高中化学新教材同步必修第一册 第二章 第一节 第三课时　碳酸钠和碳酸氢钠　焰色试验(同步讲义)

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第3课时　碳酸钠和碳酸氢钠　焰色试验[核心素养发展目标]　1.运用变化观念理解并掌握Na2CO3、NaHCO3相互转化的途径。2.了解焰色试验的现象及原理并能够作出解释，提升自身的实验探究能力与创新意识。3.通过阅读科学史话《侯德榜和侯氏制碱法》，参与研究与实践“了解纯碱的生产历史”，认识化学在纯碱生产中的贡献，增强实验探究与创新意识，提升科学精神与社会责任感。一、碳酸钠和碳酸氢钠1．碳酸钠、碳酸氢钠的水溶性及酸碱性的实验探究2.碳酸钠、碳酸氢钠热稳定性的实验探究3.碳酸钠、碳酸氢钠与酸、碱的反应(1)与盐酸的反应：碳酸钠、碳酸氢钠分别与过量盐酸反应的离子方程式：①碳酸钠：COeq \o\al(2－,3)＋2H＋===CO2↑＋H2O；②碳酸氢钠：HCOeq \o\al(－,3)＋H＋===CO2↑＋H2O。(2)与NaOH溶液的反应：①碳酸钠：不反应；②碳酸氢钠：NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O。(1)碳酸氢钠可用于治疗胃酸过多(　　)(2)HCOeq \o\al(－,3)在强酸性、强碱性溶液中均不能大量共存(　　)(3)Na2CO3固体中的NaHCO3可加热除去(　　)(4)Na2CO3、NaHCO3都能与NaOH溶液反应(　　)(5)Na2CO3俗称纯碱，所以Na2CO3属于碱(　　)答案　(1)√　(2)√　(3)√　(4)×　(5)×1．(1)向Na2CO3溶液中逐滴滴入稀盐酸并振荡，开始几乎无气泡产生，一段时间后有大量气泡产生，试用离子方程式及必要文字解释原因？提示　开始盐酸量少，发生反应COeq \o\al(2－,3)＋H＋===HCOeq \o\al(－,3)，无气泡，一段时间后当COeq \o\al(2－,3)完全变成HCOeq \o\al(－,3)后，再滴加盐酸，发生反应HCOeq \o\al(－,3)＋H＋===H2O＋CO2↑，产生大量气泡。(2)向盐酸中逐滴滴入Na2CO3溶液的现象呢？试用离子方程式及必要文字解释原因？提示　开始即有大量气泡，由于盐酸量多，开始直接发生COeq \o\al(2－,3)＋2H＋===CO2↑＋H2O。(3)试着利用图像粗略描述上述两种情况，Ⅰ.向Na2CO3溶液中逐滴滴入盐酸，Ⅱ.向盐酸中逐滴滴入Na2CO3溶液。提示　2．根据初中所学CO2通入澄清石灰水中的现象及反应，联系所学Na2CO3、NaHCO3的性质，思考下列问题。(1)Na2CO3和NaHCO3相互转化的方法？提示　Na2CO3eq \o(,\s\up7(溶液中通入CO2),\s\do5(①固体加热分解),\s\do13(②加NaOH溶液))NaHCO3(2)能否用加Ba(OH)2的方法鉴别Na2CO3、NaHCO3溶液？试用离子方程式说明原因。提示　均有白色沉淀，所以不能鉴别。Na2CO3：Ba2＋＋COeq \o\al(2－,3)===BaCO3↓NaHCO3eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(足量BaOH2：Ba2＋＋OH－＋HCO\o\al(－,3)===BaCO3↓＋H2O,少量BaOH2：Ba2＋＋2OH－＋2HCO\o\al(－,3)===BaCO3↓＋2H2O＋CO\o\al(2－,3)))碳酸钠与碳酸氢钠性质比较二、焰色试验1．定义很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色。根据火焰呈现的特征颜色，可以判断试样所含的金属元素，化学上把这样的定性分析操作称为焰色试验。2．操作3．几种金属的焰色4.应用(1)检验金属元素的存在，如鉴别NaCl和KCl溶液。(2)利用焰色试验制节日烟花。(1)焰色试验的铂丝可用稀硫酸洗(　　)(2)可利用焰色试验来鉴别Na2CO3溶液和K2SO4溶液(　　)(3)若某无色溶液的焰色试验观察到焰色为黄色，说明该溶液只含Na＋无K＋(　　)(4)焰色试验是金属元素的化学性质(　　)(5)灼烧时，所有金属或金属阳离子均有焰色(　　)答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×微专题5　碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别及除杂一、常用鉴别方法二、常用的除杂方法1．