
一、鈉的性質(zhì)、制備、保存及用途
1.物理性質(zhì)
(1)軟——質(zhì)軟,硬度??;
(2)亮——銀白色,有金屬光澤;
(3)輕——密度比水小,比煤油大;
(4)低——熔點低;
(5)導(dǎo)——可導(dǎo)電、導(dǎo)熱。
2.化學(xué)性質(zhì)
(1)鈉暴露在空氣中的變化及反應(yīng)分析
所以鈉暴露在空氣中,最終得到的是白色粉末。部分反應(yīng)如下:
4Na+O22Na2O
Na2O+H2O2NaOH
2Na+2H2O2NaOH+H2↑
2NaOH+CO2Na2CO3+H2O
需要特別指出的是Na2CO3的形成并非Na2O+CO2Na2CO3反應(yīng)所致,因Na2O更易與水反應(yīng)。
(2)鈉與H2O反應(yīng):2Na+2H2O===2NaOH+H2↑。
實驗探究:Na與H2O(含酚酞)反應(yīng)的現(xiàn)象及解釋
(3)鈉與酸溶液的反應(yīng)
酸過量時:鈉與酸電離出的H+反應(yīng);
酸不足時:先與酸電離出的H+反應(yīng),過量的鈉再與水反應(yīng)。
(4)鈉與堿溶液的反應(yīng)
鈉與堿溶液反應(yīng)的實質(zhì)是Na與水的反應(yīng)。
(5)鈉與鹽溶液的反應(yīng)
鈉與鹽溶液反應(yīng)時,鈉先與水反應(yīng)生成氫氣和氫氧化鈉,然后氫氧化鈉與鹽溶液再反應(yīng)。鈉不能把鹽溶液中的金屬陽離子置換出來。
在有關(guān)計算中要特別注意兩點:一是只要有水,Na就會與水發(fā)生反應(yīng),直到Na反應(yīng)完全;二是生成NaOH的同時,生成的H2會從溶液中逸出。
3.鈉的制備與保存
(1)鈉在自然界以化合態(tài)形式存在。工業(yè)上通常用電解熔融氯化鈉的方法制備鈉:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。
(2)金屬鈉保存在煤油或石蠟中,使之隔絕空氣與水。
4.用途
二、過氧化鈉的性質(zhì)
1.化合價與性質(zhì)的關(guān)系
,因此Na2O2既有氧化性,又有還原性,但主要表現(xiàn)出較強的氧化性。
2.強氧化性的表現(xiàn)實例
三、氫氧化鈉的性質(zhì)、用途及保存
1.物理性質(zhì)
氫氧化鈉俗稱“苛性鈉”、“燒堿”、“火堿”,晶體為白色,熔點318.4 ℃,吸濕性很強,易吸水而潮解,易溶于水。
2.化學(xué)性質(zhì)
氫氧化鈉是可溶性強堿,具有堿的通性,如能與酸、酸性氧化物反應(yīng)生成鹽與水,能使酸堿指示劑變色。此外還具有如下一些特殊的性質(zhì)。
(1)與鋁、硅單質(zhì)的反應(yīng)
2NaOH+2Al+2H2O2NaAlO2 +3H2↑
2NaOH+Si+H2ONa2SiO3+2H2↑
(2)與兩性氧化物、兩性氫氧化物的反應(yīng)
2NaOH+Al2O32NaAlO2+H2O
NaOH+Al(OH)3NaAlO2+2H2O
(3)與非金屬氧化物的反應(yīng)
SO2+2NaOHNa2SO3+H2O
2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O
(4)與銨鹽的反應(yīng)
反應(yīng)實質(zhì):+OH?NH3·H2O
(5)與有機物的反應(yīng)
油脂與氫氧化鈉在加熱條件下可發(fā)生皂化反應(yīng);酯在堿性條件下可發(fā)生較徹底的水解反應(yīng)等。
3.氫氧化鈉的用途及保存
(1)用途:氫氧化鈉是一種重要的化工原料,固體氫氧化鈉可用作中性氣體或堿性氣體的干燥劑。
(2)保存方法:在實驗室中,氫氧化鈉可密封保存于塑料瓶或玻璃瓶中,但瓶塞需用橡膠塞,不可用玻璃塞。
四、碳酸鈉與碳酸氫鈉
1.物理性質(zhì)
