(共54张PPT)
第11讲 碳酸钠和碳酸氢钠 碱金属
1. 了解碳酸钠、碳酸氢钠的性质，知道碱金属及其化合物的通性，并能用物质分类的思想预测陌生碱金属及其化合物的性质。
2．掌握碳酸钠、碳酸氢钠的转化关系。
3．了解焰色试验的操作并熟记几种常见金属的焰色。
考点一
考点二
考点一
考点一 碳酸钠和碳酸氢钠
1.物理性质和用途
名称 碳酸钠 碳酸氢钠
化学式 Na2CO3 NaHCO3
俗名 纯碱或苏打 小苏打
颜色、状态 白色粉末 细小白色晶体
水溶性 易溶于水，溶液显碱性 水中易溶，但比Na2CO3的溶解度小，溶液显碱性
用途 造纸、造玻璃、制肥皂等 制药、发酵粉、灭火剂等
【师说·助学】 利用溶液的碱性区别碳酸钠和碳酸氢钠
2．化学性质
OH－＋Ca2＋CaCO3↓＋H2O
Ca2＋＋2OH－CaCO3↓＋2H2O
3．相互转化
(1)转化关系
(2)应用——除杂(括号内物质为杂质)
① Na2CO3(s)[NaHCO3(s)] 加热法
② NaHCO3(aq)[Na2CO3(aq)] ________________
③ Na2CO3(aq)[NaHCO3(aq)] ________________
通入足量CO2
滴加适量NaOH溶液
4.向碳酸钠、碳酸氢钠溶液中分别滴加酸的反应特点
(1)向碳酸氢钠溶液中逐滴滴入盐酸
①现象：________________。
②离子方程式：________________________。
③画出产生CO2的物质的量随n(HCl)的变化图像________________。
立即产生气泡
＋H＋===H2O＋CO2↑
(2)向Na2CO3溶液中逐滴滴入盐酸
①写出反应的离子方程式：
__________________________________________________。
②画出产生CO2的物质的量随n(HCl)的变化图像________________。
H＋、＋H＋===H2O＋CO2↑
【师说·助学】 利用滴加盐酸的方法区别碳酸钠、碳酸氢钠溶液
【易错诊断】 判断正误，错误的说明理由。
1．向Na2CO3饱和溶液中通入CO2，会有NaHCO3晶体析出：
_______________________________________________________。
2．用酚酞溶液可鉴别饱和食盐水和饱和碳酸钠溶液：
_______________________________________________________。
3．可用Ca(OH)2鉴别Na2CO3和NaHCO3两种溶液：
_______________________________________________________。
4．用热的纯碱溶液清洗炊具上的油污时，不涉及化学变化：
_______________________________________________________。
正确。
正确。
错误。Ca(OH)2分别遇Na2CO3、NaHCO3溶液现象相同。
错误。涉及水解反应H2O＋OH－。
【教考衔接】
典例1 判断正误。正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)小苏打的主要成分是Na2CO3[2022·海南卷，1B]( )
(2)面包师用小苏打作发泡剂烘焙面包，涉及到的化学知识为Na2CO3可与酸反应[2022·广东卷，6A]( )
(3)用石灰水鉴别Na2CO3与NaHCO3[2023·辽宁卷，4A]( )
(4)滴入酚酞溶液，现象如下图。[2022·湖北卷，6A]( )
×
×
×
√
典例2 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。
(1)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验，能够达到实验目的的是________(填装置序号)。
(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____________________________________________________________；
与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的优点是________(填字母)。
A．Ⅳ比Ⅲ复杂
B．Ⅳ比Ⅲ安全
C．Ⅳ比Ⅲ操作简便
D．Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验，而Ⅲ不行
(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)。
Ⅱ
===CaCO3↓＋H2O
D
NaHCO3
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以与盐酸反应产生二氧化碳，二氧化碳气体使澄清石灰水变浑浊；图Ⅱ可以鉴别，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来判断。(3)试管B装入碳酸氢钠，试管A装入碳酸钠，这样直接加热的碳酸钠，温度高，不分解，澄清石灰水不变浑浊，而间接加热的碳酸氢钠分解，澄清石灰水变浑浊，表明了碳酸氢钠不稳定。
【对点演练】
考向一 NaHCO3与碱、盐反应的应用
1．分别向Na2CO3、NaHCO3溶液中滴加澄清石灰水，现象为________________，写出NaHCO3与①过量澄清石灰水；②少量澄清石灰水反应的离子方程式。
①_____________________________________________________
②_____________________________________________________
均产生白色沉淀
OH－＋Ca2＋CaCO3↓＋H2O
2OH－＋Ca2＋CaCO3↓＋2H2O
