内容正文:
专题3 从海水中获得的化学物质
第二单元 金属钠及钠的化合物
第2课时 碳酸钠 碳酸氢钠
1.了解碳酸钠和碳酸氢钠的性质和应用。
2.掌握碳酸钠和碳酸氢钠的相互转化和鉴别方法。
3.熟悉碳酸钠和碳酸氢钠在生产、生活中的应用,了解化学对社会发展的重大贡献。
重点:碳酸钠和碳酸氢钠的性质。
难点:碳酸钠和碳酸氢钠的性质及相互转化。
一、碳酸钠和碳酸氢钠
1.碳酸钠(Na2CO3)
(1)碳酸钠是白色固体,俗称________________,________于水。
电离方程式:________________________________。
(2)实验探究Na2CO3的性质
实验
现象
结论(或化学方程式)
将澄清石灰水加入碳酸钠溶液中
将氯化钙溶液加入碳酸钠溶液中
测碳酸钠溶液pH
pH____7
碳酸钠溶液呈________
将沾有油污的铜片放入热的碳酸钠溶液中
碳酸钠溶液具有________能力
(3)Na2CO3溶液与酸的反应
①与足量盐酸反应:________________________________________
②通入足量CO2:________________________________________________
2.碳酸氢钠(NaHCO3)
(1)碳酸氢钠是白色固体,俗称________,常温下溶解度________碳酸钠,水溶液呈________。
电离方程式为________________________________________。
(2)碳酸氢钠的化学性质
①与盐酸反应:________________________________________
②热稳定性:________________________________________
③与NaOH 反应:________________________________________
3.Na2CO3和NaHCO3的用途
Na2CO3
NaHCO3
________________除去物体表面的油污。
制玻璃、制肥皂、造纸、纺织、洗涤剂、冶金等。
________的主要成分、作________剂、医疗上治疗_____________。
【名师点拨】碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别方法
(1)加热法:利用NaHCO3固体受热易分解,Na2CO3不易分解,将固体置于试管中加热,能产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3。
(2)沉淀法:各取少量固体溶于水,再分别滴加稀BaCl2或CaCl2或Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀生成的是Na2CO3。
(3)测pH法:配成相同物质的量浓度的两溶液,pH较大的是Na2CO3。
(4)测生成气体快慢法:各取少量固体于试管,加适量水溶解,分别滴加稀盐酸,立刻有气体产生的是NaHCO3,开始无现象,后有气体产生的是Na2CO3。
二、侯氏制碱法
1.制取原理(主要反应)
________________________________________________
________________________________________________
2.制取步骤
(1)先把________通入饱和NaCl溶液中,形成氨化的NaCl饱和溶液,然后再通入________。这样先形成一个________的环境,可以增大________在溶液中的溶解度,生成更多的NaHCO3。
(2)因为________的溶解度小于________的溶解度,所以________先从溶液中结晶析出。加热使NaHCO3分解得到Na2CO3,生成的CO2可循环使用。
(3)在制碱工业上,所用原料CO2和NH3是由合成氨厂提供的,所以工业生产上常将侯氏制碱和合成氨联合在一起,称为“联合制碱法”。“联合制碱法”还能得到NaHCO3和NH4Cl等副产品。
1.请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)碳酸氢钠可用于治疗胃酸过多( )
(2)钠露置在空气中,最终完全转变为Na2CO3( )
(3)Na2CO3固体中的NaHCO3可加热除去( )
(4)Na2CO3、NaHCO3都能与NaOH溶液反应( )
(5)Na2CO3俗称纯碱,所以Na2CO3属于碱( )
(6)向饱和Na2CO3溶液中通入CO2,有白色晶体析出( )
(7)热的纯碱液可以去除油污( )
(8)利用澄清石灰水可鉴别Na2CO3溶液与NaHCO3溶液( )
(9)苏打是面包发酵粉的主要成分之一( )
(10)Na2CO3、NaHCO3都能与盐酸、氢氧化钠溶液反应( )
(11)确定NaCl溶液中是否混有Na2CO3的方法是取少量溶液滴加CaCl2溶液,观察是否出现白色浑浊( )
2.(1)向Na2CO3溶液中逐滴滴入稀盐酸并振荡,开始几乎无气泡产生,一段时间后有大量气泡产生,试用化学方程式及必要的文字说明解释原因。
(2)向盐酸中逐滴滴入Na2CO3溶液的现象呢?试用化学方程式及必要的文字说明解释原因。
(3)试着利用图像粗略描述上述两种情况:
Ⅰ.向Na2CO3溶液中逐滴滴入盐酸,Ⅱ.向盐酸中逐滴滴入Na2CO3溶液。
3.根据初中所学CO2通入澄清石灰水中的现象及反应,联系所学Na2CO3、NaHCO3的性质,回答下列问题。
(1)请写出Na2CO3和NaHCO3相互转化的化学方程式。
Na2CO3NaHCO3
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________;
③________________________________________________________________________。
(2)能否用加CaCl2溶液的方法鉴别Na2CO3、NaHCO3溶液?试用化学方程式及必要的文字说明解释原因。
(3)能否用加Ca(OH)2溶液的方法鉴别Na2CO3、NaHCO3溶液?试用化学方程式及必要的文字说明解释原因。
4.我国著名化学家侯德榜发明的“联合制碱法”的反应原理用化学方程式可简要表示为
第1步:NH3+CO2+H2O===NH4HCO3;
第2步:NH4HCO3+NaCl===NaHCO3↓+NH4Cl;
第3步:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。
(1)以上过程中没有涉及的基本反应类型是__________,纯碱属于______(填“酸”“碱”或“盐”)。
(2)有人认为“联合制碱法”有以下优点,你认为正确的是________(填字母)。
A.生产过程中部分产物可作为原料使用
B.副产品是一种氮肥
C.反应均不需要加热,可节约能源
(3)第2步反应中需加入磨细的食盐粉,将食盐磨细的目的是___________________________。
(4)将第2步反应的滤液(氯化铵)与剩余氯化钠的混合溶液降温,氯化铵晶体大量析出,而大部分氯化钠仍留在溶液中,据图分析氯化铵能大量结晶析出的原因是___________________。
5.碳酸钠和碳酸氢钠是生活中常见的物质。请回答下列问题:
(1)碳酸氢钠的化学式是________,俗称________,其水溶液显________(填“酸”“碱”或“中”)性。
(2)碳酸氢钠可治疗胃酸(0.2%~0.4%的盐酸)过多,反应的化学方程式为____________________________。等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应时生成CO2的量,前者________(填“>”“<”或“=”)后者。
(3)除去碳酸钠固体中碳酸氢钠的化学方程式为______________________________________。
【情境引入】
面包松软可口,深受人们喜爱,这么好吃的食物离不开一种原料——发酵粉。发酵粉主要用作面制品和膨化食品的生产。发酵粉的主要成分为碳酸氢钠和酒石酸。
请分析碳酸氢钠在面包制作中的作用是什么?化学反应原理是什么?
