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高中化学专题3从海水中获得的化学物质第二单元第2课时碳酸钠碳酸氢钠练习含解析苏教版必修1
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这是一份高中化学专题3从海水中获得的化学物质第二单元第2课时碳酸钠碳酸氢钠练习含解析苏教版必修1，共12页。试卷主要包含了概念判断，选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、概念判断(判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”,共5小题,每题1分,共5分)。
1.Na2CO3俗称纯碱,所以Na2CO3是碱。( )
提示:×。Na2CO3水溶液呈碱性,Na2CO3属于盐类。
2.将稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠混合溶液,立即产生气泡。( )
提示:×。盐酸先与氢氧化钠反应,然后与碳酸钠反应先生成碳酸氢钠,不会立即产生气泡。
3.碳酸氢钠受热分解实验如图所示。( )
提示:×。用试管加热固体,试管尾部应略高于试管口。
4.热稳定性:NaHCO3>Na2CO3。( )
提示:×。碳酸氢钠受热分解,碳酸钠不易分解
5.与同浓度盐酸反应的剧烈程度:NaHCO3>Na2CO3。( )
提示:√。
二、选择题(本题包括4小题,每题3分,共12分)。
·题组1 碳酸钠与碳酸氢钠的性质
1.Na2CO3和NaHCO3是常见的两种钠盐,它们广泛应用于生产和生活中。下列有关碳酸钠和碳酸氢钠的说法中,不正确的是( )
A.小苏打能中和胃酸,对胃壁不产生强烈的刺激或腐蚀作用,可用于治疗胃酸过多症,但不适合胃溃疡病人
B.NaHCO3能中和面粉发酵后产生的酸,并且产生二氧化碳气体,可用于做馒头
C.可以用澄清石灰水来鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液
D.利用碳酸钠溶液显碱性可以用热的纯碱溶液洗去油污
【解析】选C。小苏打与胃酸中的盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体,反应的化学方程式为NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑,胃溃疡病人不能服用小苏打类药物来治疗,因为反应产生的二氧化碳气体会造成胃部胀气,易造成胃穿孔,A项正确;NaHCO3与酸反应生成二氧化碳气体,使得馒头或面包松软多孔,B项正确;Na2CO3和NaHCO3溶液都与澄清石灰水反应生成CaCO3白色沉淀,所以不能用澄清石灰水来鉴别,C项错误;碳酸钠溶液显碱性,可以除去油污,D项正确。
2.下列关于Na2CO3和NaHCO3性质的说法不正确的是( )
A.热稳定性:Na2CO3 >NaHCO3
B.与同浓度盐酸反应的剧烈程度:Na2CO3 >NaHCO3
C.相同温度时,在水中的溶解性:Na2CO3 >NaHCO3
D.等浓度溶液的碱性:Na2CO3 >NaHCO3
【解析】选B。碳酸氢钠受热易分解,热稳定性:Na2CO3>NaHCO3,A项正确;与同浓度盐酸反应时,剧烈程度:NaHCO3>Na2CO3,B项错误;相同温度下,溶解性:Na2CO3>NaHCO3,C项正确;相同条件下,碳酸钠溶液碱性强于碳酸氢钠,D项正确。
归纳总结Na2CO3、NaHCO3的除杂方法(后者为杂质)
·题组2 侯氏制碱法
3.如图模拟“侯氏制碱法”制取碳酸氢钠的部分装置。下列操作正确的是( )
A.a通入CO2,然后b通入NH3,c中放碱石灰
B.b通入NH3,然后a通入CO2,c中放碱石灰
C.a通入NH3,然后b通入CO2,c中放蘸稀硫酸的脱脂棉
D.b通入CO2,然后a通入NH3,c中放蘸稀硫酸的脱脂棉
【解析】选C。CO2在水中的溶解度小,氨气极易溶于水,应先通入氨气,然后再通入CO2;由于氨气极易溶于水需要防止倒吸, a应通入NH3,b通入CO2;氨气是碱性气体需要稀硫酸吸收多余的氨气, C正确。
4.工业上用粗盐(含Ca2+、Mg2+、S等杂质)为主要原料采用“侯氏制碱法”生产纯碱和化肥NH4Cl,工艺流程如下图所示,下列有关说法正确的是( )
A.在“侯氏制碱法”中涉及氧化还原反应
B.饱和食盐水中先通入的气体为CO2
C.流程图中的系列操作中一定需要玻璃棒
D.工艺中只有碳酸氢钠加热分解产生的CO2可回收循环利用
【解析】选C。“侯氏制碱法”中涉及的反应主要有NH3+CO2+H2ONH4HCO3;NH4HCO3+NaClNaHCO3↓+NH4Cl;2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,没有氧化还原反应,A错误;二氧化碳在水中溶解度较小,氨气溶解度较大,先通入氨气,在碱性溶液中再通入二氧化碳,可增大二氧化碳的溶解量,提高产物浓度,B错误;从溶液中得到固体需要加热浓缩,冷却结晶、过滤等操作,这些过程需要用玻璃棒搅拌、引流等, C正确;工艺中除CO2可回收循环利用外,母液中含有未反应的NaCl也可回收循环利用, D错误。
【误区警示】