除杂原则(1)不影响主要物质；(2)不引入新杂质；(3)除杂剂易除去。2．除杂方法1．(2019·济宁高一检测)有两试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液，下列操作或判断正确的是(　　)答案　C解析　有关反应为Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH，Ca(OH)2＋2NaHCO3===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，两者均产生白色沉淀，现象相同，A错误；加入等浓度的稀盐酸时，NaHCO3溶液反应更剧烈，B错误；Na2CO3与CaCl2反应生成CaCO3白色沉淀，NaHCO3与CaCl2不反应，C正确；逐滴加入盐酸时，NaHCO3溶液立即产生气泡，Na2CO3溶液开始无明显现象，后有气泡产生，D错误。2．除去Na2CO3固体中少量NaHCO3的最佳方法是(　　)A．加入适量盐酸 B．加入NaOH溶液C．加热灼烧 D．配成溶液后通入CO2答案　C解析　由于是固体混合物，加热灼烧即可，若是溶液，可加适量NaOH溶液。3．下列可用于判断碳酸氢钠粉末中混有碳酸钠的实验方法及现象是(　　)A．加热时无气体放出B．滴加盐酸时有气泡放出C．溶于水后滴加BaCl2稀溶液有白色沉淀生成D．溶于水后滴加澄清石灰水有白色沉淀生成答案　C解析　溶于水滴加澄清石灰水时NaHCO3也会产生白色沉淀，所以只能滴加BaCl2或CaCl2溶液。1．关于NaHCO3的性质，下列说法正确的是(　　)A．热稳定性比Na2CO3强B．相同温度下溶解度比Na2CO3要大C．NaHCO3只能和酸反应不能和碱反应D．和酸反应放出等量的CO2所消耗的酸比Na2CO3少答案　D解析　NaHCO3不稳定，加热易分解，碳酸钠稳定，受热不分解；常温下，向饱和碳酸钠溶液中通入二氧化碳气体，有碳酸氢钠晶体析出，可知常温时溶解度：Na2CO3＞NaHCO3；NaHCO3可与酸反应生成二氧化碳气体，也可与碱反应，如与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水；分别滴加盐酸，反应离子方程式为COeq \o\al(2－,3)＋2H＋===CO2↑＋H2O，HCOeq \o\al(－,3)＋H＋===H2O＋CO2↑，可见和酸反应放出等量的CO2所消耗的酸NaHCO3比Na2CO3少，D正确。2．(2019·广东中山高一期末)要除去碳酸氢钠溶液中混有的少量碳酸钠，最好采用(　　)A．加入过量的澄清石灰水B．通入足量的CO2气体C．将溶液加热蒸干并灼烧D．加入适量的氢氧化钠溶液答案　B解析　澄清石灰水和碳酸钠、碳酸氢钠均发生反应，生成碳酸钙沉淀，故A错误；可以通入二氧化碳使碳酸钠转化为碳酸氢钠而除去，反应的化学方程式为Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3，并且二氧化碳和碳酸氢钠之间不会发生反应，故B正确；将溶液加热蒸干并灼烧，可使碳酸氢钠分解生成碳酸钠，故C错误；氢氧化钠和碳酸氢钠反应生成碳酸钠和水，但是和碳酸钠之间不会反应，故D错误。3．下列是某兴趣小组根据课本实验设计的一个能说明碳酸钠与碳酸氢钠热稳定性的套管实验。请观察如图实验装置并分析实验原理，判断下列说法错误的是(　　)A．甲为小苏打，乙为纯碱B．甲为Na2CO3，乙为NaHCO3C．要证明物质受热能产生水，可在两支试管内塞上沾有无水硫酸铜粉末的棉花球D．整个实验过程中可以看到丙烧杯的澄清石灰水不变浑浊答案　B解析　用酒精灯加热时，外管温度高，内管温度低，NaHCO3受热易分解，Na2CO3受热不易分解，故将Na2CO3放在外管中，温度高却未分解，NaHCO3放在内管中，温度低却分解，证明Na2CO3热稳定性强于NaHCO3，NaHCO3受热分解产生CO2，可使澄清石灰水变浑浊。