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浙江专用高中化学课时检测8钠盐及其焰色试验课件新人教版必修第一册
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这是一份浙江专用高中化学课时检测8钠盐及其焰色试验课件新人教版必修第一册，共47页。PPT课件主要包含了课前自主学习，Na2CO3，NaHCO3，小苏打，金属或它们的化合物，原火焰颜色相同，火焰的颜色，与原来的火焰颜色相同，两种金属的焰色，蓝色钴玻璃等内容，欢迎下载使用。
学习任务一 碳酸钠和碳酸氢钠任务驱动: 碳酸钠和碳酸氢钠都是白色固体,且都属于钠盐,它们的性质有哪些差异呢?1.物理性质
2.化学性质(1)热稳定性。①Na2CO3 较稳定,受热难分解,但碳酸钠晶体(Na2CO3·xH2O)易风化。②NaHCO3不稳定,受热易分解,反应的化学方程式为_____________________________。(2)与酸(足量盐酸)反应。①Na2CO3: _____________________________。②NaHCO3: ____________________________。(3)与碱(氢氧化钠)反应。①Na2CO3与NaOH不反应。②NaHCO3: ________________________。
2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O
Na2CO3+2HCl====2NaCl+H2O+CO2↑
NaHCO3+HCl====NaCl+H2O+CO2↑
NaHCO3+NaOH====Na2CO3+H2O
【情境·思考】如何除去Na2CO3固体中的少量NaHCO3?怎样除去NaHCO3溶液中的少量Na2CO3?提示:将混合物加热至无气体产生,反应的化学方程式为2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O。往NaHCO3溶液中通入CO2,可除去少量Na2CO3,反应的化学方程式为Na2CO3+H2O+CO2====NaHCO3。
学习任务二 焰色试验任务驱动: 要测试某种金属是否存在于化合物中,要通过焰色试验进行,什么是焰色试验?测试时如何操作呢?1.定义很多___________________在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色。
2.操作○洗 ——将铂丝(或光洁无锈的铁丝)用_____洗净 ↓○烧 ——将洗净的铂丝在火焰上灼烧至与_______________ ↓○蘸 ——蘸取_____ ↓○烧 ——在无色火焰上灼烧,并观察___________ ↓○洗 ——再用_____洗净铂丝,并在火焰上灼烧至_____________________
【想一想】试解释焰色试验表现的是离子的化学性质吗?提示:不是,焰色试验表现的是元素的性质,为物理性质。
【探究任务一】碳酸钠和碳酸氢钠【实验情境】实验1.观察碳酸钠和碳酸氢钠的溶解性①在两支试管里分别加入少量Na2CO3和NaHCO3(各约1 g),观察二者外观上的细小差别。分别滴入几滴水,振荡试管。②继续向试管内加入10 mL水,用力振荡。③向试管内滴入1～2滴酚酞试液。
实验2.观察碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性如图所示,分别用Na2CO3和NaHCO3做实验,观察现象。
实验3.观察碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸的反应
【问题探究】1.Na2CO3与NaHCO3相比,溶解性、热稳定性有何不同?Na2CO3、NaHCO3固体与等浓度、等体积、足量盐酸反应时现象有何异同?提示:Na2CO3与NaHCO3相比,Na2CO3的溶解性、热稳定性均比NaHCO3的强;二者均可以与盐酸反应生成二氧化碳气体,当二者均与等浓度、等体积、足量的盐酸反应时,NaHCO3产生二氧化碳的速率快,反应更剧烈。
2.能否用澄清石灰水鉴别NaHCO3和Na2CO3溶液?为什么?提示:否,二者均与澄清石灰水反应生成沉淀CaCO3。3.Na2CO3与NaHCO3的相互转化条件如何?提示:Na2CO3 NaHCO3。
