高中化学一轮复习课件碳酸钠和碳酸氢钠碱金属

2.某课外小组为了鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体,设计了如下几种实验 方法。下列说法不正确的是( B )
A.装置Ⅰ中的Na2CO3和NaHCO3均能与盐酸反应,产生气体速率快的是 NaHCO3 B.当稀盐酸足量时,装置Ⅰ中气球鼓起体积较小的是NaHCO3 C.加热装置Ⅱ,澄清石灰水变浑浊一侧的白色固体是NaHCO3 D.装置Ⅲ也可以鉴别Na2CO3和NaHCO3
式:
。
[解析] (3)Z是钠盐,在医疗上可用作胃酸中和剂,则Z是NaHCO3;胃酸的主要成分 是盐酸,用NaHCO3中和胃酸时生成NaCl、CO2和H2O。
(4)若Z在制玻璃、纺织、造纸等方面有广泛应用,则其俗称是 纯碱(或苏打);写出
“侯氏制碱法”制备Z涉及反应的化学方程
式: NaCl+NH3+CO2+H2O
[解析] b是氧化物,且b是淡黄色固体,则b是Na2O2,单质a是Na,钠与乙醇、水都 能发生反应,且均产生氢气,故不能用钠检验乙醇中是否含有水,A错误; Na2O2与水反应生成NaOH和O2,Na2O2中-1价的氧元素发生歧化反应,变为0价 和-2价,所以1 mol Na2O2反应时转移电子数为NA,B错误; c是NaOH溶液,可与Cl2、SO2等气体反应,故可 用作气体制备实验中的尾气吸收剂,C正确; d是日常生活中常用的调味剂,则d是NaCl,电解 饱和NaCl溶液生成NaOH、H2和Cl2,得不到金 属钠,D错误。
(2)Y在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源。Y 不是 (填“是”或“不是”)
碱性氧化物,将Y投入少量紫色石蕊溶液中,观察到的现象
是 溶液先变蓝色,后褪色
。
[解析] (2)Y是钠的氧化物,在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源,则Y是Na2O2, 不是碱性氧化物。
(3)若Z在医疗上可用作胃酸中和剂,写出中和胃酸发生反应的离子方程
混合物 Na2CO3(s)、NaHCO3 NaHCO3(aq)、Na2CO3 Na2CO3(aq)、NaHCO3
除杂方法 加热法 通入足量CO2 加入适量NaOH溶液
题组二 碳酸钠、碳酸氢钠与酸反应的原理及计算
C
D
[规律小结] 利用数形结合的思想理解碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸的反应
(1)首先分析图像的起点、拐点。 (2)图像的起点在原点的,溶质为NaHCO3。 (3)图像的起点不在原点的,看原点、拐点、最高点的横坐标之间的比例,确定溶质。
[规律小结] 碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别与除杂
2CO3和NaHCO3的鉴别方法
不可用Ca(OH)2 溶液鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液,因为Ca(OH)2 溶液与这 两种溶液反应时都产生白色沉淀,现象相同。
2CO3、NaHCO3的除杂方法——依据二者性质的差异确定除杂方法(后者为杂质)
序号 ① ② ③
1.Na2CO3和NaHCO3是常见的两种盐,它们广泛应用于生产和生活中。下列 有关Na2CO3和NaHCO3的说法中正确的是( D )
A.在水中的溶解度:NaHCO3>Na2CO3 B.分别加热两种样品,没有残留物质的是NaHCO3 C.可以用澄清石灰水来鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液 D.等质量的NaHCO3、Na2CO3分别与足量盐酸反应,前者产生CO2多
[规律小结] “价—类”二维图在钠及其化合物的转化关系中的应用
(1)从物质的类别角度认识 以钠元素为核心,分别从金属单质、氧化物、碱、盐的化学通性角度认识Na、 Na2O、NaOH、Na2CO3的化学性质及相互转化关系,形成“物质观”“结构 观”“性质观”等化学基本观念,根据物质的类别,推测物质可能具有的性质。 (2)从化合价角度认识 从氧化还原反应角度,分析钠及其化合物中Na元素的化合价,分析物质的氧 化性和还原性,进而分析物质发生的氧化还原反应,并形成从多角度认识物质 转化的思维模型。
碳酸钠和碳酸氢钠 碱金属
1.Na2CO3与NaHCO3的性质比较
名称
碳酸钠
俗名
