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1、第3章自然界中的元素第1節(jié)碳的多樣性考綱考情三年5考高考指數(shù):1.了解碳單質(zhì)的主要性質(zhì)及應(yīng)用。2.了解碳的化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。3.了解碳及其化合物之間的轉(zhuǎn)化?!局R(shí)梳理】一、多種多樣的碳單質(zhì)1.同素異形體:由_組成的性質(zhì)不同的幾種_,互稱同素異形體。2.碳的三種常見(jiàn)同素異形體:同一種元素單質(zhì)碳的同素異形體的物理性質(zhì)及用途(用短線連接)。3.碳的化學(xué)性質(zhì):C+O2 CO2點(diǎn)燃=2C+O2 2CO點(diǎn)燃=3C+Fe2O3 3CO+2Fe 高溫=2C+SiO2 Si+2CO 高溫=+2SO2+2H2O C+2H2SO4(濃) CO2=【微點(diǎn)撥】(1)碳單質(zhì)的結(jié)構(gòu)不同導(dǎo)致物理性質(zhì)不同,但化學(xué)性質(zhì)相似
2、。(2)12C、13C、14C是碳的三種同位素而非同素異形體。(3)同素異形體之間的轉(zhuǎn)化為化學(xué)變化,但不是氧化還原反應(yīng)。二、廣泛存在的含碳化合物1.一氧化碳:(1)物理性質(zhì):無(wú)色無(wú)味的氣體,難溶于水,有毒。(2)化學(xué)性質(zhì)??扇夹裕篲;還原性:與Fe2O3反應(yīng)_。點(diǎn)燃=高溫=2CO+O2 2CO2Fe2O3+3CO 2Fe+3CO22.二氧化碳:(1)物理性質(zhì):無(wú)色無(wú)味的氣體,密度比空氣大,可溶于水。(2)化學(xué)性質(zhì)酸性氧化物的通性。與H2O反應(yīng):_。與堿(如NaOH溶液)反應(yīng):_。與堿性氧化物(如Na2O等)反應(yīng):_。CO2+H2O H2CO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+Na
3、2O=Na2CO3與某些鹽(如Na2CO3等)反應(yīng):_。與Na2O2反應(yīng):_。(3)實(shí)驗(yàn)室制取原理:CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O。(4)用途:化工原料、滅火劑。干冰用作制冷劑、人工降雨。Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO32CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O23.碳酸鈉和碳酸氫鈉:(1)物理性質(zhì)。名稱碳酸鈉碳酸氫鈉化學(xué)式_俗名_顏色、狀態(tài)白色粉末細(xì)小白色晶體水溶性_溶于水水中易溶,但比Na2CO3的溶解度_Na2CO3NaHCO3純堿或蘇打小蘇打易小(2)化學(xué)性質(zhì)。碳酸鈉與碳酸氫鈉化學(xué)性質(zhì)的比較。化學(xué)性質(zhì)碳酸鈉碳酸氫鈉穩(wěn)定性受熱_分解受熱易分解,化學(xué)方程式為_(kāi)
4、難2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2=化學(xué)性質(zhì)碳酸鈉碳酸氫鈉與過(guò)量鹽酸反應(yīng)化學(xué)方程式為_(kāi)化學(xué)方程式為_(kāi)與二氧化碳反應(yīng)化學(xué)方程式為_(kāi)不反應(yīng)Na2CO32HCl=H2OCO22NaClNaHCO3HCl=H2OCO2NaClNa2CO3H2OCO2=2NaHCO3化學(xué)性質(zhì)碳酸鈉碳酸氫鈉與氫氧化鈉溶液反應(yīng)不反應(yīng)化學(xué)方程式為_(kāi)NaHCO3NaOH=H2ONa2CO3化學(xué)性質(zhì)碳酸鈉碳酸氫鈉與過(guò)量澄清石灰水反應(yīng)化學(xué)方程式為_(kāi)化學(xué)方程式為_(kāi)與CaCl2溶液反應(yīng)化學(xué)方程式為_(kāi)不反應(yīng)Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOHNaHCO3Ca(OH)2=CaCO3H2ONaOHNa2CO3CaCl
