化学必修 第一册第一节 钠及其化合物学案及答案

这是一份化学必修 第一册第一节 钠及其化合物学案及答案，文件包含1课时1活泼的金属单质钠doc、2课时2钠的几种化合物doc等2份学案配套教学资源，其中学案共34页， 欢迎下载使用。


eq \a\vs4\al(一、氧化钠和过氧化钠)
【教材梳理】
1．氧化钠
(1)物理性质：白色粉末状固体。
(2)化学性质：一种碱性氧化物，能与水、酸、酸性氧化物等发生反应。
①与水反应：Na2O＋H2O===2NaOH(填化学方程式，下同)；
②溶于盐酸：Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O；
③与CO2反应：Na2O＋CO2===Na2CO3。
2．过氧化钠
(1)物理性质：淡黄色粉末状固体。
(2)化学性质
①与水反应
[实验探究]
[实验结论]Na2O2与水反应生成O2和碱性物质，同时放热。
化学方程式：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，反应中氧化剂是Na2O2，还原剂是Na2O2。
②与CO2反应
化学方程式：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，反应中氧化剂是Na2O2，还原剂是Na2O2。
(3)重要用途：供氧剂和漂白剂。
【辨析拓展】
1．判断正误(正确的划“√”，错误的划“×”)
(1)Na2O、Na2O2都是易与水反应的白色固体( )
(2)Na2O、Na2O2组成元素相同，与CO2反应的产物也相同 ( )
(3)反应2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑中，H2O既不是氧化剂也不是还原剂( )
(4)Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间后，变成白色黏稠物的原因是2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2( )
答案：(1)× (2)× (3)√ (4)×
2．Na2O2能与水反应生成碱，它属于碱性氧化物吗？为什么？
答案：不是，碱性氧化物指能与酸反应只生成盐和水的氧化物，Na2O2与酸反应时不仅生成钠盐和水，还有氧气生成，故不属于碱性氧化物。
3．Na2O2与CO2、H2O的混合气体反应时，可以认为先与CO2反应再与H2O反应吗？应如何理解？
答案：可以。假设Na2O2先与水反应，但CO2与生成的NaOH反应又会生成水，具体如下：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑、2CO2＋4NaOH===2Na2CO3＋2H2O。两个反应的总化学方程式为2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，故可以认为Na2O2先与CO2反应再与H2O反应。
eq \a\vs4\al(二、碳酸钠和碳酸氢钠)
【教材梳理】
1．实验探究一 碳酸钠、碳酸氢钠的溶解性
在两支试管中分别加入少量碳酸钠和碳酸氢钠(各约1 g)，完成下列实验，并将实验现象和相应结论填入下表：
[注意] 碳酸钠晶体(Na2CO3·xH2O)易风化变成碳酸钠粉末。
2．实验探究二 碳酸钠、碳酸氢钠的热稳定性
3.实验探究三 碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的比较
(1)按下列要求完成实验：向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Na2CO3、NaHCO3粉末的小气球分别套在两支试管的管口。将气球内的Na2CO3和NaHCO3同时倒入试管中，观察到的实验现象是两个气球均膨胀；NaHCO3与盐酸混合比Na2CO3与盐酸混合气球膨胀得快且大。
(2)实验结论：NaHCO3与盐酸反应比等质量的Na2CO3与盐酸反应产生气体多且剧烈。
Na2CO3、NaHCO3分别与盐酸反应的离子方程式为COeq \\al(2－,3)＋2H＋===CO2↑＋H2O、HCOeq \\al(－,3)＋H＋===CO2↑＋H2O。
4．归纳总结
【辨析拓展】
1．判断正误(正确的划“√”，错误的划“×”)
(1)碳酸钠又名纯碱，说明碳酸钠既属于盐类也属于碱类( )
(2)除去Na2CO3溶液中混有的少量NaHCO3，可以加入适量的盐酸( )
(3)碳酸钠可以用来治疗胃酸过多( )
(4)澄清石灰水加入NaHCO3溶液中不产生沉淀，而加入Na2CO3溶液中产生白色沉淀( )
(5)Na2CO3溶液和NaHCO3溶液都呈碱性( )
答案：(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
2．向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2时，会有什么现象出现？为什么？