►问题一 碳酸钠和碳酸氢钠的性质
【典例1】Na2CO3被称为“化学工业之母”,下列有关Na2CO3和NaHCO3的说法中,正确的是( )
A.热稳定性:Na2CO3<NaHCO3
B.相同温度下在水中的溶解度:Na2CO3<NaHCO3
C.等物质的量的两种固体,分别与过量盐酸反应,生成CO2的质量相等
D.将澄清石灰水分别加入Na2CO3和NaHCO3溶液中,前者产生沉淀,后者无现象
【解题必备】Na2CO3和NaHCO3的性质比较
性质
Na2CO3
NaHCO3
性质比较
水溶液
易溶
可溶
Na2CO3溶解度大于NaHCO3
溶液酸碱性
碱性
碱性
物质的量浓度相同时,Na2CO3溶液的碱性比NaHCO3溶液强
热稳定性
稳定
不稳定
Na2CO3热稳定性比NaHCO3强
与酸反应
能
能
NaHCO3与酸反应比Na2CO3更剧烈
相互转化
Na2CO3NaHCO3
【变式1-1】下列是某兴趣小组根据课本实验设计的一个能说明碳酸钠与碳酸氢钠热稳定性的套管实验。请观察如图实验装置并分析实验原理,判断下列说法错误的是( )
A.甲为小苏打,乙为纯碱
B.甲为Na2CO3,乙为NaHCO3
C.要证明物质受热能产生水,可在两支试管内塞上沾有无水硫酸铜粉末的棉花球
D.整个实验过程中可以看到丙烧杯的澄清石灰水不变浑浊
【变式1-2】有两支试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液,下列操作和判断不正确的是( )
选项
操作
判断
A
分别加入澄清石灰水
产生沉淀者为Na2CO3
B
分别加入等浓度的稀盐酸
反应较剧烈者为NaHCO3
C
分别加入CaCl2溶液
产生沉淀者为Na2CO3
D
逐滴加入等浓度的盐酸
立即产生气泡者为NaHCO3
►问题二 碳酸钠和碳酸氢钠的相互转化
【典例2】除掉固体 Na2CO3中混有的固体NaHCO3 的最佳方法和除掉NaHCO3溶液中混有少量的Na2CO3的最佳方法分别是( )
A.加盐酸、通二氧化碳
B.加热、加盐酸
C.加热、通二氧化碳
D.加氢氧化钠溶液、通一氧化碳
【解题必备】碳酸钠与碳酸氢钠相关除杂问题
混合物
除杂方法及试剂
Na2CO3固体(NaHCO3)
加热
NaHCO3溶液(Na2CO3)
通入足量CO2气体
Na2CO3溶液(NaHCO3)
加入适量NaOH溶液
【变式2-1】为了验证碳酸氢钠固体中是否含有碳酸钠。下列实验及判断中,正确的是( )
A.加热,观察是否有气体放出
B.溶于水后加石灰水,看有无沉淀
C.取少量配成稀溶液滴加氯化钡溶液,看有无沉淀
D.加热后称量,看质量是否变化
【变式2-2】下列实验方案中,不能测定出Na2CO3和NaHCO3的混合物中Na2CO3质量分数的是( )
A.取a g混合物充分加热,质量减少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,得到b g固体
C.取a g混合物与足量NaOH溶液充分反应,得到b g溶液
D.取a g混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体经干燥后用碱石灰吸收,质量增加b g
►问题三 侯氏制碱法
【典例3】“NaCl+CO2+NH3+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl”是著名的“侯氏制碱法”的重要反应。下面是4位同学对该反应涉及的有关知识发表的部分见解,错误的是( )
A.甲同学:该条件下NaHCO3的溶解度较小
B.乙同学:NaHCO3不是纯碱
C.丙同学:析出NaHCO3固体后的溶液中只含氯化铵
D.丁同学:该反应是在饱和食盐水中先通入氨,再通入二氧化碳
【变式3-1】 “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”的工艺流程如下:
下列有关说法正确的是( )
A.A气体是NH3,B气体是CO2
B.第Ⅲ步得到晶体是Na2CO3·10H2O
C.第Ⅳ步操作用到的主要仪器是酒精灯、蒸发皿、玻璃棒
D.在整个流程中可循环利用的物质只有NH3
1.下列各组物质中,其学名、俗名及化学式不相符的是( )
A.碳酸钠、纯碱、Na2CO3
B.碳酸氢钠、小苏打、NaHCO3
C.氢氧化钠、火碱、NaOH
D.碳酸钙、生石灰、CaCO3
2.碳酸氢钠可直接作为制药工业的原料,用于治疗胃酸过多;还可用于电影制片、鞣革、选矿、冶炼、金属热处理,以及纤维、橡胶工业等。下列说法正确的是( )
A.用碳酸钠等碱性物质处理废水中的酸
B.碳酸氢钠药片是抗酸药,服用时喝些醋能提高药效
C.灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末中有Na+,无K+
D.在酒精灯加热条件下,Na2CO3、NaHCO3固体都能发生分解
3.有关NaHCO3和Na2CO3的性质,下列叙述错误的是( )
A.等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量的盐酸反应,在相同条件下Na2CO3产生的CO2体积小
B.等物质的量的NaHCO3和Na2CO3与同浓度的盐酸完全反应生成CO2,所消耗盐酸的体积Na2CO3是NaHCO3的两倍
C.等质量的NaHCO3和Na2CO3与盐酸完全反应生成CO2,前者消耗的盐酸较多
D.等物质的量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应产生CO2一样多
4.下列有关Na2CO3与NaHCO3的说法错误的是( )
A.两者均溶于水,但相同温度下NaHCO3的溶解度小于Na2CO3
B.两者的溶液中加入澄清石灰水,均有白色沉淀生成
C.向两者同浓度的溶液中分别滴加几滴酚酞溶液,前者溶液红色比后者深
D.NaHCO3是发酵粉的主要成分,Na2CO3可用于治疗胃酸过多
5.如表所示,对陈述1和陈述2的正确性及二者之间是否具有因果关系的判断都正确的是( )
选项
陈述1
陈述2
判断
A
碳酸钠可用于治疗胃酸过多
碳酸钠可与盐酸反应
1对,2对,有因果关系
B
向水中加入过氧化钠粉末,有气泡冒出
过氧化钠与水反应生成氧气
1对,2对,无因果关系
C
金属钠具有强还原性
钠可置换出硫酸铜溶液中的铜单质
1对,2对,有因果关系
D
碳酸氢钠可用于烘焙糕点
相同条件下,碳酸钠的溶解度比碳酸氢钠的溶解度大
1对,2对,无因果关系
6.如图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。下列操作正确的是( )
A.a先通入CO2,然后b通入NH3,c中放碱石灰
B.b先通入NH3,然后a通入CO2,c中放碱石灰