5、2=CaCO32NaCl碳酸鈉與碳酸氫鈉的相互轉(zhuǎn)化。Na2CO3 NaHCO3用途。碳酸鈉:用于玻璃、造紙等工業(yè);碳酸氫鈉:用于發(fā)酵粉、滅火器、治療胃酸過(guò)多?!疚Ⅻc(diǎn)撥】(1)Na2CO3溶液與NaHCO3溶液均顯堿性,同濃度的Na2CO3溶液與NaHCO3溶液相比較,Na2CO3溶液的堿性強(qiáng)。(2)Na2CO3溶液與鹽酸反應(yīng)時(shí),滴加順序不同,現(xiàn)象不同,離子方程式不同。三、碳及其化合物之間的相互轉(zhuǎn)化以上各數(shù)字對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式:_或_點(diǎn)燃=高溫=C+CO2 2CO2C+O2 2CO2Mg+CO2 2MgO+CCO2+2NaOH=Na2CO3+H2O點(diǎn)燃=_或_點(diǎn)燃=CO2+NaOH=NaHCO3N
6、a2CO3+CO2+H2O=2NaHCO32NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2ONaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2OC+O2 CO2【小題快練】1.【思考辨析】(1)(2014福建高考)小蘇打是面包發(fā)酵粉的主要成分之一。( )【分析】小蘇打的主要成分是NaHCO3,常用作發(fā)酵粉。(2)(2014大綱版全國(guó)卷)除去固體Na2CO3中的NaHCO3,可以采用灼燒的方法。( )【分析】碳酸氫鈉受熱分解生成Na2CO3、CO2和水,可通過(guò)灼燒的方法除去碳酸鈉中的碳酸氫鈉。(3)CO2中的CO可用通入O2點(diǎn)燃的方法除去。( )【分析】CO2中含有的CO較少,難以燃燒,且難以控制O2用量,應(yīng)
7、使混合氣體通過(guò)灼熱CuO除去。(4)某溶液中滴加鹽酸產(chǎn)生無(wú)色無(wú)味氣體,氣體可使澄清石灰水變渾濁,說(shuō)明原溶液一定含 。( )【分析】溶液中加入鹽酸,產(chǎn)生的氣體為CO2,但溶液中可能含有 (5)在Na2CO3溶液中滴加石灰水可產(chǎn)生白色沉淀,在NaHCO3溶液中滴加石灰水無(wú)明顯現(xiàn)象。( )【分析】NaHCO3溶液中滴加石灰水,則 與OH-反應(yīng)生成 , 可與Ca2+結(jié)合生成CaCO3沉淀。2.【教材研習(xí)】(1)(LK必修1P83)下列環(huán)境問(wèn)題與二氧化碳的排放有關(guān)的是()A.酸雨B.霧霾C.溫室效應(yīng)D.赤潮【解析】選C。酸雨主要與SO2排放有關(guān);霧霾是空氣中懸浮顆粒增多造成的;赤潮是氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素進(jìn)入
8、水體,造成水體富營(yíng)養(yǎng)化,導(dǎo)致藻類瘋長(zhǎng)的結(jié)果。只有溫室效應(yīng)與CO2排放有關(guān)。(2)(LK必修1P71)工業(yè)上利用高溫下焦炭與水蒸氣反應(yīng):C+H2O CO+H2來(lái)制取水煤氣,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.該反應(yīng)為置換反應(yīng),也是氧化還原反應(yīng)B.C為還原劑,發(fā)生還原反應(yīng)C.還原性CH2D.反應(yīng)中每生成1 mol H2,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2NA【解析】選B。碳元素化合價(jià)升高,發(fā)生氧化反應(yīng),為還原劑,B說(shuō)法錯(cuò)誤。高溫=(3)(LK必修1P72)下列關(guān)于碳酸鈉和碳酸氫鈉說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.等質(zhì)量的碳酸鈉與碳酸氫鈉與足量鹽酸反應(yīng)生成CO2的質(zhì)量相等B.等物質(zhì)的量的碳酸鈉與碳酸氫鈉與足量鹽酸反應(yīng)生成CO2的物質(zhì)的量相等C.
