决胜高考之【教材热点实验】03 碳酸钠和碳酸氢钠性质的研究

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【教材实验热点】03 碳酸钠和碳酸氢钠性质的研究
【教材实验梳理】
1.与盐酸的反应
(1)实验装置

(2)实验操作及现象分析

(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+HCl=NaCl+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+HCl=NaHCO3+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

(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。
【典例讲解】
1．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。

(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，写出共同发生的反应的化学方程式(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____________________________________________________________________________________。
【及时巩固】
2．下列关于Na2CO3和NaHCO3性质的说法错误的是
A．热稳定性：NaHCO3＜Na2CO3
B．与同浓度盐酸反应的剧烈程度：NaHCO3＜Na2CO3
C．相同温度时，在水中的溶解性：NaHCO3＜Na2CO3
D．等物质的量浓度溶液的pH：NaHCO3＜Na2CO3
3．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W0 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(除W0外)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
增重
C
重量法
样品放入烧瓶中，置于电子天平上，加入足量盐酸
减轻的
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
排水体积

A．A B．B C．C D．D
4．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
5．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。下列说法错误的是

A．①、②、③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
6．“侯氏制碱法”是我国化工专家侯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NH3
C．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NH4Cl
D．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
7．某实验小组欲探究Na2CO3和NaHCO3的性质,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2g,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,属于盛放Na2CO3的烧杯中出现的现象的是______(填字母序号)。
a.溶液温度下降   b.溶液温度升高   c.滴入酚酞后呈浅红色    d.滴入酚酞后呈红色
(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__________。
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作出预测:
实验方案
预测现象
预测依据
操作1:向2 mLNa2CO3溶液中滴加1mL 0.5mol·L-1CaCl2溶液
有白色沉淀
Na2CO3溶液中的CO32—浓度较大,能与CaCl2发生反应______________(写离子方程式)
操作2:向2 mLNaHCO3溶液中滴加1 mL 0.5mol·L-1CaCl2溶液
无白色沉淀
NaHCO3溶液中的CO32—浓度很小,不能与CaCl2反应

实际实验后,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_______________________________。
8．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(为m g；已测得)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________上升，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丙测得的样品中Na2CO3质量分数的计算式为___________________________。