答案：析出白色晶体。反应消耗溶剂水，生成NaHCO3的质量比Na2CO3大，又NaHCO3的溶解度比Na2CO3小，故向饱和Na2CO3溶液中通入CO2时有NaHCO3晶体析出。
eq \a\vs4\al(三、焰色试验)
【教材梳理】
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。
[注意] (1)焰色试验产生的火焰颜色与元素的存在状态无关；
(2)焰色试验属于物理变化，不属于化学变化。
2．操作步骤
3．应用
(1)检验金属元素的存在，如钠元素的焰色呈黄色，钾元素的焰色呈紫色(透过蓝色钴玻璃观察)。
(2)制作节日烟花。
【辨析拓展】
1．判断正误(正确的划“√”，错误的划“×”)
(1)焰色试验体现的是元素的化学性质( )
(2)某化合物能使火焰颜色变为绿色，说明该化合物中含有铜元素( )
(3)进行焰色试验时，可用光洁无锈的铁丝代替铂丝( )
答案：(1)× (2)√ (3)√
2．用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧，火焰呈黄色，该溶液中一定不含K＋吗？
答案：不一定，观察钾元素的焰色时要透过蓝色钴玻璃观察。
学习任务1 氧化钠与过氧化钠的比较
[误区警示]
(1)Na2O2与H2O、CO2的反应中，Na2O2既是氧化剂又是还原剂。
(2)Na2O2中阴、阳离子个数比是1∶2，而不是1∶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均可做呼吸面具的供氧剂
[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项错误；Na2O2是淡黄色固体，故B项错误；Na2O2与CO2反应时，Na2O2中的氧元素之间发生氧化还原反应，CO2既不是氧化剂又不是还原剂，Na2O2既做氧化剂又做还原剂，故C项正确；Na2O与CO2和H2O的反应中无氧气产生，不能做呼吸面具的供氧剂，故D项错误。
[答案] C
1．下列关于钠的氧化物的叙述正确的是( )
A．Na2O2是白色固体，和冷水作用得到O2和NaOH
B．Na2O2与水的反应中，氧化剂是Na2O2，还原剂是水
C．Na2O不稳定，加热时能继续被O2氧化生成Na2O2
D．Na2O2与水反应生成1个O2时电子转移的数目为4
解析：选C。A中，Na2O2是淡黄色固体；B中，Na2O2与H2O的反应中，Na2O2既是氧化剂，又是还原剂；D中，Na2O2与水反应生成1个O2时电子转移的数目为2。
2．下面是比较Na2O和Na2O2性质异同点的有关叙述，其中错误的是( )
A．过氧化钠和氧化钠长期置于空气中最终所得固体产物相同
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：选B。因2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，Na2O＋H2O===2NaOH，Na2O＋CO2===Na2CO3，故C项正确，B项错误；将两者长期置于空气中，最终都变为碳酸钠白色粉末，故A项正确；D项显然也正确。
学习任务2 碳酸钠、碳酸氢钠的鉴别与除杂
1．碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别方法
[知识拓展]
互滴法鉴别Na2CO3和稀盐酸
互滴法指当两种溶液反应时有两个不同的反应过程，且这两个过程的实验现象各不相同，则可以通过滴加顺序不同，利用产生的现象不同进行鉴别。
(1)将盐酸逐滴加入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：COeq \\al(2－,3)＋H＋===HCOeq \\al(－,3)(无明显现象)，HCOeq \\al(－,3)＋H＋===H2O＋CO2↑(有无色气体放出)。
(2)将Na2CO3溶液逐滴加入稀盐酸中
①现象：立即有无色气体放出。
②原理：COeq \\al(2－,3)＋2H＋===H2O＋CO2↑。
2．碳酸钠与碳酸氢钠的除杂方法
有两支试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液，下列鉴别二者的操作和判断均正确的是( )
[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(产生白色沉淀)；B项，加入等体积、等质量分数的稀盐酸时，NaHCO3溶液反应更剧烈；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；D项，逐滴加入等质量分数的稀盐酸时，NaHCO3立即产生气泡，Na2CO3开始无气泡产生，过一会儿才产生气泡。
[答案] C
1．纯碱和小苏打都是白色固体，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炉的火焰上灼烧，观察火焰颜色
C．将样品溶解，分别加入澄清石灰水，观察是否有白色沉淀生成
D．在水杯中各盛相同质量的样品，分别加入等体积、等质量分数的白醋，观察反应的剧烈程度