9、等物質(zhì)的量的碳酸鈉與碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)生成NaCl、H2O和CO2,消耗HCl物質(zhì)的量之比為21D.兩份等質(zhì)量的NaHCO3,一份直接與鹽酸反應(yīng),一份充分加熱后與鹽酸反應(yīng)均生成NaCl、H2O和CO2,消耗HCl的物質(zhì)的量之比為11【解析】選A。等質(zhì)量的Na2CO3和NaHCO3與鹽酸反應(yīng),NaHCO3放出CO2的量多,A說(shuō)法錯(cuò)誤;D選項(xiàng)可用守恒法理解,兩份等質(zhì)量的NaHCO3,加熱前后Na+的物質(zhì)的量不變,最終反應(yīng)生成NaCl,則n(Cl-)相等,消耗HCl物質(zhì)的量相等,D說(shuō)法正確?!舅儆浛ㄆ?.牢記3個(gè)俗名:蘇打、純堿:Na2CO3(純堿不是堿,屬于鹽類)小蘇打:NaHCO32.掌握4個(gè)
10、離子反應(yīng):NaHCO3與鹽酸反應(yīng): +H+=H2O+CO2碳酸鈉與鹽酸反應(yīng): +2H+=H2O+CO2碳酸氫鈉溶液與NaOH溶液混合: +OH-= +H2O碳酸鈉稀溶液通入CO2: +CO2+H2O=23.碳酸鈉、碳酸氫鈉鑒別的2種常用方法:(1)固體加熱:分解產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體的是碳酸氫鈉。(2)加CaCl2溶液:產(chǎn)生白色沉淀的是碳酸鈉??键c(diǎn)一二氧化碳的性質(zhì)【自主訓(xùn)練】(2015日照模擬)將足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中,生成沉淀的物質(zhì)的量(n)和通入CO2體積(V)的關(guān)系正確的是()【解析】選D。本題的實(shí)質(zhì)是考查離子反應(yīng)的本質(zhì),亦是考查多反應(yīng)均能發(fā)生時(shí),反應(yīng)先
11、后順序問(wèn)題。當(dāng)KOH和Ca(OH)2的混合溶液中通入CO2時(shí),CO2與OH-反應(yīng)生成 , 與Ca2+結(jié)合為難溶的CaCO3,當(dāng)OH-完全反應(yīng)后,CO2與 反應(yīng)生成 ,此時(shí)CaCO3還不會(huì)溶解,即沉淀量不減少,當(dāng) 消耗完后,CO2再與CaCO3反應(yīng),此時(shí)沉淀的量開(kāi)始減少,直至完全溶解?!練w納總結(jié)】CO2與常見(jiàn)溶液反應(yīng)和現(xiàn)象(1)石灰水或Ba(OH)2溶液:CO2不足生成白色沉淀:Ca2+2OH-+CO2=CaCO3+H2O,Ba2+2OH-+CO2=BaCO3+H2O;CO2過(guò)量,無(wú)沉淀生成:OH-+CO2= 。(2)Na2SiO3溶液:無(wú)論CO2是否過(guò)量均有白色膠狀沉淀產(chǎn)生。CO2不足: +H
12、2O+CO2= +H2SiO3,CO2過(guò)量: +2H2O+2CO2=2 +H2SiO3。(3)NaAl(OH)4溶液:均有白色沉淀生成。CO2不足:2Al(OH)4-+CO2= +2Al(OH)3+H2O,CO2過(guò)量:Al(OH)4-+CO2= +Al(OH)3。(4)漂白粉溶液:CO2不足生成白色沉淀:Ca2+2ClO-+CO2+H2O= CaCO3+2HClO;CO2過(guò)量,無(wú)沉淀生成:ClO-+CO2+H2O=HClO+(5)Na2CO3溶液:稀溶液無(wú)明顯現(xiàn)象: +H2O+CO2=2 ;飽和Na2CO3溶液產(chǎn)生白色沉淀:2Na+ +CO2+H2O=2NaHCO3?!踞槍?duì)訓(xùn)練】(2015威海
