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第一节 钠及其化合物
第3课时 碳酸钠和碳酸氢钠、焰色反应 导学案
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。
1．碳酸钠和碳酸氢钠在溶解性、碱性、热稳定性上的差异。
2．碳酸钠、碳酸氢钠的鉴别与除杂
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
实验步骤 1 g Na2CO3 1 g NaHCO3
①观察两支试管中碳酸钠、碳酸氢钠的形态 _______________ 细小的白色晶体
②加几滴水并将温度计伸入其中 加水后______________，温度计示数_______ 加水后_______溶解，温度计示数_______
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______，溶液碱性较强 溶液_______，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溶于水放热，NaHCO3溶于水吸热，水溶液均显碱性，碱性：_______>_______
2．碳酸钠、碳酸氢钠热稳定性的实验探究
实验操作 实验现象 实验结论
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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：__________________________________________；
②碳酸氢钠：________________________________________。
(2)与NaOH溶液的反应：
①碳酸钠：不反应；
②碳酸氢钠：________________________________________。
碳酸钠与碳酸氢钠性质比较
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
二、焰色试验
1．定义
很多_____________________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
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3．几种金属的焰色
金属元素 锂 钠 钾 铷 钙 锶 钡 铜
焰色 _____色 ____色 ___色(透过__________) 紫色 ____色 洋红色 _____色 ___色
4．应用
(1)检验______________的存在，如鉴别NaCl和KCl溶液。
(2)利用焰色试验制节日烟花。
三、碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别与除杂
1．常用鉴别方法
方法 原理 结论
加热法 _________________________________，Na2CO3受热不分解 加热有气体产生的是_______，无变化的是_______。
沉淀法(加BaCl2或CaCl2溶液) ____________________________、____________________________，HCO与Ca2＋、Ba2＋不反应 有沉淀生成的是_______，无变化的是_______。
与盐酸反应的剧烈程度 _________________________________，_________________________________ 生成气体剧烈的是_______，相对不剧烈的是_______。
盐酸逐滴加入时的现象 ____________________________，____________________________。 逐滴加入盐酸立即产生气体的是_______；开始不产生气体，滴加一定体积后才产生气体的是_______。
2．常用的除杂方法
Ⅰ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。
Ⅱ除杂方法
混合物(括号内为杂质) 除杂方法或试剂
Na2CO3固体(NaHCO3) ______________
NaHCO3溶液(Na2CO3) ______________
Na2CO3溶液(NaHCO3) ______________
1．（2020·沭阳县修远中学高二月考）用洁净的铂丝蘸取NaCl溶液放在煤气灯外焰里灼烧，可观察到火焰的颜色为（ ）
A．紫色 B．黄色 C．绿色 D．红色
2．（2020·云南省富宁县第二中学高一期末）不用任何试剂就能鉴别的一组物质是
A．Na2CO3和NaHCO3 B．Na2CO3和NaCl
C．Na2CO3和盐酸 D．NaHCO3和盐酸
3．（2020·陕西榆阳·榆林十二中月考）如图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。下列操作正确的是( )
A．a通入CO2，然后b通入NH3，c中放碱石灰
B．b通入NH3，然后a通入CO2，c中放碱石灰
C．a通入NH3，然后b通入CO2，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉
