高中化学必修1课时作业与单元检测第三章 第2节 第1课时Word文档格式.docx
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Na2CO3
NaHCO3
色态
白色粉末
细小白色晶体
俗名
纯碱、苏打
小苏打
溶解性
水中易溶
水中易溶,但比Na2CO3
溶解度小
水溶液酸碱性
碱性
2.化学性质
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,可以做治疗胃酸过多的药剂。
三、焰色反应
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特殊的颜色。
2.操作
3.几种金属的焰色
(1)钠元素的焰色反应呈黄色。
(2)钾元素的焰色反应呈浅紫色(透过蓝色的钴玻璃观察)。
4.应用
(1)检验金属元素的存在,如鉴别NaCl和KCl溶液。
(2)利用焰色反应制节日烟火。
5.注意事项
(1)焰色反应是物理(填“物理”或“化学”)变化。
(2)焰色反应是金属元素的性质,所以做焰色反应实验时,试样可以是金属元素的单质或化合物。
(3)并不是所有的金属元素都发生焰色反应,如Fe。
(4)对于K+的火焰颜色须透过蓝色钴玻璃片进行观察,以防止Na+的干扰。
练一练
1.下列各组物质与其用途关系不正确的是( )
A.纯碱:
制玻璃
B.小苏打:
发酵粉
C.过氧化钠:
供氧剂
D.烧碱:
治疗胃酸过多的一种药剂
答案 D
2.下列关于Na2O和Na2O2的叙述中正确的是( )
A.都是白色固体
B.阴、阳离子个数比不相同
C.都能与水反应形成强碱溶液
D.都是强氧化剂
答案 C
解析 Na2O2和Na2O虽然组成元素相同,但其结构、性质上的差异很大。
Na2O是白色粉末,Na2O2是淡黄色粉末;
Na2O中Na+与O2-个数比为2∶1,Na2O2中Na+与O
个数比为2∶1;
它们都能与水反应生成氢氧化钠溶液;
Na2O中氧元素价态为最低价(-2价),无氧化性,Na2O2中氧元素价态为中间价(-1价),具有氧化性、还原性,是强氧化剂。
3.下列物质露置于干燥的空气中,不发生变化的是( )
A.Na2OB.Na2O2
C.NaHCO3D.Na2CO3·
10H2O
4.为鉴别K2CO3和NaHCO3两种白色固体,有4位同学分别设计了下列4种不同的方法,其中不可行的是( )
A.分别加入等量水中,看溶解能力差异
B.分别取样在试管中加热,将可能产生的气体通入澄清石灰水,观察有无白色浑浊
C.分别取样配成溶液,滴加Ba(OH)2溶液,观察有无白色沉淀
D.分别取样配成溶液,用铂丝蘸取溶液在酒精灯火焰上燃烧,观察火焰的颜色
解析 K2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度,A正确;
NaHCO3受热分解生成CO2,可使澄清石灰水变浑浊,而K2CO3不分解,B正确;
滴加Ba(OH)2溶液时,其与K2CO3和NaHCO3反应的离子方程式分别为Ba2++CO
===BaCO3↓、Ba2++2OH-+2HCO
===2H2O+BaCO3↓+CO
,现象一样,C错误;
钠、钾元素的焰色反应分别为黄色和紫色(透过蓝色钴玻璃观察),D正确。
5.下列说法正确的是________(填序号)。
(1)某溶液中滴加足量盐酸产生使澄清石灰水变浑浊的气体,则该溶液中一定含有CO
。
(2)某同学分析将一定量的CO2通入NaOH溶液后,所得溶液的溶质成分有5种可能:
①Na2CO3 ②NaHCO3
③Na2CO3和NaHCO3 ④NaOH和Na2CO3 ⑤NaOH和NaHCO3。
(3)向饱和Na2CO3溶液中通入过量的CO2,溶液中将析出白色晶体(沉淀)。
(4)碳酸钠俗名纯碱,属于碱,水溶液呈碱性。
(5)用CaCl2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液。
(6)焰色反应是金属元素的化学性质,灼烧时,所有金属或金属阳离子均有焰色。
(7)若NaHCO3溶液中混有Na2CO3,通入足量CO2气体即可以除去。
答案 (3)(5)(7)
解析
(1)不正确。
若溶液中含有HCO
时,也会有相同的现象发生。
(2)不正确。
只有4种可能,不可能是NaOH和NaHCO3的混合物,因为NaOH与NaHCO3能发生反应生成Na2CO3和H2O。
(3)正确,发生反应Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3↓,①同温下,NaHCO3的溶解度比Na2CO3小;
②生成的NaHCO3的质量比消耗的Na2CO3的大(即消耗106gNa2CO3生成168gNaHCO3),即溶质增加;
③反应消耗了水,即溶剂减少,因此出现沉淀,主要原因是①。
(4)不正确,Na2CO3属于盐,不属于碱。
(5)正确,NaHCO3与CaCl2不反应,Na2CO3与CaCl2反应生成白色沉淀。
(6)焰色反应是金属元素的物理性质,有些金属无焰色反应,如Fe。
(7)正确,Na2CO3与H2O、CO2反应转化为NaHCO3。
一、有关Na2O2与CO2、H2O的反应
1.反应原理
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
2.重要关系
(1)电子转移关系:
