第2讲碳酸钠与碳酸氢钠、碱金属
[考纲要求] 1.了解Na2CO3和NaHCO3的性质。2.能正确鉴别Na2CO3和NaHCO3，并能用实验的方法实现它们之间的相互转化。3.从原子的核外电子排布，理解ⅠA族元素(单质、化合物)的相似性和递变性。4.了解碱金属的主要物理性质和化学性质及其应用。5.了解碱金属及其化合物的典型计算。6.记住Na、K等重要金属元素的焰色反应。
考点一碳酸钠和碳酸氢钠的性质比较
1．将CO2气体通入到饱和Na2CO3溶液中有何现象？原因是什么？
答案 有沉淀析出，原因是NaHCO 3的溶解度小于Na 2CO 3的溶解度，而且反应消耗溶剂水。
2． Na 2CO 3固体粉末中混有少量NaHCO 3，用什么方法除杂？Na 2CO 3溶液中混有少量
NaHCO 3，用什么方法除杂？NaHCO 3溶液中混有少量Na 2CO 3，用什么方法除杂？ 答案 用加热法可以将Na 2CO 3固体粉末中混有的NaHCO 3转化为Na 2CO 3；向混合液中滴加适量的NaOH 溶液，可以将其中的NaHCO 3转化为Na 2CO 3；向混合液中通入过量的CO 2气体，可以将Na 2CO 3转化为NaHCO 3。
3． 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________(填选项序号)。
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)。
答案 (1)Ⅱ
(2)2NaHCO 3=====△Na 2CO 3＋H 2O ＋CO 2↑，CO 2＋Ca(OH)2===CaCO 3↓＋H 2O D
(3)NaHCO 3
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，二氧化碳气体与澄清石灰水作用变浑浊，故不可以；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。
(2)图Ⅲ、Ⅳ所涉及的化学方程式为2NaHCO 3=====△
Na 2CO 3＋H 2O ＋CO 2↑，实验Ⅳ的优点是可同时做对比实验。
(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，不能使澄清石灰水变浑浊，而间接加热的碳酸氢钠分解，使澄清石灰水变浑浊，表明了碳酸氢钠很不稳定。
4． 下列几种试剂能把等物质的量浓度的Na 2CO 3、NaHCO 3鉴别开的是__________。
(1)CaCl 2溶液 (2)澄清石灰水 (3)稀盐酸 (4)pH 试纸
答案 (1)(3)(4)
5． 书写下列反应的离子方程式
(1)NaHCO 3溶液与NaOH 溶液反应
HCO －3＋OH －===CO 2－3＋H 2O (2)少量NaHCO 3溶液与Ba(OH)2溶液反应
HCO －3＋OH －＋Ba 2＋
===BaCO 3↓＋H 2O (3)过量NaHCO 3溶液与Ba(OH)2溶液反应
2HCO －3＋Ba 2＋＋2OH －===BaCO 3↓＋CO 2－
3＋2H 2O 考点二 碱金属元素
1． 碱金属的一般性与特殊性
(1)一般性
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碱金属所形成的盐均溶于水，并且酸式盐比正盐的溶解度大(但NaHCO 3的溶解度比Na 2CO 3的小)。
6． 下列叙述正确的是 ( )
A ．碱金属性质相似均为银白色金属
B ．随原子序数的增大碱金属的密度依次增大
C ．钠可保存在煤油中而锂不能
D ．碳酸氢盐的溶解度大于其正盐的溶解度
答案 C
解析 碱金属中铯为略带金色光泽的金属，故A 项不正确；钾的密度为0.86 g·cm －3，比钠的密度(0.97 g·cm －3)小，B 项不正确；锂的密度为0.534 g·cm －
3，比煤油的密度小，可浮于煤油上，所以锂要用密度更小的石蜡密封保存；碳酸氢盐一般比其正盐易溶，但NaHCO 3例外，D 项不正确。
7． 有关碱金属的叙述正确的是 ( )
A ．随核电荷数的增加，碱金属单质的熔点逐渐降低，密度逐渐增大
B ．碱金属单质的金属性很强，均易与氯气、氧气、氮气等发生反应
C ．碳酸铯加热时不能分解为二氧化碳和氧化铯
D ．无水硫酸铯的化学式为Cs 2SO 4，它不易溶于水
答案 C
解析 钾的密度小于钠的密度，这是碱金属单质密度依次增大的一个例外。碱金属中除锂外，均不与氮气直接反应。Cs 与Na 同为碱金属元素，性质相似。由Na 2SO 4易溶于水，可得出Cs 2SO 4也易溶于水；由Na 2CO 3加热不分解，可得出Cs 2CO 3加热也不分解。
2． 焰色反应
(1)焰色反应的概念
某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色，其属于物理变化， 属于元素的性质。
(2)焰色反应的操作
铂丝――→酒精灯灼烧无色――→蘸取待测物――→酒精灯灼烧观察火焰颜色――→用盐酸洗涤铂丝――→酒精灯