2．若向NaHCO3溶液中滴加BaCl2溶液，既有沉淀生成又有气泡冒出，试写出反应的离子方程式：
___________________________________。
＋Ba2＋===BaCO3↓＋H2O＋CO2↑
考向二 Na2CO3、NaHCO3与酸反应的定量关系
3．将一定物质的量的Na2CO3、NaHCO3组成的混合物溶于水，配成1 L溶液，取出50 mL溶液，然后滴加一定物质的量浓度的盐酸，得到的图像如图所示。
按要求回答问题：
(1)写出依次发生反应的化学方程式：
_________________________________________________________。
(2)①代表________的变化曲线；②代表________的变化曲线；③代表________的变化曲线。
(3)盐酸的物质的量浓度为____________。
(4)加入盐酸为150 mL时，放出的CO2在标准状况下的体积为________。
Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3、NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
NaHCO3
NaCl
Na2CO3
0.05 mol·L－1
0.112 L
解析：(3)当加入150 mL盐酸时正好生成NaCl溶液，n(HCl)＝n(NaCl)＝2n(Na2CO3)＋n(NaHCO3)＝2.5×10－3×2 mol＋2.5×10－3 mol＝7.5×10－3 mol，c(HCl)＝＝0.05 mol·L－1。
(4)n(CO2)＝n(Na2CO3)＋n(NaHCO3)＝(2.5＋2.5)×10－3 mol＝5×10－3 mol，标况下V(CO2)＝5×10－3 mol×22.4 L·mol－1＝0.112 L。
4．向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·L－1稀盐酸，CO2的生成量与加入盐酸的体积(V)的关系如图所示。
(1)ab斜段发生反应的离子方程式为__________________________。
(2)a＝________。
(3)原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为_______。
＋H＋===CO2↑＋H2O
0.3
2∶1
解析：(1)ab段发生反应的离子方程式为＋H＋===CO2↑＋H2O。
(2)从图像知生成CO2 0.01 mol，根据方程式＋H＋===CO2↑＋H2O可知消耗盐酸的物质的量为0.01 mol，故a＝0.3。
(3)根据方程式和图像可知Na2CO3的物质的量是0.01 mol，共计消耗盐酸0.02 mol，所以与氢氧化钠反应的盐酸是0.04 mol－0.02 mol＝0.02 mol，则氢氧化钠的物质的量为0.02 mol，因此原混合液中，NaOH与Na2CO3的物质的量之比为2∶1。
微专题6 侯氏制碱法与碳酸钠含量的测定
专题一 侯氏制碱法
【要点归纳】
1．制备原料
食盐、氨气、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)高温CO＋H2，CO＋H2O(g)高温CO2＋H2。
2．工艺流程
3．反应原理
(1)产生NaHCO3的反应：____________________________________。
(2)产生Na2CO3的反应：2NaHCO3 Na2CO3＋CO2↑＋H2O。
4．绿色思想：循环使用的物质为_______________。
NH3＋NaCl＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl
CO2、饱和食盐水
【典题示例】
典例 以下是在实验室模拟“侯氏制碱法”生产流程的示意图：
则下列叙述错误的是( )
A．A气体是NH3，B气体是CO2
B．侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异
C．第Ⅲ步操作用到的主要玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒
D．第Ⅳ步操作是将晶体溶于水后加热、蒸发、结晶
答案：D
解析：利用NH3极易溶于水，且水溶液显碱性，可以提高CO2的吸收，因此先通NH3后通CO2，A正确；NaHCO3的溶解度小于Na2CO3，利用了溶解度的差异，B正确；操作Ⅲ是过滤，因此用到玻璃仪器：烧杯、漏斗、玻璃棒，C正确；晶体是NaHCO3，利用NaHCO3的不稳定性，2NaHCO3 Na2CO3＋CO2↑＋H2O，D错误。
【对点演练】
1．侯氏制碱法的反应之一是：NaCl＋H2O＋NH3＋CO2===NaHCO3↓＋NH4Cl，某学习小组先制取NH3和CO2，再模拟侯氏制碱法制碱原理制备Na2CO3，实验过程不需要的实验装置是( )
答案：D
解析：装置A是制备氨气或二氧化碳气体的反应装置，选项A不选；产生NaHCO3发生的反应为NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl，需要过滤得到NaHCO3晶体，用到装置B，选项B不选；制取Na2CO3时，过滤得到NaHCO3晶体洗涤后在装置C中加热灼烧得到碳酸钠，选项C不选；实验过程中不需要蒸发结晶，不需要装置D，故答案选D。
2．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，故答案选C。
专题二 测定碳酸钠质量分数的常用方法
【要点归纳】
1．气体法
(1)测定原理：Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑。
依据CO2的体积确定Na2CO3的物质的量，进而确定纯碱中Na2CO3的含量。