(1)利用侯氏制碱法制取NaHCO3时,在饱和NaCl溶液中应先通入NH3,后通入CO2。
(2)NaHCO3在水中的溶解度小于NH4HCO3和NH4Cl、NaCl。
(3)“联合制碱法”时还能得到NaHCO3和NH4Cl等副产品。
三、非选择题(本题包括1小题,共13分)。
5.(2021·佛山高一检测)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)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__, __;
(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__________;
(4)另有两瓶溶液,已知分别是等物质的量浓度的K2CO3和NaHCO3,请你写出两种不同的鉴别方法。(写出简要操作、现象和结论)
①_______________________。
②_______________________。
【解析】(1)碳酸钠和碳酸氢钠均能与盐酸反应生成二氧化碳,通入石灰水后现象是一样的,而图Ⅱ的实验是比较两者产生气体速率,碳酸氢钠与盐酸反应产生气体速率快,故可用图Ⅱ来鉴别它们;(2)图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质,涉及的化学反应为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O;(3)试管B中装入的固体最好是NaHCO3;(4)鉴别K2CO3和NaHCO3可以利用焰色试验,也可以通过加入BaCl2(CaCl2)溶液。
答案:(1)Ⅱ
(2)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O
(3)NaHCO3
(4)①焰色试验,通过蓝色钴玻璃能看到紫色焰色的是K2CO3,否则是NaHCO3
②加入BaCl2(CaCl2)溶液,产生白色沉淀的是K2CO3,否则是NaHCO3
一、选择题(共13题,每小题3分,共39分)。
1.(新视角)下表为某轻质纯碱产品说明书:
其中有错误的一项是( )
A.化学名 B.性状 C.化学式 D.用途
【解析】选B。纯碱溶于水后其水溶液呈弱碱性,B项错误。
2.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。
3.我国医学家通过研究发现小苏打可去除肿瘤内的氢离子,从而快速有效地杀死处于葡萄糖饥饿或缺乏状态的肿瘤细胞,为治疗原发性肝癌开辟了新路径。下列有关小苏打的说法错误的是( )
A.可用于制备苏打
B.可用于糕点生产中
C.与H+作用易产生CO2
D.可用饱和食盐水与CO2反应制得
【解析】选D。NaHCO3俗称小苏打,碳酸钠俗称苏打,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠,则可用于制备苏打,故A正确;NaHCO3俗称小苏打,碳酸氢钠能与H+反应生成二氧化碳,用于制发酵粉,可用于糕点生产中,故B正确;NaHCO3俗称小苏打,与H+作用易产生CO2,故C正确;饱和食盐水与CO2不反应,所以不能用饱和食盐水与CO2反应制得小苏打,故D错误。
4.下列物质反应时,反应物用量或反应条件的改变对生成物无影响的是( )
A.C和O2B.Na2CO3和盐酸
C.Na和O2D.NaHCO3和NaOH
【解析】选D。A项,碳与氧气反应,氧气少量生成一氧化碳,氧气过量生成二氧化碳,反应物用量对生成物有影响,故A不选;B项,Na2CO3溶液与HCl反应盐酸量不同可以生成碳酸或碳酸氢钠,改变反应条件或反应物的用量对生成物的种类有影响,故B不选;C项,Na与O2在不加热时生成Na2O,加热时生成Na2O2,反应条件不同,生成物不同,故C不选;D项,NaHCO3和NaOH反应生成碳酸钠和水,与反应条件和量无关,故D选。
5.(双选)学生在设计实验方案、进行实验操作、获取实验结论的过程中,不仅能获取知识、技能和方法,还能提高探究能力。下列实验装置不能达到实验目的的
是( )
【解析】选A、D。碳酸氢钠受热易分解,不能用该装置干燥碳酸氢钠,A错误;Na2O2与H2O反应生成的O2能使带火星的木条复燃,B正确;进行焰色反应可以用光洁无锈的铁丝或铂丝蘸待测溶液,然后在酒精灯的火焰上灼烧,若观察到火焰呈黄色,就证明在纯碱中含有钠元素,C正确;比较Na2CO3、NaHCO3的热稳定性,应该把NaHCO3放在内管,把Na2CO3放在外管,若观察到与内管连接的澄清石灰水变浑浊,就证明稳定性Na2CO3>NaHCO3,否则由于玻璃的导热性差,观察到与外管连接的澄清石灰水变浑浊,D错误。
6.(2021·平顶山高一检测)下列有关Na2CO3和NaHCO3的性质叙述中错误的
是( )
A.常温时水溶性:Na2CO3>NaHCO3
B.Na2CO3和NaHCO3都是盐,能与酸反应
C.等物质的量的Na2CO3和NaHCO3与相同的盐酸充分反应时,消耗酸的体积之比是2∶1
D.将澄清的石灰水分别加入少量Na2CO3和NaHCO3溶液时,前者产生沉淀,后者不产生沉淀