解析：选D。2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑，Na2CO3加热不分解，两者都有固体残留物，A不可行；Na2CO3和NaHCO3的焰色均为黄色，B不可行；在Na2CO3和NaHCO3溶液中分别加入澄清石灰水，均有CaCO3白色沉淀生成，C不可行；两水杯中均有CO2气体生成，但Na2CO3不如NaHCO3反应剧烈，D可行。
2．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)，加入适量的NaOH溶液
B．NaHCO3溶液(Na2CO3)，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)，加入适量的Ba(OH)2溶液，过滤
解析：选D。Ba(OH)2＋Na2SO4===BaSO4↓＋2NaOH，虽除去了Na2SO4，但又增加了新的杂质NaOH，并且Na2CO3溶液也能与Ba(OH)2溶液反应。
1．“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，如果二氧化碳含量过大，会使宇航员困乏，呼吸频率加快，严重的会窒息，为使二氧化碳含量降低而保持舱内氧气的适当比例，可以在返回舱内放入( )
A．Na2O2 B．Na2CO3
C．NaOH D．氧气瓶
解析：选A。由于2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，所以Na2O2可以使CO2含量降低且保持舱内O2的适当比例。
2．(2020·南宁高一检测)Na2O和Na2O2在下列哪一点性质上是相似的( )
A．颜色 B．水溶液的酸碱性
C．强氧化性 D．漂白性
解析：选B。Na2O为白色固体，无强氧化性和漂白性，Na2O2为淡黄色固体，具有强氧化性和漂白性，故A、C、D不正确；Na2O＋H2O===2NaOH，2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，两者的水溶液都是强碱溶液，故B正确。
3．下列物质中，既能和盐酸反应，又能和氢氧化钠反应的物质是( )
A．碳酸钠 B．碳酸氢钠
C．氯化钠 D．硫酸铜
解析：选B。碳酸氢钠既能和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，又能和盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水。
4．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18 g H2O与足量Na2O2反应，则固体增重4 g
解析：选B。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－；根据原子守恒，固体增重质量等于参加反应的水中氢原子的质量，即18 g H2O参加反应，固体增重2 g。
5．A、B、C、D、E五种物质的焰色试验都呈黄色，A、B与水反应都有气体放出，A与水的反应放出的气体具有还原性，同时都生成C，C溶液与适量的CO2反应生成D，D溶液与过量的CO2反应生成E，E加热能变成D。
(1)写出A～E的化学式：A________、B________、C________、D________、E________。
(2)E加热生成D的化学方程式是__________________________________
________________________________________________________________________。
(3)写出C溶液和CO2反应生成D的离子方程式：____________________
______________________________________________________________。
解析：焰色试验都呈黄色则都含有钠元素，A、B与水反应都有气体放出，可以推断出A和B是过氧化钠和金属钠中的一种，二者生成的气体是氧气和氢气，氢气具有还原性，故A是钠，B是过氧化钠，生成的C则是氢氧化钠；由题意可以推断出D是碳酸钠，E是碳酸氢钠。
答案：(1)Na Na2O2 NaOH Na2CO3 NaHCO3
(2)2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O
(3)CO2＋2OH－===COeq \\al(2－,3)＋H2O
[核心素养水平])
[合格考检测])
1．在做面包、蛋糕等面食点心时需要加入一定量的发酵粉，下列物质是发酵粉的主要成分之一的是( )
A．氯化钠 B．碳酸钠
C．硫酸钠 D．碳酸氢钠
解析：选D。做面包、蛋糕等面食点心时加入的发酵粉的主要成分之一是碳酸氢钠，在做糕点时它受热分解生成二氧化碳气体，使糕点疏松多孔，而氯化钠、碳酸钠、硫酸钠性质稳定，加热不易分解。
2．(2020·洛阳高一检测)一个集气瓶中放有一团棉花，向其中倒入CO2气体时棉花燃烧起来，则棉花中可能包有( )
A．烧碱 B．氧化钾
C．过氧化钠 D．小苏打