(2)实验操作：向m g纯碱样品中加入足量的稀硫酸，准确测量产生CO2气体的体积为V mL(已折算为标准状况)。
(3)数据处理
纯碱样品中Na2CO3的质量为 mol×106 g·mol－1＝ g，则纯碱样品中Na2CO3的质量分数为×100%＝%。
2．沉淀法
(1)测定原理：Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl。
依据BaCO3沉淀的质量，确定Na2CO3的物质的量，进而确定纯碱中Na2CO3的含量。
(2)实验操作：先将m g纯碱样品溶于水配成溶液，向溶液中加入过量的BaCl2溶液，经过滤、洗涤、干燥得BaCO3沉淀的质量为n g。
(3)数据处理
纯碱样品中Na2CO3的质量为×106 g·mol－1＝ g，
纯碱样品中Na2CO3的质量分数为×100%＝×100%。
【典题示例】
典例 为了测定NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物中各组分的含量，某同学设计如下实验：取一定质量的混合物，通过测量反应前后②和③装置质量的变化，测定该混合物中各组分的质量分数。
下列说法中错误的是( )
A．①②③中可以依次盛装碱石灰、无水CaCl2、碱石灰
B．硬质玻璃管加热前，应关闭b，打开a，缓缓通入空气，直至a处出来的空气不再使澄清石灰水变浑浊为止
C．若将①装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶，则测得的NaCl含量偏大
D．实验过程中一直通入空气，停止加热后再停止通入空气
答案：C
解析：根据实验目的和装置的连接顺序可知：装置①用于吸收空气中的CO2和水蒸气，可以使用碱石灰；装置②吸收Na2CO3·10H2O和NaHCO3分解生成的水蒸气，可以使用无水CaCl2；装置③吸收碳酸氢钠分解生成的CO2，使用碱石灰，A项正确；实验前必须将装置中的水蒸气和CO2赶净，避免影响测定结果，硬质玻璃管加热前，应关闭b，打开a，缓缓通入空气，直至a处出来的空气不再使澄清石灰水变浑浊为止，B项正确；若将①装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶，则会增加水的质量，使测得Na2CO3·10H2O和NaHCO3的含量偏高，NaCl的含量偏低，C项错误；实验过程中一直通入空气，停止加热后继续通入空气使存留在装置中的CO2和水蒸气完全被吸收，D项正确。
【对点演练】
小苏打长期放置在空气中会变质(部分转变为Na2CO3)，某研究小组欲测定某小苏打样品中NaHCO3的质量分数，设计如下实验方案：
Ⅰ.加热分解法
利用下图甲装置，充分加热小苏打样品。
(1)仪器a的名称为________。
(2)在实验过程中，需要测量的实验数据有：
①仪器a的质量；②__________________________；
③___________________________________。
坩埚
加热前，仪器a和样品的总质量
加热冷却后，仪器a和残留物的总质量
Ⅱ.测量气体体积法
利用图乙装置，测定反应生成气体的体积。
(3)组装好仪器后，首先进行的操作为_______________。
(4)导管g的作用为___________________________________________
__________________________________________________________________________________。
检查装置气密性
平衡分液漏斗与锥形瓶内的气压，使液体顺利流下；滴入锥形瓶的稀硫酸的体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除因加入稀硫酸而引起的气体体积误差
(5)为了减小实验误差，B、C中最好用___________溶液代替水。
(6)待反应结束，气体冷却至室温后，利用图示装置读取气体体积时，应注意的事项有：
①______________________________________；
②______________________________________。
(7)若所取样品的质量为m g，反应前量气管C的读数为V1 mL，反应结束后量气管C的读数为V2 mL，则样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之和为________(气体体积均已换算为标准状况下的体积)。
饱和NaHCO3
读数时应上下移动C管，使B、C两管液面相平
视线与液面最低处相平
mol
考点二
考点二 碱金属 焰色试验
1.相似性和递变性
相似性 递变性(由Li→Cs)
原子 结构 最外层均为1个电子 电子层数逐渐增多，核电荷数逐渐增大，原子半径逐渐增大
元素 性质 都具有较强的金属性，最高正价均为＋1价 金属性逐渐增强
单质物理性质 (除____外)都呈银白色，密度较小，熔、沸点较低 密度逐渐增大(____反常)，熔、沸点逐渐降低
单质化学性质 都具有较强的还原性 还原性逐渐增强；与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂
Cs
钾
2.特殊性
(1)碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大，但钾的密度比钠的小。
(2)碱金属一般都保存在煤油中，但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。
(3)碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物，其中氢以H－形式存在，显－1价，碱金属氢化物是强还原剂。
(4)一般情况下，碱金属所形成的盐均溶于水，并且在一定温度下，酸式盐比正盐的溶解度大(但NaHCO3的溶解度比Na2CO3的小)。
