九年级化学专题复习--氢氧化钠和碳酸钠的故事

九年级化学专题复习——氢氧化钠和碳酸钠的故事

【归纳整理】

一、俗称引发的纠纷

1、想一想，检验碳酸钠溶液显碱性有几种方法？

方法一：

方法二：

方法三：

-2、碳酸钠溶液中的OH 怎样生成的？

3、某同学说：“酸溶液呈酸性，碱溶液呈碱性，则盐溶液一定呈中性。”你认为这种推理 （填“正确”或“不正确”）。

二、在水中，我是谁？

下列溶液哪些能鉴别区分碳酸钠和氢氧化钠固体？

盐酸、硫酸、硝酸、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化钡、硝酸钾、硝酸钡、氯化钙、氯化钡。

方法一：

方法二：

方法三：

方法四：

„„

思考：除了化学方法能否用物理方法鉴别氢氧化钠固体和碳酸钠固体？

三、我为什么要变模样

1、氢氧化钠固体变质现象

1、氢氧化钠固体如何保存？

2、某同学在实验室用氢氧化钠固体来配制60g10%的氢氧化钠溶液。完成此实

验，必须用到的仪器有：

托盘天平、量筒、烧杯、 、 。

该同学用托盘天平称取一定量的氢氧化钠固体，操作如图所示，请你指出其中的一处明显错

误。 。

该同学量取所需水的体积时，应该选用何种规格的量筒（ ）

A.10mL B.100mL C.50mL

3、久置于空气中的氢氧化钠会变质生成碳酸钠。若除去已变质的Na2CO3应进行下列的操作：

先 ，再加入适量的 溶液， ，取滤液蒸发得到氢氧化钠固体。

4、设计一个实验方案用石灰石、水、碳酸钠三种物质制备少量的氢氧化钠，制取氢氧化钠固体。写出其反应的化学方程式。

，

【氢氧化钠（NaOH），俗称烧碱、火碱、苛性钠，常温下是一种白色晶体，具有强腐蚀性。易溶于水，其水溶液呈碱性，能使酚酞变红。氢氧化钠是一种常用的碱，是化学实验室的必备药品之一。关于氢氧化钠的知识一直是综合性考查的热点。

1、验证二氧化碳与氢氧化钠反应的发生

探究题1．有下列四种实验设计及操作，实验过程中其现象不足以说明C02与Na0H溶液发生了反应的是（ ）

解析：二氧化碳与碳酸钠溶液反应，没有明显的现象出现。装置B中，取下橡皮塞，试管中的液面上升。但是此装置所做实验不能很好地证明二氧化碳与氢氧化钠反应。因为，二氧化碳气体能溶于水。通常状况下，1体积水中能溶解1体积二氧化碳，水槽中的水完全可以溶解试管中的全部的二氧化碳气体。A、C、D三个装置中所用氢氧化钠溶液中含有水的质量相比较少，A装置中鸡蛋被吸入瓶子里，C装置中气球胀大，D装置中塑料瓶变扁了，这些现象的出现主要是因为二氧化碳气体与氢氧化钠溶液发生了化学反应，导致瓶内气压显著减小，而不仅仅是二氧化碳气体溶于极少量的水中。如果要证明B装置中的确发生了二氧化碳与氢氧化钠的反应，那么该怎么办呢？

解决的方案有一下几类：

方案一，我们可以将水槽中的氢氧化钠溶液换成水做对比实验。如右图所示。在以上对

比实验中，液体换成水后，试管中液面上升的幅度较小，不如，在氢氧化钠溶液中，试管中

液面显著上升。

方案二，取少量倒入二氧化碳后水槽中的液体，加入过量的稀盐酸，如果产生大量气泡，

证明二氧化碳与氢氧化钠反应了，Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑。

方案三，取少量倒入二氧化碳后水槽中的液体，加入氯化钙溶液，如果溶液变浑浊，表明二氧化碳与氢氧化钠反应了，CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3↓+ 2NaCl。