【解析】选D。由Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑、NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑知,等物质的量的Na2CO3、NaHCO3与足量盐酸反应时消耗等浓度盐酸的体积之比为2∶1,C正确;两者都产生沉淀:Na2CO3+Ca(OH)22NaOH+CaCO3↓,NaHCO3+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O+NaOH,D错误。
7.(2021·南京高一检测)碳酸钠俗名纯碱或苏打,在外观上与食盐相似,可用于清洗厨房用具的油污等。区分厨房中的食盐和碳酸钠的方法有很多,下列方法中不能区分两者的是( )
A.分别取少量两种物质,尝一下两者的味道
B.分别取少量两种物质于试管中,滴加醋酸溶液观察现象
C.分别取少量两种物质于试管中,加蒸馏水溶解,用pH试纸分别测两种溶液的pH
D.分别取少量两种物质于试管中,加蒸馏水溶解,再加AgNO3溶液观察现象
【解析】选D。各取少量两种物质尝味道,咸味的是食盐,涩味的是碳酸钠,能区分,故A正确;醋酸溶液与碳酸钠反应产生二氧化碳,与食盐不反应,能区分,故B正确;食盐溶液呈中性,碳酸钠溶液呈碱性,两种溶液的pH大小不同,能区分,故C正确;食盐水与AgNO3溶液反应生成白色氯化银沉淀,碳酸钠溶液与AgNO3溶液反应生成白色碳酸银沉淀,实验现象相同,不能区分,故D错误。
8.下列有关Na2CO3和NaHCO3的说法中,错误的是( )
A.等质量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应,在相同条件下Na2CO3产生的CO2体积大
B.等物质的量的Na2CO3和NaHCO3分别与相同浓度相同体积的盐酸反应,NaHCO3反应更剧烈
C.向Na2CO3溶液中滴加酚酞溶液,溶液变红
D.可用BaCl2溶液鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液
【解析】选A。等质量的Na2CO3和NaHCO3,NaHCO3的物质的量大,故等质量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应,在相同条件下Na2CO3产生的CO2体积较小,A错误;等物质的量的Na2CO3和NaHCO3分别与相同浓度相同体积的盐酸反应,NaHCO3反应更剧烈,B正确;因Na2CO3溶液呈碱性,故向其中滴加酚酞溶液后溶液变红,C正确;碳酸钡难溶于水,而碳酸氢钡可溶于水,故可用BaCl2溶液鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液,D正确。
9.(2021·泰州高一检测)某溶液中含有HC、S、C、CH3COO-4种阴离子。向其中加入足量的Na2O2固体后,溶液中离子浓度基本保持不变的是(假设溶液体积无变化)( )
A.CH3COO-B.S
C.CD.HC
【解析】选A。Na2O2与水反应生成NaOH和O2,HC+OH-C+H2O,HC浓度减小,C浓度增大;S具有还原性,被Na2O2氧化,浓度减小;CH3COO-浓度几乎不变。
10.我国杰出化学家侯德榜根据NaHCO3溶解度比NaCl、Na2CO3、NH4HCO3、NH4Cl都小的性质,运用CO2+NH3+H2O+NaClNaHCO3↓+NH4Cl的反应原理制备纯碱。实验室模拟的生产流程示意图如下所示,则下列叙述错误的是( )
气体A的饱和溶液A和食盐的饱和溶液悬浊液晶体纯碱
A.A气体是NH3,B气体是CO2
B.第Ⅲ步得到的晶体是发酵粉的主要成分
C.第Ⅲ步操作用到的主要玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒
D.第Ⅳ步操作的主要过程有溶解、蒸发、结晶
【解析】选D。A.氨气易溶于水,二氧化碳能溶于水,依据侯德榜制碱的原理:向氨化的饱和食盐水中通入二氧化碳气体析出碳酸氢钠,加热碳酸氢钠制备纯碱,所以气体A为氨气,B为二氧化碳,故A正确;B.发酵粉是一种复合添加剂,主要用作面制品和膨化食品的生产。发酵粉中含有许多物质,主要成分为碳酸氢钠和酒石酸,第Ⅲ步得到的晶体是碳酸氢钠,故B正确;C.第Ⅲ步操作是过滤操作,通过过滤得到碳酸氢钠晶体,所以需要的仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,故C正确;D.第Ⅳ步操作是将晶体碳酸氢钠直接加热分解得到碳酸钠固体,故D错误。
11.下列实验方案中,不能测定Na2CO3和NaHCO3的混合物中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选项采用差量法,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b g固体为生成的氯化钠的质量,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混合物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的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。