(5)试剂瓶中的药品取出后，一般不能放回原瓶，但金属Na、K等需立即放回原瓶。
(6)锂与O2反应与钠不同，只生成Li2O，而不生成Li2O2。
【师说·助学】 碱金属氢化物——强还原剂
碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物(RH)····都是离子化合物，其中氢以H－形式存在，显－1价，碱金属氢化物是强还原剂。
3．焰色反应
(1)焰色反应：很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊颜色的现象。属于________变化。
(2)操作步骤
清洗铂丝：将铂丝用盐酸洗净，在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同。
灼烧试样：蘸取试样在外焰上灼烧，观察火焰的颜色。
清洗铂丝：将铂丝再用盐酸洗净后，在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同。
【师说·助学】 铂丝用盐酸洗净，而不用稀硫酸洗涤，其原因是金属氯化物在灼烧时易挥发，而硫酸盐难以挥发，会对后续实验造成干扰。
物理
(3)常见金属元素的焰色
钠元素：黄色；钾元素：____色(透过___________观察)；钡元素：黄绿色；钙元素：砖红色；铜元素：蓝绿色。
紫
蓝色钴玻璃
【易错诊断】 判断正误，错误的说明理由。
1．ⅠA族元素又称碱金属元素：
________________________________________________________。
2．碱金属元素Li、Na、K都可保存在煤油中：
________________________________________________________。
3．焰色反应是一种复杂的化学变化：
________________________________________________________。
4．钠、氧化钠、碳酸钠的焰色反应均显黄色：
________________________________________________________。
错误。ⅠA族除H以外的元素称碱金属元素。
错误。Li保存在石蜡中，Na、K可保存在煤油中。
错误。焰色反应属于物理变化。
正确。
【教考衔接】
典例1 用“>”或“<”填空：
(1)还原性：Li______Na______K。
(2)单质的熔点：Li______Na______K。
(3)碱性：LiOH______NaOH______KOH。
(4)与水反应的剧烈程度：Li______Na______K。
<
<
>
>
<
<
<
<
典例2
(1)KH是一种野外供氢剂，其电子式为________，与水反应放出氢气，化学方程式为_____________________。
(2)NaH在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂(铁锈的成分表示为Fe2O3)，脱锈过程中生成两种产物，其反应的化学方程式：________________________。
K＋[H∶]－
KH＋H2O===KOH＋H2↑
3NaH＋Fe2O3===2Fe＋3NaOH
【对点演练】
1．试管内装有足量的煤油和水的混合物，静置后投入一小块碱金属，可观察到金属在煤油和水的界面附近上下往复运动，下列说法中不正确的是( )
A．此碱金属可能是钾或钠
B．反应一段时间煤油会燃烧
C．碱金属上下运动是由于与水反应产生了氢气
D．若是金属锂则不能观察到上述现象
答案：B
解析：该金属在煤油和水的界面附近运动，说明其密度介于煤油和水之间，金属锂的密度小于煤油，因而A、D两项正确；上下运动是由于与水反应产生的氢气的推动作用和浮力作用，C项正确。
2．用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在火焰上灼烧，直接观察到火焰呈黄色。下列各判断正确的是( )
A．只含有Na＋
B．一定含有Na＋，可能含有K＋
C．既含有Na＋，又含有K＋
D．可能含有Na＋，可能还含有K＋
答案：B
解析：Na元素的焰色为黄色，K元素的焰色为紫色，但黄色会干扰紫色，所以不能判断是否含有K元素。第11讲 碳酸钠和碳酸氢钠 碱金属
1. 了解碳酸钠、碳酸氢钠的性质，知道碱金属及其化合物的通性，并能用物质分类的思想预测陌生碱金属及其化合物的性质。
2．掌握碳酸钠、碳酸氢钠的转化关系。
3．了解焰色试验的操作并熟记几种常见金属的焰色。
考点一 碳酸钠和碳酸氢钠
1.物理性质和用途
名称 碳酸钠 碳酸氢钠
化学式 Na2CO3 NaHCO3
俗名 纯碱或苏打 小苏打
颜色、状态 白色粉末 细小白色晶体
水溶性 易溶于水，溶液显碱性 水中易溶，但比Na2CO3的溶解度小，溶液显碱性
用途 造纸、造玻璃、制肥皂等 制药、发酵粉、灭火剂等
【师说·助学】 利用溶液的碱性区别碳酸钠和碳酸氢钠
2．化学性质
3．相互转化
(1)转化关系
(2)应用——除杂(括号内物质为杂质)
① Na2CO3(s)[NaHCO3(s)] 加热法
② NaHCO3(aq)[Na2CO3(aq)] ________________
③ Na2CO3(aq)[NaHCO3(aq)] ________________
4.向碳酸钠、碳酸氢钠溶液中分别滴加酸的反应特点
(1)向碳酸氢钠溶液中逐滴滴入盐酸
①现象：________________。
②离子方程式：________________________。
③画出产生CO2的物质的量随n(HCl)的变化图像________________。
(2)向Na2CO3溶液中逐滴滴入盐酸
①写出反应的离子方程式：__________________________________________________。