所以，不足以说明C02与Na0H溶液发生了反应的是装置B

2、检验氢氧化钠是否变质

氢氧化钠久露于空气中，不仅会吸收空气中的水分而潮解，而且可以和空气中的二氧化碳气体发生化学反应生成碳酸钠，导致氢氧化钠变质。

探究题2．四位同学分别用下列四种方法检验NaOH溶液是否已经变质（含有Na2CO3） 。

①加入少量稀盐酸，无气泡放出，则一定不含有Na2CO3；②加少量澄清石灰水，有沉淀生成，则一定含有Na2CO3；③加少量CaCl2溶液，有沉淀生成则一定含有Na2CO3；④加少量BaCl2溶液，有沉淀生成，则一定含有Na2CO3。其中探究方法和结论都正确的是（ ）

A、①② B、①②③ C、②④ 、①②③④

解析：检验NaOH溶液是否变质，大致有以下几种方案：

方案一、选择一种酸溶液，如盐酸。但是，实际操作时必须注意到，当向待测溶液中加入少量稀盐酸时，有时即使NaOH已经变质生成Na2CO3，也可能无气泡产生。因为当Na2CO3的质量较多，而盐酸的质量较少时，可能发生如下化学反应：Na2CO3+HCl===NaCl+NaHCO3，此时并没有产生气泡。等盐酸的量比较多时会进一步发生如下反应：NaHCO3+HCl====NaCl+H2O+CO2↑。所以如果用盐酸来检验时，一定要注意，所取的盐酸的量必须是过量，否则就不可以确定NaOH是否变质。举例说明如下：

探究题3．向Na2CO3溶液里滴加盐酸，开始时无气泡产生，后来才有气泡产生；向盐酸里滴加Na2CO3溶液时，立即就有气泡产生。这说明（ ）

A、Na2CO3过量时，主要发生的反应是 Na2CO3＋HCl = NaHCO3＋NaCl

B、Na2CO3跟盐酸不反应

C、盐酸过量时，主要发生的反应是Na2CO3＋2HCl = 2NaCl＋H2O＋CO2↑

D、产生的气泡是挥发出来的氯化氢气体

解析：结合上题的分析，我们不难发现，向Na2CO3溶液里滴加盐酸，开始时无气泡产生，后来才有气泡产生。这是因为，Na2CO3过量时，主要发生的反应是 Na2CO3＋HCl = NaHCO3＋NaCl。向盐酸里滴加Na2CO3溶液时，立即就有气泡产生。这说明盐酸过量时，主要发生的反应是Na2CO3＋2HCl = 2NaCl＋H2O＋CO2↑

本题答案：A、C

方案二、选择一种碱溶液，如Ca(OH)2溶液、Ba(OH)2溶液，向待测溶液中加入以上的适量溶液后，如果有白色沉淀生成，则待测液中含有Na2CO3，这是因为Na2CO3+Ca(OH)2==CaCO3↓+2NaOH或Na2CO3+Ba(OH)2===BaCO3↓+2NaOH，此方案的灵敏度比较高。

需要进一步说明的是，有时会出现要求我们设计具体的方案来验证CO2与NaOH溶液的是否确实发生了化学反应，而不是CO2溶解在NaOH溶液中。这种情况下，我们就不可以选取此类碱溶液来验证。因为CO2本身就可以溶于水中，形成H2CO3，H2CO3遇到Ca(0H)2或Ba(OH)2时，会生成白色沉淀，使得溶液变浑浊，因此不能充分说明CO2与NaOH反应了，也可能是CO2溶解在NaOH溶液中。而应该从CO2与NaOH反应产物的角度来验证，可以取通入CO2后液体，通过检验所取液体中是否存在Na2CO3，来确定它们之间有没有发生化学反应。具体的方案是，向所取液体里加入足量的稀盐酸（或适量CaCl2溶液），充分振荡后，观察现象。如果产生气泡（或产生白色沉淀），表明产物中有Na2CO3，说明CO2与NaOH的确反应了，而不是CO2仅仅溶于NaOH溶液中。