C.a先通入NH3,然后b通入CO2,c中放蘸有稀硫酸的脱脂棉
D.b先通入CO2,然后a通入NH3,c中放蘸有稀硫酸的脱脂棉
7.某探究活动小组根据侯氏制碱法,按下面设计的方案制备碳酸氢钠。实验装置如图所示(图中夹持、固定用的仪器未画出)。下列说法正确的是( )
A.乙装置中盛放的是NaOH溶液,以便除去HCl气体
B.丙装置中的溶液变浑浊,因为有碳酸氢钠晶体析出
C.丁装置中倒扣的漏斗主要作用是防止污染性气体逸出
D.实验结束后,分离碳酸氢钠的操作是蒸发结晶
8.为除去括号内的杂质,所选用的试剂或方法不正确的是( )
A.Na2CO3溶液(NaHCO3),选用适量的NaOH溶液
B.NaHCO3溶液(Na2CO3),应通入过量的CO2气体
C.Na2O2粉末(Na2O),将混合物在氧气中加热
D.Na2CO3溶液(Na2SO4),加入适量Ba(OH)2溶液,过滤
9.用与酸反应的剧烈程度区别碳酸钠和碳酸氢钠
(1)按上图要求完成实验:在两支试管中分别加入3 mL稀盐酸,将两个各装有少量等质量的Na2CO3、NaHCO3粉末的小气球分别套在两支试管的管口。将气球内的Na2CO3和 NaHCO3同时倒入试管中。观察到的实验现象是____________________________。
(2)实验结论:________________________________________________________________。
(3)碳酸钠与盐酸反应的化学方程式:____________________________________________。
碳酸氢钠与盐酸反应的化学方程式:____________________________________________。
10.“索尔维制碱法”工艺流程如图所示,请回答下列问题:
(1)向饱和氯化钠溶液中先通入__________效果更好。反应制得NaHCO3沉淀和NH4Cl溶液的化学方程式为_______________________________________。
(2)索尔维制碱法除了得到纯碱外,还会产生一种废渣________。侯氏制碱法在此工艺上改进,不再使用碳酸钙制备CO2,而是在制备NH3的过程中制得CO2,则侯氏制碱法在得到纯碱的同时还制得了________,此物质在农业上的用途是________。
1.过量的NaHCO3与Na2O2混合,在密闭容器中充分加热后,最后排出气体,残留的物质应是( )
A.Na2O和Na2O2 B.Na2O2和Na2CO3
C.Na2CO3 D.Na2O
2.工业纯碱中常含有少量的NaCl杂质,某化学兴趣小组取a g工业纯碱样品与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b g固体。则该样品中纯碱的质量分数为( )
A.×100% B.×100%
C.×100% D.×100%
3.实验室按如下装置测定纯碱(含少量NaCl)的纯度。下列说法不正确的是( )
A.滴入盐酸前,应将装置中含有CO2的空气排尽
B.装置①④的作用是防止空气中的CO2进入装置③
C.必须在装置②③间添加盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶
D.反应结束时,应再通入空气将装置②中的CO2全部转移到装置③中
4.已知泡腾片是将药物与碳酸氢钠、固体酸及一些辅料混在一起压制而成的,一旦放入水中,立刻产生大量CO2气体。下列说法正确的是( )
A.泡腾片是电解质
B.CO2气体由碳酸氢钠溶于水电离产生
C.大量CO2气体的产生致使药片翻腾,加速药片溶解
D.泡腾片在温度较高的环境中可长期保存
5.小刚、小军、小红对一久置的NaOH白色粉末的成分进行探究。
Ⅰ.三位同学都作出以下的猜想:
①可能是NaOH;
②可能是Na2CO3;
③可能是NaOH与Na2CO3的混合物。
做出②③猜想的依据是______________________________(用化学方程式表示)
Ⅱ.为了验证①②③猜想,他们分别做了下面的实验。
(2)小刚取少量白色粉末于试管中,再滴加稀盐酸,有气泡产生,由此可推出白色粉末中一定含有______,可肯定猜想________(填序号)是错误的。
(3)小军又取少量白色粉末溶于水,向所得溶液中滴加酚酞试液,溶液变为红色。由此小军结合小刚的实验,认为猜想③是正确的。小红却认为小军的所得结论不确切,因为___________________________ _______________________。
(4)为探究白色粉末是否含有NaOH,小红设计了如下实验方案:
①沉淀B的化学式为________。
②在操作Ⅰ中要用到玻璃棒,其作用是_________________________;在操作Ⅱ中,除要用到铁架台(带铁圈)、烧杯、滤纸、玻璃棒外,还需补充的玻璃仪器是_______________。
③小刚认为小红的这个方案也有问题,理由是_____________________________。
Ⅲ.小刚对小红的实验做了正确的改进后进行了实验,实验现象和小红的一致。由此确定猜想③是正确的。(5)小刚改进的方法是______________________________________________________。
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专题3 从海水中获得的化学物质
第二单元 金属钠及钠的化合物
第2课时 碳酸钠 碳酸氢钠
1.了解碳酸钠和碳酸氢钠的性质和应用。
2.掌握碳酸钠和碳酸氢钠的相互转化和鉴别方法。
3.熟悉碳酸钠和碳酸氢钠在生产、生活中的应用,了解化学对社会发展的重大贡献。
重点:碳酸钠和碳酸氢钠的性质。
难点:碳酸钠和碳酸氢钠的性质及相互转化。
一、碳酸钠和碳酸氢钠
1.碳酸钠(Na2CO3)
(1)碳酸钠是白色固体,俗称纯碱或苏打,易溶于水。
电离方程式:Na2CO3===2Na++CO。
(2)实验探究Na2CO3的性质
实验
现象
结论(或化学方程式)
将澄清石灰水加入碳酸钠溶液中
产生白色沉淀
Ca(OH)2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaOH
将氯化钙溶液加入碳酸钠溶液中
产生白色沉淀
CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl
测碳酸钠溶液pH
pH>7
碳酸钠溶液呈碱性
将沾有油污的铜片放入热的碳酸钠溶液中
铜片表面变光亮,油污消失
碳酸钠溶液具有去污能力
(3)Na2CO3溶液与酸的反应
①与足量盐酸反应:Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O