D．b通入CO2，然后a通入NH3，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉
4．(2021·海原县第一中学高一月考)某物质灼烧透过蓝色钴玻璃观察其焰色试验为紫色，下列判断不正确的是( )
A．该物质可能是钾的化合物 B．该物质一定含钾元素
C．不能确定该物质中是否含有钠元素 D．该物质一定是金属钾
5．（2020·河北定州一中高一期末）碳酸钠（Na2CO3）和碳酸氢钠(NaHCO3)都可作为食用碱。
（1）用上图装置分别加热上述两种固体，当观察到澄清石灰水变浑浊时，则试管中受热的固体是_________。通过本实验证明，这两种固体对热的稳定性是Na2CO3 ________于（选填“强”或“弱”）NaHCO3。
（2）若分别向碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液中滴加足量稀盐酸，都能观察到的现象是______________，其中碳酸氢钠和稀盐酸反应的化学方程式为_______________________________。
（3）钠的化合物中，除了碳酸钠和碳酸氢钠外，还有 _________ 、_________ 等。
6．（2020·四川省泸县第二中学高一月考）纯碱是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、造纸、纺织和洗涤剂的生产。
(1)起初，人们从盐碱地和盐湖中获得纯碱，但远远不能满足工业发展的需要，纯碱的化学式为________。
1791年，“路布兰制碱法”取得专利。该方法以硫酸、氯化钠、木炭、白垩石(主要成分为碳酸钙)为原料，但在20世纪20年代后被淘汰，因为生产过程中释放出HCl气体，该气体遇空气中的水蒸气易形成酸雾，腐蚀金属设备。
(2)1861年，“索尔维制碱法”问世，该方法是在用氯化钠溶液吸收两种工业废气时意外发现的，反应后生成碳酸氢钠和氯化铵(NH4Cl)，再加热碳酸氢钠即可制得纯碱，氯化钠溶液吸收的两种气体为________(填字母)。
A．Cl2 B．NH3 C．SO2 D．CO2
(3)“侯氏制碱法”由我国化学工程专家侯德榜先生于1943年创立，是对“索尔维制碱法”的改进，将氨碱法制取碳酸钠与合成氨联合起来，大大提高了食盐的利用率，缩短了生产流程，减少了对环境的污染，至今仍为全世界广泛采用。
用如图所示装置可以模拟“加热碳酸氢钠制得纯碱”的过程。
当观察到B中出现浑浊时，停止加热，A中发生反应的化学方程式为____________。
1．(2021·辽宁高一学业考试)侯德榜是我国近代化学工业奠基人之一，他经过数百次试验，改进了原有的制碱方法，确定了新的工艺流程，这就是联合制碱法。该制碱法中“碱”的主要成分是( )
A．Na2O B．NaOH C．Na2CO3 D．NaHCO3
2．(2020·浙江省淳安县汾口中学高一月考)下列说法正确的是( )
A．焰色试验时火焰呈黄色，说明该物质中含有钠元素
B．某物质的焰色不显紫色(未透过蓝色钴玻璃)，说明该物质中肯定没有钾元素
C．焰色试验中，每次用稀硫酸洗涤铂丝
D．焰色试验中发生的变化是化学变化
3．(2022·浙江高三专题练习)焰色试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火焰颜色相同为止，再蘸取被检验的物质
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．没有铂丝可用光洁无锈铁丝代替
4．(2022·浙江高三专题练习)有两试管分别装有等物质的量浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液，下列操作或判断正确的是( )
选项 操作 判断
A 分别加入澄清石灰水 产生沉淀者为Na2CO3
B 分别加入等浓度的稀盐酸 反应较剧烈者为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
5．(2021·重庆南开中学高一期中)下列有关Na2CO3和NaHCO3性质比较中，正确的是( )
A．热稳定性：Na2CO3＜NaHCO3
B．等物质的量的固体分别与足量的相同浓度的盐酸反应时产生CO2的速率：Na2CO3＞NaHCO3
C．等质量的固体分别与相同浓度的盐酸完全反应时消耗盐酸体积：Na2CO3＞NaHCO3
D．常温下水溶液中的溶解度：Na2CO3＜NaHCO3
6．（2020·南昌县莲塘第二中学期末）一包混有杂质的碳酸钠固体，其杂质可能是Ba（NO3）2、KCl及NaHCO3中的一种或两种。今取样品溶于适量水得到澄清溶液。另取10.6克该固体样品跟足量的盐酸反应收集到4.4克二氧化碳，则下列判断中正确的是（ ）
A．样品中只含一种杂质NaHCO3
B．样品中含有KCl，不含有NaHCO3
C．样品中含有Ba（NO3）2和NaHCO3
D．样品中含有KCl和NaHCO3
7．（2020·镇远县第二初级中学校高一期末）向等量的NaOH溶液中分别通入CO2气体。因CO2的通入量不同，得到组分不同的溶液M。若向M中逐滴加入盐酸，产生的气体体积V(CO2)与加入盐酸的体积V(HCl)关系如图，(注：①假设CO2全部逸出；②图中Oa
ab)。其中M中只有1种溶质的是（ ）