方案三、选择一种盐溶液，如BaCl2溶液，向待测溶液中加入适量的BaCl2溶液后，如果待测溶液中出现了浑浊现象，可以判断待测液中含有Na2CO3，因为BaCl2+Na2CO3===BaCO3↓+2NaCl。有时，同学们常用CaCl2溶液代替BaCl2溶液检验NaOH是否变质。这种方案不太完善，存在一定的缺陷。因为向待测溶液中加入CaCl2溶液后，即使NaOH固体没有变质，也可能

2+--会有白色浑浊出现。原来是，当加入的CaCl2溶液中的Ca与NaOH中的OH的浓度比较大时，也会因为一定温度下Ca(OH)2

的溶解度相对比较小，而有部分Ca(OH)2晶体析出，使得溶液中出现浑浊现象，导致判断结果错误。所以关于盐的选择，最好选取BaCl2，不宜用CaCl2。

综上所述，探究题2中②加少量澄清石灰水和④加少量BaCl2溶液的方案可以检验NaOH溶液是否已经变质含有Na2CO3 ，探究题2答案： C

3、探究氢氧化钠的变质程度

保存氢氧化钠不当，易变质。那么如何确定氢氧化钠的变质程度呢？

探究题4．某化学兴趣小组甲、乙、丙三位同学对暴露在空气中的氢氧化钠是否全部变质进行了探究： 甲同学，取样品加入盐酸，有气泡产生，完全反应后，蒸干得到的固体全部是氯化钠，认为样品全部变质。

乙同学，取样品加水溶解，滴加无色酚酞试液变红色，认为样品没有全部变质。

正确结论：A为 B为 。

得出正确结论的理由为 。

解析：该实验的主要目的是探究NaOH的变质程度。如果样品是部分变质，其中应含有NaOH、Na2CO3；如果样品是全部变质，则其中只含有Na2CO3。甲同学的实验方案不正确，因为样品部分变质时，NaOH与盐酸反应也会生成NaCl。样品全部变质时，其中所含有Na2CO3与盐酸反应也会生成NaCl。乙同学的实验方案也不正确，因为无论样品全部变质，还是样品部分变质，所得溶液都呈碱性。样品变质后生成的Na2CO3溶于水，也能使无色的酚酞试液变红色。

想一想，我们会发现，检验变质程度的关键在于确定样品中是否存在NaOH。在检验NaOH的过程中，所采取的方案要优化，要想方设法排除Na2CO3对检验结果的干扰。怎么排除呢？加酸溶液不可行，加碱溶液也不可行。我们可以加入能够使2-CO3沉淀的盐溶液，比如，BaCl2溶液、CaCl2溶液。

丙同学的实验是这样做的，他取样品溶于水后，先加入过量的BaCl2溶液，充分反应后过滤，再向滤液中加入无色酚酞试液，观察滤液是否变红色。若滤液变红色，则说明样品是部分变质；若滤液没有红色，则说明样品已经全部变质了。

本题答案：甲同学的方案不正确。因为无论样品变质程度如何，加入盐酸后都会有气泡产生，完全反应后，蒸干得到的固体全部是氯化钠，无法判断样品的变质程度。乙同学的方案不正确。因为向所取样品的溶液中，滴加无色酚酞试液都会出现变红色的现象，也无法判断样品的变质程度。丙同学的方案是：取样品加水后溶解，先加入过量的BaCl2溶液充分反应后过滤，再向滤液中滴入几滴无色酚酞试液，观察滤液是否变红色。若滤液变红色，则说明样品是部分变质；若滤液没有红色，则说明样品已经全部变质了。