灼烧
无色 (3)常见元素的焰色 钠元素黄色；钾元素紫色(透过蓝色钴玻璃观察)；铜元素黄绿色。
特别提醒(1)焰色反应为物理变化。
(2)用焰色反应检验钾元素时，需透过蓝色钴玻璃观察。原因：含有钾元素的物质常混
有钠元素，故用焰色反应检验钾元素时，一定要透过蓝色钴玻璃观察焰色。否则，钠元素的黄色焰色会干扰钾元素紫色焰色的观察。
用数形结合思想理解Na2CO3、NaHCO3与盐酸的反应
1．盐酸逐滴加入Na2CO3溶液
(1)现象：开始无明显现象，后有无色气体放出。
(2)反应：无明显现象时反应的离子方程式：CO2－3＋H＋===HCO－3，无色气体放出时反应
的离子方程式：HCO－3＋H＋===CO2↑＋H2O。
2．Na2CO3溶液逐滴加入稀盐酸中
(1)现象：有无色气体放出。
(2)反应的离子方程式：CO2－3＋2H＋===CO2↑＋H2O。
3．碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的基本图像的归纳总结
(1)向Na2CO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图1所示；
(2)向NaHCO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图2所示；
(3)向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的
关系如图3所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比x∶y＝1∶1，其他比例时的图像略)；
(4)向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积
的关系如图4所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比m∶n＝1∶1，其他比例时的图像略)。
【例1】下列溶液反应后，溶液内含有0.5 mol NaHCO3和0.5 mol Na2CO3(不考虑HCO－3和CO2－3的水解)的是() A．0.5 L 1 mol·L－1 NaHCO3＋0.5 L 0.5 mol·L－1 NaOH
B．0.5 L 0.75 mol·L－1 Na2CO3＋0.5 L 0.5 mol·L－1 HCl
C．0.5 L 1 mol·L－1 NaHCO3＋0.5 L 0.25 mol·L－1 NaOH
D．1 L 1 mol·L－1 Na2CO3＋1 L 0.5 mol·L－1 HCl
解析A选项中发生反应NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O，NaHCO3过量，最后溶液中有0.25 mol Na2CO3和0.25 mol NaHCO3；B选项中是0.375 mol Na2CO3和0.25 mol HCl 发生反应Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl，反应后溶液中有0.25 mol NaHCO3和0.125 mol Na2CO3；C选项发生反应NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O，最后溶液中有0.375 mol NaHCO3和0.125 mol Na2CO3；D选项发生反应Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl，Na2CO3过量，最后溶液中有0.5 mol Na2CO3和0.5 mol NaHCO3，D选项符合题意。
答案 D
【例2】向某NaOH溶液中通入CO2气体后得溶液M，因CO2通入量的不同，溶液M的组成也不同。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)的关系有下列图示四种情况，且(2)、(3)、(4)图中分别为OA
A．M中只有一种溶质的只有(1)
B．M中有两种溶质的有(2)和(4)
C．(2)图显示M中c(NaHCO3)>c(Na2CO3)
D．(4)图显示M中c(NaHCO3)>c(Na2CO3)
答案 B
有关碳酸钠的综合实验
1. 变量控制思想在实验探究中的应用
设计以下探究实验：
某一研究性学习小组做了以下实验：常温下，某纯碱(Na2CO3)溶液中滴入酚酞，溶液呈红色。
[提出问题]产生上述现象的原因是什么？
[提出猜想]
①甲同学认为是配制溶液所用的纯碱样品中混有NaOH所至。
②乙同学认为是_______________________________________________________。
[设计方案]
请你设计一个简单的实验方案给甲和乙两位同学的说法以评判(包括操作、现象和结论)。
答案 ②Na 2CO 3步骤1：取适量纯碱的酚酞红色溶液于试管中