②画出产生CO2的物质的量随n(HCl)的变化图像________________。
【师说·助学】 利用滴加盐酸的方法区别碳酸钠、碳酸氢钠溶液
【易错诊断】 判断正误，错误的说明理由。
1．向Na2CO3饱和溶液中通入CO2，会有NaHCO3晶体析出：________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
2．用酚酞溶液可鉴别饱和食盐水和饱和碳酸钠溶液：________________________________________________________________
______________________________________________________________。
3．可用Ca(OH)2鉴别Na2CO3和NaHCO3两种溶液：________________________________________________________________
_____________________________________________________________。
4．用热的纯碱溶液清洗炊具上的油污时，不涉及化学变化：_______________________________________________________________
_________________________________________________________________。
【教考衔接】
典例1 判断正误。正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)小苏打的主要成分是Na2CO3[2022·海南卷，1B]( )
(2)面包师用小苏打作发泡剂烘焙面包，涉及到的化学知识为Na2CO3可与酸反应[2022·广东卷，6A]( )
(3)用石灰水鉴别Na2CO3与NaHCO3[2023·辽宁卷，4A]( )
(4)滴入酚酞溶液，现象如下图。[2022·湖北卷，6A]( )
听课笔记
典例2 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。
(1)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验，能够达到实验目的的是________(填装置序号)。
(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____________________________；
与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的优点是________(填字母)。
A．Ⅳ比Ⅲ复杂
B．Ⅳ比Ⅲ安全
C．Ⅳ比Ⅲ操作简便
D．Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验，而Ⅲ不行
(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)。
听课笔记
【对点演练】
考向一 NaHCO3与碱、盐反应的应用
1．分别向Na2CO3、NaHCO3溶液中滴加澄清石灰水，现象为________________，写出NaHCO3与①过量澄清石灰水；②少量澄清石灰水反应的离子方程式。
①_______________________________________________________________
②____________________________________________________________
2．若向NaHCO3溶液中滴加BaCl2溶液，既有沉淀生成又有气泡冒出，试写出反应的离子方程式：
____________________________________________________________。
考向二 Na2CO3、NaHCO3与酸反应的定量关系
3．将一定物质的量的Na2CO3、NaHCO3组成的混合物溶于水，配成1 L溶液，取出50 mL溶液，然后滴加一定物质的量浓度的盐酸，得到的图像如图所示。
按要求回答问题：
(1)写出依次发生反应的化学方程式：_________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
(2)①代表________的变化曲线；②代表________的变化曲线；③代表________的变化曲线。
(3)盐酸的物质的量浓度为________。
(4)加入盐酸为150 mL时，放出的CO2在标准状况下的体积为________。
4．向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·L－1稀盐酸，CO2的生成量与加入盐酸的体积(V)的关系如图所示。
(1)ab斜段发生反应的离子方程式为________________________________。
(2)a＝________。
(3)原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为____________。
微专题6 侯氏制碱法与碳酸钠含量的测定
专题一 侯氏制碱法
【要点归纳】
1．制备原料
食盐、氨气、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)高温CO＋H2，CO＋H2O(g)高温CO2＋H2。
2．工艺流程
3．反应原理
(1)产生NaHCO3的反应：________________________________。
(2)产生Na2CO3的反应：2NaHCO3 Na2CO3＋CO2↑＋H2O。
4．绿色思想：循环使用的物质为________________________。
【典题示例】
典例 以下是在实验室模拟“侯氏制碱法”生产流程的示意图：