甲为小苏打(NaHCO3)，乙为纯碱(Na2CO3)，故A项正确，B项错误；NaHCO3分解产生的水可以使无水硫酸铜变蓝色，故C项正确；Na2CO3不会分解产生CO2，故不能使丙中澄清石灰水变浑浊，故D项正确。4．焰火“脚印”“笑脸”“五环”，让北京奥运会开幕式更加辉煌、浪漫，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．用稀盐酸清洗做焰色试验的铂丝(镍丝或铁丝)C．焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察D．利用焰色试验可区分NaCl与Na2CO3固体答案　B解析　焰色试验是物理变化，不是化学变化，A错误；盐酸可以溶解杂质，且易挥发，不会残留痕迹，B正确；K的焰色试验需透过蓝色的钴玻璃观察，避免钠的焰色对钾的焰色的干扰，其他元素不需要透过蓝色钴玻璃观察，C错误；焰色试验是金属元素的性质，NaCl与Na2CO3固体的焰色都为黄色，无法利用焰色试验来区分，D错误。5．碳酸钠和碳酸氢钠是生活中常见的物质。请回答下列问题：(1)碳酸氢钠的化学式是____，俗称____，其水溶液显____(填“酸”“碱”或“中”)性。(2)碳酸氢钠可治疗胃酸(0.2%～0.4%的盐酸)过多，反应的离子方程式为__________________。等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应时生成CO2的量，前者________(填“＞”“＜”或“＝”)后者。(3)除去碳酸钠固体中碳酸氢钠的反应的化学方程式为________________________________。答案　(1)NaHCO3　小苏打　碱(2)H＋＋HCOeq \o\al(－,3)===H2O＋CO2↑　< (3)2NaHCO3eq \o(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑A组　基础对点练题组一　碳酸钠和碳酸氢钠的性质1．下列关于Na2CO3和NaHCO3的说法中，不正确的是(　　)A．均为钠盐 B．受热均易分解C．焰色试验均为黄色 D．均能与盐酸反应答案　B解析　Na2CO3受热不易分解。【考点】　碳酸钠和碳酸氢钠的性质【题点】　碳酸钠和碳酸氢钠的性质2．(2019·海淀区高一检测)下列物质的溶液，能与小苏打溶液发生化学反应，既无气体生成也无沉淀生成的是(　　)A．苏打 B．氯化氢 C．熟石灰 D．烧碱答案　D解析　A项，不反应，不符合题意；B项，反应为NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O，不符合题意；C项，反应为NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋NaOH＋H2O或2NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，不符合题意；D项，反应为NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O，符合题意。【考点】　碳酸氢钠的性质【题点】　碳酸氢钠的性质3．在同体积且溶质质量相同的碳酸钠、碳酸氢钠溶液中，分别逐滴滴加相同浓度的盐酸至不再有二氧化碳气体放出时，下列说法中正确的是(　　)A．反应现象完全相同B．产生二氧化碳的质量相同C．碳酸钠产生的二氧化碳质量小D．消耗盐酸的体积相同答案　C【考点】　碳酸钠与碳酸氢钠的性质【题点】　碳酸钠与碳酸氢钠的有关计算4．下列反应的离子方程式错误的是(　　)A．碳酸氢钠溶液与氢氧化钠溶液混合：HCOeq \o\al(－,3)＋OH－===COeq \o\al(2－,3)＋H2OB．碳酸氢钠溶液与少量澄清石灰水混合：HCOeq \o\al(－,3)＋OH－===COeq \o\al(2－,3)＋H2OC．碳酸钠溶液与澄清石灰水混合：Ca2＋＋COeq \o\al(2－,3)===CaCO3↓D．碳酸钠溶液与氯化钡溶液混合：Ba2＋＋COeq \o\al(2－,3)===BaCO3↓答案　B解析　碳酸氢钠溶液与少量澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀、碳酸钠和水，与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水；碳酸钠溶液与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，碳酸钠溶液与氯化钡溶液反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠。【考点】　碳酸钠与碳酸氢钠的性质【题点】　离子方程式的书写题组二　焰色试验5．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．该物质中不含钾元素答案　B解析　焰色试验为黄色，说明该物质中一定含钠元素，既可能是金属钠，也可能是钠的化合物，B正确。【考点】　焰色试验【题点】　焰色试验的应用6．(2019·昆明高一检测)焰色试验实验过程中铂丝的清洗和灼烧与钾焰色试验的观察两项操作如图所示：下列叙述中不正确的是(　　)A．每次实验中都要先将铂丝灼烧至与原来的火焰颜色相同，再蘸取被检验物质B．钾的焰色试验要透过蓝色钴玻璃观察C．实验时最好选择本身颜色较深的火焰D．没有铂丝可用无锈铁丝代替进行实验答案　C解析　A项，如果不这样做，会给待测元素火焰颜色带来干扰，正确；B项，观察钾的焰色时要透过蓝色钴玻璃，滤去黄光再观察，正确；C项，焰色试验应选择本身颜色较浅的火焰，错误；D项，铁丝与铂丝灼烧时都没有特殊焰色，可以进行焰色试验，正确。【考点】　焰色试验【题点】　焰色试验的操作及注意事项题组三　碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别与除杂7．下表中叙述Ⅲ不正确的是(　　)答案　B解析　向苏打溶液和小苏打溶液中滴加澄清石灰水(少量)，均产生白色沉淀，离子反应如下：COeq \o\al(2－,3)＋Ca2＋===CaCO3↓，Ca2＋＋2OH－＋2HCOeq \o\al(－,3)===CaCO3↓＋COeq \o\al(2－,3)＋2H2O，故不能用澄清石灰水鉴别苏打溶液和小苏打溶液。【考点】　碳酸氢钠与碳酸钠的鉴别【题点】　碳酸氢钠与碳酸钠的鉴别8．不能用来鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体的实验操作是(　　)A．分别加热这两种固体物质，并将生成的气体通入澄清石灰水中B．分别在这两种物质的溶液中，加入CaCl2溶液C．分别把等质量的这两种固体物质加入同浓度的稀盐酸中D．分别在这两种物质的溶液中，加入少量澄清石灰水答案　D解析　A项，加热时只有NaHCO3分解：2NaHCO3eq \o(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑，产生的CO2可使澄清石灰水变浑浊，故可用来鉴别；B项，NaHCO3溶液与CaCl2溶液不反应，而Na2CO3溶液与CaCl2溶液反应生成CaCO3沉淀，故可用来鉴别；C项，NaHCO3与稀盐酸的反应比Na2CO3与稀盐酸的反应快，故可用来鉴别；D项，Ca(OH)2溶液与Na2CO3、NaHCO3溶液均能反应生成CaCO3沉淀，故不能用来鉴别。【考点】　碳酸氢钠与碳酸钠的鉴别【题点】　碳酸氢钠与碳酸钠的鉴别9．为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法不正确的是(　　)A．Na2CO3溶液(NaHCO3)，选用适量的NaOH溶液B．NaHCO3溶液(Na2CO3)，应通入过量的CO2气体C．Na2O2粉末(Na2O)，将混合物在氧气中加热D．Na2CO3溶液(Na2SO4)，加入适量Ba(OH)2溶液，过滤答案　D解析　Na2CO3和Na2SO4均能与Ba(OH)2反应，不能达到除杂的目的。【考点】　除杂方法【题点】　钠盐中除杂方法10．(2019·西安高新一中检测)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(部分夹持装置已略去)。(1)图Ⅰ、Ⅱ所示实验中能够达到实验目的的是________(填序号)。(2)图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为___________________。