苏教版 (2019)必修 第一册第二单元 物质的化学计量第2课时同步测试题
展开第2课时 碳酸钠的性质与应用
目标与素养:1.理解碳酸钠和碳酸氢钠的性质和应用。(宏观辨识与微观探析)2.掌握碳酸钠和碳酸氢钠的相互转化和鉴别方法。(科学探究与创新意识)
一、碳酸钠、碳酸氢钠的性质与应用
1.物理性质
2.化学性质
(1)溶液的酸碱性
①Na2CO3溶液呈碱性。
②NaHCO3溶液呈碱性,物质的量浓度相同时Na2CO3溶液的pH比NaHCO3溶液的大。
(2)热稳定性
①Na2CO3性质稳定,受热不易分解,Na2CO3·10H2O易风化。
②NaHCO3受热易分解,化学方程式为2NaHCO3eq \(=====,\s\up8(△))Na2CO3+CO2↑+H2O。
(3)与酸(足量盐酸)反应
①Na2CO3:Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O。
②NaHCO3:NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O。
(4)与碱(氢氧化钠)反应
①Na2CO3:与NaOH不反应;
②NaHCO3:NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O。
(5)相互转化
3.用途
(1)碳酸钠:重要的化工原料,在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油等方面有广泛的应用。
(2)碳酸氢钠:是发酵粉的主要成分之一,医疗上可以做治疗胃酸过多的药剂。
二、侯氏制碱法
1.反应原理
NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3+NH4Cl, 2NaHCO3eq \(=====,\s\up8(△))Na2CO3+CO2↑+H2O。
2.NH3通入饱和NaCl溶液中,形成氨水的NaCl饱和溶液,然后再通入CO2。这样先形成了一个弱碱性的环境以后,可以增大CO2在溶液中的溶解度,生成更多的NaHCO3。
微点拨
(1)利用侯氏制碱法制取NaHCO3时,在饱和NaCl溶液中应先通入NH3,后通入CO2。
(2)NaHCO3在水中的溶解度小于NH4HCO3和NH4Cl、NaCl。
(3) “联合制碱法”时还能得到NaHCO3和NH4Cl等副产品。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)Na2CO3俗称纯碱,属于碱类(×)
(2)Na2CO3、NaHCO3均能与盐酸反应生成CO2(√)
(3)Na2CO3、NaHCO3的水溶液均呈碱性(√)
(4)Na2CO3的热稳定性比NaHCO3强可用反应2NaHCO3eq \(=====,\s\up8(△))Na2CO3+CO2↑+H2O说明(√)
2.我国医学家通过研究发现小苏打可去除肿瘤内的氢离子,从而快速有效地杀死处于葡萄糖饥饿或缺乏状态的肿瘤细胞,为治疗原发性肝癌开辟了新路径。下列有关小苏打的说法错误的是( )
A.可用于制备苏打
B.可用于制作糕点
C.与H+作用易产生CO2
D.可用饱和食盐水与CO2反应制得
D [饱和食盐水与CO2不反应,故不能用饱和食盐水与CO2反应制得小苏打,故D项说法错误。]
3.Na2CO3和NaHCO3是重要的化工原料,请回答:
(1)两物质的水溶液分别与足量盐酸混合,反应的化学方程式分别为______________________、_________________________________________。
(2)除去Na2CO3固体中少量NaHCO3的方法,写出化学方程式
______________________________________________________________
______________________________________________________________。
(3)两物质的焰色反应分别为________色,________色。
(4)除去NaHCO3溶液中的Na2CO3,可向溶液中通入________,反应方程式为_______________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
[答案] (1)Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O
NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O
(2)2NaHCO3eq \(=====,\s\up8(△))Na2CO3+CO2↑+H2O
(3)黄 黄 (4)CO2 Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3
1.Na2CO3与NaHCO3的鉴别方法
特别提醒:鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液不能用澄清石灰水,原因是二者均会与Ca(OH)2反应产生白色沉淀。
2.Na2CO3与NaHCO3的分离与提纯
有两个无标签的试剂瓶,分别装有Na2CO3和NaHCO3固体,有4位同学为鉴别它们采用了以下不同的方法,其中不可行的是( )
A.分别配成溶液,再加入澄清石灰水
B.分别配成溶液,再加入CaCl2溶液
C.分别加热,再检验是否有使澄清石灰水变浑浊的气体产生
D.分别取固体样品,滴加同浓度盐酸,观察产生气泡的快慢
A [A项中的石灰水与Na2CO3和NaHCO3皆能发生反应产生CaCO3沉淀;B项中CaCl2与NaHCO3不反应,与Na2CO3反应产生CaCO3沉淀;C项加热时,只有NaHCO3受热分解:2NaHCO3eq \(=====,\s\up8(△))Na2CO3+CO2↑+H2O,产生的CO2能使澄清石灰水变浑浊,故可用来鉴别;D项,NaHCO3与盐酸反应速率比Na2CO3快。]