②通入足量CO2:Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3
2.碳酸氢钠(NaHCO3)
(1)碳酸氢钠是白色固体,俗称小苏打,常温下溶解度小于碳酸钠,水溶液呈碱性。
电离方程式为NaHCO3===Na++HCO 。
(2)碳酸氢钠的化学性质
①与盐酸反应:NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O
②热稳定性:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
③与NaOH 反应:NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O
3.Na2CO3和NaHCO3的用途
Na2CO3
NaHCO3
热的纯碱溶液除去物体表面的油污。
制玻璃、制肥皂、造纸、纺织、洗涤剂、冶金等。
发酵粉的主要成分、作灭火剂、医疗上治疗胃酸过多。
【名师点拨】碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别方法
(1)加热法:利用NaHCO3固体受热易分解,Na2CO3不易分解,将固体置于试管中加热,能产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3。
(2)沉淀法:各取少量固体溶于水,再分别滴加稀BaCl2或CaCl2或Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀生成的是Na2CO3。
(3)测pH法:配成相同物质的量浓度的两溶液,pH较大的是Na2CO3。
(4)测生成气体快慢法:各取少量固体于试管,加适量水溶解,分别滴加稀盐酸,立刻有气体产生的是NaHCO3,开始无现象,后有气体产生的是Na2CO3。
二、侯氏制碱法
1.制取原理(主要反应)
NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
2.制取步骤
(1)先把NH3通入饱和NaCl溶液中,形成氨化的NaCl饱和溶液,然后再通入CO2。这样先形成一个弱碱性的环境,可以增大CO2在溶液中的溶解度,生成更多的NaHCO3。
(2)因为NaHCO3的溶解度小于NH4Cl的溶解度,所以NaHCO3先从溶液中结晶析出。加热使NaHCO3分解得到Na2CO3,生成的CO2可循环使用。
(3)在制碱工业上,所用原料CO2和NH3是由合成氨厂提供的,所以工业生产上常将侯氏制碱和合成氨联合在一起,称为“联合制碱法”。“联合制碱法”还能得到NaHCO3和NH4Cl等副产品。
1.请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)碳酸氢钠可用于治疗胃酸过多(√)
(2)钠露置在空气中,最终完全转变为Na2CO3(√)
(3)Na2CO3固体中的NaHCO3可加热除去(√)
(4)Na2CO3、NaHCO3都能与NaOH溶液反应(×)
(5)Na2CO3俗称纯碱,所以Na2CO3属于碱(×)
(6)向饱和Na2CO3溶液中通入CO2,有白色晶体析出(√)
(7)热的纯碱液可以去除油污(√)
(8)利用澄清石灰水可鉴别Na2CO3溶液与NaHCO3溶液(×)
(9)苏打是面包发酵粉的主要成分之一(×)
(10)Na2CO3、NaHCO3都能与盐酸、氢氧化钠溶液反应(×)
(11)确定NaCl溶液中是否混有Na2CO3的方法是取少量溶液滴加CaCl2溶液,观察是否出现白色浑浊(√)
2.(1)向Na2CO3溶液中逐滴滴入稀盐酸并振荡,开始几乎无气泡产生,一段时间后有大量气泡产生,试用化学方程式及必要的文字说明解释原因。
提示 开始盐酸量少,发生反应Na2CO3+HCl===NaHCO3+NaCl,无气泡,一段时间后当Na2CO3完全转变成NaHCO3后,再滴加盐酸,发生反应NaHCO3+HCl===H2O+CO2↑+NaCl,产生大量气泡。
(2)向盐酸中逐滴滴入Na2CO3溶液的现象呢?试用化学方程式及必要的文字说明解释原因。
提示 开始即有大量气泡,由于盐酸量多,直接发生反应Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O。
(3)试着利用图像粗略描述上述两种情况:
Ⅰ.向Na2CO3溶液中逐滴滴入盐酸,Ⅱ.向盐酸中逐滴滴入Na2CO3溶液。
提示
3.根据初中所学CO2通入澄清石灰水中的现象及反应,联系所学Na2CO3、NaHCO3的性质,回答下列问题。
(1)请写出Na2CO3和NaHCO3相互转化的化学方程式。
Na2CO3NaHCO3
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________;
③________________________________________________________________________。
答案 ①Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3
②2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
③NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O
(2)能否用加CaCl2溶液的方法鉴别Na2CO3、NaHCO3溶液?试用化学方程式及必要的文字说明解释原因。
提示 能。Na2CO3溶液中有白色沉淀生成:CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl,NaHCO3溶液无现象。
(3)能否用加Ca(OH)2溶液的方法鉴别Na2CO3、NaHCO3溶液?试用化学方程式及必要的文字说明解释原因。
提示 均有白色沉淀生成,所以不能鉴别。
4.我国著名化学家侯德榜发明的“联合制碱法”的反应原理用化学方程式可简要表示为
第1步:NH3+CO2+H2O===NH4HCO3;
第2步:NH4HCO3+NaCl===NaHCO3↓+NH4Cl;
第3步:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。
(1)以上过程中没有涉及的基本反应类型是__________,纯碱属于______(填“酸”“碱”或“盐”)。
(2)有人认为“联合制碱法”有以下优点,你认为正确的是________(填字母)。
A.生产过程中部分产物可作为原料使用
B.副产品是一种氮肥
C.反应均不需要加热,可节约能源
(3)第2步反应中需加入磨细的食盐粉,将食盐磨细的目的是___________________________。