在Na2O2与CO2或H2O的反应中,Na2O2既作氧化剂又作还原剂,每生成1molO2都转移2mol电子。
(2)物质的量的关系:
无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物,通过足量的Na2O2时,CO2或H2O与放出O2的物质的量之比均为2∶1。
(3)气体体积关系:
若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量的Na2O2,气体体积的减少量或原混合气体体积的
即为生成氧气的量。
(4)固体质量关系:
①2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2Δm(固体)
2×
78g 2mol 2×
106g 56g
(2molCO的质量)
即:
发生反应①时,固体增加的质量等于与CO2等物质的量的CO的质量。
②2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ Δm(固体)
78g 2mol 4×
40g 4g
(2molH2的质量)
发生反应②时,固体增加的质量等于与H2O等物质的量的H2的质量。
(5)先后顺序关系:
一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)混合物的反应,可看做Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完成后,Na2O2再与H2O发生反应。
特别提醒
Na2O2与CO2、H2O反应的关系
(1)wgCO和H2的混合物在O2中充分燃烧,其产物通过足量的Na2O2固体,反应充分后,固体增加的质量是wg。
(2)同温、同压下VLCO2和H2O(g)混合气体通过足量的Na2O2,反应完全后得到
VLO2。
例1
1mol过氧化钠与2mol碳酸氢钠固体混合后,在密闭容器中加热充分反应,排出气体物质后冷却,残留的固体物质是( )
A.Na2CO3
B.Na2O2 Na2CO3
C.NaOH Na2CO3
D.Na2O2 NaOH Na2CO3
解析 由题意可知,首先发生反应:
2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑,生成H2O和CO2各1mol;
然后H2O和CO2与Na2O2分别发生反应:
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,CO2和H2O完全反应需消耗2molNa2O2,但题中只有1molNa2O2,可以先考虑:
①假设1molNa2O2先与1molH2O反应,生成2molNaOH和0.5molO2,然后2molNaOH与1molCO2反应:
2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O,最后生成1molNa2CO3和0.5molO2;
②若假设1molNa2O2先与1molCO2反应,最后也生成1molNa2CO3和0.5molO2。
所以最后残留的固体一定是Na2CO3。
答案 A
解题反思
(1)加热条件下,密闭容器中Na2O2与NaHCO3反应产物分析:
=n
n<1
n=1
1<n<2
2
n>
残留固体
Na2O2、Na2CO3NaOH、
NaOH、Na2CO3
Na2CO3、NaOH
气体产物
O2
O2、
O2H2O
O2、H2O、CO2
(2)钠及其化合物的特征转化关系:
①连续转化:
Na
NaOH。
②三角转化:
变式训练1 下列对于过氧化钠的叙述中,正确的是( )
A.过氧化钠能与酸反应生成盐和水,所以过氧化钠是碱性氧化物
B.过氧化钠能与水反应,所以过氧化钠可以作很多气体的干燥剂
C.过氧化钠与水反应时,过氧化钠是氧化剂,水是还原剂
D.Na2O2与CO2反应时,1molNa2O2转移1mol电子
解析 A项,碱性氧化物是指与酸反应生成盐和水的氧化物,而Na2O2与酸反应除生成盐和水外,还生成O2;
如2Na2O2+4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑,故Na2O2不是碱性氧化物;
B项,Na2O2与H2O反应放出O2,引入新的杂质,故Na2O2不可以作气体干燥剂;
C项,Na2O2与H2O反应中,电子转移关系如下:
Na2O2既是氧化剂,又是还原剂,水既不是氧化剂,也不是还原剂;
D项,Na2O2与CO2反应时电子转移关系如下:
故1molNa2O2转移1mol电子。
(1)Na2O2与H2O或CO2反应时,Na2O2既是氧化剂又是还原剂。
①每1molNa2O2参加反应转移1mol电子。
②每生成1molO2,反应中转移2mol电子。
(2)Na2O2与水反应的中间产物(H2O2)具有强氧化性、能够漂白某些有色物质。
如向紫色石蕊溶液中加入过量Na2O2粉末,振荡,溶液先变蓝色后褪色,若为酚酞溶液,则先变红色后褪色。
二、Na2CO3和NaHCO3的鉴别、除杂与转化
1.鉴别
方法
原理
结论
加热法
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
CO
+Ca2+===CaCO3↓
+Ba2+===BaCO3↓
HCO