(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________________________________________________________________________________(填化学式)。(4)将碳酸氢钠溶液与澄清石灰水混合并充分反应。①当澄清石灰水过量时，反应的离子方程式为______________________________________。②当碳酸氢钠与氢氧化钙的物质的量之比为2∶1时，所得溶液中溶质的化学式为_________，请设计实验检验所得溶液中溶质的阴离子：________________________________________。答案　(1)Ⅱ　(2)2NaHCO3eq \o(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑、CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O　(3)NaHCO3　(4)①Ca2＋＋OH－＋HCOeq \o\al(－,3)===CaCO3↓＋H2O　②Na2CO3　取少量上层清液(或过滤后的滤液)于洁净的试管中，加入适量氯化钙溶液，振荡，若有白色沉淀生成，则证明溶液中含有COeq \o\al(2－,3)解析　(1)图Ⅰ不能达到实验目的，因为碳酸钠和碳酸氢钠均可与盐酸反应产生二氧化碳，使澄清石灰水变浑浊；图Ⅱ可以达到实验目的，因为等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量的稀盐酸反应，生成的二氧化碳气体的量不同，可根据气球膨胀程度鉴别。(2)图Ⅲ、Ⅳ所涉及反应的化学方程式为2NaHCO3eq \o(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑、Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O。(3)试管B中装入碳酸氢钠，试管A中装入碳酸钠，这样直接加热的碳酸钠温度高，不分解，而间接加热的碳酸氢钠分解，使澄清石灰水变浑浊，更能表明碳酸氢钠不稳定。(4)①澄清石灰水过量时，反应的离子方程式为Ca2＋＋OH－＋HCOeq \o\al(－,3)===CaCO3↓＋H2O。②发生反应2NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，则所得溶液中的溶质是碳酸钠；要检验COeq \o\al(2－,3)，可以取少量上层清液或过滤后的滤液于洁净的试管中，加入适量氯化钙溶液，振荡，若有白色沉淀生成，则证明溶液中含有COeq \o\al(2－,3)。B组　综合强化练1．过量的NaHCO3与Na2O2混合，在密闭容器中充分加热后，最后排出气体，残留的物质应是(　　)A．Na2O和Na2O2B．Na2O2和Na2CO3C．Na2CO3D．Na2O答案　C解析　在题中所给出的两种物质中NaHCO3是过量的，两种混合物在密闭容器中加热所发生的化学反应为2NaHCO3eq \o(====,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑，2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O。因NaHCO3是过量的，又充分加热，有足够的CO2使Na2O2最终全部转化为Na2CO3，过量的NaHCO3也完全分解成Na2CO3，而Na2CO3稳定，受热不易分解，故最后排出产生的气体后，残留的固体是Na2CO3。【考点】　碳酸氢钠的性质 【题点】　碳酸氢钠的热稳定性、分解产物与过氧化钠的反应2．(2019·郑州高一检测)将NaHCO3置于干燥的试管中加热，并使放出的气体依次通过盛有足量过氧化钠和碱石灰的干燥管，最后得到的气体有(　　)A．CO2、H2O B．H2O、O2C．CO2、O2 D．O2答案　D解析　2NaHCO3eq \o(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O，所以分解产生CO2和水蒸气，依次通过盛有足量过氧化钠和碱石灰的干燥管，CO2与水蒸气都与足量过氧化钠反应产生氧气，故最终得到的气体是氧气。3．有两份质量相同的NaHCO3，向第一份中加入盐酸使其充分反应；将第二份加热使其完全分解，冷却至原温度再加入相同浓度的盐酸充分反应，则它们所耗用的盐酸的体积比为(　　)A．