A．只有① B．只有③ C．②④ D．①③
8．(2021·山东高一期中)如图是某小组模拟“侯氏制碱法”实验时所用到的部分装置。下列叙述错误的是( )
A．侯氏制碱法的关键反应为：NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
B．实验时先从装置③的d口通入足量NH3，再从c口通入足量CO2
C．若改用稀H2SO4和碳酸钙粉末制取CO2，其发生装置可选用装置②
D．④是连接在装置①与装置③之间的气体净化装置，进气口是e
9．(2022·浙江高三专题练习)某实验小组在实验室中模拟侯德榜制碱法利用饱和食盐水、NH3、CO2为原料制取纯碱流程如下图所示：
仪器R
下列说法正确的是( )
A．气体为NH3，先通NH3有利于吸收CO2
B．该流程中只有饱和食盐水可以循环使用
C．操作为过滤，为了加快过滤速度常用玻璃棒搅拌
D．操作为灼烧，实验室中常在上图仪器R中进行
10．（2020·遵义县育新高级中学高一月考）碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的比较。
(1)按上图要求完成实验：在两支试管中分别加入3 mL稀盐酸，将两个各装有少量等质量的碳酸钠、碳酸氢钠粉末的小气球套在两支试管的管口。将气球内的碳酸钠和碳酸氢钠同时倒入试管中，观察到的实验现象是_________。
(2)实验结论是_____________________。
(3)碳酸钠与盐酸反应的化学方程式是____________，离子方程式是_________________。
(4)碳酸氢钠与盐酸反应的化学方程式是____________，离子方程式是__________。
11．(2021·石家庄市第二十四中学)为确定碳酸钠和碳酸氢钠混合样品中碳酸钠的质量分数，可通过加热分解得到的CO2质量进行计算，某同学设计的实验装置示意图如下：
请回答：
(1)仪器a的名称是_________________。
(2)装置B中冰水的作用是__________________________________。
(3)该同学设计的实验装置存在缺陷，有关该实验装置及实验过程中，下列因素可能使碳酸钠的质量分数偏高的是__________________。
A．样品分解不完全
B．装置B、C之间缺少CO2的干燥装置
C．产生CO2气体的速率太快，没有被碱石灰完全吸收
D．反应完全后停止加热，通入过量的空气
(4)若m=100g，加热至恒重，玻璃试管中固体质量变为96.9g，则样品中碳酸钠的质量分数为________
12．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
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Na2CO3溶液
乙：NaOH溶液NaHCO3溶液Na2CO3固体Na2CO3溶液
丙：NaOH溶液NaHCO3溶液Na2CO3溶液
请回答下列问题：
(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，现要用A～D四种试剂证明Na2CO3的存在，你所选择的试剂有________________(填序号)。
(3)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________(填序号)。
A．取a克混合物充分加热，减重b克
B．取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼热，得b克固体
C．取a克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克
D．取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b克固体
本节课所学知识点
错题及错误原因
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第一节 钠及其化合物
第3课时 碳酸钠和碳酸氢钠、焰色反应 导学案
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。
1．碳酸钠和碳酸氢钠在溶解性、碱性、热稳定性上的差异。
2．碳酸钠、碳酸氢钠的鉴别与除杂
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
实验步骤 1 g Na2CO3 1 g NaHCO3
①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
2．碳酸钠、碳酸氢钠热稳定性的实验探究
实验操作 实验现象 实验结论
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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：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O；
②碳酸氢钠：HCO＋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。
碳酸钠与碳酸氢钠性质比较