则下列叙述错误的是( )
A．A气体是NH3，B气体是CO2
B．侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异
C．第Ⅲ步操作用到的主要玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒
D．第Ⅳ步操作是将晶体溶于水后加热、蒸发、结晶
听课笔记
【对点演练】
1．侯氏制碱法的反应之一是：NaCl＋H2O＋NH3＋CO2===NaHCO3↓＋NH4Cl，某学习小组先制取NH3和CO2，再模拟侯氏制碱法制碱原理制备Na2CO3，实验过程不需要的实验装置是( )
2．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
专题二 测定碳酸钠质量分数的常用方法
【要点归纳】
1．气体法
(1)测定原理：Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑。
依据CO2的体积确定Na2CO3的物质的量，进而确定纯碱中Na2CO3的含量。
(2)实验操作：向m g纯碱样品中加入足量的稀硫酸，准确测量产生CO2气体的体积为V mL(已折算为标准状况)。
(3)数据处理
纯碱样品中Na2CO3的质量为 mol×106 g·mol－1＝ g，则纯碱样品中Na2CO3的质量分数为×100%＝%。
2．沉淀法
(1)测定原理：Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl。
依据BaCO3沉淀的质量，确定Na2CO3的物质的量，进而确定纯碱中Na2CO3的含量。
(2)实验操作：先将m g纯碱样品溶于水配成溶液，向溶液中加入过量的BaCl2溶液，经过滤、洗涤、干燥得BaCO3沉淀的质量为n g。
(3)数据处理
纯碱样品中Na2CO3的质量为×106 g·mol－1＝ g，
纯碱样品中Na2CO3的质量分数为×100%＝×100%。
【典题示例】
典例 为了测定NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物中各组分的含量，某同学设计如下实验：取一定质量的混合物，通过测量反应前后②和③装置质量的变化，测定该混合物中各组分的质量分数。下列说法中错误的是( )
A．①②③中可以依次盛装碱石灰、无水CaCl2、碱石灰
B．硬质玻璃管加热前，应关闭b，打开a，缓缓通入空气，直至a处出来的空气不再使澄清石灰水变浑浊为止
C．若将①装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶，则测得的NaCl含量偏大
D．实验过程中一直通入空气，停止加热后再停止通入空气
听课笔记
【对点演练】
小苏打长期放置在空气中会变质(部分转变为Na2CO3)，某研究小组欲测定某小苏打样品中NaHCO3的质量分数，设计如下实验方案：
Ⅰ.加热分解法
利用下图甲装置，充分加热小苏打样品。
(1)仪器a的名称为________。
(2)在实验过程中，需要测量的实验数据有：
①仪器a的质量；②____________________________；③____________________________。
Ⅱ.测量气体体积法
利用图乙装置，测定反应生成气体的体积。
(3)组装好仪器后，首先进行的操作为__________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)导管g的作用为________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)为了减小实验误差，B、C中最好用________溶液代替水。
(6)待反应结束，气体冷却至室温后，利用图示装置读取气体体积时，应注意的事项有：
①___________________________________________________________；
②_____________________________________________________________。
(7)若所取样品的质量为m g，反应前量气管C的读数为V1 mL，反应结束后量气管C的读数为V2 mL，则样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之和为________(气体体积均已换算为标准状况下的体积)。
考点二 碱金属 焰色试验
1.相似性和递变性
相似性 递变性(由Li→Cs)
原子结构 最外层均为1个电子 电子层数逐渐增多，核电荷数逐渐增大，原子半径逐渐增大
元素性质 都具有较强的金属性，最高正价均为＋1价 金属性逐渐增强
单质物理性质 (除____外)都呈银白色，密度较小，熔、沸点较低 密度逐渐增大(____反常)，熔、沸点逐渐降低
单质化学性质 都具有较强的还原性 还原性逐渐增强；与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂
2.特殊性
(1)碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大，但钾的密度比钠的小。
(2)碱金属一般都保存在煤油中，但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。
(3)碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物，其中氢以H－形式存在，显－1价，碱金属氢化物是强还原剂。
(4)一般情况下，碱金属所形成的盐均溶于水，并且在一定温度下，酸式盐比正盐的溶解度大(但NaHCO3的溶解度比Na2CO3的小)。
(5)试剂瓶中的药品取出后，一般不能放回原瓶，但金属Na、K等需立即放回原瓶。