2.化學(xué)性質(zhì)
(1)熱穩(wěn)定性
①Na2CO3性質(zhì)穩(wěn)定,受熱難分解。
②NaHCO3性質(zhì)不穩(wěn)定,受熱易分解,化學(xué)方程式為2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。
(2)與酸(足量鹽酸)反應(yīng)(寫出離子方程式)
①Na2CO3:+2H+CO2↑+H2O;
②NaHCO3:+H+CO2↑+H2O。
(3)與堿(NaOH溶液)反應(yīng)(寫出化學(xué)方程式)
①Na2CO3:與NaOH不反應(yīng);
②NaHCO3:NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O。
(4)溶于水呈堿性的原因(寫出離子方程式)
①Na2CO3:+H2O+OH-;
②NaHCO3:+H2OH2CO3+OH-。
(5)與鹽(CaCl2)溶液反應(yīng)(寫出離子方程式)
①Na2CO3:Ca2++CaCO3↓;
②NaHCO3:與CaCl2不反應(yīng)。
3.主要用途
(1)碳酸鈉:玻璃、造紙、制皂、洗滌。
(2)碳酸氫鈉:發(fā)酵、醫(yī)藥、滅火器。
五、堿金屬的一般性和特殊性
1.堿金屬的一般性
2.堿金屬的特殊性
(1)堿金屬的密度隨核電荷數(shù)的增大而增大,但鉀的密度比鈉的小。
(2)堿金屬一般都保存在煤油中,但鋰的密度小于煤油的密度而將鋰保存在石蠟中。
(3)堿金屬跟氫氣反應(yīng)生成的堿金屬氫化物都是離子化合物,其中氫以H?形式存在,顯?1價,堿金屬氫化物是強還原劑。
(4)一般情況下,堿金屬所形成的鹽均溶于水,并且在一定溫度下,酸式鹽比正鹽的溶解度大(但NaHCO3的溶解度比Na2CO3的小)。
(5)試劑瓶中的藥品取出后,一般不能放回原瓶,但金屬Na、K等需立即放回原瓶。
(6)與O2反應(yīng)時,Li只生成Li2O,Na在常溫時生成Na2O,加熱時易形成Na2O2。
六、焰色反應(yīng)
1.定義
金屬或它們的化合物在灼燒時都會使火焰呈現(xiàn)特殊的顏色,這在化學(xué)上叫作焰色反應(yīng)。
2.操作步驟
(1)干燒:實驗開始時,將鉑絲(或光潔無銹的鐵絲)放在酒精燈(最好用煤氣燈)外焰上灼燒,至與原火焰顏色相同為止。
(2)蘸、燒與觀色:將鉑絲(或鐵絲)蘸取需要檢驗的試樣,在外焰上灼燒,觀察火焰顏色。
(3)洗、燒:將鉑絲(或鐵絲)用鹽酸洗凈后,在外焰上灼燒至無色,以除去金屬絲表面可能殘留的雜質(zhì)。
3.應(yīng)用
(1)用于檢測某種金屬元素是否存在。
(2)添加到煙花中,使焰火更加絢麗多彩。
4.常見元素的焰色
Na:黃色;K:紫色;Li:紫紅色;Ca:磚紅色;Cu:綠色;Ba:綠色。
(1)焰色反應(yīng)屬于物理變化,焰色屬于元素的性質(zhì),即同種元素的單質(zhì)或化合物,固體或相應(yīng)的溶液均會產(chǎn)生同樣的焰色。
(2)焰色反應(yīng)適用于檢驗?zāi)承┏R?guī)化學(xué)方法不能鑒定的金屬元素,如Na、K等。
(3)觀察鉀的焰色反應(yīng)時,要透過藍色鈷玻璃,這是因為大部分鉀的化合物里含有少量的鈉,鈉的黃色火焰會影響觀察結(jié)果,用藍色鈷玻璃可以濾去雜質(zhì)鈉的焰色。
(4)用稀鹽酸清洗鉑絲而不用稀硫酸的原因:鉑絲表面的雜質(zhì)與鹽酸反應(yīng)生成沸點較低的氯化物易氣化揮發(fā),而硫酸鹽的沸點較高不易氣化揮發(fā)。
考向一 Na的性質(zhì)及應(yīng)用
典例1 下列說法正確的是( )
A.自然界中存在單質(zhì)鈉B.鈉需要密封保存在四氯化碳中
C.實驗室中可直接用藥匙取用鈉D.實驗室中取用后剩余的鈉要放回原試劑瓶中
【答案】D
【解析】