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
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
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3．几种金属的焰色
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
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。
三、碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别与除杂
1．常用鉴别方法
方法 原理 结论
加热法 2NaHCO3Na2CO3＋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) CO＋Ca2＋===CaCO3↓、CO＋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 CO＋H＋===HCO，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，滴加一定体积后才产生气体的是Na2CO3。
2．常用的除杂方法
Ⅰ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。
Ⅱ除杂方法
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
1．（2020·沭阳县修远中学高二月考）用洁净的铂丝蘸取NaCl溶液放在煤气灯外焰里灼烧，可观察到火焰的颜色为（ ）
A．紫色 B．黄色 C．绿色 D．红色
【答案】B
【解析】焰色反应为元素的性质，钠元素的焰色反应火焰呈黄色，用洁净的铂丝蘸取NaCl溶液放在煤气灯外焰里灼烧，可观察到火焰的颜色为黄色，故选B。答案选B。
2．（2020·云南省富宁县第二中学高一期末）不用任何试剂就能鉴别的一组物质是
A．Na2CO3和NaHCO3 B．Na2CO3和NaCl
C．Na2CO3和盐酸 D．NaHCO3和盐酸
【答案】C
【解析】A．Na2CO3和NaHCO3不反应，不加试剂不能鉴别，故A不选；
B．Na2CO3和NaCl不反应，不加试剂不能鉴别，故B不选；
C．碳酸钠逐滴加入盐酸中立即产生大量气泡，盐酸逐滴加入碳酸钠中开始一段时间无明显现象、后产生大量气泡，则Na2CO3和盐酸可采用顺序滴加的方式进行鉴别，故C选；
D．NaHCO3和盐酸的反应，无论滴加顺序如何都立即产生大量气泡，不加试剂不能鉴别，故D不选；
3．（2020·陕西榆阳·榆林十二中月考）如图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。下列操作正确的是( )
A．a通入CO2，然后b通入NH3，c中放碱石灰
B．b通入NH3，然后a通入CO2，c中放碱石灰
C．a通入NH3，然后b通入CO2，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉
D．b通入CO2，然后a通入NH3，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉
【答案】C
【解析】由于CO2在水中的溶解度比较小，而NH3极易溶于水，所以在实验中要先通入溶解度较大的NH3，再通入CO2；由于NH3极易溶于水，在溶于水时极易发生倒吸现象，所以通入NH3的导气管的末端不能伸入到溶液中，即a先通入NH3，然后b通入CO2，A、B、D选项均错误；因为NH3是碱性气体，所以过量的NH3要用稀硫酸来吸收，选项C合理；故合理答案是C。
4．(2021·海原县第一中学高一月考)某物质灼烧透过蓝色钴玻璃观察其焰色试验为紫色，下列判断不正确的是( )
A．该物质可能是钾的化合物 B．该物质一定含钾元素
C．不能确定该物质中是否含有钠元素 D．该物质一定是金属钾
【答案】D
【解析】A项，钾的化合物中含有钾元素，灼烧透过蓝色钴玻璃观察其焰色试验为紫色，A正确；B项，某物质灼烧透过蓝色钴玻璃观察其焰色试验为紫色，说明该物质中一定含有钾元素，B正确；C项，蓝色钴玻璃可以过滤黄光，所以无法确定是否含有钠元素，C正确；D项，该物质含有钾元素，可以是钾单质，也可以是钾的化合物，D错误；故选D。
5．（2020·河北定州一中高一期末）碳酸钠（Na2CO3）和碳酸氢钠(NaHCO3)都可作为食用碱。
（1）用上图装置分别加热上述两种固体，当观察到澄清石灰水变浑浊时，则试管中受热的固体是_________。通过本实验证明，这两种固体对热的稳定性是Na2CO3 ________于（选填“强”或“弱”）NaHCO3。
（2）若分别向碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液中滴加足量稀盐酸，都能观察到的现象是______________，其中碳酸氢钠和稀盐酸反应的化学方程式为_______________________________。
（3）钠的化合物中，除了碳酸钠和碳酸氢钠外，还有 _________ 、_________ 等。
【答案】（1）碳酸氢钠(NaHCO3) 强