4.比较实验2中的两个装置,回答问题。(1)为了更好地探究NaHCO3和Na2CO3的热稳定性,如图1所示,试管A中盛放NaHCO3,试管B中盛放Na2CO3,A、B两个试管盛放的药品能颠倒放置吗?为什么? __。 提示:不能。加热试管B时,能间接加热试管A,B试管中的温度更高,根据烧杯内澄清石灰水是否变浑浊,可以看出Na2CO3在更高温度下不分解,而NaHCO3在稍低温度下已经分解,从而说明Na2CO3热稳定性更好。(2)图1和图2哪个装置能够更好地探究NaHCO3和Na2CO3的热稳定性?请说明原因。提示:图2。图2所示装置中NaHCO3和Na2CO3的受热温度相同,对比现象更明显,更能说明Na2CO3比NaHCO3稳定。
【探究总结】1.Na2CO3与盐酸反应(1)向盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液(开始时酸过量)2HCl+Na2CO3====2NaCl+CO2↑+H2O(2)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸(开始时酸不足)HCl+Na2CO3====NaCl+NaHCO3HCl+NaHCO3====NaCl+CO2↑+H2O结论:不同的滴加顺序产生不同的现象,这也是不用其他试剂就可鉴别Na2CO3溶液和盐酸的原理。
2.碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别方法(1)利用热稳定性不同
(2)利用和酸反应生成气体的速率不同(相同条件下)
(4)利用溶液的酸碱性不同
3.Na2CO3和NaHCO3混合物的除杂
【拓展提升】饱和碳酸钠溶液中通入CO2会生成白色沉淀的原因饱和碳酸钠溶液中通入CO2发生的反应为Na2CO3+H2O+CO2====2NaHCO3。产生白色沉淀的原因有三点:(1)NaHCO3的溶解度比Na2CO3小。(2)反应中有水参与,导致溶剂质量减少。(3)生成的NaHCO3质量大于Na2CO3的质量,导致溶质质量增加。
【探究特训】1.(2019·运城高一检测)现有两瓶无标签的无色溶液,分别装有Na2CO3溶液和NaHCO3溶液,用下列试剂或方法能将两者区分的是( )①Ca(OH)2 ②盐酸 ③CaCl2 ④NaOH ⑤加热A.①③ B.①④ C.②③ D.②⑤【解题指南】解答本题需注意以下两点:(1)Na2CO3溶液和NaHCO3溶液都可以与氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀。(2)NaHCO3溶液与氯化钙溶液不反应。
【解析】选C。①④都是碱,加入Na2CO3、NaHCO3中,现象相同(①都有沉淀、④都无明显现象),所以①④不能区分。向Na2CO3溶液和NaHCO3溶液中加盐酸,产生气泡速率快的是NaHCO3溶液,产生气泡速率慢的是Na2CO3溶液,可以区分。加入CaCl2时,Na2CO3溶液中有沉淀生成,而NaHCO3溶液中无沉淀生成,可以区分。⑤加热法,因两者都是溶液,加热都不分解,故无法区分。
2.油炸面拖黄鱼、鲜虾、鸡排或排骨时,在面粉糊里和上一点小苏打,吃起来又松又脆。你知道其中的道理吗? 提示:因为小苏打受热后分解,会产生大量的二氧化碳气体,使油炸面糊里留下许多气孔。
3.(2019·济南高一检测)某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体,用不同的方法做了以下实验,如图Ⅰ～Ⅳ所示。
(1)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验,能够达到实验目的的是哪套装置?请说明理由。提示:Ⅱ。图Ⅰ不能达到实验目的,因为不论碳酸钠还是碳酸氢钠均可以与盐酸反应产生二氧化碳,二氧化碳气体能使澄清石灰水变浑浊;图Ⅱ可以鉴别,因为等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量的盐酸反应,生成的二氧化碳气体的量不同,可根据气球膨胀程度判断。