13、模擬)下列離子方程式正確的是()A.飽和石灰水中通入過(guò)量二氧化碳:OH-+CO2=B.向漂白粉溶液中通入過(guò)量二氧化碳:Ca2+2ClO-+CO2+H2O= CaCO3+2HClOC.實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳: +2H+=H2O+CO2D.碳酸氫鈉溶液中滴加少量澄清石灰水: +Ca2+OH-=CaCO3+H2O【解析】選A。飽和石灰水中通入過(guò)量二氧化碳生成碳酸氫根離子,A正確;漂白粉溶液中通入過(guò)量二氧化碳反應(yīng)生成 ,離子方程式為ClO-+CO2+H2O= +HClO,故B錯(cuò)誤;碳酸鈣不溶于水,離子方程式中應(yīng)寫(xiě)成化學(xué)式,離子方程式為CaCO3+2H+=Ca2+CO2+H2O,故C錯(cuò)誤;碳酸氫鈉溶液中滴加
14、少量澄清石灰水,Ca(OH)2少量,令Ca(OH)2為1 mol,則消耗2 mol ,離子反應(yīng)為2 +Ca2+2OH-= CaCO3+ +2H2O,故D錯(cuò)誤?!炯庸逃?xùn)練】1.(2015濰坊模擬)某無(wú)色混合氣體可能含有CO2、CO、H2O(氣)、H2中的一種或幾種,依次進(jìn)行下列處理(假設(shè)每次處理均反應(yīng)完全):通過(guò)堿石灰,氣體體積變小,通過(guò)赤熱的氧化銅時(shí),固體全部變?yōu)榧t色,通過(guò)白色硫酸銅粉末時(shí),粉末變?yōu)樗{(lán)色,通過(guò)澄清石灰水,溶液變渾濁。由此可以確定混合氣體中()A.一定含有CO2、H2O,可能含有H2、COB.一定含有H2O、CO,可能含有CO2、H2C.一定含有CO、CO2,可能含有H2O、H2
15、D.一定含有CO、H2,可能含有H2O、CO2【解析】選D。由知原氣體可能含H2O(氣),或二氧化碳,或H2O、CO2的混合氣體。根據(jù)說(shuō)明含有CO和H2至少一種,根據(jù)現(xiàn)象知原氣體含氫氣,根據(jù)知原氣體含CO。2.用1 L 0.10 molL-1NaOH溶液吸收0.08 mol CO2,所得溶液中的 和 的物質(zhì)的量濃度之比約是()A.13B.21C.23D.32【解析】選A。由于CO2與NaOH可能發(fā)生如下反應(yīng):CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O、CO2+NaOH=NaHCO3,從反應(yīng)可確定其界點(diǎn)為1/2、1。又知:n(CO2)/n(NaOH)=0.08/(10.10)=4/5(1/24/5
16、1),故反應(yīng)按上述兩反應(yīng)進(jìn)行。反應(yīng)中CO2與NaOH物質(zhì)的量之比為45,可寫(xiě)出反應(yīng)方程式:5NaOH+4CO2=xNa2CO3+yNaHCO3+zH2O。根據(jù)Na+和C守恒,可確定出 與 的物質(zhì)的量濃度之比??键c(diǎn)二Na2CO3、NaHCO3的性質(zhì)1.Na2CO3、NaHCO3與鹽酸的反應(yīng):(1)與足量鹽酸反應(yīng)的比較。生成CO2的速率NaHCO3快耗酸量等質(zhì)量Na2CO3耗酸多等物質(zhì)的量Na2CO3耗酸多生成CO2的體積等質(zhì)量NaHCO3產(chǎn)生的多等物質(zhì)的量相等實(shí)驗(yàn)操作反應(yīng)圖象向Na2CO3溶液中逐滴加入鹽酸向NaHCO3溶液中逐滴加入鹽酸(2)Na2CO3、NaHCO3、NaOH及其混合物與鹽酸
17、反應(yīng)的圖象。實(shí)驗(yàn)操作反應(yīng)圖象向等物質(zhì)的量的NaOH、Na2CO3的混合溶液中逐滴加入鹽酸向等物質(zhì)的量的Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入鹽酸2.Na2CO3、NaHCO3的鑒別與除雜:(1)常用鑒別方法。根據(jù)熱穩(wěn)定性不同根據(jù)陰離子不同用鹽溶液鑒別(2)除雜?;旌衔锍s方法及試劑Na2CO3固體(NaHCO3)加熱NaHCO3溶液(Na2CO3)通入足量CO2氣體Na2CO3溶液(NaHCO3)加入適量NaOH溶液【典題】(2015岳陽(yáng)模擬)分別取等物質(zhì)的量濃度的氫氧化鈉溶液各100 mL,再通入一定量的CO2,隨后分別各取20 mL溶液,向其中逐滴滴入0.2 molL-1的鹽酸,在