（2）产生气泡 NaHCO3 + HCl =NaCl+H2O+ CO2↑
（3）NaNO3 Na2SO4
【解析】（1）NaHCO3受热易分解，Na2CO3受热不分解，碳酸钠较碳酸氢钠稳定，则观察到澄清石灰水变浑浊时，则试管中加热的固体是NaHCO3，故答案为NaHCO3；强；
（2）二者均与盐酸反应生成二氧化碳，观察到的现象为有气泡冒出，碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、水、二氧化碳，其化学反应为NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，故答案为有气泡冒出；NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑；
（3）氧化钠、氯化钠、过氧化钠、硫酸钠等均为常见的钠的化合物，故答案为氧化钠；氯化钠；NaNO3；Na2SO4（任选2个即可）
6．（2020·四川省泸县第二中学高一月考）纯碱是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、造纸、纺织和洗涤剂的生产。
(1)起初，人们从盐碱地和盐湖中获得纯碱，但远远不能满足工业发展的需要，纯碱的化学式为________。
1791年，“路布兰制碱法”取得专利。该方法以硫酸、氯化钠、木炭、白垩石(主要成分为碳酸钙)为原料，但在20世纪20年代后被淘汰，因为生产过程中释放出HCl气体，该气体遇空气中的水蒸气易形成酸雾，腐蚀金属设备。
(2)1861年，“索尔维制碱法”问世，该方法是在用氯化钠溶液吸收两种工业废气时意外发现的，反应后生成碳酸氢钠和氯化铵(NH4Cl)，再加热碳酸氢钠即可制得纯碱，氯化钠溶液吸收的两种气体为________(填字母)。
A．Cl2 B．NH3 C．SO2 D．CO2
(3)“侯氏制碱法”由我国化学工程专家侯德榜先生于1943年创立，是对“索尔维制碱法”的改进，将氨碱法制取碳酸钠与合成氨联合起来，大大提高了食盐的利用率，缩短了生产流程，减少了对环境的污染，至今仍为全世界广泛采用。
用如图所示装置可以模拟“加热碳酸氢钠制得纯碱”的过程。
当观察到B中出现浑浊时，停止加热，A中发生反应的化学方程式为____________。
【答案】（1）Na2CO3
（2）BD
（3） 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
【解析】（1）纯碱不是碱，是盐，它的化学式Na2CO3；
（2）氯化钠溶液吸收两种气体，主要吸收NH3和CO2，NH3溶于水生成氨水，显碱性易吸收CO2，形成碳酸氢钠和氯化铵，故答案为BD；
（3）碳酸氢钠能受热分解，生成碳酸钠，水和二氧化碳，其化学方程式2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。
1．(2021·辽宁高一学业考试)侯德榜是我国近代化学工业奠基人之一，他经过数百次试验，改进了原有的制碱方法，确定了新的工艺流程，这就是联合制碱法。该制碱法中“碱”的主要成分是( )
A．Na2O B．NaOH C．Na2CO3 D．NaHCO3
【答案】C
【解析】侯德榜联合制碱法中涉及的反应有：反应I：NaCl+CO2 +NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl反应II：加热下2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O，该制碱法中“碱”的主要成分是Na2CO3，故C符合题意；故选C。
2．(2020·浙江省淳安县汾口中学高一月考)下列说法正确的是( )
A．焰色试验时火焰呈黄色，说明该物质中含有钠元素
B．某物质的焰色不显紫色(未透过蓝色钴玻璃)，说明该物质中肯定没有钾元素
C．焰色试验中，每次用稀硫酸洗涤铂丝
D．焰色试验中发生的变化是化学变化
【答案】A
【解析】A项，焰色试验时火焰呈黄色，说明该物质中含有钠元素，A正确；B项，某物质的焰色不显紫色(未透过蓝色钴玻璃)，不能说明该物质中肯定没有钾元素，可能是其他焰色更深的元素产生的焰色盖住了紫色，故钾元素的焰色试验是一定要透过蓝色钴玻璃片进行观察，B错误；C项，稀硫酸不挥发，干扰实验，而盐酸易挥发，焰色试验中，每次用稀盐酸洗涤铂丝，C错误；D项，焰色试验中发生的变化是物理变化，D错误；故选A。
3．(2022·浙江高三专题练习)焰色试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火焰颜色相同为止，再蘸取被检验的物质
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．没有铂丝可用光洁无锈铁丝代替
【答案】C
【解析】A项，为防止其它离子干扰，每次实验中都要先将铂丝灼烧至与原来火焰颜色相同为止，再蘸取被检验的物质，故A正确；B项，钾的焰色试验要透过蓝色钴玻璃观察，以排除钠离子的干扰，故B正确；C项，为了能够更加突出被检验试剂的颜色，选用本身颜色较浅的火焰，最大限度的减少火焰本身颜色的干扰，故C错误；D项，铁的焰色几乎为无色，对其它元素的焰色无影响，故可用铁丝进行焰色试验，故D正确；故选C。