A.鈉元素在自然界中只以化合物形式存在,選項A錯誤;
B.四氯化碳的密度比鈉的大,不能用來保存鈉,選項B錯誤;
C.實驗室中用鑷子和小刀取用鈉,選項C錯誤;
D.實驗后,將剩余藥品放回原試劑瓶會污染瓶中藥品,要放在指定的容器中,但是個別藥品如金屬鈉,可以放回原瓶中,選項D正確。
答案選D。
1.將金屬鈉放入盛有下列溶液的小燒杯中,既有氣體產(chǎn)生,又有白色沉淀產(chǎn)生的是(不考慮溶液溫度變化)
①溶液 ②稀溶液 ③飽和澄清石灰水 ④溶液
⑤飽和溶液 ⑥溶液
A.①④⑥ B.②④⑤C.③④⑥D(zhuǎn).①③⑤
【答案】D
【解析】
①鈉投入硫酸鎂溶液中,反應(yīng)生成氫氣、硫酸鈉和氫氧化鎂沉淀,故①符合題意;
②鈉投入稀硫酸鈉溶液中,鈉與水反應(yīng)生成氫氣,沒有沉淀生成,故②不符合題意;
③鈉投入飽和澄清石灰水中,鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣,反應(yīng)消耗水,
故有氫氧化鈣白色固體析出,故③符合題意;
④鈉投入硫酸銅溶液中,反應(yīng)生成氫氣、硫酸鈉和氫氧化銅藍色沉淀,不是白色沉淀,故④不符合題意;
⑤鈉投入飽和氯化鈉溶液中,鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣,反應(yīng)消耗水,
飽和氯化鈉溶液中析出白色氯化鈉固體,故⑤符合題意;
⑥鈉投入溶液中,反應(yīng)生成氫氣、氫氧化鐵紅褐色沉淀,不是白色沉淀,故⑥不符合題意;
答案選D。
鈉與鹽溶液反應(yīng)的思維流程
1.共性
因為鈉與不同的溶液反應(yīng)均屬于劇烈的置換反應(yīng),故有共同的現(xiàn)象產(chǎn)生:(1)?。衡c浮在液面上;(2)熔:鈉熔化成光亮的小球;(3)游:在液面上不停地游動直至反應(yīng)完;(4)響:反應(yīng)中不停地發(fā)出“嘶嘶嘶”的響聲。
2.差異性
與酸及能形成弱堿的金屬鹽溶液反應(yīng)時,由于溶液中H+濃度較大,反應(yīng)比與水劇烈,最后鈉可能在液面上燃燒;與鹽溶液反應(yīng)時,還可能會生成沉淀(如生成難溶堿)、氣體(NH3)等。
考向二 過氧化鈉的性質(zhì)及應(yīng)用
典例2 在呼吸面具和潛水艇中可用過氧化鈉作為供氧劑。請選用適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)試劑,用如圖所示實驗裝置進行實驗,證明過氧化鈉可作供氧劑。
(1)A是制取的裝置,寫出A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:____。
(2)填寫表中空格:
(3)寫出過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式_______。
(4)用____檢驗F中收集到的氣體,現(xiàn)象是_____。
【答案】(1)
除去氣體中混入的HCl 過氧化鈉 與和水反應(yīng)產(chǎn)生 吸收未反應(yīng)的氣體
帶火星的木條 木條復(fù)燃
【解析】
(1)A裝置中制備CO2,無加熱設(shè)備,所以應(yīng)用分液漏斗盛裝稀鹽酸與錐形瓶中的石灰石反應(yīng)制備CO2氣體,方程式為:CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O,離子方程式為:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑,
故答案為:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑;