易错警示
鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液,不能用NaOH溶液,虽然前者不反应后者能反应,但均无明显现象;也不能用澄清石灰水或BaOH2溶液,二者能产生白色沉淀,现象相同无法区分。
1.除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3可采取的方法是( )
A.通入二氧化碳气体
B.加入氢氧化钡溶液
C.加入澄清石灰水
D.加入稀盐酸
A [除杂方法要操作简便、效果好、不引入新的杂质、保留非杂质成分。可采取这样的方法:Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3。]
2.有两支试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液,下列操作或判断正确的是( )
C [A项,都产生白色沉淀;B项,Na2CO3溶液中红色深;D项,Na2CO3溶液中开始时无气泡产生(发生反应:Na2CO3+HCl===NaCl+NaHCO3)。]
1.下列说法中正确的是( )
A.发酵粉中主要含有氢氧化钠,能使焙制出的糕点疏松多孔
B.碘盐中的碘可以直接用淀粉检验
C.碳酸氢钠可以用于治疗胃酸过多
D.硫酸氢钠属于盐类,其水溶液显中性
C [发酵粉的主要成分是小苏打,A错误;碘盐中的碘以碘酸钾形式存在,而不是碘单质,B错误;硫酸氢钠的水溶液呈酸性,D错误。]
2.加热10.0 g碳酸钠和碳酸氢钠的固体混合物至质量不再发生变化,剩余固体的质量为8.45 g,则混合物中碳酸钠的质量分数为( )
A.42% B.58%
C.36% D.64%
B [由NaHCO3受热分解的化学方程式可知:
2NaHCO3eq \(=====,\s\up8(△))Na2CO3+CO2↑+H2O 质量减轻
168 g 62 g
m(NaHCO3) (10.0-8.45) g
则eq \f(168 g,62 g)=eq \f(mNaHCO3,10.0-8.45 g),解得m(NaHCO3)=4.2 g。
则Na2CO3的质量分数=eq \f(10.0 g-4.2 g,10.0 g)×100%=58%。]
3.为了验证NaHCO3固体中是否含有Na2CO3,下列实验及判断中正确的是( )
A.加热,观察是否有气体放出
B.溶于水后加BaCl2溶液,看有无沉淀
C.溶于水后加石灰水,看有无沉淀
D.取固体试样加盐酸,看是否有气泡产生
B [对上述物质加热有气体放出,只能证明有NaHCO3,而不能证明含有Na2CO3;NaHCO3与Na2CO3都能与石灰水反应产生沉淀,都能与盐酸反应产生气泡而无法鉴别。]
4.有4种钠的化合物W、X、Y、Z,它们之间存在如下关系:
①Weq \(――→,\s\up8(△))X+H2O+CO2↑
②Z+CO2―→X+O2
③Z+H2O―→Y+O2↑
④X+Ca(OH)2―→Y+CaCO3↓
试回答下列问题:
(1)W、X、Y、Z的化学式分别是: W________,X___________,
Y________,Z________。
(2)以上4个化学反应,属于氧化还原反应的是________(填反应序号),反应中氧化剂是________________(写化学式),还原剂是________________(写化学式)。
(3)若反应④在溶液中进行,写出其反应的化学方程式:
________________________________________________________________。
[解析] ①反应可认定为NaHCO3的分解反应:2NaHCO3eq \(=====,\s\up8(△))Na2CO3+CO2↑+H2O,该反应是非氧化还原反应。由X(Na2CO3)逆推可知Z为Na2O2,Y为NaOH:2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,以上两反应都是氧化还原反应,且Na2O2既是氧化剂又是还原剂。④反应为Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH。
[答案] (1)NaHCO3 Na2CO3 NaOH Na2O2
(2)②③ Na2O2 Na2O2
(3)Ca(OH)2+Na2CO3===2NaOH+CaCO3↓名称
碳酸钠
碳酸氢钠
化学式
Na2CO3
NaHCO3
俗名
纯碱、苏打
小苏打
色态
白色粉末
细小白色晶体
溶解性
水中易溶
水中易溶,相同温度下,Na2CO3的溶解度大于NaHCO3
Na2CO3与NaHCO3鉴别及分离与提纯
依据
原理
结论
热稳定性
2NaHCO3eq \(=====,\s\up8(△)) Na2CO3+CO2↑+H2O;
Na2CO3受热不易分解
加热有气体产生的是NaHCO3,无变化的是Na2CO3
BaCl2的反应
COeq \\al(2-,3)+Ca2+===CaCO3↓,
COeq \\al(2-,3)+Ba2+===BaCO3↓;
HCOeq \\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 \\al(2-,3)+H+===HCOeq \\al(-,3);
HCOeq \\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,滴加一会才产生气体的是Na2CO3
混合物(括号内的为杂质)
除杂方法及试剂
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Na2CO3
B
分别加入2滴酚酞
红色较浅者为Na2CO3
C
分别加入CaCl2溶液
产生沉淀者为Na2CO3
D
逐滴加入等浓度的盐酸
立即产生气泡者为Na2CO3
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