2∶1 B．1∶1 C．1∶2 D．4∶1答案　B解析　不论NaHCO3是直接与酸反应，还是受热分解后的固体再与酸反应，其中的Na＋均转化为NaCl，因Na＋的含量一定，则需Cl－的量一定，即需HCl的量一定，所以由守恒式可直接判断出答案。4．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固体答案　C解析　NaHCO3受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，所以将混合物加热分解利用差量法即可计算出Na2CO3的质量分数，A正确；Na2CO3和NaHCO3均可与盐酸反应生成水、二氧化碳和氯化钠，所以b g固体是氯化钠，利用守恒法可计算出Na2CO3的质量分数，B正确；混合物与足量稀硫酸充分反应，会生成水和二氧化碳，所以逸出的气体是二氧化碳，但会混有水蒸气，即碱石灰增加的质量不仅是二氧化碳的质量，C错误；Na2CO3和NaHCO3都与Ba(OH)2反应，反应的离子方程式为COeq \o\al(2－,3)＋Ba2＋===BaCO3↓、HCOeq \o\al(－,3)＋OH－＋Ba2＋===H2O＋BaCO3↓，因此最后得到的固体是BaCO3，所以可以计算出Na2CO3的质量分数，D正确。【考点】　碳酸氢钠的性质【题点】　混合物中碳酸钠含量的计算5．(2019·福州联考)把Na2CO3和NaHCO3的混合物27.4 g加热到质量不再变化时，得残留固体21.2 g。求原混合物中NaHCO3和Na2CO3的质量之比为(　　)A．53∶84 B．84∶53C．1∶1 D．42∶53答案　B解析　设NaHCO3的质量为x，则根据化学方程式可知2NaHCO3eq \o(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O　Δm168 g　　　　　　　　　　　　　　　62 gx　　　　　　　　　　　　　(27.4－21.2) g＝6.2 gx＝168 g×eq \f(6.2 g,62 g)＝16.8 g混合物中碳酸钠的质量是27.4 g－16.8 g＝10.6 g，所以原混合物中NaHCO3与Na2CO3的质量之比为16.8∶10.6＝84∶53。【考点】　碳酸氢钠的性质【题点】　差量法求算碳酸氢钠的含量6．某化学课外小组欲制取纯净的Na2CO3溶液并讨论实验过程中的相关问题。可供选择的试剂有：A．大理石B．盐酸C．氢氧化钠溶液D．澄清石灰水E．氯化钙溶液三名同学设计的制备实验方案的反应流程分别如下：甲：NaOH溶液eq \o(――→,\s\up7(CO2))Na2CO3溶液乙：NaOH溶液eq \o(――→,\s\up7(CO2),\s\do5(①))NaHCO3溶液eq \o(――――――→,\s\up7(加热蒸干灼烧),\s\do5(②))Na2CO3固体eq \o(――→,\s\up7(H2O))Na2CO3溶液丙：NaOH溶液eq \o(――→,\s\up7(CO2),\s\do5(③))NaHCO3溶液eq \o(――→,\s\up7(NaOH),\s\do5(④))Na2CO3溶液试回答下列问题：(1)请指出甲、乙两方案的主要缺点：甲方案：________________________________________________________________________。乙方案：________________________________________________________________________。(2)假设反应③所得的NaHCO3溶液中含有Na2CO3，现在用A～E五种试剂证明Na2CO3的存在，你所选择的试剂为________(填字母)。答案　(1)难以控制CO2的量，故很难得到纯净的Na2CO3　原料利用率低，程序复杂　(2)E解析　(1)NaOH与CO2反应时两者量不同产物不同，2OH－＋CO2===COeq \o\al(2－,3)＋H2O，OH－＋CO2===HCOeq \o\al(－,3)，甲不能控制通入CO2的量，也就不能控制产物为纯净的Na2CO3。乙的操作程序复杂。丙应将NaOH溶液分成两等份，一份通入足量CO2生成NaHCO3，加热赶出其中溶解的CO2，再将另一份NaOH与NaHCO3混合即可得到纯净的Na2CO3。