18、標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生CO2的體積(y軸)與所加入鹽酸的體積(x軸)的關(guān)系如下圖(分A、B兩種情況):(1)在A情況下,溶質(zhì)是(填化學(xué)式),其物質(zhì)的量之比為。(2)在B情況下,溶質(zhì)是(填化學(xué)式),其物質(zhì)的量之比為。(3)原氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度為?!窘馕觥緾O2通入NaOH溶液中進(jìn)行反應(yīng)時(shí),據(jù)CO2量與NaOH量的相對(duì)多少,有這樣兩個(gè)階段:CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,此時(shí)溶質(zhì)可能為NaOH和Na2CO3或只有Na2CO3(剛好反應(yīng));Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3,此時(shí)溶質(zhì)可能為Na2CO3和NaHCO3或只有NaHCO3;據(jù)圖分析:B情況最終生成的CO2(其實(shí)就是最初
19、通入的與NaOH溶液反應(yīng)的CO2)是A情況的2倍。(3)當(dāng)加入150 mL鹽酸時(shí),恰好完全反應(yīng),此時(shí)溶液中溶質(zhì)為NaCl。據(jù)元素守恒有n(NaOH)=n(Na+)=n(Cl-)=0.2 molL-10.15 L=0.03 mol,所以原氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度為0.03 mol/0.02 L=1.5 molL-1。答案:(1)NaOH、Na2CO311(2)Na2CO3、NaHCO311(3)1.5 molL-1【加固訓(xùn)練】1.(2015宜昌模擬)下列敘述中正確的是()A.向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解,再向溶液中加入NaHCO3飽和溶液,又有CaCO3沉淀生成B.向Na
20、2CO3溶液中逐滴加入等物質(zhì)的量的稀鹽酸,生成的CO2與原Na2CO3的物質(zhì)的量之比為12C.等質(zhì)量的NaHCO3和Na2CO3分別與足量鹽酸反應(yīng),在同溫同壓下,生成的CO2體積相同D.向Na2CO3飽和溶液中通入CO2,有NaHCO3結(jié)晶析出【解析】選D。CaCO3與CO2反應(yīng)生成Ca(HCO3)2,再加入NaHCO3是沒(méi)有明顯現(xiàn)象的,A項(xiàng)錯(cuò);向Na2CO3溶液中逐滴加入等物質(zhì)的量的稀鹽酸,僅生成NaHCO3,無(wú)CO2氣體放出,B項(xiàng)錯(cuò);等質(zhì)量的NaHCO3和Na2CO3,其中NaHCO3的物質(zhì)的量多,與足量鹽酸反應(yīng)時(shí),放出的CO2多,C項(xiàng)錯(cuò);D項(xiàng),發(fā)生的反應(yīng)為Na2CO3+CO2+H2O=2
21、NaHCO3,由于NaHCO3的溶解性較小,故有晶體析出,正確。2.(2015北京模擬)向四只盛有一定量NaOH溶液的燒杯中通入不同量的CO2氣體后,在所得溶液中逐滴加入稀鹽酸至過(guò)量,并將溶液加熱,產(chǎn)生的CO2氣體與HCl物質(zhì)的量的關(guān)系如圖(提示:Na2CO3溶液中逐滴加入稀鹽酸理論上應(yīng)先生成NaHCO3,忽略CO2溶解和HCl揮發(fā)):則下列分析都正確的組合是()A.圖表示,所得溶液溶質(zhì)為Na2CO3、NaHCO3,且c(Na2CO3)=c(NaHCO3)B.圖表示,所得溶液溶質(zhì)為Na2CO3、NaHCO3,且c(Na2CO3)=c(NaHCO3)C.圖表示,所得溶液溶質(zhì)為NaOH、Na2CO
22、3,且c(NaOH)=c(Na2CO3)D.圖表示,所得溶液溶質(zhì)僅為Na2CO3【解析】選B。向一定量NaOH溶液的燒杯中通入不同量的CO2氣體,當(dāng)二氧化碳少量時(shí),產(chǎn)物是NaOH和Na2CO3的混合物;當(dāng)NaOH和CO2按物質(zhì)的量之比21恰好完全反應(yīng)時(shí),產(chǎn)物只有Na2CO3;繼續(xù)通入二氧化碳時(shí),產(chǎn)物可能只有NaHCO3,也可能是Na2CO3和NaHCO3的混合物。圖中剛開(kāi)始加入HCl就產(chǎn)生了二氧化碳,因此溶質(zhì)只能是NaHCO3,A錯(cuò)誤;在圖中,假設(shè)坐標(biāo)系中每個(gè)格為1 mol,則可以看出當(dāng)加入1 mol HCl時(shí)反應(yīng)開(kāi)始產(chǎn)生二氧化碳,然后再加入2 mol HCl時(shí)才使二氧化碳的量達(dá)到最大值,說(shuō)明
23、溶液中總的 為2 mol,但其中有1 mol 來(lái)源于 與鹽酸的反應(yīng),所以原溶液中 和 的物質(zhì)的量相等,即c(Na2CO3)=c(NaHCO3),故B正確;從圖中看出,加入2 mol HCl才開(kāi)始產(chǎn)生氣體,且產(chǎn)生二氧化碳所消耗的HCl也是2 mol,說(shuō)明產(chǎn)物只有Na2CO3,故C錯(cuò)誤;從圖中看出,加入2 mol HCl才開(kāi)始產(chǎn)生氣體,產(chǎn)生二氧化碳所消耗的HCl是1 mol,說(shuō)明產(chǎn)物是NaOH和Na2CO3的混合物,1 mol HCl和NaOH反應(yīng),1 mol HCl和Na2CO3反應(yīng)生成NaHCO3,后由圖中可看出,NaHCO3又消耗了1 mol HCl,則含有NaOH和Na2CO3的物質(zhì)的量之
24、比是11,故D錯(cuò)誤。3.有一固體物質(zhì)可能由碳酸鈉、碳酸氫鈉和氫氧化鈉中的兩種或三種組成,將固體混合物完全溶解于水,制成溶液,然后向該溶液中逐滴加入1 molL-1的鹽酸。所加入鹽酸的體積與產(chǎn)生CO2的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)關(guān)系如圖所示:(1)寫(xiě)出OA段所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 _。(2)當(dāng)加入35 mL鹽酸時(shí),產(chǎn)生CO2的體積為mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。(3)若混合物中不含碳酸氫鈉,則兩種物質(zhì)的物質(zhì)的量之比是;若混合物中不含碳酸鈉,則兩者物質(zhì)的量之比是 ?!窘馕觥?1)在溶液中碳酸氫鈉與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉,結(jié)合圖象可知,開(kāi)始沒(méi)有二氧化碳?xì)怏w生成,則制成的稀溶液中的溶質(zhì)為碳酸鈉和氫氧化鈉,則OA段05 mL
25、先發(fā)生酸堿中和,其離子反應(yīng)方程式為H+OH-=H2O,525 mL再發(fā)生碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成碳酸氫鈉與氯化鈉,其離子反應(yīng)方程式為 +H+= 。(2)結(jié)合圖象可知,當(dāng)加入35 mL鹽酸時(shí),2535 mL發(fā)生碳酸氫鈉與鹽酸的反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w,生成氣體的物質(zhì)的量等于消耗的HCl的物質(zhì)的量,即(35-25)10-31=0.01(mol),標(biāo)準(zhǔn)狀況下其體積為0.01 mol22.4 Lmol-1=0.224 L=224 mL。(3)若混合物中不含碳酸氫鈉,則05 mL段發(fā)生的是中和NaOH的反應(yīng),n(NaOH)=510-31=0.005(mol),525 mL段發(fā)生的反應(yīng)是+H+= ,則n(Na2C
26、O3)=(25-5)10-31=0.02(mol),故n(NaOH)n(Na2CO3)=14;若混合物中不含碳酸鈉,則混合物溶于水后首先發(fā)生反應(yīng) +OH-= +H2O,由圖象可知 的總量是(25-5)10-31=0.02(mol),反應(yīng)消耗NaOH的物質(zhì)的量為0.02 mol,滴加鹽酸時(shí)中和的NaOH的物質(zhì)的量為510-31=0.005(mol),混合物中氫氧化鈉的總物質(zhì)的量為0.025 mol,故n(NaOH)n(NaHCO3)=54。答案:(1)H+OH-=H2O、 +H+=(2)224(3)n(NaOH)n(Na2CO3)=14n(NaOH)n(NaHCO3)=54Na2CO3和NaHC