解析：选C。2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，反应生成氧气且放出热量，使棉花燃烧起来。
3．(2020·北京海淀区高一检测)下列物质的溶液，能与1 ml·L－1小苏打溶液发生化学反应，既无气体生成也无沉淀生成的是( )
A．苏打 B．氯化氢
C．熟石灰 D．烧碱
解析：选D。A项，不反应，不符合题意；B项，反应为NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O，不符合题意；C项，反应为NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋NaOH＋H2O或2NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，不符合题意；D项，反应为NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O，符合题意。
4．下列离子方程式书写正确的是( )
A．NaHCO3溶液中加入稀盐酸：COeq \\al(2－,3)＋2H＋===CO2↑＋H2O
B．碳酸钠溶液与硫酸反应：COeq \\al(2－,3)＋2H＋===CO2↑＋H2O
C．碳酸氢钠溶液中加入少量氢氧化钙溶液：Ca2＋＋HCOeq \\al(－,3)＋OH－===CaCO3↓＋H2O
D．碳酸氢钠溶液中加入足量氢氧化钙溶液：Ca2＋＋2HCOeq \\al(－,3)＋2OH－===CaCO3↓＋COeq \\al(2－,3)＋2H2O
解析：选B。A项，HCOeq \\al(－,3)不能完全电离，不能拆成离子，错误；C项，加入少量氢氧化钙时OH－不可能有剩余，错误；D项，加入足量氢氧化钙不可能生成COeq \\al(2－,3)，错误。
5．某溶液中含有HCOeq \\al(－,3)、Na＋、Ba2＋、NOeq \\al(－,3)等4种离子，若向其中加入少量的Na2O2固体后，溶液中离子数目保持不变的是( )
A．HCOeq \\al(－,3) B．Na＋
C．Ba2＋ D．NOeq \\al(－,3)
解析：选D。过氧化钠与水反应的化学方程式为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，溶液中Na＋数目增大；由于发生反应HCOeq \\al(－,3)＋OH－===H2O＋COeq \\al(2－,3)，所以溶液中HCOeq \\al(－,3)数目减小；由于发生反应Ba2＋＋COeq \\al(2－,3)===BaCO3↓，所以溶液中Ba2＋数目减小；NOeq \\al(－,3)数目保持不变，D正确。
6．下列有关Na2CO3和NaHCO3的性质比较中，正确的是( )
A．热稳定性：Na2CO3B．常温时，水溶液中的溶解度：Na2CO3C．相同条件下，与稀盐酸反应快慢：Na2CO3D．质量相同时，消耗盐酸的量：Na2CO3解析：选C。热稳定性：Na2CO3>NaHCO3，A错；常温时，水溶液中的溶解度：Na2CO3>NaHCO3，B错；质量相同时，消耗盐酸的量：Na2CO3>NaHCO3，D错。
7．有两份质量相同的NaHCO3，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上述盐酸，充分反应，则它们所耗用的盐酸的体积比为( )
A．2∶1 B．1∶1
C．1∶2 D．4∶1
解析：选B。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。
8．(2020·昆明高一检测)焰色试验实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的火焰颜色相同，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．没有铂丝可用无锈铁丝代替进行实验
解析：选C。A项，如果不这样做，会给待测元素火焰颜色带来干扰，正确；B项，观察钾的焰色试验时要透过蓝色钴玻璃，滤去黄光再观察，正确；C项，焰色试验应选择本身颜色较浅的火焰，错误；D项，无锈铁丝与铂丝灼烧时都没有特殊焰色，可以用于焰色试验，正确。
9．用脱脂棉包住约0.2 g过氧化钠粉末，置于石棉网上，往脱脂棉上滴水，可观察到脱脂棉剧烈燃烧起来。
(1)由实验现象所得出的有关Na2O2与H2O反应的结论是：a.有氧气生成；b.__________。Na2O2与H2O反应的化学方程式是_____________________。
(2)某研究性学习小组拟用如图套管装置进行实验，以证明上述结论。
①用以验证结论a的实验操作方法及现象是___________________
________________________________________________________________。
②用以验证结论b的实验操作方法及现象是______________________