(2)检验NaHCO3溶液中含有Na2CO3，应向溶液中加入BaCl2溶液或CaCl2溶液，所以应选CaCl2溶液。【考点】　钠的化合物的性质【题点】　碳酸钠的制备7．(2019·潍坊高一检测)小明通过学习知道Na2CO3、NaHCO3均能与盐酸反应，Na2CO3溶液还会与石灰水反应。【产生疑问】　NaHCO3溶液也能与石灰水反应吗？如果能反应，生成物可能是什么？【进行实验】　小明将NaHCO3溶液与石灰水混合，结果产生白色沉淀，已知Ca(HCO3)2能溶于水，碳酸氢盐在碱溶液中会生成碳酸盐。此白色沉淀是________；为了进一步了解生成的含钠化合物有什么，继续探究：【做出猜想】　①只有NaOH；②有Na2CO3和NaOH；③____________________。【实验设计】步骤1：取少量上述实验后的上层清液于试管中，再滴加足量的CaCl2溶液(中性)，观察到产生白色沉淀，由此可知生成的含钠化合物一定含有__________________________________。步骤2：将步骤1中反应后的混合物过滤，往滤液中先滴加几滴酚酞溶液，再滴加足量的稀盐酸，观察到溶液颜色变化情况为__________________________________________________，整个实验过程中无气泡产生，由此可知猜想②成立。 【拓展提高】　若步骤1中未出现白色沉淀，则此时NaHCO3溶液与Ca(OH)2溶液反应的化学方程式为____________________________________________________________________。答案　【进行实验】　CaCO3【做出猜想】　只有Na2CO3【实验设计】　Na2CO3　溶液先由无色变红色，然后红色变为无色【拓展提高】　Ca(OH)2＋NaHCO3===CaCO3↓＋NaOH＋H2O解析　因为题给信息Ca(HCO3)2能溶于水，而HCOeq \o\al(－,3)能与OH－反应生成COeq \o\al(2－,3)，故将NaHCO3溶液与石灰水混合后，产物除CaCO3外，溶液中还可能有：①Ca(OH)2过量时：发生反应NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋NaOH＋H2O；②恰好反应时：2NaHCO3＋Ca(OH)2=== CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O；③NaHCO3过量时，产物有CaCO3、Na2CO3，剩余NaHCO3。依据以上分析可猜想：生成的含钠化合物只能有三种情况：①NaOH、②Na2CO3和NaOH、③Na2CO3。【考点】　碳酸钠、碳酸氢钠的性质【题点】　碳酸钠、碳酸氢钠的性质的实验探究8．Na2CO3、NaHCO3是生活中常见的盐，某实验小组通过以下实验探究这两种物质的性质。(1)称取两种固体各1 g分别放入两支试管中，再各加入5 mL水，充分振荡，并恢复至室温。发现Na2CO3完全溶解，而NaHCO3有剩余。由此得出结论：在相同温度下，______________________________________________________________________________________________。(2)①取少量NaHCO3按下图装置进行实验。可观察到的现象是：大试管口有水珠生成，_____________________________________________________________________________________。②用________的方法除去混在Na2CO3粉末中少量的NaHCO3。(3)测定Na2CO3样品(含氯化钠杂质)中Na2CO3的质量分数：①称取m g样品放入烧杯内加水溶解。②加入过量的氯化钙溶液充分反应，反应的化学方程式为______________________________。③过滤、洗涤、干燥，称量沉淀的质量为n g。则样品中Na2CO3的质量分数为_______________。