27、O3的鑒別【高考真題】高考是這樣考查的1.(2014廣東高考)向蘇打和小蘇打溶液中分別加入鹽酸,均冒氣泡,說(shuō)明兩者均能與鹽酸反應(yīng)。()【解析】。向蘇打和小蘇打溶液中分別加入鹽酸,均反應(yīng)產(chǎn)生CO2氣體。2.(2013福建高考)用加熱分解的方法區(qū)分碳酸鈉和碳酸氫鈉兩種固體。()【解析】。碳酸鈉受熱不分解;碳酸氫鈉受熱易分解:2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2,固體質(zhì)量減少,且產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的氣體。=3.(2011北京高考)下列實(shí)驗(yàn)方案中,不能測(cè)定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的是()A.取a克混合物充分加熱,減重b克B.取a克混合物與足量稀鹽酸充分反應(yīng),
28、加熱、蒸干、灼燒,得b克固體C.取a克混合物與足量稀硫酸充分反應(yīng),逸出氣體用堿石灰吸收,增重b克D.取a克混合物與足量Ba(OH)2溶液充分反應(yīng),過(guò)濾、洗滌、烘干,得b克固體【解析】選C。NaHCO3受熱易分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳,所以通過(guò)加熱分解利用差量法即可計(jì)算出Na2CO3質(zhì)量分?jǐn)?shù),A正確;Na2CO3和NaHCO3均可與鹽酸反應(yīng)生成水、二氧化碳和氯化鈉,所以bg固體是氯化鈉,利用守恒法可計(jì)算出Na2CO3質(zhì)量分?jǐn)?shù),B正確;混合物與足量稀硫酸充分反應(yīng),也會(huì)生成水和二氧化碳,所以逸出的氣體是二氧化碳,但會(huì)混有水蒸氣,即堿石灰增加的質(zhì)量不是二氧化碳的質(zhì)量,因此選項(xiàng)C不能測(cè)出混合物中Na2
29、CO3質(zhì)量分?jǐn)?shù);Na2CO3和NaHCO3都與Ba(OH)2反應(yīng),反應(yīng)的離子方程式為 +Ba2+=BaCO3、 +OH-+Ba2+=H2O+BaCO3,因此最后得到的固體是BaCO3,所以可以計(jì)算出Na2CO3質(zhì)量分?jǐn)?shù),選項(xiàng)D也正確?!窘滩脑汀拷滩氖沁@樣講述的碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)碳酸鈉(Na2CO3)俗稱純堿或蘇打,是白色固體,廣泛用于玻璃、造紙等工業(yè);碳酸氫鈉(NaHCO3)俗稱小蘇打,也是白色固體,是焙制糕點(diǎn)所用的發(fā)酵粉的主要成分之一。請(qǐng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)。假設(shè):碳酸鈉可能與哪些物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)?碳酸氫鈉可能與哪些物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)?實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)記錄:實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)