步骤2：滴加过量的BaCl 2溶液
预期的现象及结论：若产生白色沉淀，溶液红色完全褪去，则乙同学说法正确；若产生白色沉淀，溶液仍呈红色，则甲同学说法正确。
方法点拨 注意变量控制思想在实验设计中的应用。当物质的性质受到几种因素的影响时，必须想法排除其他因素对物质性质的影响。例如本题我们可以考虑加入一种本身不具有酸碱性，而又能沉淀CO 23-的盐，排除CO 23-水解产生碱性可能的实验方案。 2． Na 2CO 3的制取方法及综合实验探究
制取Na 2CO 3的方法
(1)我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，其生产流程可简要表示如下：
思考1 往饱和食盐水中依次通入足量的NH 3、CO 2(氨碱法)，而不先通CO 2再通NH 3的原因是_____________________________________________________________。 答案 由于CO 2在NaCl 溶液中的溶解度很小，先通入NH 3使食盐水呈碱性，能够吸收大量CO 2气体，产生大浓度的HCO －
3，才能析出NaHCO 3晶体
思考2 从生产流程图可知，可循环的物质是__________。
答案 食盐水，CO 2
分析 (1)沉淀池发生的反应为NH 3＋CO 2＋H 2O ＋NaCl===NaHCO 3(s)＋NH 4Cl ，分离沉淀后的母液中还含有NaCl ，为了提高原料的利用率，NaCl 再送入沉淀池循环利用。
(2)煅烧炉中发生的反应为2NaHCO 3=====△Na 2CO 3＋CO 2↑＋H 2O ，分解产生的CO 2，再送入沉淀池中循环利用。
思考3 写出反应的化学方程式。
答案 NH 3＋CO 2＋H 2O ＋NaCl===NaHCO 3↓＋NH 4Cl
2NaHCO 3=====△
Na 2CO 3＋CO 2↑＋H 2O
(2)如何用CO 2和50 mL 2 mol·L －1 NaOH 溶液制取50 mL 1 mol·L －1 Na 2CO 3溶液？ ①写出简要的实验步骤：
________________________________________________________________________。 ②写出有关反应的化学方程式：________________________________________________________________________。 答案 ①将50 mL 2 mol·L －
1 NaOH 溶液等分成两份，在一份NaOH 溶液中通入过量的CO 2气体，再将两溶液混合，即得50 mL 1 mol·L －
1 Na 2CO 3溶液 ②NaOH ＋CO 2===NaHCO 3、
NaHCO 3＋NaOH===Na 2CO 3＋H 2O
特别提醒 直接在NaOH 溶液中通入CO 2很难控制CO 2的量，若CO 2的量较少，得到的是NaOH 和Na 2CO 3的混合液，若CO 2的量较多，得到的是Na 2CO 3和NaHCO 3的混合液。
高考题组一 有关碳酸钠、碳酸氢钠所参与的离子反应
1． 判断下列说法是否正确，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)NaOH ＋NaHCO 3===Na 2CO 3＋H 2O 可用H ＋＋OH －===H 2O 表示
(×)
(2010·大纲全国卷Ⅱ，6C)
(2)向Na 2CO 3溶液中滴入酚酞试液，溶液变红
CO 2－3＋H 2O HCO －3＋OH －
(√)
(2010·北京理综，10D)
(3)小苏打与氢氧化钠溶液混合
HCO －3＋OH －===CO 2↑＋H 2O
(×)
(2009·广东理基，32B)
(4)向Na 2CO 3溶液中加入过量CH 3COOH 溶液
CO 2－3＋2H ＋===CO 2↑＋H 2O
(×)
(2008·上海，20C)
高考题组二Na2CO3、NaHCO3的性质比较及其质量分数的测定
2．(2011·北京理综，11)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
()
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、灼烧，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 C
解析取a克混合物充分加热，减重b克，根据差量法可求出NaHCO3的质量，从而求出Na2CO3的质量分数，故A正确；取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体氯化钠，列方程组即可求出，B正确；C中，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，由于逸出气体中含有H2O，故无法求解；D中由于二者都能与Ba(OH)2溶液反应生成BaCO3沉淀，由Na2CO3→BaCO3、NaHCO3→BaCO3的转化关系，列方程组即可求出混合物中Na2CO3的质量分数，D正确。
