(lái)洗滌鉑絲的是(

)A.硫酸 B.燒堿溶液C.稀鹽酸 D.蒸餾水C解析

清洗是為了洗去雜質(zhì)氧化膜,用稀鹽酸洗過(guò)之后通常都要在酒精燈火焰上灼燒,因?yàn)榻饘俾然锓悬c(diǎn)低,容易汽化,易揮發(fā),所以雜質(zhì)離子就一并揮發(fā)了。而硫酸是難揮發(fā)性酸,不能達(dá)到目的。學(xué)以致用?隨堂檢測(cè)全達(dá)標(biāo)題組1焰色試驗(yàn)1.下列有關(guān)焰色試驗(yàn)敘述錯(cuò)誤的是(

)A.氯化鈉在火焰上灼燒時(shí),火焰呈黃色B.焰色試驗(yàn)是金屬單質(zhì)的特性C.連續(xù)做兩個(gè)樣品時(shí),應(yīng)將鉑絲用鹽酸洗凈并灼燒至無(wú)色D.可用潔凈的鐵絲代替鉑絲做焰色試驗(yàn)B解析

鈉元素的焰色試驗(yàn)為黃色,A正確;焰色試驗(yàn)是元素的性質(zhì)(單質(zhì)和化合物均可以),B錯(cuò)誤;在焰色試驗(yàn)操作中洗凈鉑絲時(shí)用鹽酸,C正確;在實(shí)驗(yàn)室中可以用鐵絲代替鉑絲,D正確。2.(2024·山東臨沂高一檢測(cè))小明同學(xué)用潔凈的鉑絲蘸取某無(wú)色溶液在酒精燈外焰上灼燒,火焰呈黃色,通過(guò)該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,下列四位同學(xué)對(duì)該溶液中存在的金屬離子判斷正確的是(

)D解析

鈉元素的焰色試驗(yàn)為黃色,鉀元素的焰色試驗(yàn)為紫色,觀察鉀元素的焰色試驗(yàn)時(shí)需透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃。根據(jù)題中現(xiàn)象只能確定有Na+,而不能確定K+的存在。題組2碳酸鈉、碳酸氫鈉的鑒別3.(2024·廣東珠海高一檢測(cè))有兩瓶失去標(biāo)簽的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液,它們的濃度相同,下列一定不可用于區(qū)別這兩種溶液的是(

)A.酚酞溶液 B.pH試紙C.鹽酸 D.澄清石灰水D解析

濃度相同的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液,Na2CO3溶液的堿性強(qiáng),滴入酚酞溶液,顏色更深,故可以用酚酞溶液鑒別,故A不符合;Na2CO3溶液的堿性強(qiáng),用pH試紙鑒別時(shí),滴有Na2CO3溶液的pH試紙顏色更深,可鑒別,故B不符合;分別向Na2CO3溶液和NaHCO3溶液中逐滴加入鹽酸時(shí),Na2CO3溶液中開(kāi)始時(shí)沒(méi)有氣泡產(chǎn)生,后有氣泡產(chǎn)生,NaHCO3溶液中立即有氣泡產(chǎn)生,可鑒別,故C不符合;向Na2CO3溶液中加入澄清石灰水發(fā)生反應(yīng)Ca2++══CaCO3↓,生成碳酸鈣白色沉淀,向NaHCO3溶液中加入澄清石灰水,氫氧根離子與碳酸氫根離子先反應(yīng)生成碳酸根離子,再發(fā)生反應(yīng)Ca2++══CaCO3↓,生成碳酸鈣白色沉淀,不能鑒別,故D符合。題組3碳酸鈉、碳酸氫鈉