(6)锂与O2反应与钠不同，只生成Li2O，而不生成Li2O2。
【师说·助学】 碱金属氢化物——强还原剂
碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物(RH)····都是离子化合物，其中氢以H－形式存在，显－1价，碱金属氢化物是强还原剂。
3．焰色反应
(1)焰色反应：很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊颜色的现象。属于________变化。
(2)操作步骤
清洗铂丝：将铂丝用盐酸洗净，在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同。
灼烧试样：蘸取试样在外焰上灼烧，观察火焰的颜色。
清洗铂丝：将铂丝再用盐酸洗净后，在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同。
【师说·助学】 铂丝用盐酸洗净，而不用稀硫酸洗涤，其原因是金属氯化物在灼烧时易挥发，而硫酸盐难以挥发，会对后续实验造成干扰。
(3)常见金属元素的焰色
钠元素：黄色；钾元素：____色(透过______________________观察)；钡元素：黄绿色；钙元素：砖红色；铜元素：蓝绿色。
【易错诊断】 判断正误，错误的说明理由。
1．ⅠA族元素又称碱金属元素：________________________________________________________________
________________________________________________________。
2．碱金属元素Li、Na、K都可保存在煤油中：_____________________________________________________________
________________________________________________________________。
3．焰色反应是一种复杂的化学变化：_______________________________________________________________
_____________________________________________________________。
4．钠、氧化钠、碳酸钠的焰色反应均显黄色：_______________________________________________________________
___________________________________________________________。
【教考衔接】
典例1 用“>”或“<”填空：
(1)还原性：Li______Na______K。
(2)单质的熔点：Li______Na______K。
(3)碱性：LiOH______NaOH______KOH。
(4)与水反应的剧烈程度：Li______Na______K。
听课笔记
典例2
(1)KH是一种野外供氢剂，其电子式为________，与水反应放出氢气，化学方程式为________________________。
(2)NaH在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂(铁锈的成分表示为Fe2O3)，脱锈过程中生成两种产物，其反应的化学方程式：________________________。
听课笔记
【对点演练】
1．试管内装有足量的煤油和水的混合物，静置后投入一小块碱金属，可观察到金属在煤油和水的界面附近上下往复运动，下列说法中不正确的是( )
A．此碱金属可能是钾或钠
B．反应一段时间煤油会燃烧
C．碱金属上下运动是由于与水反应产生了氢气
D．若是金属锂则不能观察到上述现象
2．用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在火焰上灼烧，直接观察到火焰呈黄色。下列各判断正确的是( )
A．只含有Na＋
B．一定含有Na＋，可能含有K＋
C．既含有Na＋，又含有K＋
D．可能含有Na＋，可能还含有K＋
第11讲 碳酸钠和碳酸氢钠 碱金属
考点一
夯实·必备知识
OH－＋Ca2＋CaCO3↓＋H2OCa2＋＋2OH－CaCO3↓＋2H2O
3．(2)②通入足量CO2 ③滴加适量NaOH溶液
4．(1)①立即产生气泡 ②＋H＋===H2O＋CO2↑
③
H＋、＋H＋===H2O＋CO2↑ ②
易错诊断
1．正确。
2．正确。
3．错误。Ca(OH)2分别遇Na2CO3、NaHCO3溶液现象相同。
4．错误。涉及水解反应H2O＋OH－。
突破·关键能力
教考衔接
典例1 答案：(1)× (2)× (3)× (4)√
典例2 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以与盐酸反应产生二氧化碳，二氧化碳气体使澄清石灰水变浑浊；图Ⅱ可以鉴别，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来判断。(3)试管B装入碳酸氢钠，试管A装入碳酸钠，这样直接加热的碳酸钠，温度高，不分解，澄清石灰水不变浑浊，而间接加热的碳酸氢钠分解，澄清石灰水变浑浊，表明了碳酸氢钠不稳定。
答案：(1)Ⅱ
===CaCO3↓＋H2O D
(3)NaHCO3
对点演练
1．答案：均产生白色沉淀 ①OH－＋Ca2＋CaCO3↓＋H2O2OH－＋Ca2＋CaCO3↓＋2H2O
2．答案：＋Ba2＋===BaCO3↓＋H2O＋CO2↑
3．解析：(3)当加入150 mL盐酸时正好生成NaCl溶液，n(HCl)＝n(NaCl)＝2n(Na2CO3)＋n(NaHCO3)＝2.5×10－3×2 mol＋2.5×10－3 mol＝7.5×10－3 mol，c(HCl)＝＝0.05 mol·L－1。