规范指导有关两组分混合物的计算
设原混合物中各组分的物质的量分别为x、y，再依据差量法或原子守恒与反应后生成物量的关系，建立二元一次方程组。
易错警示本题易错点是忽视C项中碱石灰不仅能吸收CO2还能吸收水蒸气。3．(2009·全国理综Ⅱ，8)下列叙述中正确的是() 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饱和溶液，又有CaCO3沉淀生成
B．向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1∶2
C．等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应，在同温同压下，生成的CO2体积相同
D．向Na2CO3饱和溶液中通入足量CO2，有NaHCO3结晶析出
答案 D
解析CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2，前半句正确，加入NaHCO3饱和溶液后，没有沉淀产生，A错误；向Na2CO3溶液中滴加等物质的量的稀盐酸，发生的反应为Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3，没有CO2生成，B错误；等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应，产生的CO2体积不同，NaHCO3生成的CO2更多些，C错误；溶解度：Na2CO3>NaHCO3，向Na2CO3饱和溶液中通入足量CO2后溶液中有NaHCO3晶体析出，
D 正确。
误区警示 错选B 是不能正确分析向Na 2CO 3中逐滴加入盐酸，随加入盐酸的量不同产物不同，即不清楚反应实质。
4． (2009·海南，3)除去NaHCO 3溶液中混有的少量Na 2CO 3可采取的方法是
( ) A ．通入二氧化碳气体
B ．加入氢氧化钡溶液
C ．加入澄清石灰水
D ．加入稀盐酸 答案 A
解析 除杂方法要操作简便、效果好、不带来新的杂质，保留非杂质成分。溶液中可用这样的方法： Na 2CO 3 ＋ H 2O ＋ CO 2===2NaHCO 3。
5． (2008·北京理综，7)1 mol 过氧化钠与2 mol 碳酸氢钠固体混合后，在密闭容器中加热充
分反应，排出气体物质后冷却，残留的固体物质是
( ) A ．Na 2CO 3
B ．Na 2O 2 Na 2CO 3
C ．NaOH Na 2CO 3
D ．Na 2O 2 NaOH Na 2CO 3
答案 A
解析 涉及的反应有：
2NaHCO 3=====△Na 2CO 3＋CO 2↑＋H 2O
2CO 2＋2Na 2O 2===2Na 2CO 3＋O 2
2H 2O ＋2Na 2O 2===4NaOH ＋O 2↑
CO 2＋2NaOH===Na 2CO 3＋H 2O
基于CO 2与NaOH 的反应，本题在计算时可处理成先让CO 2与Na 2O 2全都反应，若剩余 Na 2O 2，则再与H 2O 反应。2 mol NaHCO 3受热分解产生1 mol CO 2，已足以把Na 2O 2反应掉，故残留固体只有Na 2CO 3。
误区警示 本题主要从定量角度考查钠的化合物之间的转化关系。解答此类题要注意把握反应的先后顺序，即NaHCO 3分解后产生的CO 2、H 2O 与Na 2O 2反应的先后，一般情况下，Na 2O 2遇到CO 2和H 2O 时，Na 2O 2先与CO 2反应，如果Na 2O 2有剩余再考虑Na 2O 2与H 2O 的反应。
高考题组三 数形结合理解Na 2CO 3、NaOH 、NaHCO 3与盐酸的反应
6． (2010·上海，11)将0.4 g NaOH 和1.06 g Na 2CO 3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1 mol·
L －1稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO 2的物质的量的关系的是
( )
答案 C
解析 滴加盐酸先发生反应OH －＋H ＋===H 2O ，再发生反应CO 2－3＋H ＋===HCO －
3，最后发生反应：HCO －3＋H ＋===CO 2↑＋H 2O ；因n (OH －)＝n (CO 2－
3)＝0.01 mol ，故加入0.02 mol HCl 后开始有气体生成，故C 正确。
易误警示 对NaOH 与Na 2CO 3的混合溶液中滴加HCl 的反应过程不清楚，感到无从下手。
高考题组四 碱金属元素
7． 判断下列说法是否正确，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)Li 在氧气中燃烧主要生成Li 2O 2
(×)
(2010·大纲全国卷Ⅰ，7A)
(2)Li 、Na 、K 的原子半径和密度随原子序数的增加而增大
