专题03 碳酸钠和碳酸氢钠性质的研究——备战2022年高考化学之突破教材实验热点

专题03  碳酸钠和碳酸氢钠性质的研究 1．与盐酸的反应（1）实验装置（2）实验操作及现象分析实验步骤实验现象实验结论Na2CO3NaHCO3①向2支试管中分别加入50 mL 2 mol·L-1盐酸，将分别装有Na2CO3和NaHCO3固体的气球套在试管上方当提起气球时，气球中固体落入试管中，立即发生反应，反应剧烈，产生气泡，气球胀大当提起气球时，气球中固体落入试管中，立即发生反应，反应更剧烈，产生气泡，气球胀大碳酸钠与碳酸氢钠都能与盐酸反应，且相同条件下，碳酸氢钠与盐酸反应更剧烈②将产生的气体通入澄清石灰水中澄清石灰水变浑浊澄清石灰水变浑浊都能与盐酸反应生成二氧化碳（3）与酸反应放出CO2的速率快慢不同的原因分析NaHCO3溶液与盐酸反应只需一步即可放出CO2气体，故放出气体的速率较快：NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O。Na2CO3溶液与盐酸反应时，第一步生成NaHCO3，此时尚无气体放出：Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl；第二步是生成的NaHCO3与盐酸反应放出CO2。故将相同物质的量浓度的盐酸分别滴入等体积等物质的量浓度的NaHCO3溶液和Na2CO3溶液中，前者放出气体的速率较快。2．热稳定性比较（1）实验装置A为碳酸钠，B为碳酸氢钠。（2）实验现象及结论 实验现象实验结论碳酸钠D中无明显现象碳酸钠的热稳定性更好碳酸氢钠C中澄清石灰水变浑浊（3）热稳定性①Na2CO3性质稳定，受热难分解。②NaHCO3性质不稳定，受热易分解，化学方程式为2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。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，具体情况如图所示。                   Ⅰ                                  Ⅱ               Ⅲ                                   Ⅳ（1）只根据图Ⅰ、Ⅱ（盐酸足量且固体质量相同）所示实验，能够达到实验目的的是___________(填装置序号)，写出该实验中能确定粉末是NaHCO3的两点现象____________________________________。（2）图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质，写出所发生的共同反应的化学方程式(若为离子反应，则写离子方程式)：_____________________、__________________________。（3）若用实验Ⅳ确定NaHCO3比Na2CO3易分解，则试管B中装入的固体是______________(填化学式)，原因是_____________________________________________。【答案】（1）Ⅱ  气球膨胀较大；产生气泡较剧烈（2）2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2OCa2++2OH−+CO2CaCO3↓+H2O（3）NaHCO3 B试管中的温度低于A试管中的温度【解析】（1）Na2CO3、NaHCO3固体与盐酸均能反应产生能使澄清石灰水变浑浊的CO2气体，故实验Ⅰ不能鉴别Na2CO3与NaHCO3。等质量的Na2CO3和NaHCO3与过量盐酸反应时，NaHCO3与盐酸反应更剧烈且产生气体的量多，故实验Ⅱ可以鉴别。（2）NaHCO3受热易分解，Na2CO3受热不分解，可用加热法鉴别。（3）小试管B内的温度比大试管A内的温度低，只有将NaHCO3置于B中才能证明NaHCO3更易分解。1．下列关于Na2CO3和NaHCO3性质的说法错误的是A．热稳定性：NaHCO3＜Na2CO3B．与同浓度盐酸反应的剧烈程度：NaHCO3＜Na2CO3C．相同温度时，在水中的溶解性：NaHCO3＜Na2CO3D．等物质的量浓度溶液的pH：NaHCO3＜Na2CO32．为精确测定工业纯碱中碳酸钠的质量分数(含少量NaCl)，准确称量W g样品进行实验，下列实验方法所对应的实验方案和测量数据合理的是(　　)选项实验方法实验方案测量数据A滴定法将样品配成100 mL溶液，取10 mL，加入酚酞，用标准盐酸滴定消耗盐酸的体积B量气法将样品与盐酸反应，生成的气体全部被碱石灰吸收碱石灰增加的质量C重量法将样品放入烧瓶中，置于电子天平上，加入足量盐酸减少的质量D量气法将样品与盐酸反应，气体通过排水量气装置量气排出水的体积3．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.往Na2CO3饱和溶液中通入CO2气体，可获得NaHCO3沉淀4．