(4)将第2步反应的滤液(氯化铵)与剩余氯化钠的混合溶液降温,氯化铵晶体大量析出,而大部分氯化钠仍留在溶液中,据图分析氯化铵能大量结晶析出的原因是___________________。
答案 (1)置换反应 盐 (2)AB
(3)加快反应速率,并使食盐反应充分
(4)氯化铵溶解度受温度影响比氯化钠大
解析 (1)NH3+CO2+H2O===NH4HCO3属于化合反应,NH4HCO3+NaCl===NaHCO3↓+NH4Cl属于复分解反应,2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑属于分解反应,故以上反应不涉及置换反应;纯碱的化学式为Na2CO3,是由金属阳离子和酸根离子构成的,属于盐。(2)由以上三个反应可知,水和二氧化碳等物质可以循环使用,制取纯碱同时生成NH4Cl,NH4Cl是一种氮肥,而第3步反应是需要加热的。(3)因增大反应物的接触面积可以加快反应速率,反应中加入磨细的食盐粉,能使其充分反应且反应速率加快。(4)根据溶解度曲线可知,氯化铵的溶解度受温度影响大,降低温度时溶解度变小且变化趋势大,而氯化钠的溶解度受温度影响不大,降低温度时溶解度变化很小,则氯化铵与剩余氯化钠的混合溶液降温,氯化铵晶体大量析出。
5.碳酸钠和碳酸氢钠是生活中常见的物质。请回答下列问题:
(1)碳酸氢钠的化学式是________,俗称________,其水溶液显________(填“酸”“碱”或“中”)性。
(2)碳酸氢钠可治疗胃酸(0.2%~0.4%的盐酸)过多,反应的化学方程式为____________________________。等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应时生成CO2的量,前者________(填“>”“<”或“=”)后者。
(3)除去碳酸钠固体中碳酸氢钠的化学方程式为______________________________________。
答案 (1)NaHCO3 小苏打 碱
(2)HCl+NaHCO3===CO2↑+H2O+NaCl <
(3)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
【情境引入】
面包松软可口,深受人们喜爱,这么好吃的食物离不开一种原料——发酵粉。发酵粉主要用作面制品和膨化食品的生产。发酵粉的主要成分为碳酸氢钠和酒石酸。
请分析碳酸氢钠在面包制作中的作用是什么?化学反应原理是什么?
提示:发酵粉溶于水后,碳酸氢钠与酒石酸和食物里含有的酸性物质发生反应生成水和二氧化碳气体,二氧化碳可以起蓬松食物的作用。
►问题一 碳酸钠和碳酸氢钠的性质
【典例1】Na2CO3被称为“化学工业之母”,下列有关Na2CO3和NaHCO3的说法中,正确的是( )
A.热稳定性:Na2CO3<NaHCO3
B.相同温度下在水中的溶解度:Na2CO3<NaHCO3
C.等物质的量的两种固体,分别与过量盐酸反应,生成CO2的质量相等
D.将澄清石灰水分别加入Na2CO3和NaHCO3溶液中,前者产生沉淀,后者无现象
答案 C
解析 A项,Na2CO3受热不分解,NaHCO3受热易分解,错误;B项,相同温度时,Na2CO3的溶解度比NaHCO3的大,错误;C项,等物质的量Na2CO3和NaHCO3与过量的HCl反应时,根据碳元素守恒,可得出放出的CO2相等,正确;D项,Ca(OH)2与Na2CO3、NaHCO3反应,均会有沉淀生成,错误。
【解题必备】Na2CO3和NaHCO3的性质比较
性质
Na2CO3
NaHCO3
性质比较
水溶液
易溶
可溶
Na2CO3溶解度大于NaHCO3
溶液酸碱性
碱性
碱性
物质的量浓度相同时,Na2CO3溶液的碱性比NaHCO3溶液强
热稳定性
稳定
不稳定
Na2CO3热稳定性比NaHCO3强
与酸反应
能
能
NaHCO3与酸反应比Na2CO3更剧烈
相互转化
Na2CO3NaHCO3
【变式1-1】下列是某兴趣小组根据课本实验设计的一个能说明碳酸钠与碳酸氢钠热稳定性的套管实验。请观察如图实验装置并分析实验原理,判断下列说法错误的是( )
A.甲为小苏打,乙为纯碱
B.甲为Na2CO3,乙为NaHCO3
C.要证明物质受热能产生水,可在两支试管内塞上沾有无水硫酸铜粉末的棉花球
D.整个实验过程中可以看到丙烧杯的澄清石灰水不变浑浊
答案 B
解析 用酒精灯加热时,外管温度高,内管温度低,NaHCO3受热易分解,Na2CO3受热不易分解,故将Na2CO3放在外管中,温度高却未分解,NaHCO3放在内管中,温度低却分解,证明Na2CO3的热稳定性强于NaHCO3,NaHCO3受热分解产生CO2,可使澄清石灰水变浑浊。甲为小苏打(NaHCO3),乙为纯碱(Na2CO3),故A项正确、B项错误;NaHCO3分解产生的水可以使无水硫酸铜变蓝色,故C项正确;Na2CO3不会分解产生CO2,故不能使丙中澄清石灰水变浑浊,故D项正确。
【变式1-2】有两支试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液,下列操作和判断不正确的是( )
选项
操作
判断
A
分别加入澄清石灰水
产生沉淀者为Na2CO3
B
分别加入等浓度的稀盐酸
反应较剧烈者为NaHCO3
C
分别加入CaCl2溶液
产生沉淀者为Na2CO3
D
逐滴加入等浓度的盐酸
立即产生气泡者为NaHCO3
答案 A
解析 A项中发生的反应分别为Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH,2NaHCO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+Na2CO3+2H2O,两者现象相同(产生白色沉淀);B项滴加等浓度的稀盐酸时,NaHCO3溶液反应更剧烈;C项Na2CO3与CaCl2发生反应:Na2CO3+CaCl2===CaCO3↓+2NaCl,产生白色沉淀,NaHCO3与CaCl2不反应;D项逐滴加入等浓度的盐酸时,NaHCO3立即产生气泡,Na2CO3开始无气泡产生,过一会儿才产生气泡。
►问题二 碳酸钠和碳酸氢钠的相互转化
【典例2】除掉固体 Na2CO3中混有的固体NaHCO3 的最佳方法和除掉NaHCO3溶液中混有少量的Na2CO3的最佳方法分别是( )
A.加盐酸、通二氧化碳
B.加热、加盐酸
C.加热、通二氧化碳
D.加氢氧化钠溶液、通一氧化碳
答案 C
解析 由于NaHCO3分解生成碳酸钠,所以除掉固体Na2CO3中混有的固体NaHCO3的最佳方法是加热;由于碳酸钠溶液能与CO2反应生成NaHCO3,所以除掉NaHCO3溶液中混有少量的Na2CO3通二氧化碳。
【解题必备】碳酸钠与碳酸氢钠相关除杂问题