(2)图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质,写出其反应的化学方程式,与实验Ⅲ相比,实验Ⅳ的优点有哪些?提示:图Ⅲ、Ⅳ所涉及的化学方程式为2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑,CO2+Ca(OH)2====CaCO3↓+H2O,实验Ⅳ的优点是可同时做对比实验。(3)若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性,则试管B中装入的固体最好是什么?请阐述原因。提示:NaHCO3。试管B装入碳酸氢钠,试管A装入碳酸钠,这样直接加热的碳酸钠,温度高,不分解,不能使澄清石灰水变浑浊,而间接加热的碳酸氢钠分解,使澄清石灰水变浑浊,表明了碳酸氢钠不稳定。
【补偿训练】 1.下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的比较中不正确的是( )A.二者在水中的溶解度不同,碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠B.二者热稳定性不同,碳酸钠的热稳定性大于碳酸氢钠C.二者等质量时,与过量盐酸反应,生成CO2量一样多D.二者在一定条件下可以相互转化【解析】选C。Na2CO3的热稳定性更强;等质量的Na2CO3与NaHCO3,与足量盐酸反应产生CO2的量不同,相同质量时,NaHCO3产生的CO2量多。
2.下列实验方案中,不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是( )A.取a g混合物充分加热,减重b gB.取a g混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b g固体C.取a g混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,增重b gD.取a g混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干,得b g固体
【解析】选C。A中:将混合物加热时NaHCO3分解,则2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O Δm84×2 62m(NaHCO3) b故m(NaHCO3)= b,m(Na2CO3)=a- b。w(Na2CO3)=
B中:取a g混合物与足量盐酸发生反应:Na2CO3+2HCl====CO2↑+H2O+2NaCl106 2×58.5m(Na2CO3) m1(NaCl)NaHCO3+HCl====NaCl+H2O+CO2↑84 58.5m(NaHCO3)m2(NaCl)可列方程组如下: 可求得m(Na2CO3),进而求得质量分数。
C中:取a g混合物加入足量稀硫酸时,发生反应Na2CO3+H2SO4====CO2↑+H2O+Na2SO42NaHCO3+H2SO4====2CO2↑+2H2O+Na2SO4因逸出的气体中既包括CO2气体,还有水蒸气,且无法确定二者关系,故依据增重b g无法进行计算。D中:取a g混合物加入足量Ba(OH)2溶液时,发生反应Ba(OH)2+Na2CO3====BaCO3↓+2NaOH106 197m(Na2CO3) m1(BaCO3)
Ba(OH)2+NaHCO3====BaCO3↓+NaOH+H2O84 197m(NaHCO3) m2(BaCO3)可列方程组如下:m(Na2CO3)+m(NaHCO3)=am1(BaCO3)+m2(BaCO3)=b可求得m(Na2CO3),进而求得质量分数。
【探究任务二】焰色试验生活情境打铁花是流传于豫晋地区民间传统的烟火。打铁花时,先将碎铁熔成铁汁,表演者手托特质木板,板上用锯末围一圆圈,站在炉旁,用坩埚勺舀入铁汁,面向河心水面方向,将铁汁抛起,待下落时,以木板用力击向空中,随着“啪啪”的敲击声响,朵朵铁花飞向天空。
【问题探究】1.做焰色试验的实验时为什么用盐酸洗涤铂丝而不是用硫酸?提示:盐酸易挥发。2.焰色试验是单质的性质还是金属化合物的性质?提示:焰色试验是金属元素的性质,无论是化合物还是单质,只要含有某种金属元素,这种物质就能有这种金属元素的焰色试验。3.用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧,直接观察时火焰呈黄色,该无色溶液中一定不含K+吗?请解释原因。提示:不一定。观察钾的焰色时需要透过蓝色钴玻璃,以滤去黄色光。