12.(素养新思维)过碳酸钠2Na2CO3·3H2O2,外观为白色结晶,主要用作漂白剂和氧化剂,以及作去污剂、清洗剂、杀菌剂。生产过程的主要反应方程式:
2Na2CO3+3H2O22Na2CO3·3H2O2,
下列说法不正确的是( )
A.过碳酸钠具有强氧化性
B.生产过程中采用较低温度,目的是防止产品及反应物的分解
C.在生产过程中酸、铁盐、铜盐等都可能导致产率下降
D.将过碳酸钠溶液和亚硫酸氢钠溶液混合,发生的反应为2Na2CO3·3H2O2+3NaHSO32Na2CO3+3NaHSO4+3H2O
【解析】选D。过碳酸钠2Na2CO3·3H2O2具有碳酸钠和双氧水的性质,所以具有强氧化性,故A正确; 生产过程中采用较低温度,目的是防止H2O2分解,故B正确; 酸、铁盐、铜盐等都能消耗碳酸钠,所以在生产过程中酸、铁盐、铜盐等都可能导致产率下降,故C正确; 过碳酸钠2Na2CO3·3H2O2具有碳酸钠和双氧水的性质,可以将亚硫酸氢钠氧化成Na2SO4,发生的反应为2Na2CO3·3H2O2+3NaHSO3NaHCO3+3Na2SO4+CO2↑+4H2O,故D错误。
13.向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体,充分反应后,再向所得溶液中逐滴加入一定浓度的盐酸,产生CO2的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示。下列判断正确的是( )
A.所得溶液的溶质成分为NaOH、Na2CO3
B.所得溶液的溶质成分为Na2CO3
C.所得溶液的溶质成分为NaHCO3、Na2CO3
D.所得溶液的溶质成分为NaHCO3
【解析】选C。当向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体时,反应有两种可能情况:2NaOH+CO2Na2CO3+H2O或NaOH+CO2NaHCO3,在加入盐酸100 mL时,溶液中溶质可能有四种情况,分别为A、B、C、D四个选项,根据盐酸由0 mL滴至25 mL时没有CO2产生,由25 mL滴至100 mL时,发生反应NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O生成CO2,后一段反应消耗的盐酸大于前一段反应消耗的,可知所得溶液的溶质成分为NaHCO3、Na2CO3。
二、非选择题(本题包括2小题,共31分)。
14.(15分)如图所示为两个实验装置(铁架台等辅助仪器已略去)。
回答下列问题:
(1)实验甲在加热过程中能观察到有白色沉淀生成的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)烧杯,该烧杯中发生反应的离子方程式是_________________________________,通过实验甲可比较出__________(填“Na2CO3”或“NaHCO3”)较稳定。
(2)实验乙用来验证Na2O2与CO2的反应,观察到的实验现象:包有Na2O2的棉花燃烧。写出Na2O2与CO2发生反应的化学方程式_____________________________,棉花燃烧说明该反应的特点是___________________。
(3)取10.0 g碳酸钠和碳酸氢钠的混合物加热,将生成的CO2通入足量澄清石灰水中完全吸收,测得生成沉淀4.0 g。则原混合物中碳酸钠的质量分数为__。
【解析】(1)NaHCO3受热易分解产生CO2:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,使澄清石灰水变浑浊;而Na2CO3较稳定,受热不分解。
(2)Na2O2与CO2反应产生O2,并放出大量的热:2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,故能使棉花燃烧。
(3)NaHCO3与CaCO3存在如下关系:
2NaHCO3 ～ CaCO3
168 g 100 g
m(NaHCO3) 4.0 g
m(NaHCO3)=6.72 g
则m(Na2CO3)=10.0 g-6.72 g=3.28 g,其质量分数为×100 %=32.8 %。
答案:(1)Ⅱ Ca2++2OH-+CO2CaCO3↓+H2O Na2CO3
(2)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2 Na2O2与CO2反应放出O2,并产生大量的热
(3)32.8%
15.(16分)(素养新思维)现有NaHCO3和Na2CO3·xH2O的混合物,为了测定x值,某同学采用如图所示的装置进行实验(CaCl2、碱石灰均足量)。
(1)A装置的作用是___________________________。
(2)B装置的作用是___________________________。
(3)C装置的作用是___________________________。
(4)若在装置A的试管中装入NaHCO3和Na2CO3·xH2O的混合物3.7 g,用酒精灯加热到反应完全,此时B管增重1.89 g,C管增重0.22 g,则x的值为________。
(5)该装置还不是很完善,可能使测定结果偏小,应如何改进?