4、除去氢氧化钠变质后的碳酸钠杂质

当我们明确知道NaOH中已经出现了Na2CO3杂质，在探讨如何除去杂质时，可以这样考虑：变质后的NaOH溶液中会有

2-2+2+2-较多的CO3，可以加入含Ca或Ba的溶液，与CO3结合成沉淀，通过过滤而除去。为了不再引入新的杂质，考虑到原来NaOH

-溶液中存在OH，所以可以加入适量的Ca(OH)2溶液或Ba(OH)2溶液就可以除去其中的Na2CO3杂质了。Na2CO3+Ca(OH)2==CaCO3

↓+2NaOH

此时选用Ba(OH)2溶液的效果比较好。因为，一定温度下Ca(OH)2溶液的质量分数相对比较小，溶液相对比较稀，除去杂质的效果远远不如用Ba(OH)2溶液好。

【学以致用】

1.某兴趣小组同学为了探究实验室中久置的氢氧化钠固体的成分，进行了有关实验。请你与他们一起完成以下探究活动：【对固体猜想】

猜想I：全部是Na2CO3，猜想的依据是 ；猜想Ⅱ：全部是NaOH

猜想Ⅲ：部分是NaOH，部分是Na2CO3。

【实验和推断】

(1)若现象A为有气泡产生，则加入的X溶液是 ，说明氢氧化钠已经变质，有气泡产生的反应的化学方程式是 。

(2)若X是Ca(OH)2溶液，现象A有白色沉淀，现象B为无色酚酞试液变红色，则白色沉淀为 (填化学式)，该实验 (填“能”或“不能”)说明样品中有NaOH。

(3)若X是CaCl2溶液，猜想Ⅲ成立的实验现象是 、 。

2.某校化学兴趣小组的同学对敞口放置的固体烧碱的变质程度开展了探究。

写出烧碱发生变质反应的化学方程式：________________________________________

为确定固体混合物中碳酸钠的质量分数，他们设计了如下几种不同的实验方案：

[方案一]气体分析法。

(1)如图1所示（铁夹夹持的仪器是理想无摩擦注射器），把X g的混合物与足量稀硫酸反应后，测定产生的CO2气体的体积。检查该装置的气密性的方法是________________。

(2)有同学提出以图2代替图1中的收集装置，则

所测CO2气体的体积________(填“偏大”、“偏小”、

“不变”)，理由是你的改进方案是

_________；广口瓶内原有的空气对实验结果

_______(填“有”或“没有”)影响。

图1 图2 图3 (3)也有人用图3装置测定CO2的质量 (碱石灰的成分是CaO和NaOH的混合物)。则图3实验装置主要存在哪些缺陷?这些缺陷对实验结果有何影响?(选1点填入下表)

[方案二]

（1）“操作1”的名称是_____________。

（2）确定BaCl2溶液是否过量的方法是 _______________________________。

（3）导致测定的结果偏大的原因可能是________________。

3.五.一节放假结束后，小王来到实验室，发现一瓶氢氧化钠固体敞放着，这引起了她的研究欲望。

【提出问题】氢氧化钠是否变质？若发生变质，其程度如何？

【查阅资料】碳酸钠水溶液显碱性，氯化钠、氯化钙水溶液显中性。

【进行试验】Ⅰ.取样品少许，加入稀盐酸有气泡产生；

Ⅱ. 取样品少许，加水溶解后，滴入酚酞显红色；

Ⅲ.按下图所示过程，进一步实验：

请你与小王同学一道完成下列问题的分析解答：

①氢氧化钠变质的化学反应方程式是 。

②完成步骤a、b实验，都要使用的两件玻璃仪器是 。

③步骤b中，不能用Ca(OH)2代替CaCl2的原因是

④根据上述实验，若测定wg样品中氢氧化钠的质量分数，还须测定的数据是

A.测定沉淀A 的质量B.溶液

B蒸发溶剂，测定残留固体的质量

C.溶液B与稀硫酸中和，测定消耗H2SO4的质量