(×)
(2011·重庆理综，7C)
高考题组五 综合运用
8． (2006·北京理综，26)X 、Y 、Z 、W 四种化合物均由短周期元素组成。其中X 含有四种
元
素，X 、Y 、Z 的焰色反应均为黄色，W 为无色无味气体。这四种化合物具有下列转化关系(部分反应物、产物及反应条件已略去)。
请回答：
(1)W 的电子式是_____________________________________________________。
(2)X 与Y 在溶液中反应的离子方程式是________________________________________________________________________。
(3)X 含有的四种元素之间(二种、三种或四种)可组成多种化合物，选用其中某些化合物，
利用下图装置(夹持固定装置已略去)进行实验，装置Ⅲ中产生白色沉淀，装置Ⅴ中可收集到一种无色气体。
①装置Ⅰ中反应的化学方程式是
________________________________________________________________________，装置Ⅱ中物质的化学式是________________________________________________________________________。
②用X含有的四种元素中的两种组成的某化合物，在催化剂存在下制备并收集纯净干
燥的装置Ⅴ中气体，该化合物的化学式是______________，所需仪器装置是__________(从上图选择必要装置，填写编号)。
(4)向Z溶液中通入氯气，可制得某种生产和生活中常用的漂白、消毒的物质，同时有
X生成，该反应的化学方程式是
________________________________________________________________________。
答案(1)
(2)HCO－3＋OH－===CO2－3＋H2O
(3)①Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋CO2↑＋H2O
或2NaHCO3＋H2SO4===Na2SO4＋2CO2↑＋2H2O Na2O2
②H2O2Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ
(4)2Na2CO3＋Cl2＋H2O===NaClO＋NaCl＋2NaHCO3
解析X、Y、Z、W均由短周期元素组成，X、Y、Z的焰色反应均为黄色，说明均含钠元素，又知X含四种元素，且加热时能分解生成Z，而W为无色无味的气体，说明X为NaHCO3，Z为Na2CO3，W为CO2，则根据转化关系图，Y为NaOH。从而推出(1)、
(2)的答案。(3)由装置Ⅲ中产生白色沉淀，装置Ⅴ中收集的气体密度大于空气，结合装
置Ⅰ、Ⅱ的特点推知，装置Ⅰ的圆底烧瓶中所放物质应为Na2CO3(或NaHCO3)，Ⅱ中为Na2O2，从而推知①的答案；因要制取纯净干燥的Ⅴ中气体，即O2，而所用反应物含Na、H、C、O中的某两元素组成的化合物且条件有催化剂，故很容易联想到该化合物为H2O2，所用仪器为Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ；(4)由前面的分析推知Z为Na2CO3，根据题设条件，其与Cl2反应能制得漂白消毒物质，即可联想到NaClO，从而可写出反应的化学方程式。9．(2010·浙江理综，25)汽车安全气囊是行车安全的重要保障。当车辆发生碰撞的瞬间，安全装置通电点火使其中的固体粉末分解释放出大量的氮气形成气囊，从而保护司机及乘
客免受伤害。为研究安全气囊工作的化学原理，取安全装置中的固体粉末进行实验。经组成分析，确定该粉末仅含Na、Fe、N、O四种元素。水溶性试验表明，固体粉末部分溶解，经检测，可溶物为化合物甲；不溶物为红棕色固体，可溶于盐酸。
取13.0 g化合物甲，加热使其完全分解，生成氮气和单质乙，生成的氮气折合成标准状况下的体积为6.72 L。单质乙在高温隔绝空气的条件下与不溶物红棕色粉末反应生成化合物丙和另一种单质。化合物丙与空气接触可转化为可溶性盐。
请回答下列问题：
(1)甲的化学式为__________，丙的电子式为________________________________________________________________________。
(2)若丙在空气中转化为碳酸氢盐，则反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(3)单质乙与红棕色粉末发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，安全气囊中红棕色粉末的作用是________________________________________________________________________。