4.为什么用铂丝作焰色试验的载体?能用别的材料代替铂丝吗?提示:因为铂丝灼烧时火焰没有特殊颜色,因此常用铂丝作焰色试验的载体,其他金属,如光洁无锈的铁丝或镍、铬、钨丝等灼烧时火焰也没有特殊颜色,也可以用作焰色试验的载体。
【探究总结】1.焰色试验没有新物质生成,仅仅是电子能级跃迁的结果,故其为物理变化。2.蘸取待测物的金属丝:铂丝或光洁无锈的铁丝等在火焰上灼烧时无颜色,并且熔点较高。3.金属丝在使用前用稀盐酸将其表面的氧化物洗净,然后在火焰上灼烧至无焰色,以除去能引起焰色试验的杂质。4.焰色试验的作用:鉴别钠、钾等金属或其他离子,只能判断是某种元素,而不能进一步确定是单质原子还是离子。
【探究特训】1.(2020·临沂高一检测) 烟火璀璨耀首都,火树银花庆国庆。在中华人民共和国成立70周年国庆联欢晚会上,最后的烟花表演用璀璨的焰火点亮了北京的夜空,惊艳了无数国人。这与高中化学中“焰色试验”知识相关,下列说法中正确的是( )A.焰色试验是化学变化B.利用焰色试验可区分NaCl与Na2CO3固体C.焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察D.用稀盐酸清洗做焰色试验的铂丝(镍丝或铁丝)【解题指南】解答本题需注意以下三点:(1)钠元素发生焰色试验时火焰的颜色。(2)焰色试验属于物理变化。(3)通过焰色试验鉴别钠元素、钾元素。
【解析】选D。焰色反应是元素的一种物理性质,而不是化学性质,故A错误;NaCl与Na2CO3固体含钠元素,焰色反应为黄色,不能区分NaCl与Na2CO3固体,故B错误;钾元素的焰色试验,需要隔着钴玻璃观察,避免钠元素的干扰,其他元素的焰色试验不需要,故C错误;盐酸可以溶解氧化物等杂质,且易挥发,不会残留痕迹,故D正确。
2.(2020·银川高一检测)某物质灼烧时焰色试验为黄色,下列判断正确的是( )A.该物质一定是钠的化合物 B.该物质一定含钠元素C.该物质一定是金属钠D.该物质中一定含钠离子【解析】选B。焰色试验呈黄色,说明物质中含有钠元素。
3.(2019·全国卷Ⅱ改编)利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花,亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧立德粉(ZnS·BaSO4)样品时,钡的焰色为( )A.黄色 B.红色 C.紫色 D.绿色【解析】选D。钡的焰色反应的焰色为绿色。
【补偿训练】 1.做焰色试验时所用的铂丝,每次用完后都要( )A.用滤纸擦干净后才能使用B.用水多洗几次C.用稀盐酸洗涤后,再灼烧到无颜色时为止D.先用稀盐酸洗涤,后用水洗涤【解析】选C。做焰色试验时所用的铂丝,每次用完后都要用稀盐酸洗涤,再灼烧到无颜色时为止,防止对其他物质的检验产生干扰。
2.下列关于钠的叙述正确的是( )A.钠在空气中燃烧生成Na2OB.根据反应Na+KCl NaCl+K↑,知Na的金属性强于KC.钠燃烧时发出黄色(透过蓝色钴玻璃)的火焰D.实验完毕后剩余的金属钠不能随意丢弃,应放回原试剂瓶【解析】选D。钠在空气中燃烧生成Na2O2,只有在常温下才生成Na2O,A错;反应Na+KCl NaCl+K↑是利用了K的沸点低,B错;观察Na燃烧时的火焰不能透过蓝色钴玻璃,C错;实验用剩的金属钠应放回原试剂瓶,不能随意丢弃,以防失火,D正确。
3.(2019·大连高一检测)2019年2月19日,猪年元宵节音乐烟花晚会在亚洲最大广场大连星海广场腾空升起。焰火与“焰色试验”知识相关,回答下列问题。(1)下列关于焰色试验的说法正确的是( )A.非金属单质燃烧时火焰均为无色B.NaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色相同C.焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察D.所有金属及其化合物灼烧时火焰均有颜色(2)下列有关焰色试验的实验操作中正确的是( )A.可以用铜丝或铁丝代替铂丝B.每次实验前,铂丝要先用硫酸洗涤C.用固体样品或配成的溶液进行实验,现象相同D.焰色试验所用火焰,无论何种燃料均可
【解析】(1)A中有些非金属单质如H2、S等燃烧时火焰有颜色;C中只有观察K的火焰颜色时要透过蓝色钴玻璃;D中不是所有的金属元素灼烧时火焰都有颜色(如铂、铁等)。(2)焰色试验时,所用金属丝本身不能产生焰色试验,故不能用铜丝,A选项错误;实验前的金属丝应用稀盐酸洗涤而不能用稀硫酸洗涤,故B选项错误;因为焰色试验是元素的性质,无论样品是固体还是溶液,只要含有该元素,均可产生相同的现象,故C选项正确;因为有些燃料本身会产生颜色,这样对焰色试验的现象观察产生干扰,故D选项错。答案:(1)B (2)C