__________________________________________。
为什么?__ ______________________________。
【解析】B管增重1.89 g是产生的水的质量,H2O来自NaHCO3的分解和Na2CO3·xH2O失水。C管增重0.22 g是产生的CO2的质量。由CO2的质量可求出NaHCO3的质量及其产生H2O的质量。
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
2×84 44 18
0.84 g 0.22 g0.09 g
即Na2CO3·xH2O的质量为3.7 g-0.84 g=2.86 g,Na2CO3·xH2O含水:1.89 g-0.09 g=1.80 g,在Na2CO3·xH2O中:===,得x=10。
答案:(1)加热,使NaHCO3分解,使Na2CO3·xH2O失水
(2)吸收反应中生成的水
(3)吸收反应中生成的CO2
(4)10
(5)在C装置后再加一个装有碱石灰的U形管 为了防止空气中的CO2和H2O被C装置中的碱石灰吸收
(九层之台,起于累土——难点知识从基础练起)
书写下列反应的化学方程式:
(1)Na2CO3与盐酸反应:Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑;
(2)NaHCO3与盐酸反应:NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑;
(3)NaHCO3受热分解:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑;
(4)NaHCO3与NaOH溶液反应:NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O。序号
混合物
除杂方法
①
Na2CO3(s)、NaHCO3
加热法
②
NaHCO3(aq)、Na2CO3
足量CO2
③
Na2CO3(aq)、NaHCO3
适量NaOH溶液
化学名:碳酸钠,俗称苏打
性状:白色粉末,易溶于水,水溶液呈中性
化学式:Na2CO3
用途:重要的基本化工原料之一,在纺织、玻璃、制皂、造纸等领域都有广泛应用
一、概念判断(判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”,共5小题,每题1分,共5分)。
1.Na2CO3俗称纯碱,所以Na2CO3是碱。( )
提示:×。Na2CO3水溶液呈碱性,Na2CO3属于盐类。
2.将稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠混合溶液,立即产生气泡。( )
提示:×。盐酸先与氢氧化钠反应,然后与碳酸钠反应先生成碳酸氢钠,不会立即产生气泡。
3.碳酸氢钠受热分解实验如图所示。( )
提示:×。用试管加热固体,试管尾部应略高于试管口。
4.热稳定性:NaHCO3>Na2CO3。( )
提示:×。碳酸氢钠受热分解,碳酸钠不易分解
5.与同浓度盐酸反应的剧烈程度:NaHCO3>Na2CO3。( )
提示:√。
二、选择题(本题包括4小题,每题3分,共12分)。
·题组1 碳酸钠与碳酸氢钠的性质
1.Na2CO3和NaHCO3是常见的两种钠盐,它们广泛应用于生产和生活中。下列有关碳酸钠和碳酸氢钠的说法中,不正确的是( )
A.小苏打能中和胃酸,对胃壁不产生强烈的刺激或腐蚀作用,可用于治疗胃酸过多症,但不适合胃溃疡病人
B.NaHCO3能中和面粉发酵后产生的酸,并且产生二氧化碳气体,可用于做馒头
C.可以用澄清石灰水来鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液
D.利用碳酸钠溶液显碱性可以用热的纯碱溶液洗去油污
【解析】选C。小苏打与胃酸中的盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体,反应的化学方程式为NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑,胃溃疡病人不能服用小苏打类药物来治疗,因为反应产生的二氧化碳气体会造成胃部胀气,易造成胃穿孔,A项正确;NaHCO3与酸反应生成二氧化碳气体,使得馒头或面包松软多孔,B项正确;Na2CO3和NaHCO3溶液都与澄清石灰水反应生成CaCO3白色沉淀,所以不能用澄清石灰水来鉴别,C项错误;碳酸钠溶液显碱性,可以除去油污,D项正确。
2.下列关于Na2CO3和NaHCO3性质的说法不正确的是( )
A.热稳定性:Na2CO3 >NaHCO3
B.与同浓度盐酸反应的剧烈程度:Na2CO3 >NaHCO3
C.相同温度时,在水中的溶解性:Na2CO3 >NaHCO3
D.等浓度溶液的碱性:Na2CO3 >NaHCO3
【解析】选B。碳酸氢钠受热易分解,热稳定性:Na2CO3>NaHCO3,A项正确;与同浓度盐酸反应时,剧烈程度:NaHCO3>Na2CO3,B项错误;相同温度下,溶解性:Na2CO3>NaHCO3,C项正确;相同条件下,碳酸钠溶液碱性强于碳酸氢钠,D项正确。
归纳总结Na2CO3、NaHCO3的除杂方法(后者为杂质)
·题组2 侯氏制碱法
3.如图模拟“侯氏制碱法”制取碳酸氢钠的部分装置。下列操作正确的是( )
A.a通入CO2,然后b通入NH3,c中放碱石灰
B.b通入NH3,然后a通入CO2,c中放碱石灰
C.a通入NH3,然后b通入CO2,c中放蘸稀硫酸的脱脂棉
D.b通入CO2,然后a通入NH3,c中放蘸稀硫酸的脱脂棉
【解析】选C。CO2在水中的溶解度小,氨气极易溶于水,应先通入氨气,然后再通入CO2;由于氨气极易溶于水需要防止倒吸, a应通入NH3,b通入CO2;氨气是碱性气体需要稀硫酸吸收多余的氨气, C正确。
4.工业上用粗盐(含Ca2+、Mg2+、S等杂质)为主要原料采用“侯氏制碱法”生产纯碱和化肥NH4Cl,工艺流程如下图所示,下列有关说法正确的是( )
A.在“侯氏制碱法”中涉及氧化还原反应
B.饱和食盐水中先通入的气体为CO2
C.流程图中的系列操作中一定需要玻璃棒
D.工艺中只有碳酸氢钠加热分解产生的CO2可回收循环利用