(4)以下物质中，有可能作为安全气囊中红棕色粉末替代品的是________。
A．KCl B．KNO3
C．Na2S D．CuO
(5)设计一个实验方案，探究化合物丙与空气接触后生成可溶性盐的成分(不考虑结晶水合物)____________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案(1)NaN3
(2)Na2O＋H2O＋2CO2===2NaHCO3
(3)6Na＋Fe2O3高温,3Na2O＋2Fe避免分解产生的金属钠可能产生的危害
(4)BD(5)可溶性盐的成分可能是Na2CO3或NaHCO3或Na2CO3与NaHCO3的混合物。准确称取一定量的生成物，加热至恒重后，如试样无失重，则为Na2CO3；如加热后失重，根据失重的量在试样总质量中的比例，即可推断出试样为NaHCO3或Na2CO3与NaHCO3的混合物
解析不溶物红棕色固体可溶于盐酸，且仅含Na、Fe、N、O四种元素中的几种，故知红棕色固体为Fe2O3。化合物甲加热完全分解生成N2和单质乙，由元素守恒知甲由Na、N两种元素组成，设甲的化学式为Na x N y,13.0 g甲完全分解生成标准状况下6.72 L
N 2，n (N)＝ 6.72 L 22.4 L·mol 1×2＝0.6 mol ，由N 原子守恒得13.0 g 23x g·mol 1＋14y g·mol 1
·y ＝0.6 mol ，得y ＝3x ，所以化合物甲的化学式为NaN 3。单质乙为钠，高温隔绝空气的条件下与Fe 2O 3反应生成化合物丙和另一种单质，化学方程式为6Na ＋Fe 2O 3高温,3Na 2O ＋2Fe 。化合物丙为Na 2O ，电子式为Na
＋[··O ··]2－Na ＋。金属钠的活泼性很强，可能造成危害，故应把它除去，Fe 3＋具有强氧化性，在高温下可将金属钠氧化；CuO 的作用类似Fe 2O 3，
KNO 3在高温下是强氧化剂，也可除去Na 。Na 2O 与空气接触有可能转化为两种可溶性盐，反应的方程式分别为Na 2O ＋CO 2===Na 2CO 3，Na 2O ＋H 2O ＋2CO 2===2NaHCO 3。
解答钠及其化合物题目时的常见错误
1． 碳酸钠俗名纯碱或苏打，在外观上与食盐相似，可用于洗涤，如清洗厨房用具的油污等。
下列哪种试剂不能将厨房中的食盐和碳酸钠区别开的是
( )
A ．稀硫酸
B ．澄清石灰水
C．AgNO3溶液D．酚酞试液
答案 C
2．为使以面粉为原料的面包松软可口，通常用碳酸氢钠作发泡剂，因为它()
①热稳定性差②增加甜味③产生二氧化碳④提供钠离子
A．②③B．①③C．①④D．③④
答案 B
3．向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2，结果有晶体析出，对析出晶体的原因分析不正确的是() A．相同温度下，NaHCO3的溶解度小于Na2CO3
B．溶液中溶剂减少了
C．溶质质量增加了
D．反应过程放热
答案 D
解析向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2，CO2与Na2CO3、水反应生成了NaHCO3，反应导致水的质量减少，溶质的质量增加，有晶体析出的另一个重要原因是NaHCO3的溶解度小于Na2CO3。
4．向0.1 mol·L－1 NaOH溶液中通入过量CO2后，溶液中存在的主要离子是() A．Na＋、CO2－3B．Na＋、HCO－3
C．HCO－3、CO2－3D．Na＋、OH－
答案 B
解析NaOH溶液中通入少量CO2时生成Na2CO3，而通入过量CO2时则生成NaHCO3。
2NaOH＋CO2(少量)===Na2CO3＋H2O
NaOH＋CO2(过量)===NaHCO3
5．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
答案 D
解析Ba(OH)2＋Na2SO4===BaSO4↓＋2NaOH，虽除去了Na2SO4，但又增加了新的杂质NaOH。
6．下列是某兴趣小组根据教材实验设计的一个能说明碳酸钠与碳酸氢钠热稳定性的套管实验。请观察如下图所示实验装置，分析实验原理，并判断下列说法和做法，其中不科学的是()
A．甲为小苏打，乙为纯碱
B．要证明碳酸氢钠受热能产生水，可在小试管内塞上沾有无水硫酸铜粉末的棉花球C．加热不久就能看到A烧杯的澄清石灰水变浑浊
D．整个实验过程中都没有发现A烧杯的澄清石灰水变浑浊
答案 C
解析Na2CO3很稳定，加热情况下不会分解，故A烧杯中不会产生白色沉淀。
7．一定量的NaOH稀溶液(含酚酞)中分别加入足量的下列物质，一段时间后，红色一定消失的是()
①H2O2②HCl③SO2④Cl2⑤NaHCO3
A．①B．②⑤
C．②③④⑤D．①②③④
答案 D
解析H2O2和Cl2具有强氧化性，可以使溶液褪色；HCl中和NaOH后，过量溶液呈酸性也使溶液褪色；SO2和NaOH反应一段时间后，生成的H2SO3使溶液呈弱酸性而褪色。8．为确证碳酸氢钠固体中是否含有碳酸钠，下列实验操作及判断正确的是() A．观察加热时能否放出气体