混合物
除杂方法及试剂
Na2CO3固体(NaHCO3)
加热
NaHCO3溶液(Na2CO3)
通入足量CO2气体
Na2CO3溶液(NaHCO3)
加入适量NaOH溶液
【变式2-1】为了验证碳酸氢钠固体中是否含有碳酸钠。下列实验及判断中,正确的是( )
A.加热,观察是否有气体放出
B.溶于水后加石灰水,看有无沉淀
C.取少量配成稀溶液滴加氯化钡溶液,看有无沉淀
D.加热后称量,看质量是否变化
答案 C
解析 碳酸氢钠固体中不管是否含有碳酸钠,加热后均会产生气体;碳酸钠和碳酸氢钠均可以和石灰水反应产生白色沉淀碳酸钙;碳酸钠可以和氯化钡发生复分解反应生成白色沉淀碳酸钡,但是碳酸氢钠不能反应;碳酸氢钠本身加热后称量质量会减轻,碳酸氢钠固体中含有碳酸钠加热后称量质量仍然会减轻
【变式2-2】下列实验方案中,不能测定出Na2CO3和NaHCO3的混合物中Na2CO3质量分数的是( )
A.取a g混合物充分加热,质量减少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,得到b g固体
C.取a g混合物与足量NaOH溶液充分反应,得到b g溶液
D.取a g混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体经干燥后用碱石灰吸收,质量增加b g
答案 C
解析 取a g混合物充分加热,质量减少b g,NaHCO3加热分解为碳酸钠、二氧化碳、水,则碳酸氢钠质量为 g,Na2CO3质量是(a-) g,Na2CO3质量分数的是×100%,故不选A;取a g混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得到b g固体,设Na2CO3和NaHCO3的质量分别是x g、y g,则,解方程可得碳酸钠的质量,进而计算出Na2CO3质量分数,故不选B;取a g混合物与足量NaOH溶液充分反应,得到b g溶液,不能计算碳酸钠质量,故选C;取a g混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体经干燥后用碱石灰吸收,质量增加b g,可知二氧化碳的质量为b g;设Na2CO3和NaHCO3的质量分别是x g、y g,则,解方程可得碳酸钠的质量,进而计算出Na2CO3质量分数,故不选D。
►问题三 侯氏制碱法
【典例3】“NaCl+CO2+NH3+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl”是著名的“侯氏制碱法”的重要反应。下面是4位同学对该反应涉及的有关知识发表的部分见解,错误的是( )
A.甲同学:该条件下NaHCO3的溶解度较小
B.乙同学:NaHCO3不是纯碱
C.丙同学:析出NaHCO3固体后的溶液中只含氯化铵
D.丁同学:该反应是在饱和食盐水中先通入氨,再通入二氧化碳
答案 C
解析 此反应说明该条件下碳酸氢钠的溶解度较小,故A正确;碳酸氢钠是小苏打,纯碱是碳酸钠,故B正确;析出碳酸氢钠,说明剩余的溶液为碳酸氢钠的饱和溶液,还含有氯化铵,故C错误;先通氨气至饱和,再通过量二氧化碳,这样可以保证在碱性条件下生成更多的HCO,故D正确
【变式3-1】 “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”的工艺流程如下:
下列有关说法正确的是( )
A.A气体是NH3,B气体是CO2
B.第Ⅲ步得到晶体是Na2CO3·10H2O
C.第Ⅳ步操作用到的主要仪器是酒精灯、蒸发皿、玻璃棒
D.在整个流程中可循环利用的物质只有NH3
答案 A
解析 二氧化碳在水中溶解度较小,氨气溶解度较大,故先通入氨气得碱性溶液,再向碱性溶液中通入二氧化碳,可以达到实验目的,A项正确;因为碳酸氢钠的溶解度比碳酸钠的小,故第Ⅲ步得到的晶体是NaHCO3,B项错误;第Ⅳ步为碳酸氢钠晶体的受热分解,用到的主要仪器是酒精灯、坩埚、玻璃棒,C项错误;碳酸氢钠受热分解产生的CO2也可循环使用,D项错误。
1.下列各组物质中,其学名、俗名及化学式不相符的是( )
A.碳酸钠、纯碱、Na2CO3
B.碳酸氢钠、小苏打、NaHCO3
C.氢氧化钠、火碱、NaOH
D.碳酸钙、生石灰、CaCO3
答案 D
解析 生石灰的化学式为CaO,学名为氧化钙。
2.碳酸氢钠可直接作为制药工业的原料,用于治疗胃酸过多;还可用于电影制片、鞣革、选矿、冶炼、金属热处理,以及纤维、橡胶工业等。下列说法正确的是( )
A.用碳酸钠等碱性物质处理废水中的酸
B.碳酸氢钠药片是抗酸药,服用时喝些醋能提高药效
C.灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末中有Na+,无K+
D.在酒精灯加热条件下,Na2CO3、NaHCO3固体都能发生分解
答案 A
解析 A项,碳酸钠显碱性,可处理废水中的酸,正确;B项,碳酸氢钠与醋酸反应生成二氧化碳,错误;C项,灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末中有Na+,但不能说明没有K+,钾离子检验需透过蓝色钴玻璃观察焰色,错误;D项,碳酸钠稳定,受热不分解,错误。
3.有关NaHCO3和Na2CO3的性质,下列叙述错误的是( )
A.等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量的盐酸反应,在相同条件下Na2CO3产生的CO2体积小
B.等物质的量的NaHCO3和Na2CO3与同浓度的盐酸完全反应生成CO2,所消耗盐酸的体积Na2CO3是NaHCO3的两倍
C.等质量的NaHCO3和Na2CO3与盐酸完全反应生成CO2,前者消耗的盐酸较多
D.等物质的量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应产生CO2一样多
答案 C
解析 NaHCO3的摩尔质量为84 g·mol-1,Na2CO3的摩尔质量为106 g·mol-1,由于NaHCO3的摩尔质量小于Na2CO3的摩尔质量,所以二者质量相同时,与足量盐酸反应NaHCO3产生的CO2气体多,A正确;NaHCO3和Na2CO3与盐酸完全反应的化学方程式分别为NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O、Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O,由此可知,当NaHCO3和Na2CO3的物质的量相同时,与盐酸反应时消耗的盐酸的体积Na2CO3是NaHCO3的2倍,B正确;等质量的NaHCO3和Na2CO2与盐酸完全反应生成CO2,Na2CO3消耗盐酸较多,C错误;由反应NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O、Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O可知,NaHCO3和Na2CO3的物质的量相同时生成CO2的量也相同,D正确。