为了测定NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物中各组分的含量，某同学设计如下实验：取一定质量的混合物，通过测量反应前后②和③装置质量的变化，测定该混合物中各组分的质量分数。下列说法中错误的是(　　)A．①②③中可以依次盛装碱石灰、无水CaCl2、碱石灰B．硬质玻璃管加热前，应关闭b，打开a，缓缓通入空气，直至a处出来的空气不再使澄清石灰水变浑浊为止C．若将①装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶，则测得的NaCl含量偏大D．实验过程中一直通入空气，停止加热后再停止通入空气5．“侯氏制碱法”是我国化工专家候德榜为世界制碱工业作出的突出贡献。某实验小组模拟“侯氏制碱法”的工艺流程及实验装置(部分夹持装置省略）如下：下列叙述错误的是A．实验时先点燃装置①的酒精灯，过一段时间后再打开装置③中分液漏斗的旋塞B．装置②的干燥管中可盛放蘸稀硫酸的脱脂棉，作用是吸收多余的NH3C．向步骤Ⅰ所得滤液中通入氨气，加入细小的食盐颗粒并降温，可析出NH4ClD．用装置④加热碳酸氢钠可实现步骤Ⅱ的转化，所得CO2可循环使用6．某实验小组欲探究Na2CO3和NaHCO3的性质，但是发现实验室里盛放两种固体的试剂瓶丢失了标签。于是，他们将两种固体分别标为A、B，先对固体A、B进行鉴别，再通过实验进行性质探究。（1）分别加热固体A、B，发现固体A受热产生的气体能使澄清石灰水变浑浊。A受热分解的化学方程式为_______________________________。（2）称取两种固体各2 g，分别加入两个小烧杯中，再各加10 mL 蒸馏水，振荡，测量温度变化；待固体充分溶解，恢复至室温，向所得溶液中各滴入2滴酚酞溶液。①发现Na2CO3固体完全溶解，而NaHCO3固体有剩余，由此得出结论：__________________。②同学们在两烧杯中还观察到以下现象。其中，盛放Na2CO3的烧杯中出现的现象是_______________（填字母序号）。a．溶液温度下降b．溶液温度升高c．滴入酚酞后溶液呈浅红色d．滴入酚酞后溶液呈红色（3）如图所示，在气密性良好的装置Ⅰ和Ⅱ中分别放入药品，将气球内的固体同时倒入试管中。①两试管中均产生气体，___________（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）的反应程度更为剧烈。②反应结束后，气球均有膨胀，恢复至室温，下列说法正确的是__________（填字母序号）。a．装置Ⅰ的气球体积较大b．装置Ⅱ的气球体积较大c．生成气体的体积根据盐酸计算d．生成气体的体积根据固体计算（4）同学们将两种固体分别配制成0.5 mol·L−1的溶液，设计如下方案并对反应现象做出预测：实验方案预测现象预测依据操作1：向2 mL Na2CO3溶液中滴加1 mL 0.5 mol·L−1 CaCl2溶液有白色沉淀Na2CO3溶液中的浓度较大，能与CaCl发生反应：______________________________（写离子方程式）操作2：向2 mL NaHCO3溶液中滴加1 mL 0.5 mol·L−1 CaCl2溶液无白色沉淀NaHCO3溶液中的浓度很小，不能与CaCl2反应实施实验后，发现操作2的现象与预测有差异：产生白色沉淀和气体。则该条件下，NaHCO3溶液与CaCl2溶液反应的离子方程式为____________________________________。7．化学兴趣小组的同学为测定某Na2CO3和NaCl的固体混合物样品中Na2CO3的质量分数进行了以下实验，请你参与并完成对有关问题的解答。（1）甲同学用图1所示装置测定CO2的质量。实验时稀硫酸是与样品中的__________(填“Na2CO3”或“NaCl”)发生反应，仪器b的名称是__________，洗气瓶c中盛装的是浓硫酸，此浓硫酸的作用是____________________。（2）乙同学用图2所示装置，取一定质量的样品(m g)和足量稀硫酸反应进行实验，完成样品中Na2CO3质量分数的测定。①实验前，检查该装置气密性的方法是先打开活塞a，由b注入水至其下端玻璃管中形成一段水柱，再将针筒活塞向内推压，若b下端玻璃管中的__________，则装置气密性良好。②在实验完成时，能直接测得的数据是CO2的______(填“体积”或“质量”)。（3）丙同学用下图所示方法和步骤进行实验：①操作Ⅰ涉及的实验名称有__________、洗涤；操作Ⅱ涉及的实验名称有干燥、__________。②丙同学测得的样品中Na2CO3质量分数的计算式为__________。 废物取金胡佛是美国第三十一届总统。他年轻时发迹于黄金。当时，开采金矿的水平低，滤过矿金的矿砂就直接丢弃了。胡佛凭借他掌握的化学知识，断定这些“废物”中仍有尚多的黄金，于是便搞起他的“废物利用”来了。他雇人用氰化钠的稀溶液处理矿砂，于是氰化钠与其中的Au发生化学反应，使Au生成络合物而溶解，接着，他又让人用锌粒与滤液作用，将纯净的Au置换出来。