学习任务一 碳酸钠和碳酸氢钠任务驱动: 碳酸钠和碳酸氢钠都是白色固体,且都属于钠盐,它们的性质有哪些差异呢?1.物理性质
2.化学性质(1)热稳定性。①Na2CO3 较稳定,受热难分解,但碳酸钠晶体(Na2CO3·xH2O)易风化。②NaHCO3不稳定,受热易分解,反应的化学方程式为_____________________________。(2)与酸(足量盐酸)反应。①Na2CO3: _____________________________。②NaHCO3: ____________________________。(3)与碱(氢氧化钠)反应。①Na2CO3与NaOH不反应。②NaHCO3: ________________________。
2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O
Na2CO3+2HCl====2NaCl+H2O+CO2↑
NaHCO3+HCl====NaCl+H2O+CO2↑
NaHCO3+NaOH====Na2CO3+H2O
【情境·思考】如何除去Na2CO3固体中的少量NaHCO3?怎样除去NaHCO3溶液中的少量Na2CO3?提示:将混合物加热至无气体产生,反应的化学方程式为2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O。往NaHCO3溶液中通入CO2,可除去少量Na2CO3,反应的化学方程式为Na2CO3+H2O+CO2====NaHCO3。
学习任务二 焰色试验任务驱动: 要测试某种金属是否存在于化合物中,要通过焰色试验进行,什么是焰色试验?测试时如何操作呢?1.定义很多___________________在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色。
2.操作○洗 ——将铂丝(或光洁无锈的铁丝)用_____洗净 ↓○烧 ——将洗净的铂丝在火焰上灼烧至与_______________ ↓○蘸 ——蘸取_____ ↓○烧 ——在无色火焰上灼烧,并观察___________ ↓○洗 ——再用_____洗净铂丝,并在火焰上灼烧至_____________________
【想一想】试解释焰色试验表现的是离子的化学性质吗?提示:不是,焰色试验表现的是元素的性质,为物理性质。
【探究任务一】碳酸钠和碳酸氢钠【实验情境】实验1.观察碳酸钠和碳酸氢钠的溶解性①在两支试管里分别加入少量Na2CO3和NaHCO3(各约1 g),观察二者外观上的细小差别。分别滴入几滴水,振荡试管。②继续向试管内加入10 mL水,用力振荡。③向试管内滴入1～2滴酚酞试液。
实验2.观察碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性如图所示,分别用Na2CO3和NaHCO3做实验,观察现象。
实验3.观察碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸的反应
【问题探究】1.Na2CO3与NaHCO3相比,溶解性、热稳定性有何不同?Na2CO3、NaHCO3固体与等浓度、等体积、足量盐酸反应时现象有何异同?提示:Na2CO3与NaHCO3相比,Na2CO3的溶解性、热稳定性均比NaHCO3的强;二者均可以与盐酸反应生成二氧化碳气体,当二者均与等浓度、等体积、足量的盐酸反应时,NaHCO3产生二氧化碳的速率快,反应更剧烈。
2.能否用澄清石灰水鉴别NaHCO3和Na2CO3溶液?为什么?提示:否,二者均与澄清石灰水反应生成沉淀CaCO3。3.Na2CO3与NaHCO3的相互转化条件如何?提示:Na2CO3 NaHCO3。
4.比较实验2中的两个装置,回答问题。(1)为了更好地探究NaHCO3和Na2CO3的热稳定性,如图1所示,试管A中盛放NaHCO3,试管B中盛放Na2CO3,A、B两个试管盛放的药品能颠倒放置吗?为什么? __。 提示:不能。加热试管B时,能间接加热试管A,B试管中的温度更高,根据烧杯内澄清石灰水是否变浑浊,可以看出Na2CO3在更高温度下不分解,而NaHCO3在稍低温度下已经分解,从而说明Na2CO3热稳定性更好。(2)图1和图2哪个装置能够更好地探究NaHCO3和Na2CO3的热稳定性?请说明原因。提示:图2。图2所示装置中NaHCO3和Na2CO3的受热温度相同,对比现象更明显,更能说明Na2CO3比NaHCO3稳定。