4.下列有关Na2CO3与NaHCO3的说法错误的是( )
A.两者均溶于水,但相同温度下NaHCO3的溶解度小于Na2CO3
B.两者的溶液中加入澄清石灰水,均有白色沉淀生成
C.向两者同浓度的溶液中分别滴加几滴酚酞溶液,前者溶液红色比后者深
D.NaHCO3是发酵粉的主要成分,Na2CO3可用于治疗胃酸过多
答案 D
解析 相同温度下,在水中的溶解度:NaHCO3<Na2CO3,A项正确;NaHCO3和Na2CO3溶液与澄清石灰水反应均生成碳酸钙白色沉淀,B项正确;同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液碱性前者强于后者,分别滴加酚酞溶液,前者溶液红色比后者深,C项正确;发酵粉的主要成分是碳酸氢钠,碳酸氢钠也可用于治疗胃酸过多,碳酸钠碱性较强,不能用其治疗胃酸过多,D项错误。
5.如表所示,对陈述1和陈述2的正确性及二者之间是否具有因果关系的判断都正确的是( )
选项
陈述1
陈述2
判断
A
碳酸钠可用于治疗胃酸过多
碳酸钠可与盐酸反应
1对,2对,有因果关系
B
向水中加入过氧化钠粉末,有气泡冒出
过氧化钠与水反应生成氧气
1对,2对,无因果关系
C
金属钠具有强还原性
钠可置换出硫酸铜溶液中的铜单质
1对,2对,有因果关系
D
碳酸氢钠可用于烘焙糕点
相同条件下,碳酸钠的溶解度比碳酸氢钠的溶解度大
1对,2对,无因果关系
答案 D
解析 碳酸钠不能用于治疗胃酸过多,碳酸氢钠可以,1错,A不符合题意;过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,1对,2对,有因果关系,B不符合题意;金属钠具有强还原性,1对,钠不能置换出硫酸铜溶液中的铜单质,是因为钠遇到硫酸铜溶液先和溶液中的水反应,生成的氢氧化钠再和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,2错,C不符合题意;NaHCO3受热分解生成CO2气体,所以可用于烘焙糕点,相同条件下,Na2CO3的溶解度比NaHCO3的溶解度大,1对,2对,无因果关系,D符合题意。
6.如图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。下列操作正确的是( )
A.a先通入CO2,然后b通入NH3,c中放碱石灰
B.b先通入NH3,然后a通入CO2,c中放碱石灰
C.a先通入NH3,然后b通入CO2,c中放蘸有稀硫酸的脱脂棉
D.b先通入CO2,然后a通入NH3,c中放蘸有稀硫酸的脱脂棉
答案 C
解析 NH3的溶解度较大,为防止倒吸,b管通CO2,a管通NH3,要在食盐水中先通NH3然后再通CO2,否则CO2通入后会从水中逸出,得到的产品也很少;尾气主要是CO2和NH3,其中NH3对环境影响较大,要吸收处理,而NH3是碱性气体,所以在c中要装酸性物质,据此可知A、B、D项错误,C项正确。
7.某探究活动小组根据侯氏制碱法,按下面设计的方案制备碳酸氢钠。实验装置如图所示(图中夹持、固定用的仪器未画出)。下列说法正确的是( )
A.乙装置中盛放的是NaOH溶液,以便除去HCl气体
B.丙装置中的溶液变浑浊,因为有碳酸氢钠晶体析出
C.丁装置中倒扣的漏斗主要作用是防止污染性气体逸出
D.实验结束后,分离碳酸氢钠的操作是蒸发结晶
答案 B
解析 甲装置用于制备CO2,而用图中药品制备的CO2气体中会含有HCl,所以用乙装置来除去所含的HCl,盛放的试剂应为饱和NaHCO3溶液;丙装置中主要发生反应生成NaHCO3,而且NaHCO3会以晶体的形式析出,结束后可直接通过过滤进行分离;丁装置中使用倒置漏斗的主要目的是防止发生倒吸现象。
8.为除去括号内的杂质,所选用的试剂或方法不正确的是( )
A.Na2CO3溶液(NaHCO3),选用适量的NaOH溶液
B.NaHCO3溶液(Na2CO3),应通入过量的CO2气体
C.Na2O2粉末(Na2O),将混合物在氧气中加热
D.Na2CO3溶液(Na2SO4),加入适量Ba(OH)2溶液,过滤
答案 D
解析 Na2CO3和Na2SO4均能与Ba(OH)2反应,不能达到除杂的目的。
9.用与酸反应的剧烈程度区别碳酸钠和碳酸氢钠
(1)按上图要求完成实验:在两支试管中分别加入3 mL稀盐酸,将两个各装有少量等质量的Na2CO3、NaHCO3粉末的小气球分别套在两支试管的管口。将气球内的Na2CO3和 NaHCO3同时倒入试管中。观察到的实验现象是____________________________。
(2)实验结论:________________________________________________________________。
(3)碳酸钠与盐酸反应的化学方程式:____________________________________________。
碳酸氢钠与盐酸反应的化学方程式:____________________________________________。
答案 (1)①两个气球均膨胀;②碳酸氢钠与盐酸混合比碳酸钠与盐酸混合气球膨胀得快且大
(2)碳酸氢钠与盐酸反应产生的气体比等质量的碳酸钠与盐酸反应产生的气体多且剧烈
(3)Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O
NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O
10.“索尔维制碱法”工艺流程如图所示,请回答下列问题:
(1)向饱和氯化钠溶液中先通入__________效果更好。反应制得NaHCO3沉淀和NH4Cl溶液的化学方程式为_______________________________________。
(2)索尔维制碱法除了得到纯碱外,还会产生一种废渣________。侯氏制碱法在此工艺上改进,不再使用碳酸钙制备CO2,而是在制备NH3的过程中制得CO2,则侯氏制碱法在得到纯碱的同时还制得了________,此物质在农业上的用途是________。
答案 (1)NH3 NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl
(2)CaCl2 NH4Cl 作氮肥