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
+H+===HCO
+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
2.除杂
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
3.转化
Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑
NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O
1.NaHCO3与Ca(OH)2[或Ba(OH)2]反应的离子方程式
(1)若NaHCO3过量:
离子方程式为Ca2++2OH-+2HCO
===CaCO3↓+CO
+2H2O。
(2)若Ca(OH)2过量:
离子方程式为HCO
+Ca2++OH-===CaCO3↓+H2O。
2.沉淀法鉴别Na2CO3和NaHCO3注意事项
可以用BaCl2或CaCl2鉴别Na2CO3,不能用Ba(OH)2或Ca(OH)2鉴别。
因为向Na2CO3和NaHCO3溶液中分别加入Ba(OH)2或Ca(OH)2时,两者都产生白色沉淀。
3.CO
与HCO
的检验
(1)CO
的检验:
某溶液中滴加BaCl2溶液有白色沉淀,再加入稀盐酸,放出无色无味使澄清石灰水变浑浊的气体,该溶液中含有CO
(2)HCO
某溶液中滴加BaCl2溶液无白色沉淀,再加入稀盐酸,放出无色无味使澄清石灰水变浑浊的气体,该溶液中含有HCO
例2
有两试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液,下列操作或判断正确的是( )
方案
操作
判断
A
分别加入澄清石灰水
产生沉淀者为Na2CO3
B
分别加入等浓度的稀盐酸
反应较剧烈者为Na2CO3
C
分别加入CaCl2溶液
D
逐滴加入等浓度的盐酸
立即产生气泡者为Na2CO3
解析 A项,有关反应为Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH,Ca(OH)2+2NaHCO3===CaCO3↓+Na2CO3+2H2O。
两者产生白色沉淀现象相同,A不正确;
B项,滴加等浓度的稀盐酸时,NaHCO3溶液反应更剧烈,B不正确;
C项,Na2CO3与CaCl2反应生成CaCO3白色沉淀,NaHCO3与CaCl2不反应,C正确;
D项,逐滴加入盐酸时,NaHCO3立即产生气泡,Na2CO3开始无明显现象,后有无色气体放出,D不正确。
互滴法检验Na2CO3和稀盐酸
互滴法是指当两种物质反应时有两个不同的反应过程,且这两个过程的现象各不相同,则可以通过滴加顺序不同,利用产生现象的不同进行鉴别。
如:
(1)盐酸逐滴加入到Na2CO3溶液中。
①现象:
开始无明显现象,后有无色气体放出。
②原理:
(无明显现象),
+H+===CO2↑+H2O(无色气体放出)。
(2)Na2CO3溶液逐滴加入到稀盐酸中。
有无色气体放出。
+2H+===CO2↑+H2O。
变式训练2 有关NaHCO3和Na2CO3的性质,以下叙述错误的是( )
A.等质量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应,在相同条件下Na2CO3产生的CO2体积大
B.等物质的量的Na2CO3和NaHCO3与同浓度盐酸完全反应,所消耗盐酸的体积Na2CO3是NaHCO3的两倍
C.向Na2CO3饱和溶液中通入CO2,有NaHCO3结晶析出
D.Na2CO3溶液和NaHCO3溶液都呈碱性
解析 相对分子质量NaHCO3小于Na2CO3,所以等质量的NaHCO3、Na2CO3的物质的量n(NaHCO3)>
n(Na2CO3),即产生CO2的体积在相同条件下NaHCO3的大;
物质的量相等的NaHCO3、Na2CO3与同浓度的盐酸反应,则消耗盐酸的体积Na2CO3是NaHCO3的两倍;
CO2通入饱和Na2CO3溶液中发生反应:
CO2+H2O+Na2CO3===2NaHCO3,由于溶剂水的质量减少,溶质NaHCO3的质量多于Na2CO3的质量,且NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度,所以反应后溶液中析出NaHCO3晶体;
实验证明Na2CO3溶液和NaHCO3溶液都呈碱性。
注意碳酸盐与酸式盐的几个性质
(1)溶解性:
大部分的碳酸氢盐易溶于水,如Ca(HCO3)2,即碳酸氢盐比相应的碳酸盐易溶,但NaHCO3的溶解度比Na2CO3小。
(2)稳定性:
①相同金属阳离子,碳酸正盐比酸式盐稳定,如稳定性:
Na2CO3>
NaHCO3,CaCO3>
Ca(HCO3)2。
②NaHCO3固体受热易分解,但在溶液中NaHCO3受热不分解。
③Na2CO3固体性质稳定,在空气中不与CO2反应,但在溶液中,Na2CO3可以与水、CO2反应生成NaHCO3。
(3)与酸的反应:
Na2CO3溶液中加入过量稀盐酸时的反应:
+2H+===H2O+CO2↑;
Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸,反应分两步:
,HCO
+H+===H2O+CO2↑。
1.下列对于Na2O、Na2O2的比较正确的一项是( )