30、論【探究歸納】名師是這樣總結(jié)的Na2CO3、NaHCO3的鑒別方法Na2CO3NaHCO3加熱不分解分解產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體與等濃度鹽酸反應(yīng)的速率慢快Na2CO3NaHCO3與鹽酸互滴現(xiàn)象與滴加順序有關(guān)現(xiàn)象與滴加順序無(wú)關(guān)滴加鹽溶液加CaCl2產(chǎn)生白色沉淀加CaCl2無(wú)明顯現(xiàn)象溶液的堿性物質(zhì)的量濃度相同時(shí),pH大的是Na2CO3溶液,小的是NaHCO3溶液;滴加酚酞,紅色深的是Na2CO3溶液,淺的是NaHCO3溶液【考題大猜想】專家是這樣預(yù)測(cè)的1.為驗(yàn)證碳酸氫鈉固體中是否含有碳酸鈉,下列實(shí)驗(yàn)操作及判斷正確的是()A.觀察加熱時(shí)能否放出氣體B.觀察滴加鹽酸時(shí)能否放出氣體C.溶于水中,滴加
31、澄清石灰水,觀察是否有沉淀生成D.溶于水中,滴加少量氯化鋇溶液,觀察是否有白色沉淀生成【解析】選D。A項(xiàng),加熱時(shí)碳酸鈉不分解,而碳酸氫鈉分解放出氣體,錯(cuò)誤;B項(xiàng),碳酸鈉、碳酸氫鈉都與鹽酸反應(yīng)放出氣體,錯(cuò)誤;C項(xiàng),碳酸鈉、碳酸氫鈉都與澄清石灰水反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀,錯(cuò)誤;D項(xiàng),碳酸鈉與氯化鋇溶液發(fā)生反應(yīng)Na2CO3+BaCl2=BaCO3+2NaCl,生成白色沉淀,而碳酸氫鈉不反應(yīng),正確。2.有兩個(gè)分別裝有Na2CO3和NaHCO3固體的試劑瓶,因標(biāo)簽失落而無(wú)法區(qū)分。有4位同學(xué)為鑒別它們,分別設(shè)計(jì)了下列四種不同的方法,其中可行的是()A.分別取樣配成溶液,再加入澄清石灰水,觀察是否有沉淀生成B.分別
32、取樣后,加入相同濃度和相同體積的稀鹽酸,觀察反應(yīng)的快慢C.分別取樣加熱,再檢驗(yàn)是否有使澄清石灰水變渾濁的氣體產(chǎn)生D.分別取樣配成溶液,在火焰上灼燒,觀察火焰的顏色【解析】選C。Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOH,2NaHCO3+Ca(OH)2 =CaCO3+Na2CO3+2H2O,現(xiàn)象相同,A項(xiàng)錯(cuò);Na2CO3+2HCl= 2NaCl+H2O+CO2,NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2,因?yàn)辂}酸的量不確定,很難觀察氣泡的冒出速率,B項(xiàng)錯(cuò);2NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O,Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O,C項(xiàng)對(duì);焰色反應(yīng)均呈黃色不能鑒別,D項(xiàng)
33、錯(cuò)。=3.某實(shí)驗(yàn)小組欲探究Na2CO3和NaHCO3的性質(zhì),發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室里盛放兩種固體的試劑瓶丟失了標(biāo)簽。于是,他們先對(duì)固體A、B進(jìn)行鑒別。(1)甲同學(xué)分別加熱固體A、B,發(fā)現(xiàn)固體A受熱產(chǎn)生的氣體能使澄清石灰水變渾濁。A受熱分解的化學(xué)方程式為_(kāi)。(2)乙同學(xué)稱取兩種固體各2 g,分別加入兩個(gè)小燒杯中,再各加10 mL蒸餾水,振蕩,測(cè)量溫度變化;待固體充分溶解,恢復(fù)至室溫,向所得溶液中各滴入2滴酚酞溶液。發(fā)現(xiàn)B固體完全溶解,而A固體有剩余,則A為。判斷的理由是 。(3)如圖所示,丙同學(xué)在氣密性良好的裝置和中分別放入藥品,將氣球內(nèi)的固體同時(shí)倒入試管中。兩試管中均產(chǎn)生氣體,中的反應(yīng)程度更為劇烈,則A為 。反應(yīng)結(jié)束后,氣球均有膨脹,恢復(fù)至室溫,下列說(shuō)法正確的是。a.裝置的氣球體積較大b.裝置的氣球體積較大c.生成氣體的體積根據(jù)鹽酸計(jì)算d.生成
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