【解析】选C。“侯氏制碱法”中涉及的反应主要有NH3+CO2+H2ONH4HCO3;NH4HCO3+NaClNaHCO3↓+NH4Cl;2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,没有氧化还原反应,A错误;二氧化碳在水中溶解度较小,氨气溶解度较大,先通入氨气,在碱性溶液中再通入二氧化碳,可增大二氧化碳的溶解量,提高产物浓度,B错误;从溶液中得到固体需要加热浓缩,冷却结晶、过滤等操作,这些过程需要用玻璃棒搅拌、引流等, C正确;工艺中除CO2可回收循环利用外,母液中含有未反应的NaCl也可回收循环利用, D错误。
【误区警示】
(1)利用侯氏制碱法制取NaHCO3时,在饱和NaCl溶液中应先通入NH3,后通入CO2。
(2)NaHCO3在水中的溶解度小于NH4HCO3和NH4Cl、NaCl。
(3)“联合制碱法”时还能得到NaHCO3和NH4Cl等副产品。
三、非选择题(本题包括1小题,共13分)。
5.(2021·佛山高一检测)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)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__, __;
(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__________;
(4)另有两瓶溶液,已知分别是等物质的量浓度的K2CO3和NaHCO3,请你写出两种不同的鉴别方法。(写出简要操作、现象和结论)
①_______________________。
②_______________________。
【解析】(1)碳酸钠和碳酸氢钠均能与盐酸反应生成二氧化碳,通入石灰水后现象是一样的,而图Ⅱ的实验是比较两者产生气体速率,碳酸氢钠与盐酸反应产生气体速率快,故可用图Ⅱ来鉴别它们;(2)图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质,涉及的化学反应为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O;(3)试管B中装入的固体最好是NaHCO3;(4)鉴别K2CO3和NaHCO3可以利用焰色试验,也可以通过加入BaCl2(CaCl2)溶液。
答案:(1)Ⅱ
(2)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O
(3)NaHCO3
(4)①焰色试验,通过蓝色钴玻璃能看到紫色焰色的是K2CO3,否则是NaHCO3
②加入BaCl2(CaCl2)溶液,产生白色沉淀的是K2CO3,否则是NaHCO3
一、选择题(共13题,每小题3分,共39分)。
1.(新视角)下表为某轻质纯碱产品说明书:
其中有错误的一项是( )
A.化学名 B.性状 C.化学式 D.用途
【解析】选B。纯碱溶于水后其水溶液呈弱碱性,B项错误。
2.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。
3.我国医学家通过研究发现小苏打可去除肿瘤内的氢离子,从而快速有效地杀死处于葡萄糖饥饿或缺乏状态的肿瘤细胞,为治疗原发性肝癌开辟了新路径。下列有关小苏打的说法错误的是( )
A.可用于制备苏打
B.可用于糕点生产中
C.与H+作用易产生CO2
D.可用饱和食盐水与CO2反应制得
【解析】选D。NaHCO3俗称小苏打,碳酸钠俗称苏打,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠,则可用于制备苏打,故A正确;NaHCO3俗称小苏打,碳酸氢钠能与H+反应生成二氧化碳,用于制发酵粉,可用于糕点生产中,故B正确;NaHCO3俗称小苏打,与H+作用易产生CO2,故C正确;饱和食盐水与CO2不反应,所以不能用饱和食盐水与CO2反应制得小苏打,故D错误。
4.下列物质反应时,反应物用量或反应条件的改变对生成物无影响的是( )
A.C和O2B.Na2CO3和盐酸
C.Na和O2D.NaHCO3和NaOH
【解析】选D。A项,碳与氧气反应,氧气少量生成一氧化碳,氧气过量生成二氧化碳,反应物用量对生成物有影响,故A不选;B项,Na2CO3溶液与HCl反应盐酸量不同可以生成碳酸或碳酸氢钠,改变反应条件或反应物的用量对生成物的种类有影响,故B不选;C项,Na与O2在不加热时生成Na2O,加热时生成Na2O2,反应条件不同,生成物不同,故C不选;D项,NaHCO3和NaOH反应生成碳酸钠和水,与反应条件和量无关,故D选。
5.(双选)学生在设计实验方案、进行实验操作、获取实验结论的过程中,不仅能获取知识、技能和方法,还能提高探究能力。下列实验装置不能达到实验目的的
是( )
【解析】选A、D。碳酸氢钠受热易分解,不能用该装置干燥碳酸氢钠,A错误;Na2O2与H2O反应生成的O2能使带火星的木条复燃,B正确;进行焰色反应可以用光洁无锈的铁丝或铂丝蘸待测溶液,然后在酒精灯的火焰上灼烧,若观察到火焰呈黄色,就证明在纯碱中含有钠元素,C正确;比较Na2CO3、NaHCO3的热稳定性,应该把NaHCO3放在内管,把Na2CO3放在外管,若观察到与内管连接的澄清石灰水变浑浊,就证明稳定性Na2CO3>NaHCO3,否则由于玻璃的导热性差,观察到与外管连接的澄清石灰水变浑浊,D错误。
6.(2021·平顶山高一检测)下列有关Na2CO3和NaHCO3的性质叙述中错误的
是( )
A.常温时水溶性:Na2CO3>NaHCO3
B.Na2CO3和NaHCO3都是盐,能与酸反应
C.等物质的量的Na2CO3和NaHCO3与相同的盐酸充分反应时,消耗酸的体积之比是2∶1
D.将澄清的石灰水分别加入少量Na2CO3和NaHCO3溶液时,前者产生沉淀,后者不产生沉淀
【解析】选D。由Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑、NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑知,等物质的量的Na2CO3、NaHCO3与足量盐酸反应时消耗等浓度盐酸的体积之比为2∶1,C正确;两者都产生沉淀:Na2CO3+Ca(OH)22NaOH+CaCO3↓,NaHCO3+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O+NaOH,D错误。