4．(2022·浙江高三专题练习)有两试管分别装有等物质的量浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液，下列操作或判断正确的是( )
选项 操作 判断
A 分别加入澄清石灰水 产生沉淀者为Na2CO3
B 分别加入等浓度的稀盐酸 反应较剧烈者为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
【答案】C
【解析】A项，发生的反应分别为Na2CO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋2NaOH，2NaHCO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，两者现象相同(都产生白色沉淀)，故A错误；B项，加入等浓度的稀盐酸时，NaHCO3溶液反应更剧烈，故B错误；C项，Na2CO3与CaCl2发生反应：Na2CO3＋CaCl2=CaCO3↓＋2NaCl，产生白色沉淀，NaHCO3与CaCl2不反应，故C正确；D项，逐滴加入等浓度的盐酸时，NaHCO3立即产生气泡，Na2CO3开始无气泡产生，过一会儿才产生气泡，故D错误；故选C。
5．(2021·重庆南开中学高一期中)下列有关Na2CO3和NaHCO3性质比较中，正确的是( )
A．热稳定性：Na2CO3＜NaHCO3
B．等物质的量的固体分别与足量的相同浓度的盐酸反应时产生CO2的速率：Na2CO3＞NaHCO3
C．等质量的固体分别与相同浓度的盐酸完全反应时消耗盐酸体积：Na2CO3＞NaHCO3
D．常温下水溶液中的溶解度：Na2CO3＜NaHCO3
【答案】C
【解析】A项，NaHCO3不稳定，加热易分解：2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，所以热稳定性：Na2CO3＞NaHCO3，故A错误；B项，Na2CO3与盐酸反应时分别发生Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3(盐酸不足)，Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑(盐酸过量)，而NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，NaHCO3与稀盐酸反应比Na2CO3与稀盐酸反应放出CO2快，故B错误；C项，由方程式Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O，NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O可知，等质量的两种盐的物质的量之比为∶=84∶106，与同浓度盐酸完全反应，所消耗盐酸的体积之比为(84×2)∶106＞1，即消耗盐酸体积：Na2CO3＞NaHCO3，故C正确； D项，常温下相同的溶剂时，Na2CO3较NaHCO3易溶，溶解度：Na2CO3＞NaHCO3，故D错误；故选C。
6．（2020·南昌县莲塘第二中学期末）一包混有杂质的碳酸钠固体，其杂质可能是Ba（NO3）2、KCl及NaHCO3中的一种或两种。今取样品溶于适量水得到澄清溶液。另取10.6克该固体样品跟足量的盐酸反应收集到4.4克二氧化碳，则下列判断中正确的是（ ）
A．样品中只含一种杂质NaHCO3
B．样品中含有KCl，不含有NaHCO3
C．样品中含有Ba（NO3）2和NaHCO3
D．样品中含有KCl和NaHCO3
【答案】D
【解析】溶于水得澄清溶液说明碳酸钠中不含硝酸钡。
由Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑、NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑可知1分子碳酸钠与1分子碳酸氢钠分别与稀盐酸反应，都生成1分子二氧化碳。碳酸钠的相对分子质量为23×2+12+16×3=106
碳酸氢钠的相对分子质量为23+1+12+16×3=84<106因此碳酸钠的相对分子质量比碳酸氢钠的大。
说明相同质量的碳酸钠与碳酸氢钠分别与足量的稀盐酸反应，碳酸氢钠比碳酸钠反应生成的二氧化碳多。
由于10.6g碳酸钠与足量的稀盐酸反应生成二氧化碳的质量为4.4g，等于10.6g含杂质的碳酸钠与足量的稀盐酸反应生成二氧化碳的质量。说明所含杂质不能只含氯化钾；因为只含氯化钾时，生成二氧化碳的质量就会小于4.4g；说明所含杂质也不能只含碳酸氢钠；因为只含碳酸氢钠时，生成二氧化碳的质量就会大于4.4g，说明所含杂质中既有氯化钾，也有碳酸氢钠。
7．（2020·镇远县第二初级中学校高一期末）向等量的NaOH溶液中分别通入CO2气体。因CO2的通入量不同，得到组分不同的溶液M。若向M中逐滴加入盐酸，产生的气体体积V(CO2)与加入盐酸的体积V(HCl)关系如图，(注：①假设CO2全部逸出；②图中Oaab)。其中M中只有1种溶质的是（ ）
A．只有① B．只有③ C．②④ D．①③
【答案】D