(2)CO2氣體通過飽和碳酸氫鈉溶液,除去鹽酸揮發(fā)出的HCl氣體,C裝置中盛裝過氧化鈉固體,與二氧化碳和水反應(yīng)生成氧氣,再將混合氣體通入氫氧化鈉溶液中,以除去氧氣中未反應(yīng)的二氧化碳,最后用排水法收集氧氣;
故答案為除去CO2氣體中混入的HCl;過氧化鈉;與CO2和水反應(yīng)產(chǎn)生O2;吸收未反應(yīng)的CO2氣體;
(3) 過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣,方程式為:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,
故答案為2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;
(4)F利用排水法收集氧氣,檢驗氧氣可使用帶火星的木條,若木條復(fù)燃則證明該氣體為氧氣,故答案為帶火星的木條;木條復(fù)燃。
2.過氧化鈉具有強氧化性,遇木炭、鋁粉等還原性物質(zhì)時可燃燒。下列有關(guān)說法不正確的是
A.Na2O2與CO2反應(yīng)時,Na2O2是氧化劑,CO2是還原劑
B.熔融過氧化鈉時不可使用石英坩堝
C.過氧化鈉與木炭、鋁粉反應(yīng)時,過氧化鈉均表現(xiàn)出強氧化性
D.過氧化鈉與二氧化硫反應(yīng)時可生成硫酸鈉
【答案】A
【解析】Na2O2與H2O、CO2反應(yīng)時,都是Na2O2自身發(fā)生歧化反應(yīng),A項錯誤;石英的主要成分是SiO2,而Na2O2能與SiO2反應(yīng)生成Na2SiO3,故熔融過氧化鈉時不可使用石英坩堝,B項正確;Na2O2具有強氧化性,而C、Al、SO2均具有還原性,故Na2O2可與C、Al、SO2發(fā)生氧化還原反應(yīng),可將C氧化成CO2,將Al氧化成Al2O3,將SO2氧化成SOeq \\al(2-,4),C、D項均正確。
考向三 過氧化鈉與二氧化碳、水反應(yīng)的規(guī)律
2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2①
2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑②
以上反應(yīng)中Na2O2既作氧化劑又作還原劑,CO2和H2O既不是氧化劑又不是還原劑。
1.物質(zhì)的量關(guān)系
無論是CO2、H2O(g)的單一物質(zhì)還是二者的混合物,通過足量的Na2O2時,CO2、H2O(g)與放出O2的物質(zhì)的量之比均為2∶1,解答此類問題可借助物質(zhì)的量守恒關(guān)系。
2.電子轉(zhuǎn)移關(guān)系
根據(jù)上式,由電子轉(zhuǎn)移關(guān)系可知,存在關(guān)系:2 ml Na2O2~1 ml O2~2 ml 電子。
3.固體質(zhì)量關(guān)系
將CO2看作CO燃燒所得:2CO+O22CO2①;2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2②。
由①②,推知CO+Na2O2Na2CO3。
將H2O看作H2燃燒所得:2H2+O22H2O①;2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑②。
由①②,推知H2+Na2O22NaOH。
所以Na2O2與CO2、H2O反應(yīng)增加的質(zhì)量為與CO2、H2O等物質(zhì)的量的CO、H2的質(zhì)量。
根據(jù)上述分析,可以得出以下結(jié)論:
(1)將CO或H2的燃燒產(chǎn)物CO2或H2O通過Na2O2固體,可以看成CO或H2直接與Na2O2反應(yīng),所以固體增加的質(zhì)量就是參加反應(yīng)的CO或H2的質(zhì)量。