纯碱或 苏打
色、态
白色粉末
水溶性
易溶于水(20 ℃,S=21.5 g)
稳定性
稳定,但结晶碳酸钠 (Na2CO3·10H2O)易风化
与H+反应
C+2H+ CO2↑+H2O(较快)
碳酸氢钠 小苏打
细小白色晶体 可溶于水(20 ℃,S=9.6 g) 受热易 分解 2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑ HC+H+ CO2↑+H2O(更快)
[解析] 相同温度下,Na2CO3在水中的溶解度大于NaHCO3,A错误; NaHCO3受热分解生成Na2CO3、CO2和H2O,剩余固体是Na2CO3,Na2CO3受热 不易分解,最后都有残留物质,B错误; Na2CO3溶液和NaHCO3溶液与澄清石灰水反应,均产生白色沉淀CaCO3,不能 鉴别,C错误; NaHCO3、Na2CO3分别与足量盐酸发生反应:NaHCO3+HCl NaCl+CO2↑+H2O、Na2CO3+2HCl 2NaCl+CO2↑+H2O,84 g NaHCO3反应生 成44 g CO2,106 g Na2CO3反应生成44 g CO2,故等质量两种物质分别与足量盐 酸反应,NaHCO3产生CO2多,D正确。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)用澄清石灰水能够鉴别NaHCO3溶液与Na2CO3溶液( × )
[解析] Ca(OH)2与NaHCO3、Na2CO3溶液均反应生成CaCO3沉淀。
(2)可用加热分解的方法区分碳酸钠和碳酸氢钠两种固体( √ )
[解析]碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳、水和碳酸钠,碳酸钠受热不分解。
NaHCO3
4.纯碱的工业制法——侯氏制碱法
(1)制备原料:食盐、氨、二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气,其 反应为C+H2O(g) CO+H2,CO+H2O(g) CO2+H2。 (2)工艺流程
(3)循环利用:循环利用的物质为 CO2 、饱和食盐水。
5.钠及其化合物之间的转化
“价—类”二维图是复习元素及其化合物的重要工具。钠及其化合物的“价—类” 二维图如图所示,写出图中转化关系中涉及反应的化学方程式。
(3)向饱和Na2CO3溶液中通入CO2,有NaHCO3晶体析出( √ )
[解析]发生反应Na2CO3+CO2+H2O 2NaHCO3↓,由于溶解度较大的Na2CO3转 化成溶解度较小的NaHCO3,且又消耗一部分溶剂H2O,故有NaHCO3晶体析出。
(4) NaHCO3受热易分解,故可用作胃酸中和剂( × )
① 4Na+O2 2Na2O
;
② 2Na+O2 Na2O2
;
③ Na2O+H2O 2NaOH
;
④ 2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑ ;
⑤ NaOH+CO2 ⑥ OH+CO2
NaHCO3
;
Na2CO3+H2O ;
⑦ NaOH+HCl NaCl+H2O ; ⑧Na2CO3+CO2+H2O 2NaHCO3; ⑨ 2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O; ⑩ N__a2_C_O__3_+_2_H_C_l____2_N__a_C_l_+_C_O__2↑_+_H; 2O ⑪ _N_a_H_C__O_3_+_H_C__l____N__a_C_l_+_C_O_2_↑_+_H; 2O ⑫ _2_N__aC__l(_熔__融__)_____2_N_a_+_C_l_2_↑____ ; ⑬ __2_N_a_+_2_H_2_O______2_N_a_O_H__+_H_2_↑___ 。
NaHCO3↓+NH4Cl
、
2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O
。
[解析] (4)Z是钠盐,在制玻璃、纺织、造纸等方面有广泛应用,则Z是Na2CO3;向 饱和NaCl溶液中依次通入NH3、CO2,反应析出NaHCO3晶体,NaHCO3受热分解 得到Na2CO3。
题组一 碳酸钠与碳酸氢钠的性质与鉴别
水解,碱性较
与酸互滴 现象与滴加方式强有关 现象与滴加方弱式无关
名称 相互转化
主要用途
碳酸钠
碳酸氢钠
Na2CO3
NaHCO3
用于玻璃、肥皂、合成洗 灭火器、治疗胃酸过多、发酵粉的主