【解析】加入盐酸可能发生的反应为NaOH+HCl=NaCl+H2O，Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3，NaHCO3+HCl=NaCl+CO2+H2O，由方程式可知碳酸钠转化为碳酸氢钠消耗盐酸与该碳酸氢钠反应消耗盐酸体积相等；图①中加入盐酸即有CO2生成，说明溶质只有一种为NaHCO3；图②中Oa＜ab，说明溶液M中含有Na2CO3和NaHCO3两种溶质；图③中Oa=ab，说明溶质只有Na2CO3；图④中Oa＞ab，说明溶液M中含有NaOH和Na2CO3两种溶质；所以①③符合，答案选D。
8．(2021·山东高一期中)如图是某小组模拟“侯氏制碱法”实验时所用到的部分装置。下列叙述错误的是( )
A．侯氏制碱法的关键反应为：NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
B．实验时先从装置③的d口通入足量NH3，再从c口通入足量CO2
C．若改用稀H2SO4和碳酸钙粉末制取CO2，其发生装置可选用装置②
D．④是连接在装置①与装置③之间的气体净化装置，进气口是e
【答案】B
【解析】A项，侯氏制碱法：氨气极易溶于水，故先将氨气通入饱和食盐水到饱和、再通入足量二氧化碳气体，发生反应得到铵离子、碳酸氢根离子、因碳酸氢钠晶体溶解度小而结晶析出，则关键反应为：NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl，所得碳酸氢钠受热分解得到纯碱，A正确；B项， 氨气极易溶于水，若实验时从装置③的d口通入足量NH3，会产生倒吸现象，B错误；C项，若改用稀H2SO4和碳酸钙粉末制取CO2，为固态粉末和液体在室温下制备气体的反应，故其发生装置可选用装置②，C正确；D项，饱和碳酸氢钠溶液可除去二氧化碳气体中的氯化氢气体，故④是连接在装置①与装置③之间的气体净化装置，进气口是e，D正确；故选B。
9．(2022·浙江高三专题练习)某实验小组在实验室中模拟侯德榜制碱法利用饱和食盐水、NH3、CO2为原料制取纯碱流程如下图所示：
仪器R
下列说法正确的是( )
A．气体为NH3，先通NH3有利于吸收CO2
B．该流程中只有饱和食盐水可以循环使用
C．操作为过滤，为了加快过滤速度常用玻璃棒搅拌
D．操作为灼烧，实验室中常在上图仪器R中进行
【答案】A
【解析】A项，气体N为NH3，先通NH3形成碱性溶液，有利于吸收CO2，A正确；B项，由图可知，该流程中除了饱和食盐水可以循环使用外，CO2也可以循环使用，B错误；C项，过滤时，不能使用玻璃棒搅拌，玻璃棒的作用是引流，应使水自然流下，C错误；D项，操作2为灼烧，实验室中常在坩埚中进行，上图仪器R是蒸发皿，D错误；故选A。
10．（2020·遵义县育新高级中学高一月考）碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的比较。
(1)按上图要求完成实验：在两支试管中分别加入3 mL稀盐酸，将两个各装有少量等质量的碳酸钠、碳酸氢钠粉末的小气球套在两支试管的管口。将气球内的碳酸钠和碳酸氢钠同时倒入试管中，观察到的实验现象是_________。
(2)实验结论是_____________________。
(3)碳酸钠与盐酸反应的化学方程式是____________，离子方程式是_________________。
(4)碳酸氢钠与盐酸反应的化学方程式是____________，离子方程式是__________。
【答案】（1）两个气球均膨胀；碳酸氢钠与盐酸混合比碳酸钠与盐酸混合气体膨胀得快且大
（2）碳酸氢钠与盐酸反应产生气体比碳酸钠与盐酸反应产生气体多且剧烈
（3）Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑ CO32—＋2H＋=CO2↑＋H2O
（4）NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑ HCO3—＋H＋===CO2↑＋H2O
【解析】(1)与相同浓度的盐酸反应时，碳酸氢钠反应速率快，等质量的碳酸钠、碳酸氢钠，碳酸氢钠的物质的量大于碳酸钠，根据方程式Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑、NaHCO3 + HCl=NaCl+H2O＋CO2↑可知碳酸氢钠放出的二氧化碳多，因此看到的现象为两个气球均膨胀；碳酸氢钠与盐酸混合比碳酸钠与盐酸混合气体膨胀得快且大，故答案为：两个气球均膨胀；碳酸氢钠与盐酸混合比碳酸钠与盐酸混合气体膨胀得快且大；
(2)根据(1)的分析，实验结论为碳酸氢钠与盐酸反应产生气体比碳酸钠与盐酸反应产生气体多且剧烈，故答案为：碳酸氢钠与盐酸反应产生气体比碳酸钠与盐酸反应产生气体多且剧烈；
(3)碳酸钠与盐酸反应的化学方程式为Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑，离子方程式为CO32-＋2H＋=CO2↑＋H2O，故答案为：Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑；CO32-＋2H＋=CO2↑＋H2O；
(4)碳酸氢钠与盐酸反应的化学方程式为NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑，离子方程式为HCO3-＋H＋=CO2↑＋H2O，故答案为：NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑；HCO3-＋H＋=CO2↑＋H2O。