(2)凡是分子組成符合(CO)n(H2)m形式的一種或幾種物質(zhì),w g該物質(zhì)在O2中完全燃燒,將其產(chǎn)物(CO2和水蒸氣)通過足量的Na2O2固體后,Na2O2固體增加的質(zhì)量必為w g。
中學(xué)階段常見的符合這一關(guān)系的物質(zhì)有①無機物:H2、CO及H2和CO的混合氣體;②有機物:CH3OH、HCHO、CH3COOH、HCOOCH3、CH3CH(OH)COOH(乳酸)、C6H12O6(葡萄糖)等。
4.氣體體積關(guān)系
CO2、H2O(g)與過量的Na2O2反應(yīng),所得O2的體積為相同狀況下CO2或H2O(g)體積的一半。
5.反應(yīng)的先后問題
一定量的Na2O2與一定量的CO2和H2O(g)的混合物反應(yīng),可視作Na2O2先與CO2反應(yīng),待CO2反應(yīng)完后,Na2O2再與H2O(g)發(fā)生反應(yīng)。[即便Na2O2先與H2O(g)反應(yīng),生成的NaOH又消耗CO2而生成H2O(g),故CO2先反應(yīng)。
6.反應(yīng)的固體產(chǎn)物判斷
根據(jù)化學(xué)方程式:2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O(g)4NaOH+O2,結(jié)合CO2先反應(yīng),H2O(g)后反應(yīng)的順序,可以推知反應(yīng)后固體產(chǎn)物的成分:
①當(dāng)n(CO2)≥n(Na2O2)時,固體產(chǎn)物為Na2CO3;
②當(dāng)n(CO2)<n(Na2O2)時,固體產(chǎn)物為Na2CO3和NaOH;
③當(dāng)n(CO2)+n(H2O)<n(Na2O2)時,固體產(chǎn)物為Na2CO3和NaOH。
典例3 200 ℃時,11.6 g CO2和H2O(g)的混合氣體與足量的Na2O2充分反應(yīng)后固體質(zhì)量增加了3.6 g,則原混合氣體的總物質(zhì)的量是
A.0.125 ml B.0.25 ml C.0.5 ml D.1 ml
【答案】C
【解析】根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知,生成O2的質(zhì)量為11.6 g?3.6 g=8 g,n(O2)==0.25 ml,根據(jù)Na2O2與H2O(g)、CO2反應(yīng)的物質(zhì)的量的關(guān)系可知CO2和H2O(g)的物質(zhì)的量之和為0.25 ml×2=0.5 ml。
3.將O2、CH4、Na2O2放入密閉容器中,在150 ℃條件下用電火花引燃反應(yīng),恰好完全反應(yīng),此時容器中的壓強為零,由此得出原混合物中O2、CH4、Na2O2的物質(zhì)的量之比為
A.1∶1∶1B.2∶2∶6
C.1∶2∶6D.無法確定
【答案】C
【解析】由題意知,三種物質(zhì)完全反應(yīng)后壓強為零,說明最終剩余固體為Na2CO3和NaOH。根據(jù)凡是分子組成符合(CO)n(H2)m形式的一種或幾種物質(zhì)的混合物與足量Na2O2反應(yīng),固體Na2O2增加的質(zhì)量等于該混合物的質(zhì)量的規(guī)律,要使O2和CH4的組成符合(CO)n(H2)m的形式,則必須有n(O2)∶n(CH4)=1∶2。假設(shè)有1 ml O2、2 ml CH4與n ml Na2O2反應(yīng):2CH4+O2+Na2O2→ Na2CO3+NaOH,然后由氫原子守恒確定NaOH的物質(zhì)的量為8 ml,由碳原子守恒確定Na2CO3的物質(zhì)的量為2 ml,最后求出Na2O2的物質(zhì)的量為6 ml,即可得出反應(yīng)的化學(xué)方程式:2CH4+O2+6Na2O22Na2CO3+8NaOH,即C項正確。