(4)n(CO2)＝n(Na2CO3)＋n(NaHCO3)＝(2.5＋2.5)×10－3 mol＝5×10－3 mol，标况下V(CO2)＝5×10－3 mol×22.4 L·mol－1＝0.112 L。
答案：(1)Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3、NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
(2)NaHCO3 NaCl Na2CO3
(3)0.05 mol·L－1
(4)0.112 L
4．解析：(1)ab段发生反应的离子方程式为＋H＋===CO2↑＋H2O。
(2)从图像知生成CO2 0.01 mol，根据方程式＋H＋===CO2↑＋H2O可知消耗盐酸的物质的量为0.01 mol，故a＝0.3。
(3)根据方程式和图像可知Na2CO3的物质的量是0.01 mol，共计消耗盐酸0.02 mol，所以与氢氧化钠反应的盐酸是0.04 mol－0.02 mol＝0.02 mol，则氢氧化钠的物质的量为0.02 mol，因此原混合液中，NaOH与Na2CO3的物质的量之比为2∶1。
答案：＋H＋===CO2↑＋H2O
(2)0.3 (3)2∶1
微专题6
专题一、侯氏制碱法
要点归纳
3．NH3＋NaCl＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl
4．CO2、饱和食盐水
典题示例
典例 解析：利用NH3极易溶于水，且水溶液显碱性，可以提高CO2的吸收，因此先通NH3后通CO2，A正确；NaHCO3的溶解度小于Na2CO3，利用了溶解度的差异，B正确；操作Ⅲ是过滤，因此用到玻璃仪器：烧杯、漏斗、玻璃棒，C正确；晶体是NaHCO3，利用NaHCO3的不稳定性，2NaHCO3 Na2CO3＋CO2↑＋H2O，D错误。
答案：D
对点演练
1．解析：装置A是制备氨气或二氧化碳气体的反应装置，选项A不选；产生NaHCO3发生的反应为NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl，需要过滤得到NaHCO3晶体，用到装置B，选项B不选；制取Na2CO3时，过滤得到NaHCO3晶体洗涤后在装置C中加热灼烧得到碳酸钠，选项C不选；实验过程中不需要蒸发结晶，不需要装置D，故答案选D。
答案：D
2．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，故答案选C。
答案：C
专题二 测定碳酸钠质量分数的常用方法
典题示例
典例 解析：根据实验目的和装置的连接顺序可知：装置①用于吸收空气中的CO2和水蒸气，可以使用碱石灰；装置②吸收Na2CO3·10H2O和NaHCO3分解生成的水蒸气，可以使用无水CaCl2；装置③吸收碳酸氢钠分解生成的CO2，使用碱石灰，A项正确；实验前必须将装置中的水蒸气和CO2赶净，避免影响测定结果，硬质玻璃管加热前，应关闭b，打开a，缓缓通入空气，直至a处出来的空气不再使澄清石灰水变浑浊为止，B项正确；若将①装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶，则会增加水的质量，使测得Na2CO3·10H2O和NaHCO3的含量偏高，NaCl的含量偏低，C项错误；实验过程中一直通入空气，停止加热后继续通入空气使存留在装置中的CO2和水蒸气完全被吸收，D项正确。
答案：C
对点演练
解析：Ⅰ.(1)仪器a是坩埚。
(2)还需要测量的实验数据有“加热前，仪器a和样品的总质量”和“加热冷却后，仪器a和残留物的总质量”。
Ⅱ.(3)涉及气体的实验装置连接好后首先要检查装置气密性。
(4)导管g的作用是平衡分液漏斗与锥形瓶内的气压，使液体顺利流下；滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除由于加入稀硫酸引起的气体体积误差。
(5)由于生成的二氧化碳溶于水，易造成误差，所以采用饱和NaHCO3溶液代替水，从而减小误差。
(6)①读数时上下移动C管，使B、C两管液面相平，减小由于压强不同引起的体积误差；②视线与液面最低处相平，减小由于读数引起的体积误差。
(7)根据碳原子守恒，1 mol碳原子对应1 mol二氧化碳，二氧化碳的物质的量为 mol，所以样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之和为 mol。
答案：Ⅰ.(1)坩埚
(2)②加热前，仪器a和样品的总质量 ③加热冷却后，仪器a和残留物的总质量
Ⅱ.(3)检查装置气密性
(4)平衡分液漏斗与锥形瓶内的气压，使液体顺利流下；滴入锥形瓶的稀硫酸的体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除因加入稀硫酸而引起的气体体积误差
(5)饱和NaHCO3
(6)①读数时应上下移动C管，使B、C两管液面相平 ②视线与液面最低处相平
(7) mol
考点二
夯实·必备知识
1．Cs 钾
3．(1)物理 (3)紫 蓝色钴玻璃
易错诊断
1．错误。ⅠA族除H以外的元素称碱金属元素。
2．错误。Li保存在石蜡中，Na、K可保存在煤油中。
3．错误。焰色反应属于物理变化。
4．正确。
突破·关键能力
教考衔接
典例1 答案：(1)< < (2)> > (3)< <
(4)< <
典例2 答案：(1)K＋[H∶]－ KH＋H2O===KOH＋H2↑
(2)3NaH＋Fe2O3===2Fe＋3NaOH
对点演练
1．解析：该金属在煤油和水的界面附近运动，说明其密度介于煤油和水之间，金属锂的密度小于煤油，因而A、D两项正确；上下运动是由于与水反应产生的氢气的推动作用和浮力作用，C项正确。
答案：B
2．解析：Na元素的焰色为黄色，K元素的焰色为紫色，但黄色会干扰紫色，所以不能判断是否含有K元素。
答案：B