7.(2021·南京高一检测)碳酸钠俗名纯碱或苏打,在外观上与食盐相似,可用于清洗厨房用具的油污等。区分厨房中的食盐和碳酸钠的方法有很多,下列方法中不能区分两者的是( )
A.分别取少量两种物质,尝一下两者的味道
B.分别取少量两种物质于试管中,滴加醋酸溶液观察现象
C.分别取少量两种物质于试管中,加蒸馏水溶解,用pH试纸分别测两种溶液的pH
D.分别取少量两种物质于试管中,加蒸馏水溶解,再加AgNO3溶液观察现象
【解析】选D。各取少量两种物质尝味道,咸味的是食盐,涩味的是碳酸钠,能区分,故A正确;醋酸溶液与碳酸钠反应产生二氧化碳,与食盐不反应,能区分,故B正确;食盐溶液呈中性,碳酸钠溶液呈碱性,两种溶液的pH大小不同,能区分,故C正确;食盐水与AgNO3溶液反应生成白色氯化银沉淀,碳酸钠溶液与AgNO3溶液反应生成白色碳酸银沉淀,实验现象相同,不能区分,故D错误。
8.下列有关Na2CO3和NaHCO3的说法中,错误的是( )
A.等质量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应,在相同条件下Na2CO3产生的CO2体积大
B.等物质的量的Na2CO3和NaHCO3分别与相同浓度相同体积的盐酸反应,NaHCO3反应更剧烈
C.向Na2CO3溶液中滴加酚酞溶液,溶液变红
D.可用BaCl2溶液鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液
【解析】选A。等质量的Na2CO3和NaHCO3,NaHCO3的物质的量大,故等质量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应,在相同条件下Na2CO3产生的CO2体积较小,A错误;等物质的量的Na2CO3和NaHCO3分别与相同浓度相同体积的盐酸反应,NaHCO3反应更剧烈,B正确;因Na2CO3溶液呈碱性,故向其中滴加酚酞溶液后溶液变红,C正确;碳酸钡难溶于水,而碳酸氢钡可溶于水,故可用BaCl2溶液鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液,D正确。
9.(2021·泰州高一检测)某溶液中含有HC、S、C、CH3COO-4种阴离子。向其中加入足量的Na2O2固体后,溶液中离子浓度基本保持不变的是(假设溶液体积无变化)( )
A.CH3COO-B.S
C.CD.HC
【解析】选A。Na2O2与水反应生成NaOH和O2,HC+OH-C+H2O,HC浓度减小,C浓度增大;S具有还原性,被Na2O2氧化,浓度减小;CH3COO-浓度几乎不变。
10.我国杰出化学家侯德榜根据NaHCO3溶解度比NaCl、Na2CO3、NH4HCO3、NH4Cl都小的性质,运用CO2+NH3+H2O+NaClNaHCO3↓+NH4Cl的反应原理制备纯碱。实验室模拟的生产流程示意图如下所示,则下列叙述错误的是( )
气体A的饱和溶液A和食盐的饱和溶液悬浊液晶体纯碱
A.A气体是NH3,B气体是CO2
B.第Ⅲ步得到的晶体是发酵粉的主要成分
C.第Ⅲ步操作用到的主要玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒
D.第Ⅳ步操作的主要过程有溶解、蒸发、结晶
【解析】选D。A.氨气易溶于水,二氧化碳能溶于水,依据侯德榜制碱的原理:向氨化的饱和食盐水中通入二氧化碳气体析出碳酸氢钠,加热碳酸氢钠制备纯碱,所以气体A为氨气,B为二氧化碳,故A正确;B.发酵粉是一种复合添加剂,主要用作面制品和膨化食品的生产。发酵粉中含有许多物质,主要成分为碳酸氢钠和酒石酸,第Ⅲ步得到的晶体是碳酸氢钠,故B正确;C.第Ⅲ步操作是过滤操作,通过过滤得到碳酸氢钠晶体,所以需要的仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,故C正确;D.第Ⅳ步操作是将晶体碳酸氢钠直接加热分解得到碳酸钠固体,故D错误。
11.下列实验方案中,不能测定Na2CO3和NaHCO3的混合物中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选项采用差量法,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b g固体为生成的氯化钠的质量,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混合物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的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。
12.(素养新思维)过碳酸钠2Na2CO3·3H2O2,外观为白色结晶,主要用作漂白剂和氧化剂,以及作去污剂、清洗剂、杀菌剂。生产过程的主要反应方程式:
2Na2CO3+3H2O22Na2CO3·3H2O2,
下列说法不正确的是( )
A.过碳酸钠具有强氧化性
B.生产过程中采用较低温度,目的是防止产品及反应物的分解
C.在生产过程中酸、铁盐、铜盐等都可能导致产率下降
D.将过碳酸钠溶液和亚硫酸氢钠溶液混合,发生的反应为2Na2CO3·3H2O2+3NaHSO32Na2CO3+3NaHSO4+3H2O
【解析】选D。过碳酸钠2Na2CO3·3H2O2具有碳酸钠和双氧水的性质,所以具有强氧化性,故A正确; 生产过程中采用较低温度,目的是防止H2O2分解,故B正确; 酸、铁盐、铜盐等都能消耗碳酸钠,所以在生产过程中酸、铁盐、铜盐等都可能导致产率下降,故C正确; 过碳酸钠2Na2CO3·3H2O2具有碳酸钠和双氧水的性质,可以将亚硫酸氢钠氧化成Na2SO4,发生的反应为2Na2CO3·3H2O2+3NaHSO3NaHCO3+3Na2SO4+CO2↑+4H2O,故D错误。
13.向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体,充分反应后,再向所得溶液中逐滴加入一定浓度的盐酸,产生CO2的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示。下列判断正确的是( )