考向四 碳酸鈉、碳酸氫鈉的性質(zhì)與鑒別
典例4 下列關(guān)于Na2CO3和NaHCO3的比較中,說法不正確的是
A.NaHCO3固體受熱容易分解,而Na2CO3固體受熱不容易分解
B.等物質(zhì)的量的Na2CO3和NaHCO3分別與足量的鹽酸反應(yīng),前者消耗鹽酸的物質(zhì)的量比后者多
C.向等體積等物質(zhì)的量濃度的Na2CO3和NaHCO3溶液中分別滴加2滴酚酞溶液,前者顏色比后者深
D.Na2CO3溶液和NaHCO3溶液分別與Ba(OH)2溶液反應(yīng)的離子方程式相同
【答案】D
【解析】 Na2CO3溶液和NaHCO3溶液分別與Ba(OH)2溶液反應(yīng)的離子方程式不相同,Na2CO3與Ba(OH)2溶液:COeq \\al(2-,3)+Ba2+===BaCO3↓,NaHCO3與Ba(OH)2溶液反應(yīng),當(dāng)NaHCO3少量時:HCOeq \\al(-,3)+OH-+Ba2+===BaCO3↓+H2O;當(dāng)NaHCO3過量時:2HCOeq \\al(-,3)+Ba2++2OH-===BaCO3↓+COeq \\al(2-,3)+2H2O。
4.下列實驗方案鑒別Na2CO3和NaHCO3兩種白色粉末,不能達到預(yù)期目的的是( )
A.分別向等量的白色粉末中加等體積、等濃度的稀鹽酸,比較生成氣體的快慢
B.分別向等量的白色粉末中加等體積適量的水,比較固體溶解量的多少
C.分別將等量的白色粉末配成溶液,然后加入澄清石灰水,比較是否有沉淀生成
D.分別將等量的白色粉末用如圖裝置進行實驗,比較澄清石灰水是否變渾濁
【答案】C
【解析】
【分析】
A.碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)先生成碳酸氫鈉,碳酸氫鈉再和鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳;
B.相同溫度下,碳酸氫鈉的溶解度小于碳酸鈉;
C.碳酸氫鈉和碳酸鈉都和氫氧化鈣反應(yīng)生成白色沉淀;
D.碳酸鈉較穩(wěn)定,加熱不分解,碳酸氫鈉不穩(wěn)定,加熱易分解。
【詳解】
A.分別向等量的白色粉末中加等體積、等物質(zhì)的量濃度的稀鹽酸,碳酸氫鈉立即和鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳,碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)先生成碳酸氫鈉,碳酸氫鈉再和鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳,所以生成二氧化碳速率不同,能達到實驗?zāi)康?,故A不選;
B.相同溫度下,碳酸氫鈉的溶解度小于碳酸鈉,所以分別向等量的白色粉末中加等體積適量的水,比較固體溶解量的多少來鑒別,能達到實驗?zāi)康?,故B不選;
C.碳酸氫鈉和碳酸鈉都和氫氧化鈣反應(yīng)生成白色沉淀,反應(yīng)現(xiàn)象相同,無法鑒別,所以不能達到實驗?zāi)康模蔆選;
D.碳酸鈉比碳酸氫鈉穩(wěn)定,加熱時,碳酸鈉不分解,碳酸氫鈉分解生成二氧化碳,用澄清石灰水檢驗是否生成二氧化碳,所以能達到實驗?zāi)康?,故D不選;
故選C。
Na2CO3和NaHCO3鑒別的四個角度
(1)利用熱穩(wěn)定性不同
(2)利用和酸反應(yīng)生成氣體的速率不同(相同條件下)
(3)利用和BaCl2(或CaCl2)溶液混合時現(xiàn)象不同
(4)利用溶液的酸堿性不同