答案　(1)碳酸钠的溶解度比碳酸氢钠的大(2)①澄清石灰水变浑浊　②加热(3)②CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl　③eq \f(106n,m)%解析　(3)②碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，化学方程式为：Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl。③设碳酸钠样品中碳酸钠的质量为x，则Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl106　　　　　　　100x　　　　　　　 　n geq \f(106,x)＝eq \f(100,n g)，解得：x＝eq \f(106n,100)g，样品中Na2CO3的质量分数为eq \f(\f(106n,100)g,m g)×100%＝eq \f(106n,m)%。【考点】　碳酸钠、碳酸氢钠的性质【题点】　碳酸钠、碳酸氢钠的性质的实验探究实验步骤1 g Na2CO31 g NaHCO3①观察两支试管中碳酸钠、碳酸氢钠的形态白色粉末细小的白色晶体②加几滴水并将温度计伸入其中加水后结块变成晶体，温度计示数升高加水后部分溶解，温度计示数降低③加5 mL水振荡一段时间后可溶解固体量减少④加1～2滴酚酞溶液变红，溶液碱性较强溶液变浅红，溶液碱性较弱初步结论碳酸钠、碳酸氢钠均易溶于水，在水中的溶解度：Na2CO3＞NaHCO3，Na2CO3溶于水放热，NaHCO3溶于水吸热，水溶液均显碱性，碱性：Na2CO3>NaHCO3实验操作实验现象实验结论澄清石灰水不变浑浊Na2CO3很稳定，受热不易发生分解澄清石灰水变浑浊NaHCO3不稳定，受热容易分解；化学方程式：2NaHCO3eq \o(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O碳酸钠碳酸氢钠俗名苏打或纯碱小苏打颜色状态白色粉末细小的白色晶体溶解性易溶于水易溶于水水溶液酸碱性都呈碱性(Na2CO3溶液碱性更强)与盐酸放出二氧化碳气体放出二氧化碳气体(剧烈)与烧碱溶液不反应生成碳酸钠和水与澄清石灰水产生白色沉淀产生白色沉淀与氯化钙溶液生成白色沉淀不反应热稳定性稳定、受热不易分解受热易分解金属元素锂钠钾铷钙锶钡铜焰色紫红色黄色紫色(透过蓝色钴玻璃)紫色砖红色洋红色黄绿色绿色方法原理结论加热法2NaHCO3eq \o(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O，Na2CO3受热不分解加热有气体产生的是NaHCO3，无变化的是Na2CO3沉淀法(加BaCl2或CaCl2溶液)COeq \o\al(2－,3)＋Ca2＋===CaCO3↓、COeq \o\al(2－,3)＋Ba2＋===BaCO3↓，HCOeq \o\al(－,3)与Ca2＋、Ba2＋不反应有沉淀生成的是Na2CO3，无变化的是NaHCO3与盐酸反应的剧烈程度Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑，NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑生成气体剧烈的是NaHCO3，相对不剧烈的是Na2CO3盐酸逐滴加入时的现象COeq \o\al(2－,3)＋H＋===HCOeq \o\al(－,3)，HCOeq \o\al(－,3)＋H＋===CO2↑＋H2O逐滴加入盐酸立即产生气体的是NaHCO3；开始不产生气体，滴加一定体积后才产生气体的是Na2CO3混合物(括号内为杂质)除杂方法或试剂Na2CO3固体(NaHCO3)加热NaHCO3溶液(Na2CO3)通入足量CO2气体Na2CO3溶液(NaHCO3)加入适量NaOH溶液选项操作判断A分别加入澄清石灰水产生沉淀者为Na2CO3B分别加入等浓度的稀盐酸反应较剧烈者为Na2CO3C分别加入CaCl2溶液产生沉淀者为Na2CO3D逐滴加入等浓度的盐酸立即产生气泡者为Na2CO3选项叙述Ⅰ叙述Ⅱ叙述ⅢA将少量稀硫酸逐滴加入苏打溶液中，并不断振荡无明显现象可用稀硫酸或稀盐酸鉴别苏打溶液和小苏打溶液B向苏打溶液中滴加澄清石灰水(少量)产生白色沉淀可用澄清石灰水鉴别苏打溶液和小苏打溶液C加热小苏打固体产生无色气体和水蒸气可用加热法除去苏打中的小苏打D向苏打稀溶液中通入过量二氧化碳气体无明显现象可用二氧化碳除去小苏打溶液中的苏打