【探究总结】1.Na2CO3与盐酸反应(1)向盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液(开始时酸过量)2HCl+Na2CO3====2NaCl+CO2↑+H2O(2)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸(开始时酸不足)HCl+Na2CO3====NaCl+NaHCO3HCl+NaHCO3====NaCl+CO2↑+H2O结论:不同的滴加顺序产生不同的现象,这也是不用其他试剂就可鉴别Na2CO3溶液和盐酸的原理。
2.碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别方法(1)利用热稳定性不同
(2)利用和酸反应生成气体的速率不同(相同条件下)
(4)利用溶液的酸碱性不同
3.Na2CO3和NaHCO3混合物的除杂
【拓展提升】饱和碳酸钠溶液中通入CO2会生成白色沉淀的原因饱和碳酸钠溶液中通入CO2发生的反应为Na2CO3+H2O+CO2====2NaHCO3。产生白色沉淀的原因有三点:(1)NaHCO3的溶解度比Na2CO3小。(2)反应中有水参与,导致溶剂质量减少。(3)生成的NaHCO3质量大于Na2CO3的质量,导致溶质质量增加。
【探究特训】1.(2019·运城高一检测)现有两瓶无标签的无色溶液,分别装有Na2CO3溶液和NaHCO3溶液,用下列试剂或方法能将两者区分的是( )①Ca(OH)2 ②盐酸 ③CaCl2 ④NaOH ⑤加热A.①③ B.①④ C.②③ D.②⑤【解题指南】解答本题需注意以下两点:(1)Na2CO3溶液和NaHCO3溶液都可以与氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀。(2)NaHCO3溶液与氯化钙溶液不反应。
【解析】选C。①④都是碱,加入Na2CO3、NaHCO3中,现象相同(①都有沉淀、④都无明显现象),所以①④不能区分。向Na2CO3溶液和NaHCO3溶液中加盐酸,产生气泡速率快的是NaHCO3溶液,产生气泡速率慢的是Na2CO3溶液,可以区分。加入CaCl2时,Na2CO3溶液中有沉淀生成,而NaHCO3溶液中无沉淀生成,可以区分。⑤加热法,因两者都是溶液,加热都不分解,故无法区分。
2.油炸面拖黄鱼、鲜虾、鸡排或排骨时,在面粉糊里和上一点小苏打,吃起来又松又脆。你知道其中的道理吗? 提示:因为小苏打受热后分解,会产生大量的二氧化碳气体,使油炸面糊里留下许多气孔。
3.(2019·济南高一检测)某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体,用不同的方法做了以下实验,如图Ⅰ～Ⅳ所示。
(1)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验,能够达到实验目的的是哪套装置?请说明理由。提示:Ⅱ。图Ⅰ不能达到实验目的,因为不论碳酸钠还是碳酸氢钠均可以与盐酸反应产生二氧化碳,二氧化碳气体能使澄清石灰水变浑浊;图Ⅱ可以鉴别,因为等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量的盐酸反应,生成的二氧化碳气体的量不同,可根据气球膨胀程度判断。
(2)图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质,写出其反应的化学方程式,与实验Ⅲ相比,实验Ⅳ的优点有哪些?提示:图Ⅲ、Ⅳ所涉及的化学方程式为2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑,CO2+Ca(OH)2====CaCO3↓+H2O,实验Ⅳ的优点是可同时做对比实验。(3)若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性,则试管B中装入的固体最好是什么?请阐述原因。提示:NaHCO3。试管B装入碳酸氢钠,试管A装入碳酸钠,这样直接加热的碳酸钠,温度高,不分解,不能使澄清石灰水变浑浊,而间接加热的碳酸氢钠分解,使澄清石灰水变浑浊,表明了碳酸氢钠不稳定。