考向五 碳酸鈉、碳酸氫鈉溶液與鹽酸反應(yīng)的規(guī)律
1.與酸反應(yīng)放出CO2的速率快慢不同的原因分析
NaHCO3溶液與鹽酸反應(yīng)只需一步即可放出CO2氣體,故放出氣體的速率較快:NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O。
Na2CO3溶液與鹽酸反應(yīng)時,第一步生成NaHCO3,此時尚無氣體放出:Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl;
第二步是生成的NaHCO3與鹽酸反應(yīng)放出CO2。
故將相同物質(zhì)的量濃度的鹽酸分別滴入等體積等物質(zhì)的量濃度的NaHCO3溶液和Na2CO3溶液中,前者放出氣體的速率較快。
2.不用任何試劑鑒別Na2CO3溶液和鹽酸的化學(xué)原理
Na2CO3溶液與鹽酸作用時,滴加方式不同,現(xiàn)象不同,產(chǎn)生CO2的量也不一定相同。以此可作為鑒別Na2CO3溶液和鹽酸的依據(jù)。
(1)把Na2CO3溶液逐滴加入鹽酸中,開始時鹽酸相對過量,則發(fā)生反應(yīng):Na2CO3+2HCl2NaCl+CO2↑+H2O,即開始就有CO2氣體放出。
(2)把鹽酸逐滴加入Na2CO3溶液中,開始時Na2CO3相對過量,則先發(fā)生反應(yīng):Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3,繼續(xù)滴加鹽酸則進行下一步反應(yīng):NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O,即開始階段無明顯現(xiàn)象,之后才有氣體產(chǎn)生。
3.碳酸鈉、碳酸氫鈉溶液與鹽酸反應(yīng)的常見圖像
Na2CO3溶液與鹽酸反應(yīng)先轉(zhuǎn)化為與Na2CO3等物質(zhì)的量的NaHCO3,沒有CO2生成,且Na2CO3轉(zhuǎn)化為NaHCO3消耗的HCl的物質(zhì)的量與新生成的NaHCO3放出CO2消耗的HCl的物質(zhì)的量相等(如圖2所示),這是處理該類問題的關(guān)鍵點。抓住Na2CO3溶液與鹽酸反應(yīng)的這一特點,就很容易推出Na2CO3、NaOH的混合溶液以及Na2CO3、NaHCO3的混合溶液與鹽酸反應(yīng)的特點,常見圖像如下:
(1)向NaHCO3溶液中逐滴加入鹽酸,消耗的HCl與產(chǎn)生的CO2的物質(zhì)的量的關(guān)系如圖1所示;
(2)向Na2CO3溶液中逐滴加入鹽酸,消耗的HCl與產(chǎn)生的CO2的物質(zhì)的量關(guān)系如圖2所示;
(3)向Na2CO3、NaOH的混合溶液中逐滴加入鹽酸,消耗的HCl與產(chǎn)生的CO2的物質(zhì)的量關(guān)系如圖3所示;
(4)向Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入鹽酸,消耗的HCl的物質(zhì)的量與產(chǎn)生的CO2的物質(zhì)的量的關(guān)系如圖4所示。
典例5 向某NaOH溶液中通入CO2氣體后得溶液M,因CO2通入量的不同,溶液M的組成也不同。若向M中逐滴加入鹽酸,產(chǎn)生的氣體體積V(CO2)與加入鹽酸的體積V(HCl)的關(guān)系有下列圖示四種情況,且(2)(3)(4)圖中分別有OAAB,則下列分析與判斷不正確的是
A.M中只有一種溶質(zhì)的有(1)和(3)
B.M中有兩種溶質(zhì)的有(2)和(4)
C.(2)圖顯示M中c(NaHCO3)
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