涤剂、造纸、纺织、石油、 要成分之一
冶金等工业中
[微点拨] 因为NaHCO3的溶解度较小,将CO2通入饱和Na2CO3溶液中,开始时无明显 现象,然后有沉淀析出。
渐 降低
性 化学 都具有强还原性,类似于金属 质 性质 钠
还原性逐渐_增__强_____
2.焰色试验
(1)概念 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,据此可 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)实验操作流程
1.碱金属的相似性和递变性
原子 结构 元素 性质
相似性
最外层均有1个电子
具有较强的金属性,最高正 价均为 +1
递变性(Li→Cs) 电子层数逐渐增多,原子半径逐渐 增大
金属性逐渐__增__强____
相似性
递变性(Li→Cs)
单 物理 都是银白色金属(Cs除外),密度 密度呈增大趋势,熔、沸点逐
质 性质 小,熔、沸点低
题组三 钠及其化合物的转化
1.如图所示是某元素的“价—类”二维图,其中b是淡黄色固体,d是日常生活中常 用的调味剂。下列说法中正确的是( C )
A.实验室可用a检验乙醇中是否含有水 与水反应,消耗1 mol b时,转移电子数 为2NA(设NA为阿伏伽德常数的值) C.实验室制备气体时,常用c溶液作尾气吸收剂, 吸收Cl2、SO2等气体 D.工业上,采用电解饱和d溶液的方法冶炼单质a
2.碳酸钠与碳酸氢钠混合时的除杂方法
(1)Na2CO3固体(NaHCO3): 加热至 固体质量 不再变化。 (2)Na2CO3溶液(NaHCO3): 加入适量的 NaOH 溶液。 (3)NaHCO3溶液(Na2CO3): 通入足量的 CO2 气体。
3.Na2CO3与NaHCO3的相互转化
Na2CO3
(1)从钠元素的化合价分析,X具有较强的 还原 性;写出X与乙醇反应的化学 方程式: 2CH3CH2OH+2Na 2CH3CH2ONa+H2↑ 。
[解析] (1)X是Na单质,从化合价角度分析,Na元素显0价,处于最低价,故Na具有较 强的还原性;钠与乙醇发生反应生成乙醇钠和氢气,化学方程式为 2CH3CH2OH+2Na 2CH3CH2ONa+H2↑。
2.以不同类别物质间的转化为线索,认识钠及其化合物。
下列分析不正确的是( B )
A.反应③表明CO2具有酸性氧化物的性质 B.反应④说明NaHCO3的稳定性强于Na2CO3 C.反应⑤⑥可用于潜水艇中氧气的供给 D.上述转化中发生的反应有分解反应、化合反应、置换反应
[解析] 反应③NaOH与CO2反应生成Na2CO3和H2O,说明CO2是酸性氧化物,A 正确; 反应④NaHCO3受热分解生成Na2CO3,说明Na2CO3的稳定性强,B错误; 反应⑤⑥中Na2O2与CO2、H2O反应均产生O2,故可用于潜水艇中氧气的供 给,C正确; ④是分解反应,①是化合反应,②是置换反应,D正确。
[解析] 碳酸钠和碳酸氢钠均与盐酸反应生成二氧化碳气体,盛放碳酸氢钠的 气球鼓得更快,说明产生气体速率快的是碳酸氢钠,A正确; 等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应时,碳酸氢钠产生的二氧化碳量 多,故气球鼓起体积较大的是碳酸氢钠,B错误; 碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳,使澄清石灰水变浑浊,而碳酸钠加热不反 应,C正确; 碳酸钠受热不反应,碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳,能使澄清石灰水变浑浊, 故可以用来鉴别两者,D正确。
名称
碳酸钠
碳酸氢钠
与 Ca(OH)2
反应 与CaCl2
反应
Ca2++C Ca2++C
CaCO3↓ CaCO3↓
NaHCO3过量:Ca2++2OH-+2HC CaCO3↓+2H2O+C;
Ca(OH)2过量:Ca2++OH-+HC CaCO3↓+H2O
Ca2++2HC CaCO3↓+CO2↑+H2O
与水作用 水解,碱性较
(5)下列转化均能实现:NaCl(aq)
NaHCO3(s) Na2CO3(s)( × )
(6)相同温度下溶解度:小苏打<苏打,热稳定性:Na2CO3>NaHCO3( √ )
2.物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要维度。如图所示
为钠及其部分化合物的“价—类”二维图, 根据图示回答下列问题: