(共145张PPT)
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第12讲
碳酸钠和碳酸氢钠 碱金属
1.掌握、 的性质、用途及应用。
2.理解、 的制法。
3.了解碱金属元素，掌握焰色试验的原理及操作。
01
考点一 两种重要的钠盐
和
02
考点二 碱金属 焰色试验
03
经典真题·明考向
04
作业手册
答案速查【听】
答案速查【作】
考点一
两种重要的钠盐
和
1.与 的性质比较
名称 碳酸钠 碳酸氢钠
俗名 纯碱或______ ________
主 要 性 质 色、态 白色粉末 细小白色晶体
水溶性
苏打
小苏打
名称 碳酸钠 碳酸氢钠
主 要 性 质 稳定性
分解
续表
名称 碳酸钠 碳酸氢钠
主 要 性 质
续表
名称 碳酸钠 碳酸氢钠
主 要 性 质
与水作 用 水解,碱性较____ 水解,碱性较____
与酸互 滴 现象与滴加方式有关 现象与滴加方式无关
强
弱
续表
名称 碳酸钠 碳酸氢钠
主要用途 用于玻璃、肥皂、合成 洗涤剂、造纸、纺织、石 油、冶金等工业中 灭火器、治疗胃酸过
多、发酵粉的主要成分之
一
续表
2.与 的相互转化及应用
（1）转化途径
（2）应用——混合除杂（括号内为杂质）
①固体 加热至__________不再变化。
②溶液 加入适量的_______溶液。
③溶液 通入足量的_____气体。
固体质量
3.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 ，
。
（3）循环利用
循环利用的物质为_____、饱和食盐水。
（2）工艺流程
4.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，写出图中转化关系涉及反应的化学方程式。
①___________________；
②_ __________________；
③______________________；
④_______________________________；
⑤_______________________；
⑥______________________________；
⑦_________________________；
⑧________________________________；
⑨_ ________________________________；
⑩____________________________________；
__________________________________；
_ _________________________；
____________________________。
【对点自测】
判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）
（1）用澄清石灰水能够鉴别溶液与 溶液( )
×
[解析] 与、溶液均反应生成 白色沉淀。
（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，固体质量减少；
碳酸钠受热不分解，固体质量不变。
（3）向饱和溶液中通入，有 晶体析出( )
√
[解析] 发生反应 ，由于溶解度较
大的转化成溶解度较小的，且又消耗一部分溶剂 ，
故有 晶体析出。
（4） 受热易分解，故可用作胃酸中和剂( )
×
（5）下列转化均能实现：
( )
×
（6）相同温度下溶解度：小苏打 苏打，热稳定性：
( )
√
题组一 碳酸钠与碳酸氢钠的性质与鉴别
1.[2024·辽宁沈阳二中模拟] 下列有关和 性质的比较中，
正确的是( )
A.热稳定性：
B.常温时水溶性：
C.等质量的两固体与足量的盐酸反应，产生 的体积：
D.等浓度的溶液中滴入稀盐酸，放出气体的快慢：
√
[解析] 碳酸氢钠加热易分解生成碳酸钠、水和 ，则热稳定性：
，A错误；
常温时，水中溶解度： ，B错误；
质量相等时，碳酸氢钠的物质的量比较大，故与足量盐酸反应产生
的量： ，C错误；
根据 、
可知，等浓度的 和
溶液中滴入稀盐酸，放出气体的快慢： ，
D正确。
2.某课外小组为了鉴别和 两种白色固体，设计了如下
几种实验方法，某些夹持仪器略。
下列说法不正确的是( )
A.装置 Ⅰ 中的和 均能与盐酸反应，产生气体速率快的
是
B.当稀盐酸足量时，装置 Ⅰ 中气球鼓起体积较小的是
C.加热装置 Ⅱ，澄清石灰水变浑浊一侧的白色固体是
D.装置 Ⅲ 也可以鉴别和
√
[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，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，碳酸氢钠产生二氧化
碳的量多，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。
【规律小结】
碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别与除杂
（1）和的鉴别方法
不可用溶液鉴别溶液和溶液，因为 溶
液与这两种溶液反应时都产生白色沉淀，现象相同。
（2）、 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 混合物 除杂方法
① 加热法
②
③
题组二 碳酸钠、碳酸氢钠与酸反应的原理及计算
3.[2024·广东惠州二模] 向和 混合
溶液中滴加稀盐酸， 的生成量
与加入盐酸的体积 的关系如图所示。下列判
断正确的是( )
A.在 范围内，只发生中和反应
B.段发生反应的离子方程式为
C.点盐酸体积为
D.原混合溶液中与的物质的量之比为
√
[解析] 向和混合溶液中滴加 稀盐酸，发生的
反应依次为， ，
，据此可以解答。在 范围内，发生的
反应是， ，发生复分解反应，
包含中和反应，A错误；
段发生反应的离子方程式为
，B错误；
从图像知生成 ，根据离子方程式
可知，消耗
，故点盐酸体积为，C正确；
根据离子方程式和图像可知， 的物质的量是，共计消
耗 ，所以与氢氧化钠反应的是
，则 的物质的量为，因
此原混合液中，与的物质的量之比为 ，D错误。
4.[2024·江苏徐州模拟] 分别取等物质的量浓度的氢氧化钠溶液各
，再通入一定量的，随后分别各取 溶液，向其中逐
滴滴入的盐酸，在标准状况下产生 的体积（纵轴）与
所加入盐酸的体积（横轴）的关系如图（分A、B两种情况）：
（1）在A情况下，溶质是_______________（填化学式），其物质的
量之比为_____。
、
[解析] 对于A情况， ， ，
据此判断溶液中溶质的成分是和。
根据 ， ，
可知，
和 的物质的量之比等于消耗盐酸
的体积之比，则
。
（2）在B情况下，溶质是_________________（填化学式），其物质
的量之比为_____。
、
[解析] 对于B情况， ，
，
据此判断溶液中溶质的成分是和。
根据 ，
，可知和 的物
质的量之比等于两个过程分别消耗盐酸的体积之比，则
。
（3）原氢氧化钠溶液的物质的量浓度为____________。
[解析] 当加入 盐酸时，恰好完全反应，此时溶液中溶质为
， 根据元素质量守恒有
，所
以原氢氧化钠溶液的物质的量浓度为 。
【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。
（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。
①向 溶液中逐滴加入盐酸。
第一步：转化为 ，无气体产生；
第二步：与反应产生 。
消耗盐酸的体积与产生 的体积的关系如图甲所示。
②向溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生 的体积
的关系如图乙所示。
③向、 的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与
产生的体积的关系（设、的物质的量之比 ，
其他比例时的图像略）如图丙所示。
④向、 的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积
与产生的体积的关系（设、 的物质的量之比
，其他比例时的图像略）如图丁所示。
题组三 钠及其化合物的转化
5.[2024·河北石家庄阶段测试] 钠及其化合物的“价—类”二维图如图所
示，下列推断不合理的是( )
A.、 均常用作还原剂
B. 在空气中燃烧产物的阴阳离子个数比
为
C.或与水反应均可得到
D. 的水溶液既可以显酸性、碱性也可以
显中性
√
[解析] 由价态及类别可知为、
为、为或、 为
、为钠盐，据此分析解答。
、 均易失电子表现强还原性，常作还原剂，A正确；
在空气中燃烧生成过氧化钠， 由2个钠离子和1个过氧根离子
组成，阴阳离子个数比为 ，B错误；
钠单质、氧化钠、过氧化钠均能与水反应生成氢氧化钠，C正确；
钠盐的水溶液可以显酸性、碱性也可以显中性，如硫酸氢钠溶液显酸
性，碳酸钠溶液显碱性，氯化钠溶液显中性，D正确。
6.[2024·吉林长春外国语学校阶段考] 以不同类别物质间的转化为线索，
认识钠及其化合物。
下列分析正确的是( )
A.从煤油中取用钠只需小刀、滤纸和玻璃片
B.纯碱显碱性，可用于治疗胃酸过多
C.反应⑤⑥可用于潜水艇中氧气的供给，常温常压下产生 ，
转移 电子
D.向碳酸氢钠溶液中通入二氧化碳可以除去混有的碳酸钠杂质
√
[解析] 钠质软、密度比煤油大，保存
在煤油中，从煤油中取用钠需小刀、
滤纸和玻璃片，还需要用镊子，A错误；
纯碱溶液由于碱性强，不能用于治疗胃酸过多，B错误；
过氧化钠与水或二氧化碳反应生成氧气，因此反应⑤⑥可用于潜水艇
中氧气的供给，常温常压下的物质的量小于，转移电子
小于 ，C错误；
向碳酸钠溶液中通入二氧化碳气体生成碳酸氢钠，反应的化学方程式为
，D正确。
【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、、、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 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。
考点二
碱金属 焰色试验
1.碱金属的相似性和递变性
相似性
原子结构 最外层均有1个电子 电子层数逐渐增多，
原子半径逐渐______
元素性质 具有较强的金属性，最 高正价均为____ 金属性逐渐______
增大
增强
相似性
单质 性质 物理性质 密度呈增大趋势，
熔、沸点逐渐______
化学性质 都具有强还原性，类似 于金属钠 还原性逐渐______
续表
降低
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______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。
特征
（2）实验操作流程
铂丝与原来的火焰颜色相同 蘸取待测物 观察火焰颜
色洗净的铂丝 与原来的火焰颜色相同
［微点拨］ 铂丝洗涤时要用稀盐酸洗（不能用稀硫酸洗），然后灼
烧，火焰为无色或与原来火焰颜色相同时，说明洗净。
（3）常考元素的焰色
金属元素 钠 钾（透过蓝色钴玻璃观察） 钙 铜 钡
火焰颜色 ____ __ ______ 砖红色 绿色 黄绿色
黄色
紫色
【对点自测】
判断正误（正确的打“√”,错误的打“×”）
（1）加热时，碱金属单质都能与 反应生成过氧化物 ( )
×
（2）碱金属单质都能与水反应生成相应的碱和 ( )
√
（3）做焰色试验前，铂丝用稀盐酸清洗并灼烧至与原来的火焰颜色
相同( )
√
（4）用铂丝蘸取某碱金属的盐溶液并灼烧，火焰呈黄色，证明其中
含有 ( )
√
（5）钾的活泼性强于钠，因此钾可从 溶液中置换出金属钠( )
×
（6）[2023·湖北卷] 、、 的金属性随其核外电子层数增多而增
强“符合事物的双方既相互对立又相互统一”的哲学观点( )
×
题组一 碱金属元素的性质
1.[2024·河北衡水中学调研] 下列关于碱金属的叙述中正确的是( )
A.碱金属单质的密度随原子序数的增大而增大
B.碱金属随着原子序数增大，与水反应的剧烈程度增大
C.碱金属单质的金属性很强，均易与氧气反应生成两种氧化物
D.碱金属单质着火时均可用干冰灭火
√
[解析] 碱金属单质的密度随原子序数的增大而呈增大趋势，但 的密
度大于 的密度，A错误；
碱金属随着原子序数增大，越易失电子，与水反应越剧烈，B正确；
与反应可生成、 、超氧化钾等，C错误；
碱金属从开始，燃烧时会生成过氧化物，与 反应生成助燃的 ，
因此不能使用干冰灭火，D错误。
2.下列对碱金属元素的叙述正确的是( )
① 通常保存在煤油中以隔绝与空气的接触
②碱金属常温下呈固态，取用时可直接用手拿
③碱金属中还原性最弱的是锂
④碱金属阳离子中氧化性最强的是
⑤碱金属的原子半径随核电荷数的增大而增大
⑥从到 ，碱金属的密度越来越大，熔、沸点越来越低
A.①③④⑤ B.②③⑤⑥ C.①②③④ D.①②③⑤
√
[解析] 钾和空气中的水蒸气、氧气等发生反应，金属钾的密度比煤油
大，所以钾通常保存在煤油中以隔绝与空气的接触，①正确；
碱金属的活泼性较强，会和皮肤中的水反应生成碱，具有强腐蚀性，
故取用时不能直接用手拿，②错误；
依据同主族元素性质递变规律，碱金属中还原性最弱的是锂，③正确；
元素金属性越弱，对应阳离子的氧化性越强，所以碱金属阳离子中氧
化性最强的是 ，④正确；
同主族元素原子的最外层电子数相同，电子层数逐渐增多，随着核电
荷数的增大，碱金属的原子半径逐渐增大，⑤正确；
从到 ，碱金属的熔、沸点逐渐降低，密度呈增大趋势，钾反常，
⑥错误。
【易错警示】
碱金属单质、化合物的特殊性
（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
将锂保存在固体石蜡中。
（3）锂与反应与钠不同,只生成,而不生成 。
（4）试剂瓶中的试剂取出后,一般不能放回原瓶,但金属、 等需立
即放回原瓶。
（5）碱金属与氢气反应生成的碱金属氢化物（如 ）都是离子化合
物,其中氢以形式存在,显 价,碱金属氢化物是强还原剂。
题组二 焰色试验
3.下列有关焰色试验的说法中正确的是( )
A.某溶液焰色试验火焰呈黄色，则该溶液一定含有钠离子，一定不含
钾离子
B.焰色试验是化学变化，利用的是元素的性质
C.焰色试验与电子跃迁有关
D.使用的铂丝可以用玻璃棒代替
√
[解析] 灼烧时观察到黄色火焰，说明溶液中一定含 ，判断是否含
，需透过蓝色钴玻璃滤去黄光观察火焰颜色，A错误；
焰色试验是利用元素原子的核外电子由激发态回到基态时，将能量以
光的形式释放出来而呈现的焰色，为物理变化，与电子跃迁有关，B
错误，C正确；
玻璃中通常含有钠元素，会干扰金属元素的检验，所以不可用玻璃棒
代替铂丝进行焰色试验，D错误。
4.用铂丝蘸取某混合液进行焰色试验，下列说法正确的是( )
A.焊在玻璃棒上的铂丝可用光洁无锈的铁丝代替
B.焰色试验有发光现象，所以是化学变化
C.透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰，证明原溶液有钾元素、无钠元素
D.每次实验结束可用水洗净铂丝并在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色
相同
√
[解析] 光洁无锈的铁丝放在酒精灯上灼烧， 本身并无焰色，可用来
蘸取待测液进行焰色试验，A正确；
焰色试验是某些金属元素在灼烧时表现的性质，属于物理变化，B错
误；
透过蓝色钴玻璃的目的是滤去黄光的干扰，透过蓝色钴玻璃观察到紫
色火焰，证明原溶液有钾元素，但不能说明没有钠元素，C错误；
不能用水洗铂丝，应该用盐酸，D错误。
【易错警示】
（1）焰色试验是物理变化，是金属元素的性质，既可以是单质，也
可以是化合物，如不论灼烧、、还是钠的单质，
均发出黄色火焰。
（2）用稀盐酸清洗的原因：生成金属氯化物，而金属氯化物在高温
时可挥发，而硫酸盐难挥发。
（3）焰色试验中所用火焰本身的颜色应是无色或浅色的。
（4）灼烧铂丝时应一直烧至火焰恢复到原来的颜色。
（5）可用洁净无锈的铁丝代替铂丝，不能用铜丝代替。
经典真题·明考向
1.下列说法正确的是______（填序号）。
①［2022·全国乙卷］ 碳酸氢钠可用作食品膨松剂。
②［2022·广东卷］ 可与酸反应，故面包师用小苏打作发泡剂
烘焙面包。
③［2022·海南卷］ 小苏打的主要成分是 。
④［2022·重庆卷］和分别在中燃烧得到和 。
⑤［浙江卷］的溶解度比的大，则 的溶解度
比 的大。
⑥［2023·湖北卷］、、 的金属性随其核外电子层数增多而增强
①⑥
[解析] 不是小苏打,②错误;
小苏打的主要成分是 ，③错误；
在中燃烧得到,④错误;
的溶解度大于 ,⑤错误。
2.[2024·北京卷] 关于和 的下列说法中，不正确的是
( )
A.两种物质的溶液中，所含微粒的种类相同
B.可用溶液使转化为
C.利用二者热稳定性差异，可从它们的固体混合物中除去
D.室温下，二者饱和溶液的 差约为4，主要是由于它们的溶解度差异
√
[解析] 和的溶液中均存在、、、 、
、、，A正确；
向中加入适量 溶液，发生反应：
，B正确；
受热易分解，转化为，同时生成和，而
热稳定性较强，C正确；
室温下和饱和溶液 相差较大的主要原因是的水
解程度远大于 ，D错误。
3.[河北卷节选] 化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和
国民经济发展做出了重要贡献。某化学兴趣小组在实验室中模拟并改
进侯氏制碱法制备，进一步处理得到产品和 ，
实验流程如图所示：
回答下列问题：
（1）从中选择合适的仪器制备 ，正确的连接顺序是
_________（按气流方向，用小写字母表示）。为使A中分液漏斗内的
稀盐酸顺利滴下，可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或
_______________________________________________。
使玻璃塞上的凹槽（或小孔）对准漏斗颈部的小孔
[解析] 根据工艺流程知，浓氨水中加入氯化钠粉末形成饱和氨盐水后，
再通入二氧化碳气体，发生反应
，得到的碳酸氢钠晶体
烘干后受热分解会生成碳酸钠、二氧化碳和水，从而制备纯碱；另一
方面得到的母液中主要溶质为 ，再加入氯化钠粉末，存在反应
。
要制备 ，需先选用装置A制备二氧化碳，然后通入饱和
碳酸氢钠溶液中除去二氧化碳中的 ，后与饱和氨盐水充分接触来
制备 ，其中过量的二氧化碳可被氢氧化钠溶液吸收，也能充
分利用二氧化碳制备得到少量，可能多余的 通入饱和食盐
水中被吸收，进一步得到饱和氨盐水，所以按气流方向正确的连接顺
序应为 ；
为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下，可将分液漏斗上部的玻璃塞
打开或使玻璃塞上的凹槽（或小孔）对准漏斗颈部的小孔。
（2）B中使用雾化装置的优点是________________________________
________________________________。
使氨盐水雾化，可增大其与二氧化碳的接触面积，提高反应速率和产率
[解析] B中的雾化装置使氨盐水雾化，可增大其与二氧化碳的接触面
积，提高反应速率和产率。
（3）生成 的总反应的化学方程式为______________________
_________________________。
[解析] 根据上述分析可知，生成 的化学方程式为
。
（4）反应完成后，将B中 形管内的混
合物处理得到固体 和滤液：
向滤液中加入 粉末，存在
过程。为使 沉淀充分析出并分离，
冷却结晶
过滤
根据和 溶解度曲线，需采用的操作为__________、______、
洗涤、干燥。
[解析] 根据溶解度随温度的变化曲线可以看出，氯化铵的溶解度随温
度的升高而不断增大，而氯化钠的溶解度随温度的升高变化并不明显，
所以要想使 沉淀充分析出并分离，需采用冷却结晶、过滤、洗
涤、干燥的操作。
1.和 是常见的两种钠盐，它们广泛应用于生产和生活
中。下列有关碳酸钠和碳酸氢钠的说法中不正确的是( )
A.小苏打能中和胃酸，对胃壁不产生强烈的刺激或腐蚀作用，可用于
治疗胃酸过多症，但不适合胃溃疡病人
B. 能中和面粉发酵后产生的酸，并且产生二氧化碳气体，可
用来做馒头
C.用适量溶液除去溶液中的
D.向饱和溶液中通入气体，可获得 沉淀
√
[解析] 用溶液除去溶液中的会引入新杂质 ，C
错误。
2.实验室模拟侯氏制碱法制取纯碱和氯化铵溶液，下列有关操作错误
的是( )
选项 操作 目的
A ___________________________________ 制取氨并将其溶于饱和食盐水
B ________________________ 过滤获得碳酸氢钠晶体
√
选项 操作 目的
C ___________________ 灼烧碳酸氢钠制取碳酸钠
D ___________________ 蒸发浓缩氯化铵溶液
续表
[解析] 用氯化铵和氢氧化钙共热制备氨，A项正确；
侯氏制碱法中从溶液里析出的晶体为碳酸氢钠，故应过滤获得碳酸氢
钠，且应用玻璃棒引流，B项错误；
在坩埚中灼烧碳酸氢钠制备碳酸钠，C项正确；
在蒸发皿中蒸发浓缩氯化铵溶液，并不断搅拌，D项正确。
3.金属钾可以与水（滴加酚酞溶液）剧烈反应，下列说法不正确的是
( )
A.溶液变红，证明生成了碱性物质
B.钾浮在液面上并燃烧，与其密度及反应的热效应有关
C.钾与水反应比钠与水反应更剧烈，说明钾的金属性比钠强
D.金属钾与水发生反应前后化学键类型不变
√
[解析] 钾与水反应后，使滴加了酚酞的溶液变红，证明生成了碱性物
质，A正确；
钾浮在液面上，说明钾的密度小于水，燃烧说明反应放热，B正确；
金属与水反应越剧烈，说明金属性越强，C正确；
金属钾与水发生反应： ，水中含有极性
共价键，生成的氢氧化钾含有离子键和极性键，氢气中含有非极性键，
反应前后化学键类型不同，D错误。
4.[2025·河南实验中学检测] 为测定碳酸钠和碳酸氢钠混合样品中碳酸
钠的质量分数，某同学设计的实验装置示意图如下，请回答：
[解析] A中浓 溶液用于吸收空气中的二氧化碳，B中样品与稀硫
酸反应生成二氧化碳，生成的二氧化碳经C中浓硫酸干燥后进入D中被
碱石灰吸收， 中碱石灰的作用为防止空气中的水蒸气和二氧化碳进
入D中。
（1）装置 的作用是__________________________________________
____。
防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入D中产生误差
[解析] 中碱石灰的作用为防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入D中
产生误差。
（2）实验需要以下步骤：
①称量装置D的质量为
②称取 样品装入装置B的广口瓶中
③连接装置，检查装置气密性后加入相应试剂
④打开弹簧夹，缓缓鼓入一段时间空气
⑤再次称量装置D的质量为
⑥打开弹簧夹，再次缓缓鼓入一段时间空气
⑦关闭弹簧夹，滴加稀硫酸使其发生反应，直至不再产生气泡为止
以上步骤的正确顺序为________________。
③②④①⑦⑥⑤
[解析] 实验步骤为连接装置，检查装置气密性后加入相应试剂，称取
样品装入装置B的广口瓶中，打开弹簧夹，缓缓鼓入一段时间空
气，除去装置内原有的二氧化碳和水蒸气，称量装置D的初始质量，
关闭弹簧夹滴加稀硫酸发生反应生成二氧化碳，直至不再生成气泡为
止，然后打开弹簧夹再次缓缓鼓入一段时间空气，使留在装置内的二
氧化碳被D装置完全吸收，
最后再次称量D的质量。
故实验步骤的正确顺序
为③②④①⑦⑥⑤。
（3）步骤⑥的目的是___________________________________________。
将反应产生的全部赶入D装置中，减小误差
[解析] 实验步骤⑥的目的是将生成的 全部赶入装置D中被吸收，
从而减小实验误差。
（4）根据相关数据，计算样品中碳酸氢钠的质量分数为_______
（保留3位有效数字）。
[解析] 设样品中碳酸钠的物质的量为 ，碳酸氢钠的物质的量为
，则 ，
， ，解得
， ，则样品中碳酸氢钠的质量分数为
。
Exercise
作业手册
考点一 碳酸钠和碳酸氢钠的性质
1.纯碱和小苏打在日常生活中都可以找到。若要在家中将它们区分开
来，下面的方法中可行的是( )
A.分别放在炒锅中加热，观察是否有残留物
B.分别用干净铁丝蘸取样品在煤气灯的外焰上灼烧，观察火焰颜色
C.在水杯中各盛相同质量的样品，分别加入等体积、等浓度的白醋，
观察反应的剧烈程度
D.将样品溶解，分别加入澄清石灰水，观察是否有白色沉淀
√
[解析] 加热不分解，加热分解生成 ，都有残留
物，不能鉴别，A错误；
二者都含有 元素，火焰都呈黄色，不能鉴别，B错误；
与酸反应比 剧烈，可用白醋进行鉴别，C正确；
二者都能与澄清石灰水反应生成白色沉淀，不能鉴别，D错误。
2.[2024·湖北部分校联考] 现有两支试管分别装有体积相等、物质的量
浓度相同的溶液和 溶液。下列实验操作及结论中正确
的是( )
选项 实验操作 结论
A
B 分别逐滴加入质量分数相 等的稀硫酸
选项 实验操作 结论
C 分别加热两支试管中的溶 液
D 分别向两支试管的溶液中 滴加几滴酚酞溶液
续表
√
[解析] 加入 溶液，分别发生反应：
、
或
，均产生白色沉淀，A
错误；
分别逐滴加入质量分数相等的稀硫酸， 溶液发生反应：
，立即产生气泡， 溶液发生反应：
、 ，开始无明显
现象，过一段时间才产生气泡，故立即产生气泡的是 溶液，B
错误；
分别加热两支试管中的溶液，若溶质不发生分解，溶解在溶液中的
等因受热，其溶解度降低，也会从溶液中逸出，产生气泡，不能据此
区分两种溶液，C错误；
两支试管中溶质物质的量浓度相同，溶液的碱性强于
溶液，滴加酚酞溶液后， 溶液的红色更深，D正确。
3.室温下，探究 溶液的性质。下列实验方案能达
到探究目的的是( )
选 项 探究目的 实验方案
A
选 项 探究目的 实验方案
B
C
D
续表
√
[解析] 钠很活泼，和水反应生成氢氧化钠和氢气，则无论 是
否发生电离都会产生气泡，A错误；
水解使溶液显碱性，则用干燥洁净玻璃棒蘸取
溶液，点在干燥的 试纸上，测出溶液的，
可以说明 水解，B正确；
钠离子的焰色不能透过蓝色钴玻璃观察，C错误；
澄清石灰水的主要成分为 ，与反应生成，
与 反应产生白色沉淀使溶液变浑浊，不能证明溶液中含有
，D错误。
4.[2024·湖南常德模拟] 为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法不
正确的是( )
A.溶液，选用适量的 溶液
B.溶液，应通入过量的 气体
C.粉末 ，将混合物在氧气中加热
D.溶液，加入适量 溶液，过滤
√
[解析] 可与反应生成 ，可用于除杂，A正确；
与反应生成，可用于除杂，B正确；
和 在加热条件下反应生成，可用于除杂，C正确；
和 均能与 反应，不能达到除杂的目的，D错误。
5.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 质量进行计算，某同学设计的实验装置示意图如下：
下列说法错误的是( )
A.仪器 中试剂的作用是防止外界的水蒸气与二氧化碳进入装置C中
B.装置B中冰水的作用是冷凝反应生成的水蒸气
C.样品分解不完全可能使碳酸钠的质量分数偏高
D.产生 气体的速率太快，没有被C中碱石灰完全吸收可能使碳酸钠
的质量分数偏低
√
[解析] 连接好装置后，先通入氮气以赶尽装置内空气，避免空气中二
氧化碳、水蒸气影响测定结果，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，装置C中的碱石灰
吸收生成的二氧化碳，最后干燥管中的碱石灰是为了防止空气中的二
氧化碳、水蒸气进入装置C影响测定结果。
仪器 为干燥管，盛有干燥剂碱石灰，防止空气中的二氧化碳、水蒸气
进入装置C影响测定结果，A正确；
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，对
实验结果产生影响，B正确；
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，C正确；
产生 气体的速率太快， 没有被C中碱石灰完全吸收，测定二氧
化碳质量偏小，碳酸氢钠质量偏小，碳酸钠质量偏大，导致碳酸钠的
质量分数偏高，D错误。
考点二 碱金属元素 焰色试验
6.下列说法中正确的是( )
A.碱金属单质的化学性质活泼，易从盐溶液中置换其他金属
B.碱金属单质在空气中燃烧生成的都是过氧化物
C.随核电荷数增加，碱金属单质熔、沸点降低
D.碱金属的原子半径越大，越易失电子，其还原性越弱
√
[解析] 、 等过于活泼的碱金属先和盐溶液中的水反应，生成强碱，
而不是与盐发生置换反应，故A错误；
金属 在空气中燃烧生成氧化锂，金属钾在空气中燃烧会生成超氧化钾，
金属钠在空气中燃烧生成过氧化钠，故B错误；
随着核电荷数增加，碱金属元素原子半径越来越大，与自由电子的作用
力越来越弱，金属键越来越弱，所以碱金属单质熔、沸点逐渐降低，故
C正确；
碱金属的原子半径越大，原子核对最外层电子的吸引能力越弱，则越易
失电子，其还原性越强，故D错误。
7.下列有关焰色试验的注意事项的说法中正确的是( )
①钾的火焰颜色要透过蓝色钴玻璃观察
②先将铂丝灼烧到与原来火焰的颜色相同，再蘸取被检验的物质
③每次实验后，要将铂丝用盐酸洗净
④实验时最好选择本身颜色较浅的火焰
⑤没有铂丝时，也可以用光洁无锈的铁丝代替
A.①②④⑤ B.①②③⑤ C.①②③④ D.①②③④⑤
√
[解析] 钾的火焰颜色要透过蓝色钴玻璃观察，目的是滤去钠的黄色的
光，故①正确；
先将铂丝灼烧到与原来火焰的颜色相同，再蘸取被检验的物质，故②
正确；
每次实验后，要将铂丝用盐酸洗净，不能用硫酸洗净，故③正确；
实验最好选择颜色较弱的，最好无色的火焰，故④正确;
没有铂丝时，可以用光洁无锈的铁丝代替，故⑤正确；
故选D。
8.下列有关铯及其化合物的说法不正确的是( )
A.的碱性比 的强
B.铯与水或稀盐酸反应剧烈，都生成
C.的还原性比的强，故的氧化性强于
D.的金属性比 的强
√
[解析] 根据元素周期律，的金属性比强，故的碱性比 强，
A项正确；
的化学性质与钠相似，能与水或稀盐酸反应产生 ，故也能与
水或稀盐酸反应产生，且反应更剧烈，B项正确；
的还原性强于，则的得电子能力比强，即氧化性：
，C项正确；
、均为碱金属元素， 的电子层数多，更容易失去最外层电子，
故金属性： ，D项错误。
考点三 钠及其化合物的综合考查
9.[2024·北京师大附中模拟] 元素的“价—类”二维图指的是以元素的化
合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图。下图为
钠元素的“价—类”二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，
下列说法不正确的是( )
A.氢氧化钠溶液可以与过量二氧化碳反应实现转化关系①
B.发生④⑤的转化均有 产生
C.向碳酸钠溶液中不断滴加盐酸依次发生反应③和⑧，都生成氯化钠
D.反应②只能通过加热才能实现物质转化
√
[解析] 氢氧化钠溶液与过量二氧化碳反应的化学方程式为
，可以实现转化关系①，A正确；
与水和二氧化碳反应的化学方程式分别为
、
，
因此④⑤的转化均有 产生，B正确；
碳酸钠溶液中不断滴加盐酸依次发生反应
，反应
，都生成氯化钠，C正确；
反应②通过加热能实现物质转化，
，
也可加入氢氧化钠溶液实现物质转化，
，
D错误。
10.[2024·辽宁名校联盟模拟] 侯氏制碱法工艺流程如图所示。下列有
关说法不正确的是( )
A.侯氏制碱法中 来自煅烧石灰石
B.母液 Ⅰ “吸氨”可使转化为
，提高析出氯化铵的纯度
C.侯氏制碱法的工艺过程中应用了
物质溶解度的差异
D.生成的氯化铵可用作氮肥，提高原料利用率
√
[解析] 合成氨工业提供氨气和二氧化碳，先吸氨，再碳酸化，过滤得
到的母液Ⅰ吸收氨气经降温冷却析出氯化铵晶体，滤液中加入氯化钠经
盐析得到的母液Ⅱ为饱和食盐水，再循环使用，过滤得到的碳酸氢钠
晶体煅烧得到碳酸钠即纯碱，生成的二氧化碳重新回到碳酸化步骤循
环使用。
侯氏制碱法又称联合制碱法，其中 由合成氨工业提供，故A错误；
通入氨气使溶液碱性增强，使碳酸氢钠转化为溶解度较大的碳酸钠，
可以提高析出氯化铵的纯度，故B正确；
侯氏制碱法是将、依次通入饱和 溶液中，发生反应：
，其中 溶解度
最小，故有 晶体析出，应用
了物质溶解度的差异，故C正确；
析出的晶体可用作氮肥，提高
原料 的利用率，故D正确。
11.碳酸钠俗称纯碱，用途非常广泛，我国化学家侯德榜发明了联合制
碱法，又称侯氏制碱法。
Ⅰ .某兴趣小组在实验室模拟侯氏制碱法制取 ，装置如图所示。
[解析] Ⅰ.某兴趣小组在实验室模拟侯氏制碱法制取 。在装置甲
中用溶液与发生复分解反应制取 ，然后将气
体通入盛有饱和溶液的装置乙除去中的杂质 ，再将气
体通入含氨的饱和食盐水中，发生反应：
，
得到， 是大气污染物，
为防止其污染空气，最后在装置丁
中用稀硫酸吸收挥发的 。
（1）装置乙中的试剂是_________________；装置丁中稀硫酸的作用
是_______________。
饱和溶液
吸收挥发的
[解析] 由分析可知，装置乙的目的是除去中的 ，使用的试剂是
饱和溶液；
装置丁中稀硫酸的作用是吸收挥发的 ，防止其污染环境。
（2）利用戊装置也可制备，有同学建议在戊装置的 管下端
连接己装置，理由是___________________________________________。
增大气体与溶液的接触面积，使被充分吸收
[解析] 极易溶于水，为防止倒吸现象的发生，导气管应该在液面
以上，故可以经导气管通入；
为使被充分吸收，可增大 与
溶液接触的面积，可以在管下端安
装一个多孔球泡，即在 管下端安装
一个己装置。
（3）制备实验需经过制取氨气、制取、分离 、干燥
四个步骤，下列图示装置和原理能达到实验目的的是___
（填字母）。
A. B. C. D.
√
[解析] 固体加热分解产生、 ，两种气体在试管口遇冷又
重新反应产生，因此该装置不能用于实验室制取 ，A错误；
通入 时导气管应该伸入液面以下，出气导气管应该稍微露出橡胶
塞，因此该装置不能达到吸收气体制取 的目的，B错误；
分离固体与含 的溶液用过滤的方法，可以实现物质的分
离，C正确；
干燥 固体应该在干燥器中，不能用酒精灯给盛有 固体
的烧杯加热，D错误。
Ⅱ .由粗盐水制备，再进一步处理得到产品 ，实验流程
如下所示。
（4）在循环 Ⅰ 中，参与循环的物质是_____（填化学式）。
[解析] Ⅱ.由粗盐水制备，再进一步处理得到产品 。
在粗盐水中加入、、溶液将、、、
转化为、、 等沉淀，然后经过滤除去沉淀，
向滤液中加入盐酸酸化，除去过量、，得到纯净 ；
向饱和食盐水中通使溶液显碱性，再通入 气体酸化，发生反应：
，经过滤分离出
晶体，将其加热，发生分解反应：
，就制取得到纯碱；
反应产生的 再通入碳酸化步骤加以循环利用；一定质量的样品煅
烧，减少的质量为、 的质量和，根据反应关系可计算出其中
含有的晶体质量，也就可以知道 的质量及其质量分数。
根据分析可知，在循环Ⅰ中，参与循环的物质是 。
（5）上述流程中，转化为 的化学方程式为____________
_______________________________。
[解析] 向氨化的饱和食盐水中通入 气体酸化，发生化学反应：
，制取得到 。
（6）若得到 的碳酸钠和碳酸氢钠的固体混合物，加热至混合
物质量不再变化，固体质量共减少了 ，则原混合物中碳酸钠的
质量分数为________。
[解析] 不稳定，受热易分解：
，根据方程式可知：每有
分解，就会产生和 ，固体质量减少
，若得到 的碳酸钠和碳酸氢钠的固体混合物，加热至混合
物质量不再变化，固体质量共减少了，则其中含有的 的
质量为 ，固体混合物中含有
的质量为 ，则固体混
合物中的质量分数为 。
快速核答案
第12讲 碳酸钠和碳酸氢钠 碱金属
考点一 两种重要的钠盐和
夯实必备知识
1.苏打 小苏打 分解 强 弱
2.①固体质量 ② ③
3.
4.① ②
③ ④
⑤ ⑥
⑦ ⑧
⑨
⑩
【对点自测】
（1）× （2）√ （3）√ （4）× （5）× （6）√
提升关键能力
题组一 碳酸钠与碳酸氢钠的性质与鉴别
1.D 2.B
题组二 碳酸钠、碳酸氢钠与酸反应的原理及计算
3.C
4.（1）、 （2）、
（3）
题组三 钠及其化合物的转化
5.B 6.D
考点二 碱金属 焰色试验
夯实必备知识
1.增大 增强 降低 增强
2.（1）特征 （3）黄色 紫色
【对点自测】
（1）× （2）√ （3）√ （4）√ （5）× （6）×
提升关键能力
题组一 碱金属元素的性质
1.B 2.A
题组二 焰色试验
3.C 4.A
经典真题·明考向
1.①⑥ 2.D
3.（1） 使玻璃塞上的凹槽（或小孔）对准漏斗颈部的小孔
（2）使氨盐水雾化，可增大其与二氧化碳的接触面积，提高反应速率
和产率
（3）
（4）冷却结晶 过滤
教师备用习题
1.C 2.B 3.D
4.（1）防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入D中产生误差
（2）③②④①⑦⑥⑤
（3）将反应产生的全部赶入D装置中，减小误差
（4）
作业手册
考点一 碳酸钠和碳酸氢钠的性质
1.C 2.D 3.B 4.D 5.D
考点二 碱金属元素 焰色试验
6.C 7.D 8.D
考点三 钠及其化合物的综合考查
9.D 10.A
11.（1）饱和溶液,吸收挥发的
（2）增大气体与溶液的接触面积，使被充分吸收
（3）C （4）
（5）
（6）m>第12讲 碳酸钠和碳酸氢钠 碱金属
考点一
● 夯实必备知识
1.苏打 小苏打 分解 强 弱
2.(2)①固体质量 ②NaOH ③CO2
3.(3)CO2
4.①4Na+O22Na2O
②2Na+O2Na2O2
③Na2O+H2O2NaOH
④2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑
⑤NaOH+CO2NaHCO3
⑥2NaOH+CO2Na2CO3+H2O
⑦NaOH+HClNaCl+H2O
⑧Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3
⑨2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
⑩Na2CO3+2HCl2NaCl+CO2↑+H2O
NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O
2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
2Na+2H2O2NaOH+H2↑
【对点自测】
(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)× (6)√
[解析] (1)Ca(OH)2与NaHCO3、Na2CO3溶液均反应生成CaCO3白色沉淀。
(2)碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳、水和碳酸钠,固体质量减少;碳酸钠受热不分解,固体质量不变。
(3)发生反应Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3↓,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。
● 提升关键能力
题组一
1.D [解析] 碳酸氢钠加热易分解生成碳酸钠、水和CO2,则热稳定性:Na2CO3>NaHCO3,A错误;常温时,水中溶解度:Na2CO3>NaHCO3,B错误;质量相等时,碳酸氢钠的物质的量比较大,故与足量盐酸反应产生CO2的量:Na2CO32.B [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,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,碳酸氢钠产生二氧化碳的量多,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。
题组二
3.C [解析] 向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·L-1稀盐酸,发生的反应依次为OH-+H+H2O,C+H+HC,HC+H+CO2↑+H2O,据此可以解答。在O~a范围内,发生的反应是OH-+H+H2O,C+H+HC,发生复分解反应,包含中和反应,A错误;ab段发生反应的离子方程式为HC+H+CO2↑+H2O,B错误;从图像知生成0.01 mol CO2,根据离子方程式HC+H+CO2↑+H2O可知,消耗0.01 mol HCl,故a点盐酸体积为0.3 L,C正确;根据离子方程式和图像可知,Na2CO3的物质的量是0.01 mol,共计消耗HCl 0.02 mol,所以与氢氧化钠反应的HCl是0.04 mol-0.02 mol=0.02 mol,则NaOH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,D错误。
4.(1)NaOH、Na2CO3 1∶1
(2)Na2CO3、NaHCO3 1∶1
(3)1.5 mol·L-1
[解析] (1)对于A情况,V1=100 mL,V2=(150-100) mL=50 mLV1,据此判断溶液中溶质的成分是Na2CO3和NaHCO3。根据Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl,NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑,可知NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比等于两个过程分别消耗盐酸的体积之比,则n(NaHCO3)∶n(Na2CO3)=(150 mL-50 mL-50 mL)∶50 mL=1∶1。(3)当加入150 mL盐酸时,恰好完全反应,此时溶液中溶质为NaCl,根据元素质量守恒有n(NaOH)=n(Na+)=n(Cl-)=0.2 mol·L-1×0.15 L=0.03 mol,所以原氢氧化钠溶液的物质的量浓度为=1.5 mol·L-1。
题组三
5.B [解析] 由价态及类别可知a为NaH、b为Na、c为Na2O或Na2O2、d为NaOH、e为钠盐,据此分析解答。NaH、Na均易失电子表现强还原性,常作还原剂,A正确;Na在空气中燃烧生成过氧化钠,Na2O2由2个钠离子和1个过氧根离子组成,阴阳离子个数比为1∶2,B错误;钠单质、氧化钠、过氧化钠均能与水反应生成氢氧化钠,C正确;钠盐的水溶液可以显酸性、碱性也可以显中性,如硫酸氢钠溶液显酸性,碳酸钠溶液显碱性,氯化钠溶液显中性,D正确。
6.D [解析] 钠质软、密度比煤油大,保存在煤油中,从煤油中取用钠需小刀、滤纸和玻璃片,还需要用镊子,A错误;纯碱溶液由于碱性强,不能用于治疗胃酸过多,B错误;过氧化钠与水或二氧化碳反应生成氧气,因此反应⑤⑥可用于潜水艇中氧气的供给,常温常压下22.4 L O2的物质的量小于1 mol,转移电子小于2 mol,C错误;向碳酸钠溶液中通入二氧化碳气体生成碳酸氢钠,反应的化学方程式为Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3,D正确。
考点二
● 夯实必备知识
1.增大 +1 增强 降低 增强
2.(1)特征 (3)黄色 紫色
【对点自测】
(1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)× (6)×
● 提升关键能力
题组一
1.B [解析] 碱金属单质的密度随原子序数的增大而呈增大趋势,但Na的密度大于K的密度,A错误;碱金属随着原子序数增大,越易失电子,与水反应越剧烈,B正确;K与O2反应可生成K2O、K2O2、超氧化钾等,C错误;碱金属从Na开始,燃烧时会生成过氧化物,与CO2反应生成助燃的O2,因此不能使用干冰灭火,D错误。
2.A [解析] 钾和空气中的水蒸气、氧气等发生反应,金属钾的密度比煤油大,所以钾通常保存在煤油中以隔绝与空气的接触,①正确;碱金属的活泼性较强,会和皮肤中的水反应生成碱,具有强腐蚀性,故取用时不能直接用手拿,②错误;依据同主族元素性质递变规律,碱金属中还原性最弱的是锂,③正确;元素金属性越弱,对应阳离子的氧化性越强,所以碱金属阳离子中氧化性最强的是Li+,④正确;同主族元素原子的最外层电子数相同,电子层数逐渐增多,随着核电荷数的增大,碱金属的原子半径逐渐增大,⑤正确;从Li到Cs,碱金属的熔、沸点逐渐降低,密度呈增大趋势,钾反常,⑥错误。
题组二
3.C [解析] 灼烧时观察到黄色火焰,说明溶液中一定含Na+,判断是否含K+,需透过蓝色钴玻璃滤去黄光观察火焰颜色,A错误;焰色试验是利用元素原子的核外电子由激发态回到基态时,将能量以光的形式释放出来而呈现的焰色,为物理变化,与电子跃迁有关,B错误,C正确;玻璃中通常含有钠元素,会干扰金属元素的检验,所以不可用玻璃棒代替铂丝进行焰色试验,D错误。
4.A [解析] 光洁无锈的铁丝放在酒精灯上灼烧,Fe本身并无焰色,可用来蘸取待测液进行焰色试验,A正确;焰色试验是某些金属元素在灼烧时表现的性质,属于物理变化,B错误;透过蓝色钴玻璃的目的是滤去黄光的干扰,透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰,证明原溶液有钾元素,但不能说明没有钠元素,C错误;不能用水洗铂丝,应该用盐酸,D错误。
经典真题·明考向
1.①⑥ [解析] Na2CO3不是小苏打,②错误;小苏打的主要成分是NaHCO3,③错误;Na在O2中燃烧得到Na2O2,④错误;Na2CO3的溶解度大于NaHCO3,⑤错误。
2.D [解析] Na2CO3和NaHCO3的溶液中均存在H2O、H2CO3、H+、OH-、Na+、C 、HC,A正确;向NaHCO3中加入适量NaOH溶液,发生反应:NaOH+NaHCO3Na2CO3+H2O,B正确;NaHCO3受热易分解,转化为Na2CO3,同时生成H2O和CO2,而Na2CO3热稳定性较强,C正确;室温下Na2CO3和NaHCO3饱和溶液pH相差较大的主要原因是C的水解程度远大于HC,D错误。
3.(1)aefbcghd 使玻璃塞上的凹槽(或小孔)对准漏斗颈部的小孔 (2)使氨盐水雾化,可增大其与二氧化碳的接触面积,提高反应速率和产率
(3)NH3·H2O+NaCl+CO2NH4Cl+NaHCO3↓
(4)冷却结晶 过滤
[解析] 根据工艺流程知,浓氨水中加入氯化钠粉末形成饱和氨盐水后,再通入二氧化碳气体,发生反应NH3·H2O+NaCl+CO2NH4Cl+NaHCO3↓,得到的碳酸氢钠晶体烘干后受热分解会生成碳酸钠、二氧化碳和水,从而制备纯碱;另一方面得到的母液中主要溶质为NH4Cl,再加入氯化钠粉末,存在反应NaCl(s)+NH4Cl(aq)NaCl(aq)+NH4Cl(s)。(1)要制备NaHCO3,需先选用装置A制备二氧化碳,然后通入饱和碳酸氢钠溶液中除去二氧化碳中的HCl,后与饱和氨盐水充分接触来制备NaHCO3,其中过量的二氧化碳可被氢氧化钠溶液吸收,也能充分利用二氧化碳制备得到少量NaHCO3,可能多余的NH3通入饱和食盐水中被吸收,进一步得到饱和氨盐水,所以按气流方向正确的连接顺序应为aefbcghd;为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下,可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或使玻璃塞上的凹槽(或小孔)对准漏斗颈部的小孔。
(2)B中的雾化装置使氨盐水雾化,可增大其与二氧化碳的接触面积,提高反应速率和产率。
(3)根据上述分析可知,生成NaHCO3的化学方程式为NH3·H2O+NaCl+CO2NH4Cl+NaHCO3↓。
(4)根据溶解度随温度的变化曲线可以看出,氯化铵的溶解度随温度的升高而不断增大,而氯化钠的溶解度随温度的升高变化并不明显,所以要想使NH4Cl沉淀充分析出并分离,需采用冷却结晶、过滤、洗涤、干燥的操作。第12讲 碳酸钠和碳酸氢钠 碱金属
1.C [解析] Na2CO3加热不分解,NaHCO3加热分解生成Na2CO3,都有残留物,不能鉴别,A错误;二者都含有Na元素,火焰都呈黄色,不能鉴别,B错误;NaHCO3与酸反应比Na2CO3剧烈,可用白醋进行鉴别,C正确;二者都能与澄清石灰水反应生成白色沉淀,不能鉴别,D错误。
2.D [解析] 加入Ba(OH)2溶液,分别发生反应:Na2CO3+Ba(OH)2BaCO3↓+2NaOH、2NaHCO3+Ba(OH)2BaCO3↓+Na2CO3+2H2O或NaHCO3+Ba(OH)2BaCO3↓+NaOH+H2O,均产生白色沉淀,A错误;分别逐滴加入质量分数相等的稀硫酸,NaHCO3溶液发生反应:HC+H+CO2↑+H2O,立即产生气泡,Na2CO3溶液发生反应:C+H+HC、HC+H+CO2↑+H2O,开始无明显现象,过一段时间才产生气泡,故立即产生气泡的是NaHCO3溶液,B错误;分别加热两支试管中的溶液,若溶质不发生分解,溶解在溶液中的O2等因受热,其溶解度降低,也会从溶液中逸出,产生气泡,不能据此区分两种溶液,C错误;两支试管中溶质物质的量浓度相同,Na2CO3溶液的碱性强于NaHCO3溶液,滴加酚酞溶液后,Na2CO3溶液的红色更深,D正确。
3.B [解析] 钠很活泼,和水反应生成氢氧化钠和氢气,则无论NaHCO3是否发生电离都会产生气泡,A错误;NaHCO3水解使溶液显碱性,则用干燥洁净玻璃棒蘸取0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液,点在干燥的pH试纸上,测出溶液的pH>7,可以说明NaHCO3水解,B正确;钠离子的焰色不能透过蓝色钴玻璃观察,C错误;澄清石灰水的主要成分为Ca(OH)2,OH-与HC反应生成C,Ca2+与C反应产生白色沉淀使溶液变浑浊,不能证明NaHCO3溶液中含有C,D错误。
4.D [解析] NaHCO3可与NaOH反应生成Na2CO3,可用于除杂,A正确;Na2CO3与CO2反应生成NaHCO3,可用于除杂,B正确;Na2O和O2在加热条件下反应生成Na2O2,可用于除杂,C正确;Na2CO3和Na2SO4均能与Ba(OH)2反应,不能达到除杂的目的,D错误。
5.D [解析] 连接好装置后,先通入氮气以赶尽装置内空气,避免空气中二氧化碳、水蒸气影响测定结果,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,装置C中的碱石灰吸收生成的二氧化碳,最后干燥管中的碱石灰是为了防止空气中的二氧化碳、水蒸气进入装置C影响测定结果。仪器a为干燥管,盛有干燥剂碱石灰,防止空气中的二氧化碳、水蒸气进入装置C影响测定结果,A正确;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,对实验结果产生影响,B正确;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,C正确;产生CO2气体的速率太快,CO2没有被C中碱石灰完全吸收,测定二氧化碳质量偏小,碳酸氢钠质量偏小,碳酸钠质量偏大,导致碳酸钠的质量分数偏高,D错误。
6.C [解析] K、Na等过于活泼的碱金属先和盐溶液中的水反应,生成强碱,而不是与盐发生置换反应,故A错误;金属Li在空气中燃烧生成氧化锂,金属钾在空气中燃烧会生成超氧化钾,金属钠在空气中燃烧生成过氧化钠,故B错误;随着核电荷数增加,碱金属元素原子半径越来越大,与自由电子的作用力越来越弱,金属键越来越弱,所以碱金属单质熔、沸点逐渐降低,故C正确;碱金属的原子半径越大,原子核对最外层电子的吸引能力越弱,则越易失电子,其还原性越强,故D错误。
7.D [解析] 钾的火焰颜色要透过蓝色钴玻璃观察,目的是滤去钠的黄色的光,故①正确;先将铂丝灼烧到与原来火焰的颜色相同,再蘸取被检验的物质,故②正确;每次实验后,要将铂丝用盐酸洗净,不能用硫酸洗净,故③正确;实验最好选择颜色较弱的,最好无色的火焰,故④正确;没有铂丝时,可以用光洁无锈的铁丝代替,故⑤正确;故选D。
8.D [解析] 根据元素周期律,Cs的金属性比K强,故CsOH的碱性比KOH强,A项正确;Cs的化学性质与钠相似,Na能与水或稀盐酸反应产生H2,故Cs也能与水或稀盐酸反应产生H2,且反应更剧烈,B项正确;Cs的还原性强于Na,则Na+的得电子能力比Cs+强,即氧化性:Na+>Cs+,C项正确;Li、Cs均为碱金属元素,Cs的电子层数多,更容易失去最外层电子,故金属性:Cs>Li,D项错误。
9.D [解析] 氢氧化钠溶液与过量二氧化碳反应的化学方程式为CO2+NaOH NaHCO3,可以实现转化关系①,A正确;Na2O2与水和二氧化碳反应的化学方程式分别为2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑、2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,因此④⑤的转化均有O2产生,B正确;碳酸钠溶液中不断滴加盐酸依次发生反应③Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3,反应⑧NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑,都生成氯化钠,C正确;反应②通过加热能实现物质转化,2NaHCO3Na2CO3+H2O +CO2↑,也可加入氢氧化钠溶液实现物质转化,NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O,D错误。
10.A [解析] 合成氨工业提供氨气和二氧化碳,先吸氨,再碳酸化,过滤得到的母液Ⅰ吸收氨气经降温冷却析出氯化铵晶体,滤液中加入氯化钠经盐析得到的母液Ⅱ为饱和食盐水,再循环使用,过滤得到的碳酸氢钠晶体煅烧得到碳酸钠即纯碱,生成的二氧化碳重新回到碳酸化步骤循环使用。侯氏制碱法又称联合制碱法,其中CO2由合成氨工业提供,故A错误;通入氨气使溶液碱性增强,使碳酸氢钠转化为溶解度较大的碳酸钠,可以提高析出氯化铵的纯度,故B正确;侯氏制碱法是将NH3、CO2依次通入饱和NaCl溶液中,发生反应:NH3+CO2+H2O+NaClNH4Cl+NaHCO3↓,其中NaHCO3溶解度最小,故有NaHCO3晶体析出,应用了物质溶解度的差异,故C正确;析出的NH4Cl晶体可用作氮肥,提高原料Cl-的利用率,故D正确。
11.(1)饱和NaHCO3溶液 吸收挥发的NH3
(2)增大气体与溶液的接触面积,使CO2被充分吸收
(3)C
(4)CO2
(5)NaCl+H2O+NH3+CO2NaHCO3↓+NH4Cl
(6)73.12%
[解析] Ⅰ.某兴趣小组在实验室模拟侯氏制碱法制取NaHCO3。在装置甲中用6 mol·L-1HCl溶液与CaCO3发生复分解反应制取CO2,然后将气体通入盛有饱和NaHCO3溶液的装置乙除去CO2中的杂质HCl,再将气体通入含氨的饱和食盐水中,发生反应:NaCl+H2O+NH3+CO2NaHCO3↓+NH4Cl,得到NaHCO3,NH3是大气污染物,为防止其污染空气,最后在装置丁中用稀硫酸吸收挥发的NH3。
Ⅱ.由粗盐水制备NaHCO3,再进一步处理得到产品Na2CO3。在粗盐水中加入NaOH、BaCl2、Na2CO3溶液将Mg2+、S、Ca2+、Ba2+转化为Mg(OH)2、BaSO4、CaCO3等沉淀,然后经过滤除去沉淀,向滤液中加入盐酸酸化,除去过量NaOH、Na2CO3,得到纯净NaCl;向饱和食盐水中通NH3使溶液显碱性,再通入CO2气体酸化,发生反应:NaCl+H2O+NH3+CO2NaHCO3↓+NH4Cl,经过滤分离出NaHCO3晶体,将其加热,发生分解反应:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,就制取得到纯碱;反应产生的CO2再通入碳酸化步骤加以循环利用;一定质量的样品煅烧,减少的质量为CO2、H2O的质量和,根据反应关系可计算出其中含有的NaHCO3晶体质量,也就可以知道Na2CO3的质量及其质量分数。
(1)由分析可知,装置乙的目的是除去CO2中的HCl,使用的试剂是饱和NaHCO3溶液;装置丁中稀硫酸的作用是吸收挥发的NH3,防止其污染环境。(2)NH3极易溶于水,为防止倒吸现象的发生,导气管应该在液面以上,故NH3可以经导气管a通入;为使CO2被充分吸收,可增大CO2与溶液接触的面积,可以在b管下端安装一个多孔球泡,即在b管下端安装一个己装置。(3)NH4Cl固体加热分解产生NH3、HCl,两种气体在试管口遇冷又重新反应产生NH4Cl,因此该装置不能用于实验室制取NH3,A错误;通入CO2时导气管应该伸入液面以下,出气导气管应该稍微露出橡胶塞,因此该装置不能达到吸收CO2气体制取NaHCO3的目的,B错误;分离NaHCO3固体与含NH4Cl的溶液用过滤的方法,可以实现物质的分离,C正确;干燥NaHCO3固体应该在干燥器中,不能用酒精灯给盛有NaHCO3固体的烧杯加热,D错误。(4)根据分析可知,在循环Ⅰ中,参与循环的物质是CO2。(5)向氨化的饱和食盐水中通入CO2气体酸化,发生化学反应:NaCl+H2O+NH3+CO2NaHCO3↓+NH4Cl,制取得到NaHCO3。(6)NaHCO3不稳定,受热易分解:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,根据方程式可知:每有168 g NaHCO3分解,就会产生44 g CO2和18 g H2O,固体质量减少62 g,若得到25.00 g的碳酸钠和碳酸氢钠的固体混合物,加热至混合物质量不再变化,固体质量共减少了2.48 g,则其中含有的NaHCO3的质量为m(NaHCO3)=×168 g=6.72 g,固体混合物中含有Na2CO3的质量为m(Na2CO3)=25.00 g-6.72 g=18.28 g,则固体混合物中Na2CO3的质量分数为×100%=73.12%。第12讲 碳酸钠和碳酸氢钠 碱金属
1.掌握Na2CO3、NaHCO3的性质、用途及应用。
2.理解Na2CO3、NaHCO3的制法。
3.了解碱金属元素,掌握焰色试验的原理及操作。
考点一 两种重要的钠盐——Na2CO3和NaHCO3
1.Na2CO3与NaHCO3的性质比较
名称 碳酸钠 碳酸氢钠
俗名 纯碱或
色、态 白色粉末 细小白色晶体
水溶性 易溶于水(20 ℃,S=21.5 g) 可溶于水(20 ℃,S=9.6 g)
稳定性 稳定,但结晶碳酸钠(Na2CO3·10H2O)易风化 受热易 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
与H+反应 C+2H+CO2↑+H2O(较快) HC+H+CO2↑+H2O(更快)
与Ca(OH)2 反应 Ca2++CCaCO3↓ NaHCO3过量:Ca2++2OH-+2HCCaCO3↓+2H2O+C; Ca(OH)2过量:Ca2++OH-+HCCaCO3↓+H2O
与CaCl2 反应 Ca2++CCaCO3↓ Ca2++2HCCaCO3↓+CO2↑+H2O
与水作用 水解,碱性较 水解,碱性较
与酸互滴 现象与滴加方式有关 现象与滴加方式无关
主要用途 用于玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金等工业中 灭火器、治疗胃酸过多、发酵粉的主要成分之一
2.Na2CO3与NaHCO3的相互转化及应用
(1)转化途径
Na2CO3NaHCO3
(2)应用——混合除杂(括号内为杂质)
①Na2CO3固体(NaHCO3):加热至 不再变化。
②Na2CO3溶液(NaHCO3):加入适量的 溶液。
③NaHCO3溶液(Na2CO3):通入足量的 气体。
3.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 、饱和食盐水。
4.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,写出图中转化关系涉及反应的化学方程式。
① ;
② ;
③ ;
④ ;
⑤ ;
⑥ ;
⑦ ;
⑧ ;
⑨ ;
⑩ ;
;
;
。
【对点自测】
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 ( )
(2)可用加热分解的方法区分碳酸钠和碳酸氢钠两种固体 ( )
(3)向饱和Na2CO3溶液中通入CO2,有NaHCO3晶体析出 ( )
(4)NaHCO3受热易分解,故可用作胃酸中和剂 ( )
(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 ( )
题组一 碳酸钠与碳酸氢钠的性质与鉴别
1.[2024·辽宁沈阳二中模拟] 下列有关Na2CO3和NaHCO3性质的比较中,正确的是 ( )
A.热稳定性:Na2CO3B.常温时水溶性:Na2CO3C.等质量的两固体与足量的盐酸反应,产生CO2的体积:NaHCO3D.等浓度的溶液中滴入稀盐酸,放出气体的快慢:Na2CO32.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,某些夹持仪器略。
下列说法不正确的是 ( )
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
规律小结
碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别与除杂
(1)Na2CO3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。
(2)Na2CO3、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 混合物 除杂方法
① Na2CO3(s)、NaHCO3 加热法
② NaHCO3(aq)、Na2CO3 通入足量CO2
③ Na2CO3(aq)、NaHCO3 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
3.[2024·广东惠州二模] 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。下列判断正确的是 ( )
A.在O~a范围内,只发生中和反应
B.ab段发生反应的离子方程式为C+2H+H2O+CO2↑
C.a点盐酸体积为0.3 L
D.原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为 1∶2
4.[2024·江苏徐州模拟] 分别取等物质的量浓度的氢氧化钠溶液各100 mL,再通入一定量的CO2,随后分别各取20 mL溶液,向其中逐滴滴入0.2 mol·L-1的盐酸,在标准状况下产生CO2的体积(纵轴)与所加入盐酸的体积(横轴)的关系如图(分A、B两种情况):
(1)在A情况下,溶质是 (填化学式),其物质的量之比为 。
(2)在B情况下,溶质是 (填化学式),其物质的量之比为 。
(3)原氢氧化钠溶液的物质的量浓度为 。
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。
①向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸。
第一步:C转化为HC,无气体产生;
第二步:HC与H+反应产生CO2。
消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图甲所示。
②向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸,消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图乙所示。
③向NaOH、Na2CO3的混合溶液中逐滴加入盐酸,消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比x∶y=1∶1,其他比例时的图像略)如图丙所示。
④向Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入盐酸,消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比m∶n=1∶1,其他比例时的图像略)如图丁所示。
题组三 钠及其化合物的转化
5.[2024·河北石家庄阶段测试] 钠及其化合物的“价—类”二维图如图所示,下列推断不合理的是( )
A.a、b均常用作还原剂
B.b在空气中燃烧产物的阴阳离子个数比为1∶1
C.b或c与水反应均可得到d
D.e的水溶液既可以显酸性、碱性也可以显中性
6.[2024·吉林长春外国语学校阶段考] 以不同类别物质间的转化为线索,认识钠及其化合物。
下列分析正确的是 ( )
A.从煤油中取用钠只需小刀、滤纸和玻璃片
B.纯碱显碱性,可用于治疗胃酸过多
C.反应⑤⑥可用于潜水艇中氧气的供给,常温常压下产生22.4 L O2,转移2 mol电子
D.向碳酸氢钠溶液中通入二氧化碳可以除去混有的碳酸钠杂质
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。
考点二 碱金属 焰色试验
1.碱金属的相似性和递变性
相似性 递变性(Li→Cs)
原子 结构 最外层均有1个电子 电子层数逐渐增多,原子半径逐渐
元素 性质 具有较强的金属性,最高正价均为 金属性逐渐
单 质 性 质 物理 性质 都是银白色金属(Cs除外),密度小,熔、沸点低 密度呈增大趋势,熔、沸点逐渐
化学 性质 都具有强还原性,类似于金属钠 还原性逐渐
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 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
铂丝与原来的火焰颜色相同蘸取待测物观察火焰颜色洗净的铂丝与原来的火焰颜色相同
[微点拨] 铂丝洗涤时要用稀盐酸洗(不能用稀硫酸洗),然后灼烧,火焰为无色或与原来火焰颜色相同时,说明洗净。
(3)常考元素的焰色
金属 元素 钠 钾(透过蓝色 钴玻璃观察) 钙 铜 钡
火焰 颜色 砖红色 绿色 黄绿色
【对点自测】
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)加热时,碱金属单质都能与O2反应生成过氧化物 ( )
(2)碱金属单质都能与水反应生成相应的碱和H2 ( )
(3)做焰色试验前,铂丝用稀盐酸清洗并灼烧至与原来的火焰颜色相同 ( )
(4)用铂丝蘸取某碱金属的盐溶液并灼烧,火焰呈黄色,证明其中含有Na+ ( )
(5)钾的活泼性强于钠,因此钾可从NaCl溶液中置换出金属钠 ( )
(6)[2023·湖北卷] Li、Na、K的金属性随其核外电子层数增多而增强“符合事物的双方既相互对立又相互统一”的哲学观点 ( )
题组一 碱金属元素的性质
1.[2024·河北衡水中学调研] 下列关于碱金属的叙述中正确的是 ( )
A.碱金属单质的密度随原子序数的增大而增大
B.碱金属随着原子序数增大,与水反应的剧烈程度增大
C.碱金属单质的金属性很强,均易与氧气反应生成两种氧化物
D.碱金属单质着火时均可用干冰灭火
2.下列对碱金属元素的叙述正确的是 ( )
①K通常保存在煤油中以隔绝与空气的接触
②碱金属常温下呈固态,取用时可直接用手拿
③碱金属中还原性最弱的是锂
④碱金属阳离子中氧化性最强的是Li+
⑤碱金属的原子半径随核电荷数的增大而增大
⑥从Li到Cs,碱金属的密度越来越大,熔、沸点越来越低
A.①③④⑤ B.②③⑤⑥ C.①②③④ D.①②③⑤
易错警示
碱金属单质、化合物的特殊性
(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固体石蜡中。
(3)锂与O2反应与钠不同,只生成Li2O,而不生成Li2O2。
(4)试剂瓶中的试剂取出后,一般不能放回原瓶,但金属Na、K等需立即放回原瓶。
(5)碱金属与氢气反应生成的碱金属氢化物(如NaH)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。
题组二 焰色试验
3.下列有关焰色试验的说法中正确的是 ( )
A.某溶液焰色试验火焰呈黄色,则该溶液一定含有钠离子,一定不含钾离子
B.焰色试验是化学变化,利用的是元素的性质
C.焰色试验与电子跃迁有关
D.使用的铂丝可以用玻璃棒代替
4.用铂丝蘸取某混合液进行焰色试验,下列说法正确的是 ( )
A.焊在玻璃棒上的铂丝可用光洁无锈的铁丝代替
B.焰色试验有发光现象,所以是化学变化
C.透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰,证明原溶液有钾元素、无钠元素
D.每次实验结束可用水洗净铂丝并在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同
易错警示
(1)焰色试验是物理变化,是金属元素的性质,既可以是单质,也可以是化合物,如不论灼烧Na2CO3、NaCl、Na2SO4还是钠的单质,均发出黄色火焰。
(2)用稀盐酸清洗的原因:生成金属氯化物,而金属氯化物在高温时可挥发,而硫酸盐难挥发。
(3)焰色试验中所用火焰本身的颜色应是无色或浅色的。
(4)灼烧铂丝时应一直烧至火焰恢复到原来的颜色。
(5)可用洁净无锈的铁丝代替铂丝,不能用铜丝代替。
经典真题·明考向
1.下列说法正确的是 (填序号)。
①[2022·全国乙卷] 碳酸氢钠可用作食品膨松剂。
②[2022·广东卷] Na2CO3可与酸反应,故面包师用小苏打作发泡剂烘焙面包。
③[2022·海南卷] 小苏打的主要成分是Na2CO3。
④[2022·重庆卷] Na和Li分别在O2中燃烧得到Na2O和Li2O。
⑤[浙江卷] Ca(HCO3)2的溶解度比CaCO3的大,则NaHCO3的溶解度比Na2CO3的大。
⑥[2023·湖北卷] Li、Na、K的金属性随其核外电子层数增多而增强
2.[2024·北京卷] 关于Na2CO3和NaHCO3的下列说法中,不正确的是 ( )
A.两种物质的溶液中,所含微粒的种类相同
B.可用NaOH溶液使NaHCO3转化为Na2CO3
C.利用二者热稳定性差异,可从它们的固体混合物中除去NaHCO3
D.室温下,二者饱和溶液的pH差约为4,主要是由于它们的溶解度差异
3.[河北卷节选] 化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经济发展做出了重要贡献。某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备NaHCO3,进一步处理得到产品Na2CO3和NH4Cl,实验流程如图所示:
回答下列问题:
(1)从A~E中选择合适的仪器制备NaHCO3,正确的连接顺序是 (按气流方向,用小写字母表示)。为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下,可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或 。
(2)B中使用雾化装置的优点是 。
(3)生成NaHCO3的总反应的化学方程式为 。
(4)反应完成后,将B中U形管内的混合物处理得到固体NaHCO3和滤液:
向滤液中加入NaCl粉末,存在NaCl(s)+NH4Cl(aq)NaCl(aq)+NH4Cl(s)过程。为使NH4Cl沉淀充分析出并分离,根据NaCl和NH4Cl溶解度曲线,需采用的操作为 、 、洗涤、干燥。 第12讲 碳酸钠和碳酸氢钠 碱金属
考点一 碳酸钠和碳酸氢钠的性质
1.纯碱和小苏打在日常生活中都可以找到。若要在家中将它们区分开来,下面的方法中可行的是 ( )
A.分别放在炒锅中加热,观察是否有残留物
B.分别用干净铁丝蘸取样品在煤气灯的外焰上灼烧,观察火焰颜色
C.在水杯中各盛相同质量的样品,分别加入等体积、等浓度的白醋,观察反应的剧烈程度
D.将样品溶解,分别加入澄清石灰水,观察是否有白色沉淀
2.[2024·湖北部分校联考] 现有两支试管分别装有体积相等、物质的量浓度相同的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液。下列实验操作及结论中正确的是 ( )
选项 实验操作 结论
A 分别向两支试管的溶液中加入Ba(OH)2溶液 产生白色沉淀的是Na2CO3溶液
B 分别逐滴加入质量分数相等的稀硫酸 立即产生气泡的是Na2CO3溶液
C 分别加热两支试管中的溶液 产生气泡的是NaHCO3溶液
D 分别向两支试管的溶液中滴加几滴酚酞溶液 溶液呈深红色的是Na2CO3溶液
3.室温下,探究0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液的性质。下列实验方案能达到探究目的的是 ( )
选项 探究目的 实验方案
A HC是否发生电离 向2 mL 0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中加入一小块钠,观察溶液中是否有气泡产生
B HC是否发生水解 用干燥洁净玻璃棒蘸取0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液,点在干燥的pH试纸上,测pH
C 溶液中是否存在Na+ 取一支洁净的铂丝,蘸取0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液后在煤气灯上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色
D 溶液中是否存在C 向2 mL 0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中滴入几滴澄清石灰水,观察溶液是否变浑浊
4.[2024·湖南常德模拟] 为除去括号内的杂质,所选用的试剂或方法不正确的是 ( )
A.Na2CO3溶液(NaHCO3),选用适量的NaOH溶液
B.NaHCO3溶液(Na2CO3),应通入过量的CO2气体
C.Na2O2粉末(Na2O),将混合物在氧气中加热
D.Na2CO3溶液(Na2SO4),加入适量Ba(OH)2溶液,过滤
5.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:
下列说法错误的是 ( )
A.仪器a中试剂的作用是防止外界的水蒸气与二氧化碳进入装置C中
B.装置B中冰水的作用是冷凝反应生成的水蒸气
C.样品分解不完全可能使碳酸钠的质量分数偏高
D.产生CO2气体的速率太快,没有被C中碱石灰完全吸收可能使碳酸钠的质量分数偏低
考点二 碱金属元素 焰色试验
6.下列说法中正确的是 ( )
A.碱金属单质的化学性质活泼,易从盐溶液中置换其他金属
B.碱金属单质在空气中燃烧生成的都是过氧化物
C.随核电荷数增加,碱金属单质熔、沸点降低
D.碱金属的原子半径越大,越易失电子,其还原性越弱
7.下列有关焰色试验的注意事项的说法中正确的是( )
①钾的火焰颜色要透过蓝色钴玻璃观察
②先将铂丝灼烧到与原来火焰的颜色相同,再蘸取被检验的物质
③每次实验后,要将铂丝用盐酸洗净
④实验时最好选择本身颜色较浅的火焰
⑤没有铂丝时,也可以用光洁无锈的铁丝代替
A.①②④⑤ B.①②③⑤ C.①②③④ D.①②③④⑤
8.下列有关铯及其化合物的说法不正确的是 ( )
A.CsOH的碱性比KOH的强
B.铯与水或稀盐酸反应剧烈,都生成H2
C.Cs的还原性比Na的强,故Na+的氧化性强于Cs+
D.Li的金属性比Cs的强
考点三 钠及其化合物的综合考查
9.[2024·北京师大附中模拟] 元素的“价—类”二维图指的是以元素的化合价为纵坐标,以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图。下图为钠元素的“价—类”二维图,其中的箭头表示部分物质间的转化关系,下列说法不正确的是 ( )
A.氢氧化钠溶液可以与过量二氧化碳反应实现转化关系①
B.Na2O2发生④⑤的转化均有O2产生
C.向碳酸钠溶液中不断滴加盐酸依次发生反应③和⑧,都生成氯化钠
D.反应②只能通过加热才能实现物质转化
10.[2024·辽宁名校联盟模拟] 侯氏制碱法工艺流程如图所示。下列有关说法不正确的是 ( )
A.侯氏制碱法中CO2来自煅烧石灰石
B.母液Ⅰ“吸氨”可使NaHCO3转化为Na2CO3,提高析出氯化铵的纯度
C.侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异
D.生成的氯化铵可用作氮肥,提高原料利用率
11.碳酸钠俗称纯碱,用途非常广泛,我国化学家侯德榜发明了联合制碱法,又称侯氏制碱法。
Ⅰ.某兴趣小组在实验室模拟侯氏制碱法制取
NaHCO3,装置如图所示。
(1)装置乙中的试剂是 ;装置丁中稀硫酸的作用是 。
(2)利用戊装置也可制备NaHCO3,有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置,理由是 。
(3)制备实验需经过制取氨气、制取NaHCO3、分离NaHCO3、干燥NaHCO3四个步骤,下列图示装置和原理能达到实验目的的是 (填字母)。
A B
C D
Ⅱ.由粗盐水制备NaHCO3,再进一步处理得到产品Na2CO3,实验流程如下所示。
(4)在循环Ⅰ中,参与循环的物质是 (填化学式)。
(5)上述流程中,NaCl转化为NaHCO3的化学方程式为 。
(6)若得到25.00 g的碳酸钠和碳酸氢钠的固体混合物,加热至混合物质量不再变化,固体质量共减少了2.48 g,则原混合物中碳酸钠的质量分数为 。