________________________________________________________________。
解析：(1)脱脂棉燃烧需要氧气，且温度达到着火点，说明过氧化钠与水反应，有氧气生成，同时产生大量的热；过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，化学方程式为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。
(2)①由题图装置可知，导管口p处放出氧气，为验证氧气的生成，应在导管口p处放一带火星的木条，可发现木条复燃。
②如果该反应放出热量，则试管的温度必然升高，使锥形瓶内的空气温度升高，压强增大，则空气被排出，所以应将导管q插入盛水的烧杯(或水槽)中，发现烧杯(或水槽)中有气泡产生，即证明该反应放出热量。
答案：(1)反应放热 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
(2)①将带火星的木条靠近导管口p处，木条复燃
②将导管q插入盛水的烧杯(或水槽)中，烧杯(或水槽)中有气泡冒出
10．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“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(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________(填序号)。
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)。
解析：(1)图Ⅰ不能达到实验目的，因为无论碳酸钠还是碳酸氢钠均可以与盐酸反应产生二氧化碳，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盐酸反应，生成的二氧化碳气体的量不同，且剧烈程度不同，可根据气球膨胀快慢及大小判断。
(2)图Ⅲ、Ⅳ所涉及的化学方程式为2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑、CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O，实验Ⅳ的优点是可同时做对比实验。
(3)试管B中装入碳酸氢钠，试管A中装入碳酸钠，这样直接加热的碳酸钠温度高，不分解，不能使澄清石灰水变浑浊，而间接加热的碳酸氢钠温度低，分解，使澄清石灰水变浑浊，表明了碳酸氢钠很不稳定。
答案：(1)Ⅱ
(2)2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑、CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O D
(3)NaHCO3
[等级考检测])
11．下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是( )
解析：选A。B项，向滴有酚酞的水溶液中加入Na2O2，溶液先变红，后褪色，陈述Ⅰ错，陈述Ⅱ正确；C项，高压钠灯发出黄光是物理变化，与金属钠具有强还原性没有因果关系；D项，陈述Ⅰ和陈述Ⅱ有因果关系。
12．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．溶于水后加入BaCl2溶液，看有无沉淀
C．溶于水后加入澄清石灰水，看有无沉淀
D．取固体试样加入盐酸，看是否有气泡产生
解析：选B。对题述物质加热，只能证明含有NaHCO3，而不能证明含有Na2CO3；NaHCO3和Na2CO3都能与澄清石灰水反应产生沉淀，都能与盐酸反应产生气泡，无法验证NaHCO3固体中是否含有Na2CO3。
13．下列实验方案中，不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3的质量分数的是( )
A．取a g混合物充分加热，减重b g
B．取a g混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b g固体
C．取a g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 g
D．取a g混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b g固体
解析：选C。A选项中采用差量法，固体减少的质量为碳酸氢钠分解生成的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选项中所得b g固体为生成的氯化钠，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。
14．某课外活动小组使用以下装置进行实验。
(1)按如图所示装置进行实验，回答相关问题。
①B中浓硫酸的作用是______________________________________。
②C中发生反应的化学方程式为______________________________