A.所得溶液的溶质成分为NaOH、Na2CO3
B.所得溶液的溶质成分为Na2CO3
C.所得溶液的溶质成分为NaHCO3、Na2CO3
D.所得溶液的溶质成分为NaHCO3
【解析】选C。当向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体时,反应有两种可能情况:2NaOH+CO2Na2CO3+H2O或NaOH+CO2NaHCO3,在加入盐酸100 mL时,溶液中溶质可能有四种情况,分别为A、B、C、D四个选项,根据盐酸由0 mL滴至25 mL时没有CO2产生,由25 mL滴至100 mL时,发生反应NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O生成CO2,后一段反应消耗的盐酸大于前一段反应消耗的,可知所得溶液的溶质成分为NaHCO3、Na2CO3。
二、非选择题(本题包括2小题,共31分)。
14.(15分)如图所示为两个实验装置(铁架台等辅助仪器已略去)。
回答下列问题:
(1)实验甲在加热过程中能观察到有白色沉淀生成的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)烧杯,该烧杯中发生反应的离子方程式是_________________________________,通过实验甲可比较出__________(填“Na2CO3”或“NaHCO3”)较稳定。
(2)实验乙用来验证Na2O2与CO2的反应,观察到的实验现象:包有Na2O2的棉花燃烧。写出Na2O2与CO2发生反应的化学方程式_____________________________,棉花燃烧说明该反应的特点是___________________。
(3)取10.0 g碳酸钠和碳酸氢钠的混合物加热,将生成的CO2通入足量澄清石灰水中完全吸收,测得生成沉淀4.0 g。则原混合物中碳酸钠的质量分数为__。
【解析】(1)NaHCO3受热易分解产生CO2:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,使澄清石灰水变浑浊;而Na2CO3较稳定,受热不分解。
(2)Na2O2与CO2反应产生O2,并放出大量的热:2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,故能使棉花燃烧。
(3)NaHCO3与CaCO3存在如下关系:
2NaHCO3 ～ CaCO3
168 g 100 g
m(NaHCO3) 4.0 g
m(NaHCO3)=6.72 g
则m(Na2CO3)=10.0 g-6.72 g=3.28 g,其质量分数为×100 %=32.8 %。
答案:(1)Ⅱ Ca2++2OH-+CO2CaCO3↓+H2O Na2CO3
(2)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2 Na2O2与CO2反应放出O2,并产生大量的热
(3)32.8%
15.(16分)(素养新思维)现有NaHCO3和Na2CO3·xH2O的混合物,为了测定x值,某同学采用如图所示的装置进行实验(CaCl2、碱石灰均足量)。
(1)A装置的作用是___________________________。
(2)B装置的作用是___________________________。
(3)C装置的作用是___________________________。
(4)若在装置A的试管中装入NaHCO3和Na2CO3·xH2O的混合物3.7 g,用酒精灯加热到反应完全,此时B管增重1.89 g,C管增重0.22 g,则x的值为________。
(5)该装置还不是很完善,可能使测定结果偏小,应如何改进?
__________________________________________。
为什么?__ ______________________________。
【解析】B管增重1.89 g是产生的水的质量,H2O来自NaHCO3的分解和Na2CO3·xH2O失水。C管增重0.22 g是产生的CO2的质量。由CO2的质量可求出NaHCO3的质量及其产生H2O的质量。
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
2×84 44 18
0.84 g 0.22 g0.09 g
即Na2CO3·xH2O的质量为3.7 g-0.84 g=2.86 g,Na2CO3·xH2O含水:1.89 g-0.09 g=1.80 g,在Na2CO3·xH2O中:===,得x=10。
答案:(1)加热,使NaHCO3分解,使Na2CO3·xH2O失水
(2)吸收反应中生成的水
(3)吸收反应中生成的CO2
(4)10
(5)在C装置后再加一个装有碱石灰的U形管 为了防止空气中的CO2和H2O被C装置中的碱石灰吸收
(九层之台,起于累土——难点知识从基础练起)
书写下列反应的化学方程式:
(1)Na2CO3与盐酸反应:Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑;
(2)NaHCO3与盐酸反应:NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑;
(3)NaHCO3受热分解:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑;
(4)NaHCO3与NaOH溶液反应:NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O。序号
混合物
除杂方法
①
Na2CO3(s)、NaHCO3
加热法
②
NaHCO3(aq)、Na2CO3
足量CO2
③
Na2CO3(aq)、NaHCO3
适量NaOH溶液
化学名:碳酸钠,俗称苏打
性状:白色粉末,易溶于水,水溶液呈中性
化学式:Na2CO3
用途:重要的基本化工原料之一,在纺织、玻璃、制皂、造纸等领域都有广泛应用
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