B．观察滴加盐酸时能否放出气体
C．溶于水中，滴加澄清石灰水，观察是否有沉淀生成
D．溶于水中，滴加少量氯化钡溶液，观察是否有白色沉淀生成
答案 D
解析A选项能证明含有碳酸氢钠；B选项碳酸氢钠和碳酸钠均与盐酸放出气体；C选项碳酸氢钠和碳酸钠溶液均与澄清石灰水反应生成沉淀。
9．加热33.6 g NaHCO3至没有气体放出时，剩余的物质是__________，剩余物质的质量是__________________________________________________________。
答案Na2CO321.2 g
10．通常用NaHCO3溶液除去混在CO2中的少量HCl气体，其离子方程式为________________________________________________________________________，而不用NaOH溶液的原因(用离子方程式表示)为________________________________________________________________________，也不用饱和Na2CO3溶液的原因(用离子方程式表示)为
________________________________________________________________________。
答案HCO－3＋H＋===CO2↑＋H2O
CO2＋2OH－===CO2－3＋H2O
CO2－3＋CO2＋H2O===2HCO－3
解析NaHCO3与CO2不反应，与HCl反应生成CO2气体，离子方程式为HCO－3＋H＋===CO2↑＋H2O；NaOH溶液和饱和Na2CO3溶液都能吸收CO2，离子方程式分别为CO2＋2OH－===CO2－3＋H2O；CO2－3＋CO2＋H2O===2HCO－3。
11．向50 mL NaOH溶液中逐渐通入一定量的CO2(假设溶液体积不变)，随后取此溶液
10 mL，将其稀释至100 mL，并向此稀释后的溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1的盐酸，产生
CO2气体的体积(标准状况下)与所加入的盐酸的体积关系如图所示。
(1)写出O A段所发生反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。
(2)NaOH在吸收CO2后，所得溶液的溶质为__________，其物质的量浓度之比为
__________。
(3)产生的CO2体积(标准状况下)为____________。
(4)原NaOH溶液的物质的量浓度为____________。
答案(1)H＋＋OH－===H2O；CO2－3＋H＋===HCO－3
(2)NaOH和Na2CO31∶1
(3)0.056 L(4)0.75 mol·L－1
解析将CO2通入NaOH溶液中，可能发生两个反应：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O，Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3，所以反应后的溶液中溶质有四种可能：NaOH和Na2CO3、Na2CO3、Na2CO3和NaHCO3、NaHCO3。
(1)在Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，反应的过程是Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl、
NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。
只有当Na2CO3全部转化为NaHCO3后，才会产生CO2。从图像中可以看出，与NaHCO3反应的HCl为n(HCl)＝0.1 mol·L－1×(75－50)×10－3L＝0.002 5 mol，所以溶液中的Na2CO3也为0.002 5 mol，将Na2CO3转化为NaHCO3需消耗盐酸25 mL，所以开始加入的25 mL盐酸应是用来中和NaOH的。
(2)所得溶液的溶质为NaOH和Na2CO3。
n(Na2CO3)＝n(NaHCO3)＝0.1 mol·L－1×(75－50)×10－3 L＝0.002 5 mol
n (NaOH)＝0.1 mol·L －1×25×10－
3 L ＝0.002 5 mol (3)n (CO 2)＝n (Na 2CO 3)＝0.002 5 mol
V (CO 2)＝22.4 L·mol －
1×0.002 5 mol ＝0.056 L (4)取出的10 mL 溶液中含Na ＋的物质的量为n (Na ＋
)＝n (NaOH)＋2n (Na 2CO 3)＝0.002 5 mol ＋2×0.002 5 mol ＝0.007 5 mol
原NaOH 溶液(50 mL)的物质的量浓度为c (NaOH)＝0.007 5 mol ×50.05 L