________________________________________________________________。
③D中的现象是________________。
④E中收集的气体名称是________。
(2)用如图所示装置制取干燥、纯净的O2。
①若C是一种淡黄色固体，则烧瓶中发生反应的化学方程式是________________。
②若C是一种黑色粉末，则B物质是________(填化学式)，C物质的作用是________。
③洗气瓶(广口瓶)中盛装的试剂D是________，其作用是________________。所制得的气体用____________法收集。
解析：(1)NaHCO3受热分解生成CO2和水蒸气，而CO2通过浓H2SO4干燥后与C中的Na2O2反应产生O2，未完全反应的CO2会使澄清石灰水变浑浊。(2)O2可用淡黄色固体(Na2O2)与水反应制得，也可由黑色固体(MnO2)和液体(H2O2)作用制得。由于上述方法制氧气都是在水溶液中进行的，所以要得到干燥、纯净的O2，则应干燥后再收集。
答案：(1)①做干燥剂 ②2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2 ③澄清石灰水变浑浊 ④氧气
(2)①2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ ②H2O2 做催化剂 ③浓硫酸 做干燥剂 向上排空气
15．现有含NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物，某同学设计如图所示的实验装置，通过测定反应产生的CO2和H2O的质量，来确定该混合物中各组分的质量分数。
(1)实验步骤
①按图(夹持仪器未画出)组装好实验装置后，首先进行的操作是________________。
②称取样品，并将其放入硬质玻璃管中；称量装浓硫酸的洗气瓶C的质量和装碱石灰的U形管D的质量。
③打开止水夹K1、K2，关闭K3，缓缓鼓入空气数分钟，其目的是____________________________________________________________________。
④关闭止水夹K1、K2，打开K3，点燃酒精灯加热至不再产生气体。装置B中发生反应的化学方程式为_______________________________________
________________________________________________________________。
⑤打开止水夹K1，缓缓鼓入空气数分钟，然后拆下装置，再次称量洗气瓶C的质量和U形管D的质量。
(2)关于该实验方案，请回答下列问题：
①若加热反应后不鼓入空气，对测定结果的影响是__________________
________________________________________________________________。
②E处干燥管中盛放的药品是碱石灰，其作用是______________________，
如果实验中没有该装置，则会导致测定的NaHCO3的质量________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
③若样品质量为w g，反应后装置C、D增加的质量分别为m1 g、m2 g，则混合物中Na2CO3·10H2O的质量分数为_________________________(用含w、m1、m2的代数式表示，不必化简)。
解析：(1)①组装好实验装置后首先应检查装置的气密性。③由于装置中存在CO2和水蒸气，应先除去装置中的CO2和水蒸气。④由物质的性质可知，在加热时该装置中发生的反应为2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑、Na2CO3·10H2Oeq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋10H2O↑。
(2)①加热后有部分CO2和水蒸气会残留在装置中，必须鼓入空气使其完全被吸收，若不鼓入空气，则测得的NaHCO3和Na2CO3·10H2O的质量分数偏小，NaCl的质量分数偏大。②装置E的作用是防止空气中的CO2和水蒸气进入装置D，如果没有该装置，会使测得的NaHCO3的质量偏大。③由题目信息知，反应放出的CO2的质量为m2 g，根据反应的化学方程式2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑，可计算出该反应中产生的水的质量为eq \f(18m2,44) g，从而计算出Na2CO3·10H2O分解产生水的质量为(m1－eq \f(18m2,44)) g，再根据Na2CO3·10H2Oeq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋10H2O↑，计算出Na2CO3·10H2O的质量，最后计算出混合物中Na2CO3·10H2O的质量分数。
答案：(1)①检查装置的气密性
③除去装置中的水蒸气和二氧化碳