11．(2021·石家庄市第二十四中学)为确定碳酸钠和碳酸氢钠混合样品中碳酸钠的质量分数，可通过加热分解得到的CO2质量进行计算，某同学设计的实验装置示意图如下：
请回答：
(1)仪器a的名称是_________________。
(2)装置B中冰水的作用是__________________________________。
(3)该同学设计的实验装置存在缺陷，有关该实验装置及实验过程中，下列因素可能使碳酸钠的质量分数偏高的是__________________。
A．样品分解不完全
B．装置B、C之间缺少CO2的干燥装置
C．产生CO2气体的速率太快，没有被碱石灰完全吸收
D．反应完全后停止加热，通入过量的空气
(4)若m=100g，加热至恒重，玻璃试管中固体质量变为96.9g，则样品中碳酸钠的质量分数为________
【答案】(1)干燥管
(2)冷凝反应生成的水蒸气
(3)AC
(4)91.6%
【解析】按照图示连接好装置后，利用气体赶净装置中的空气，X为氮气，避免空气中二氧化碳影响测定结果，固体受热分解生成的二氧化碳和水蒸气进入装置B，利用冰水混合物冷却生成的水蒸气，进入装置C中的碱石灰吸收生成的二氧化碳，最后干燥管中为碱石灰是防止空气中的二氧化碳、水蒸气进入装置C影响测定结果。
(1)依据仪器形状和用途，仪器a名称为干燥管；
(2)装置B利用冰水混合物冷却生成的水蒸气，防止水蒸气进入装置C造成误导结果增大；
(3)A项，样品分解不完全，测定二氧化碳质量减小，碳酸氢钠质量减小，则碳酸钠质量增大，导致碳酸钠的质量分数偏高，故A正确；B项，装置B、C之间缺少CO2的干燥装置，水蒸气进入装置C导致测定二氧化碳质量增大，碳酸氢钠质量增大，碳酸钠质量减小，导致碳酸钠的质量分数偏低，故B错误；C项，产生CO2气体的速率太快，没有被碱石灰完全吸收，测定二氧化碳质量减小，碳酸氢钠质量减小，碳酸钠质量增大导致碳酸钠的质量分数偏高，故C正确；D项，反应完全后停止加热，通入过量的空气，会导致空气中二氧化碳也被装置C吸收，测定碳酸氢钠质量增大，碳酸钠质量减小，导致碳酸钠的质量分数偏低，故D错误；故选AC。
(4)若m=100g，加热至恒重，玻璃试管中固体质量变为96.9g，根据差量法，结合方程式2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，分解168份碳酸氢钠，固体质量减少44+18=62份，实际固体减少100g-96.9g=3.1g，则参加反应的碳酸氢钠的质量为=8.4g，则样品中碳酸钠的质量分数为=91.6%。
12．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
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Na2CO3溶液
乙：NaOH溶液NaHCO3溶液Na2CO3固体Na2CO3溶液
丙：NaOH溶液NaHCO3溶液Na2CO3溶液
请回答下列问题：
(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，现要用A～D四种试剂证明Na2CO3的存在，你所选择的试剂有________________(填序号)。
(3)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________(填序号)。
A．取a克混合物充分加热，减重b克
B．取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼热，得b克固体
C．取a克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克
D．取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b克固体
【答案】(1)由于难以控制CO2的量，故很难得到纯净的Na2CO3 原料利用率低，程序复杂
(2)BD
(3)C
【解析】(1)NaOH与CO2反应时两者量不同，产物不同，2OH－＋CO2===CO＋H2O，OH－＋CO2===HCO，甲不能控制通入CO2的物质的量，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，加热赶出其中溶解的CO2，再将另一份NaOH溶液与NaHCO3溶液混合即可得到纯净的Na2CO3溶液。
(2)检验NaHCO3溶液中含有Na2CO3，应向溶液中加入BaCl2或CaCl2，所以应选盐酸和澄清石灰水，二者生成CaCl2再检验。
(3)A选项采用差量法，减少的质量为碳酸氢钠分解生成二氧化碳和水的质量，由此可求出碳酸氢钠的质量，进而求出碳酸钠的质量分数；B选项中b克固体为生成的氯化钠的质量，根据钠原子守恒和混合物总质量可列式计算出碳酸钠的质量，进而求出碳酸钠的质量分数；C选项中碱石灰增加的质量为盐与酸反应生成的二氧化碳的质量及溶液中挥发出来的水蒸气的质量，因此不能通过数据准确计算出碳酸钠的质量分数；D选项中沉淀的质量即为碳酸钡的质量，根据碳酸钡的质量和混合物总质量可以列式求出碳酸钠的质量，进而求出碳酸钠的质量分数。
本节课所学知识点
错题及错误原因
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