解析 (1)由于氨气极易溶于水,所以向饱和NaCl溶液中先通入氨气效果更好;反应制得NaHCO3沉淀和NH4Cl溶液的化学方程式为NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。(2)根据原子守恒可知反应后还有氯化钙生成;根据化学方程式NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl可知,侯氏制碱法在得到纯碱的同时还制得氯化铵,氯化铵在农业上可作氮肥。
1.过量的NaHCO3与Na2O2混合,在密闭容器中充分加热后,最后排出气体,残留的物质应是( )
A.Na2O和Na2O2 B.Na2O2和Na2CO3
C.Na2CO3 D.Na2O
答案 C
解析 两种混合物在密闭容器中加热所发生的化学反应为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O。因NaHCO3是过量的,又充分加热,有足够的CO2使Na2O2最终全部转化为Na2CO3,过量的NaHCO3也完全分解生成Na2CO3,而Na2CO3稳定,受热不易分解,故最后排出产生的气体后,残留的固体是Na2CO3。
2.工业纯碱中常含有少量的NaCl杂质,某化学兴趣小组取a g工业纯碱样品与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b g固体。则该样品中纯碱的质量分数为( )
A.×100% B.×100%
C.×100% D.×100%
答案 D
解析 设样品中碳酸钠的质量为m,则:
Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O 固体质量增加
106 117 11
m (b-a) g
所以=,解得m= g,故该样品中Na2CO3的质量分数为×100%=×100%,D项正确。
3.实验室按如下装置测定纯碱(含少量NaCl)的纯度。下列说法不正确的是( )
A.滴入盐酸前,应将装置中含有CO2的空气排尽
B.装置①④的作用是防止空气中的CO2进入装置③
C.必须在装置②③间添加盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶
D.反应结束时,应再通入空气将装置②中的CO2全部转移到装置③中
答案 C
解析 根据实验目的和装置图,实验原理为样品与盐酸反应产生的CO2用足量Ba(OH)2溶液吸收,通过测量装置③中产生沉淀的质量计算纯碱的纯度。A对,为了排除装置中含有CO2的空气对CO2测量的影响,滴入盐酸前,应将装置中含有CO2的空气排尽;B对,装置①中NaOH溶液的作用是吸收通入的空气中的CO2,防止空气中的CO2进入装置③中,装置④的作用是防止外界空气中的CO2进入装置③中;C错,由于盐酸具有挥发性,反应产生的CO2中混有HCl,若在装置②③间添加盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶,HCl与NaHCO3反应产生CO2,使测得的CO2结果偏大,测得纯碱的纯度偏大;D对,为了保证测量的CO2的准确性,反应结束时,应继续通入除去CO2的空气,将滞留在装置②中的CO2全部转移到装置③中。
4.已知泡腾片是将药物与碳酸氢钠、固体酸及一些辅料混在一起压制而成的,一旦放入水中,立刻产生大量CO2气体。下列说法正确的是( )
A.泡腾片是电解质
B.CO2气体由碳酸氢钠溶于水电离产生
C.大量CO2气体的产生致使药片翻腾,加速药片溶解
D.泡腾片在温度较高的环境中可长期保存
答案 C
解析 A.泡腾片属于混合物,既不是电解质也不是非电解质,故A错误;B.碳酸氢钠与酸反应生成CO2气体,故B错误;C.大量CO2气体的产生致使药片在水溶液中不断翻腾,加速药片溶解,故C正确;D.泡腾片中含有碳酸氢钠,温度高会分解,所以泡腾片在温度较高的环境中不可长期保存,故D错误。
5.小刚、小军、小红对一久置的NaOH白色粉末的成分进行探究。
Ⅰ.三位同学都作出以下的猜想:
①可能是NaOH;
②可能是Na2CO3;
③可能是NaOH与Na2CO3的混合物。
做出②③猜想的依据是______________________________(用化学方程式表示)
Ⅱ.为了验证①②③猜想,他们分别做了下面的实验。
(2)小刚取少量白色粉末于试管中,再滴加稀盐酸,有气泡产生,由此可推出白色粉末中一定含有______,可肯定猜想________(填序号)是错误的。
(3)小军又取少量白色粉末溶于水,向所得溶液中滴加酚酞试液,溶液变为红色。由此小军结合小刚的实验,认为猜想③是正确的。小红却认为小军的所得结论不确切,因为___________________________ _______________________。
(4)为探究白色粉末是否含有NaOH,小红设计了如下实验方案:
①沉淀B的化学式为________。
②在操作Ⅰ中要用到玻璃棒,其作用是_________________________;在操作Ⅱ中,除要用到铁架台(带铁圈)、烧杯、滤纸、玻璃棒外,还需补充的玻璃仪器是_______________。
③小刚认为小红的这个方案也有问题,理由是_____________________________。
Ⅲ.小刚对小红的实验做了正确的改进后进行了实验,实验现象和小红的一致。由此确定猜想③是正确的。(5)小刚改进的方法是______________________________________________________。
答案:(1)CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O
(2)Na2CO3 ①
(3)溶液中存在Na2CO3也会使酚酞变红
(4)①CaCO3 ②搅拌 漏斗
③Na2CO3与Ca(OH)2反应后也有NaOH生成,因此这个方案不能证明白色粉末中是否含有NaOH
(5)将滴加澄清石灰水改为过量的CaCl2[或Ba(NO3)2 或Ca(NO3)2或BaCl2]即可
解析:(1)由于空气中含有大量的二氧化碳,所以久置的NaOH白色粉末会与其反应生成碳酸钠。
(2)由于滴加盐酸的过程中有气泡产生,所以该混合粉末中一定含有Na2CO3,所以只含有NaOH的猜想①一定是不正确的。
(3)由于碳酸钠的水溶液也是呈碱性的,所以若溶液呈现碱性的混合粉末中不一定有NaOH。
(4)由于混合粉末中含有Na2CO3所以会与澄清的石灰水发生反应生成CaCO3,玻璃棒起到搅拌的作用,由于Na2CO3与Ca(OH)2反应后也有NaOH生成,因此这个方案不能证明白色粉末中是否含有NaOH。
(5)将澄清的石灰水改成氯化钙或者是氯化钡,这个过程中就不会产生NaOH,所以就可以检验原混合粉末中是否含有NaOH。
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