A.Na2O2、Na2O都是钠的氧化物,都是碱性氧化物
B.Na2O、Na2O2都是易溶于水(与水反应)的白色固体
C.Na2O2在和CO2的反应中既是氧化剂又是还原剂
D.Na2O2、Na2O均可作供氧剂
解析 Na2O2与水反应时除了生成碱外,还生成了O2,故Na2O2不属于碱性氧化物,故A项错;
Na2O2是淡黄色固体,故B项错;
Na2O2与CO2和H2O反应时,是Na2O2中的氧元素之间发生了氧化还原反应,CO2、H2O既不是氧化剂又不是还原剂,Na2O2既作氧化剂又作还原剂,故C项正确;
Na2O反应中无氧气产生,不能作供氧剂,D项错误。
2.对于反应:
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,下列说法中正确的是( )
A.Na2O2是氧化剂,H2O是还原剂
B.Na2O2既是氧化剂,又是还原剂
C.该反应中电子转移的数目为4e-
D.每有18gH2O与足量Na2O2反应,则固体增重4g
答案 B
解析 在Na2O2与H2O的反应中,Na2O2中-1价氧元素原子之间发生电子转移,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,电子转移的数目为2e-。
根据元素守恒,固体增重质量等于参加反应水中氢元素的质量,即18gH2O参加反应,固体增重2g。
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
解析 对上述物质加热,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
解析 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,2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑,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。
[基础过关]
一、Na2O和Na2O2的性质及应用
1.下面是比较过氧化钠和氧化钠性质异同点的有关叙述,其中错误的是( )
A.过氧化钠和氧化钠中钠元素的化合价相同,氧元素化合价不同
B.过氧化钠和氧化钠都能与二氧化碳或水发生化合反应
C.过氧化钠和氧化钠与水反应都有氢氧化钠生成
D.过氧化钠是强氧化剂,而氧化钠只是一种碱性氧化物
解析 Na2O和Na2O2中钠元素化合价都为+1价,氧元素化合价不同,前者中为-2价,后者中为-1价,A选项正确;
因2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑;
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,故C项正确,B项错;
D项显然正确。
2.向紫色石蕊溶液中加入过量Na2O2粉末,振荡,正确的叙述是( )
A.最后溶液变蓝色
B.溶液先变蓝色最后褪色
C.溶液仍为紫色
D.因为Na2O2与石蕊发生氧化还原反应而无气泡产生
解析 氧化还原反应是一个比较慢的过程,而酸碱之间的反应较快。
紫色石蕊溶液中加入过量Na2O2粉末,首先会与水反应生成NaOH和O2,生成的NaOH使紫色石蕊溶液变蓝色;
由于Na2O2有强氧化性,过量的Na2O2会慢慢将有机色素氧化为无色物质,所以最后溶液变为无色。
3.“神舟”号载人航天器中,宇航员所在的返回舱都是密封的,宇航员吸入氧气,呼出二氧化碳,如果二氧化碳浓度过大,会使宇航员困乏,呼吸频率加快,严重的会窒息,为使二氧化碳浓度降低而保持舱内氧气的适当比例,可以在返回舱内放入( )
A.Na2O2B.Na2CO3C.NaOHD.氧气瓶
解析 由于2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,因此Na2O2有能使CO2浓度降低而保持舱内氧气适当比例的作用,应选择A项。
二、Na2CO3和NaHCO3的性质及应用
4.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.二者都能与盐酸反应放出二氧化碳气体,等质量时生成CO2的量一样多
D.二者在一定条件下可以相互转化
解析 等质量的Na2CO3与NaHCO3,其物质的量不同,与足量盐酸反应产生CO2的量不同,NaHCO3产生的CO2量多。
5.有两份质量相同的NaHCO3固体,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∶1B.1∶1C.1∶2D.4∶1
解析 本题可从Na+守恒角度考虑。
无论NaHCO3是直接与盐酸反应,还是先加热分解后再与盐酸反应,Na+的量不变,生成的NaCl的量相等,则消耗盐酸的量相等。
6.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Na2CO3
C.Na2CO3D.Na2O
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2NaHCO3
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
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