＝0.75 mol·L －1。 12．化学活动课上，三组学生分别用图示甲、乙两装置，探究“NaHCO 3和Na 2CO 3与稀盐
酸的反应”，按表中的试剂用量，在相同条件下，将两个气球中的固体粉末同时倒入试管中(装置的气密性已检查)。
请回答：
(1)各组反应开始时，________装置中的气球体积先变大，该装置中反应的离子方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(2)当试管中不再有气体生成时，三组实验出现不同现象，填写下表的空格。
322(2)甲、乙盐酸均过量，n (NaHCO 3)>n (Na 2CO 3)，V 甲(CO 2)>V 乙(CO 2)
甲、乙盐酸均不足，消耗的n (NaHCO 3)>n (Na 2CO 3)
CO2－3＋CO2＋H2O===2HCO－3
解析(1)解题时要根据药品的用量情况，搞清楚发生的反应，判断准确过量的物质，准确计算，解释反应现象。题中根据反应后气球体积的大小确定反应中放出气体的多少。
(2)题中，对第①组实验做了解题示例，可从中体会到进行过量分析是解题的关键。在
第②组实验中，NaHCO3和Na2CO3的质量均比第①组的少，故甲、乙中盐酸还是过量的，但n(NaHCO3)>n(Na2CO3)，故甲中气球比乙中气球的体积大。在第③组实验中，n(HCl)＝0.006 mol，完全反应生成CO2消耗NaHCO3 0.006 mol(0.504 g)，消耗Na2CO3 0.003 mol(0.318 g)，故甲、乙中盐酸均不足量，乙中剩余的Na2CO3会与CO2、H2O反应生成NaHCO3，导致乙中气球又缩小。NaHCO3和Na2CO3与稀盐酸的反应中，由于NaHCO3与稀盐酸的反应比Na2CO3与稀盐酸的反应快，故甲中的气球体积先变大。
13．纯碱、烧碱等是重要的化工原料。
(1)利用上图所示装置可间接证明二氧化碳与烧碱溶液发生了反应。将A与B连接，打
开止水夹，将胶头滴管中的液体挤入烧瓶，此时的实验现象是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________，若其他操作不变，将A与C连接，可观察到的现象是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(2)向NaOH溶液中通入一定量CO2，结晶后得到白色固体，该白色固体的组成可能是
A．NaOH和Na2CO3；B.____________；
C．____________；D.____________。
(3)设计实验确定(2)中白色固体中存在A项中的阴离子：
(2)Na2CO3Na2CO3和NaHCO3NaHCO3
(3)
14. 、
NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱。有关反应的化学方程式为：NH3
△＋CO2＋H2O===NH4HCO3；NH4HCO3＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl；2NaHCO3=====
Na2CO3＋CO2↑＋H2O。
Ⅰ.原理分析
碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的原因是________。
a．碳酸氢钠难溶于水
b．碳酸氢钠受热易分解
c．碳酸氢钠的溶解度相对较小，在溶液中首先结晶析出
Ⅱ.实验探究
(1)一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如下图
所示(图中夹持、固定用的仪器未画出)。
回答下列有关问题：
①乙装置中的试剂是________；
②丁装置中稀硫酸的作用是________；
③实验结束后，分离出NaHCO3晶体的操作是________(填分离操作的名称)。
(2)另一位同学用图中戊装置(其他装置未画出)进行实验。
①实验时，须先从____________管通入____________气体，再从____________管通入
__________气体。
②有同学建议在戊装置的b导管下端连接己装置，理由是
________________________________________________________________________。
(3)请再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法：
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
答案Ⅰ.cⅡ.(1)①饱和碳酸氢钠溶液②吸收未反应的NH3③过滤(2)①a NH3
b CO2②增大CO2气体与溶液接触的面积，提高CO2在溶液中的吸收率(3)往烧碱
溶液中通入过量CO2(或往饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2等)