【补偿训练】 1.下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的比较中不正确的是( )A.二者在水中的溶解度不同,碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠B.二者热稳定性不同,碳酸钠的热稳定性大于碳酸氢钠C.二者等质量时,与过量盐酸反应,生成CO2量一样多D.二者在一定条件下可以相互转化【解析】选C。Na2CO3的热稳定性更强;等质量的Na2CO3与NaHCO3,与足量盐酸反应产生CO2的量不同,相同质量时,NaHCO3产生的CO2量多。
2.下列实验方案中,不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是( )A.取a g混合物充分加热,减重b gB.取a g混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b g固体C.取a g混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,增重b gD.取a g混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干,得b g固体
【解析】选C。A中:将混合物加热时NaHCO3分解,则2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O Δm84×2 62m(NaHCO3) b故m(NaHCO3)= b,m(Na2CO3)=a- b。w(Na2CO3)=
B中:取a g混合物与足量盐酸发生反应:Na2CO3+2HCl====CO2↑+H2O+2NaCl106 2×58.5m(Na2CO3) m1(NaCl)NaHCO3+HCl====NaCl+H2O+CO2↑84 58.5m(NaHCO3)m2(NaCl)可列方程组如下: 可求得m(Na2CO3),进而求得质量分数。
C中:取a g混合物加入足量稀硫酸时,发生反应Na2CO3+H2SO4====CO2↑+H2O+Na2SO42NaHCO3+H2SO4====2CO2↑+2H2O+Na2SO4因逸出的气体中既包括CO2气体,还有水蒸气,且无法确定二者关系,故依据增重b g无法进行计算。D中:取a g混合物加入足量Ba(OH)2溶液时,发生反应Ba(OH)2+Na2CO3====BaCO3↓+2NaOH106 197m(Na2CO3) m1(BaCO3)
Ba(OH)2+NaHCO3====BaCO3↓+NaOH+H2O84 197m(NaHCO3) m2(BaCO3)可列方程组如下:m(Na2CO3)+m(NaHCO3)=am1(BaCO3)+m2(BaCO3)=b可求得m(Na2CO3),进而求得质量分数。
【探究任务二】焰色试验生活情境打铁花是流传于豫晋地区民间传统的烟火。打铁花时,先将碎铁熔成铁汁,表演者手托特质木板,板上用锯末围一圆圈,站在炉旁,用坩埚勺舀入铁汁,面向河心水面方向,将铁汁抛起,待下落时,以木板用力击向空中,随着“啪啪”的敲击声响,朵朵铁花飞向天空。
【问题探究】1.做焰色试验的实验时为什么用盐酸洗涤铂丝而不是用硫酸?提示:盐酸易挥发。2.焰色试验是单质的性质还是金属化合物的性质?提示:焰色试验是金属元素的性质,无论是化合物还是单质,只要含有某种金属元素,这种物质就能有这种金属元素的焰色试验。3.用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧,直接观察时火焰呈黄色,该无色溶液中一定不含K+吗?请解释原因。提示:不一定。观察钾的焰色时需要透过蓝色钴玻璃,以滤去黄色光。
4.为什么用铂丝作焰色试验的载体?能用别的材料代替铂丝吗?提示:因为铂丝灼烧时火焰没有特殊颜色,因此常用铂丝作焰色试验的载体,其他金属,如光洁无锈的铁丝或镍、铬、钨丝等灼烧时火焰也没有特殊颜色,也可以用作焰色试验的载体。
【探究总结】1.焰色试验没有新物质生成,仅仅是电子能级跃迁的结果,故其为物理变化。2.蘸取待测物的金属丝:铂丝或光洁无锈的铁丝等在火焰上灼烧时无颜色,并且熔点较高。3.金属丝在使用前用稀盐酸将其表面的氧化物洗净,然后在火焰上灼烧至无焰色,以除去能引起焰色试验的杂质。4.焰色试验的作用:鉴别钠、钾等金属或其他离子,只能判断是某种元素,而不能进一步确定是单质原子还是离子。