④2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑、Na2CO3·10H2Oeq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋10H2O↑
(2)①Na2CO3·10H2O和NaHCO3的质量分数偏小，NaCl的质量分数偏大
②防止空气中的CO2和水蒸气进入装置D中影响测定结果 偏大
③eq \f(286（m1－\f(18m2,44)）,180w)×100%
课程标准
教材脉络
1.通过实验探究，了解氧化钠、过氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠的主要性质。
2.结合真实情境中的应用实例，了解氧化钠、过氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠在生产、生活中的应用。
盐
Na2CO3
NaHCO3
(1)观察外观并进行描述
白色粉末
细小的白色晶体
(2)向以上两支试管中分别滴入几滴水，振荡，观察现象；将温度计分别插入其中，温度计的示数有何变化
粉末结块变成晶体；放热，温度计的示数明显升高
晶体部分溶解；吸热，温度计的示数降低
(3)继续向(2)的试管中分别加入5 mL水，用力振荡，有何现象
完全溶解
部分溶解
(4)分别向(3)所得溶液中滴入1～2滴酚酞溶液，有何现象
溶液变红色
溶液变微红色
初步结论
加入几滴水后，Na2CO3变成含结晶水的晶体，NaHCO3部分溶解；相同条件下，溶解度：Na2CO3＞NaHCO3，溶液均呈碱性且碱性：Na2CO3＞NaHCO3
实验操作
实验现象
化学方程式及结论
刚加热时，石灰水中有气泡，之后无气泡，澄清石灰水无明显变化
Na2CO3很稳定，受热不易发生分解
石灰水中有气泡，澄清石灰水变浑浊，受热试管管口处有水珠凝结
NaHCO3不稳定，受热容易分解，化学方程式为2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑
名称
碳酸钠(纯碱或苏打)
碳酸氢钠(小苏打)
物理性质
白色粉末，易溶于水
细小白色晶体，能溶于水，溶解度比Na2CO3小
与酸反应
能反应，有气体产生
剧烈反应，有气体产生
与碱反应
能与Ca(OH)2、Ba(OH)2溶液反应
与碱溶液都能反应
热稳定性
稳定，受热不易分解
受热易分解
相互转化
Na2CO3eq \(,\s\up7(H2O＋CO2),\s\d5(加NaOH（溶液）或加热（固态）))NaHCO3
名称
氧化钠
过氧化钠
化学式
Na2O
Na2O2
氧元素的化合价
－2价
－1价
颜色状态
白色固体
淡黄色固体
物质类别
碱性氧化物
非碱性氧化物
与水反应
Na2O＋H2O===2NaOH
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
与CO2反应
Na2O＋CO2===Na2CO3
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
主要用途
—
强氧化剂、漂白剂、供氧剂
依据
原理
结论
热稳定性
2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O；Na2CO3受热不分解
加热产生气体的是NaHCO3，无变化的是Na2CO3
与CaCl2、BaCl2的反应
COeq \\al(2－,3)＋Ca2＋===CaCO3↓，
COeq \\al(2－,3)＋Ba2＋===BaCO3↓；
HCOeq \\al(－,3)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↑
生成气体且反应剧烈的是NaHCO3，相对不剧烈的是Na2CO3
盐酸逐滴加入时的现象
COeq \\al(2－,3)＋H＋===HCOeq \\al(－,3)；
HCOeq \\al(－,3)＋H＋===CO2↑＋H2O
立即产生气体的是NaHCO3，开始不产生气体，滴加一会儿才产生气体的是Na2CO3
混合物
除杂方法
Na2CO3固体(NaHCO3)
加热
NaHCO3溶液(Na2CO3)
通入足量的CO2气体
Na2CO3溶液(NaHCO3)
加入适量的NaOH溶液
选项
操作
判断
A
分别加入澄清石灰水
产生沉淀者为Na2CO3
B
分别加入等体积、等质量分数的稀盐酸
反应较剧烈者为Na2CO3
C
分别加入CaCl2溶液
产生沉淀者为Na2CO3
D
逐滴加入等质量分数的稀盐酸
立即产生气泡者为 Na2CO3
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
判断
A
小苏打可用于治疗胃酸过多
NaHCO3可与盐酸反应
Ⅰ对；Ⅱ对；有关系
B
向滴有酚酞的水溶液中加入Na2O2，溶液变红
Na2O2与水反应生成氢氧化钠
Ⅰ对；Ⅱ错；无关系
C
金属钠具有强还原性
高压钠灯发出透雾性强的黄光
Ⅰ对；Ⅱ对；有关系
D
过氧化钠可用作航天员的供氧剂
Na2O2能和CO2、H2O反应生成O2
Ⅰ对；Ⅱ对；无关系