【探究特训】1.(2020·临沂高一检测) 烟火璀璨耀首都,火树银花庆国庆。在中华人民共和国成立70周年国庆联欢晚会上,最后的烟花表演用璀璨的焰火点亮了北京的夜空,惊艳了无数国人。这与高中化学中“焰色试验”知识相关,下列说法中正确的是( )A.焰色试验是化学变化B.利用焰色试验可区分NaCl与Na2CO3固体C.焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察D.用稀盐酸清洗做焰色试验的铂丝(镍丝或铁丝)【解题指南】解答本题需注意以下三点:(1)钠元素发生焰色试验时火焰的颜色。(2)焰色试验属于物理变化。(3)通过焰色试验鉴别钠元素、钾元素。
【解析】选D。焰色反应是元素的一种物理性质,而不是化学性质,故A错误;NaCl与Na2CO3固体含钠元素,焰色反应为黄色,不能区分NaCl与Na2CO3固体,故B错误;钾元素的焰色试验,需要隔着钴玻璃观察,避免钠元素的干扰,其他元素的焰色试验不需要,故C错误;盐酸可以溶解氧化物等杂质,且易挥发,不会残留痕迹,故D正确。
2.(2020·银川高一检测)某物质灼烧时焰色试验为黄色,下列判断正确的是( )A.该物质一定是钠的化合物 B.该物质一定含钠元素C.该物质一定是金属钠D.该物质中一定含钠离子【解析】选B。焰色试验呈黄色,说明物质中含有钠元素。
3.(2019·全国卷Ⅱ改编)利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花,亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧立德粉(ZnS·BaSO4)样品时,钡的焰色为( )A.黄色 B.红色 C.紫色 D.绿色【解析】选D。钡的焰色反应的焰色为绿色。
【补偿训练】 1.做焰色试验时所用的铂丝,每次用完后都要( )A.用滤纸擦干净后才能使用B.用水多洗几次C.用稀盐酸洗涤后,再灼烧到无颜色时为止D.先用稀盐酸洗涤,后用水洗涤【解析】选C。做焰色试验时所用的铂丝,每次用完后都要用稀盐酸洗涤,再灼烧到无颜色时为止,防止对其他物质的检验产生干扰。
2.下列关于钠的叙述正确的是( )A.钠在空气中燃烧生成Na2OB.根据反应Na+KCl NaCl+K↑,知Na的金属性强于KC.钠燃烧时发出黄色(透过蓝色钴玻璃)的火焰D.实验完毕后剩余的金属钠不能随意丢弃,应放回原试剂瓶【解析】选D。钠在空气中燃烧生成Na2O2,只有在常温下才生成Na2O,A错;反应Na+KCl NaCl+K↑是利用了K的沸点低,B错;观察Na燃烧时的火焰不能透过蓝色钴玻璃,C错;实验用剩的金属钠应放回原试剂瓶,不能随意丢弃,以防失火,D正确。
3.(2019·大连高一检测)2019年2月19日,猪年元宵节音乐烟花晚会在亚洲最大广场大连星海广场腾空升起。焰火与“焰色试验”知识相关,回答下列问题。(1)下列关于焰色试验的说法正确的是( )A.非金属单质燃烧时火焰均为无色B.NaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色相同C.焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察D.所有金属及其化合物灼烧时火焰均有颜色(2)下列有关焰色试验的实验操作中正确的是( )A.可以用铜丝或铁丝代替铂丝B.每次实验前,铂丝要先用硫酸洗涤C.用固体样品或配成的溶液进行实验,现象相同D.焰色试验所用火焰,无论何种燃料均可
【解析】(1)A中有些非金属单质如H2、S等燃烧时火焰有颜色;C中只有观察K的火焰颜色时要透过蓝色钴玻璃;D中不是所有的金属元素灼烧时火焰都有颜色(如铂、铁等)。(2)焰色试验时,所用金属丝本身不能产生焰色试验,故不能用铜丝,A选项错误;实验前的金属丝应用稀盐酸洗涤而不能用稀硫酸洗涤,故B选项错误;因为焰色试验是元素的性质,无论样品是固体还是溶液,只要含有该元素,均可产生相同的现象,故C选项正确;因为有些燃料本身会产生颜色,这样对焰色试验的现象观察产生干扰,故D选项错。答案:(1)B (2)C
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