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专题03 Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的图像分析
建议时间:15分钟
突破一 Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的原理
1.下列关于Na2CO3和NaHCO3的性质说法不正确的是
A.相同温度时,在水中的溶解性:NaHCO3<Na2CO3
B.鉴别Na2CO3和NaHCO3两溶液可以用氢氧化钙溶液
C.热稳定性:Na2CO3>NaHCO3
D.与同浓度盐酸反应产生气体的速率:NaHCO3>Na2CO3
【答案】B
【解析】A.在相同温度下,NaHCO3在水中的溶解度小于Na2CO3,A正确;B.Na2CO3和NaHCO3两溶液与氢氧化钙发生反应均生成沉淀,现象一致,因此不能使用氢氧化钙溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液,B错误;C.NaHCO3受热分解生成Na2CO3、和水,因此热稳定性:Na2CO3>NaHCO3,C正确;D.Na2CO3和盐酸反应先生成NaHCO3和NaCl,生成的NaHCO3与盐酸再反应生成NaCl、和水,因此与同浓度盐酸反应产生气体的速率:NaHCO3>Na2CO3,D正确;答案选B。
2.有关纯碱和小苏打的叙述正确的是
A.等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量稀盐酸反应,NaHCO3产生的CO2多
B.等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的同种盐酸反应,NaHCO3消耗的盐酸多
C.向NaHCO3溶液中滴入澄清石灰水无沉淀产生,而Na2CO3溶液中加入澄清石灰水出现白色沉淀
D.Na2CO3和NaHCO3都既能与酸反应,又能与氢氧化钠反应
【答案】A
【解析】A.根据Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑,NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,等质量的两者(假设为mg),由于,碳酸氢钠物质的量多,产生的二氧化碳气体物质的量多,故A符合题意;
B.根据Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑,NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,等质量的两者(假设为mg),则消耗盐酸,则碳酸钠消耗的盐酸多,故B不符合题意;
C.Na2CO3、NaHCO3都与澄清石灰水反应生成沉淀,故C不符合题意;
D.Na2CO3和NaHCO3都既能与酸反应,但Na2CO3不与氢氧化钠反应,故D不符合题意。
综上所述,答案为A。
3.下列有关Na2CO3和NaHCO3的叙述中正确的是
A.向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸,生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1:2
B.等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应,在同温同压下,生成的CO2体积相同
C.相同温度下物质的量浓度相同时,Na2CO3溶液的pH小于NaHCO3溶液
D.用套管实验比较Na2CO3和NaHCO3分解温度高低,将NaHCO3放在内部小试管中
【答案】D
【解析】A.根据化学方程式Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3,当碳酸钠和盐酸物质的量相等时,不会产生二氧化碳,A错误;B.NaHCO3和Na2CO3都与盐酸反应生成二氧化碳气体:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑,等质量的Na2CO3和NaHCO3物质的量不同,与足量盐酸反应,放出的CO2质量不相等,所以同温同压下,生成的CO2体积不同,B错误;C.相同温度下,在Na2CO3溶液、NaHCO3溶液中,碳酸根离子和碳酸氢根离子均能水解,导致溶液呈碱性,但是碳酸根离子水解程度大,所以碳酸钠的碱性强于碳酸氢钠,即Na2CO3溶液的pH大于NaHCO3溶液,C错误;D.用套管实验比较Na2CO3和NaHCO3分解温度高低,碳酸氢钠受热分解,碳酸钠受热不分解,应将NaHCO3放在内部小试管中,D正确;答案为D。
4.下列有关说法正确的是
A.为了除去Na2CO3溶液中的NaHCO3,可滴加适量的稀盐酸
B.为了除去NaHCO3固体中的Na2CO3,可通过加热除去
C.热稳定性:
D.将某溶液与稀盐酸反应产生的气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊,说明该溶液中含有CO
【答案】C
【解析】A.稀盐酸与NaHCO3与Na2CO3都会发生反应,且Na2CO3与HCl反应时还会反应产生NaCl杂质,不能达到实验目的,A错误;B.加热碳酸氢钠会分解为碳酸钠、二氧化碳和水,达不到除去NaHCO3固体中的Na2CO3的目的,B错误;C.碳酸氢钠加热能分解为碳酸钠、二氧化碳和水,碳酸钠加热不分解,故热稳定性:NaHCO3<Na2CO3,C正确;D.将某溶液与稀盐酸反应产生的气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊,该气体可能是CO2,也可能是SO2,因此不能据此说明该溶液中含有,D错误;本题选C。
5.和是常见的钠盐,且两者之间可以相互转化,请回答下列问题:
(1)下列有关碳酸钠和碳酸氢钠说法正确的是___________。
A.常温下溶解度:
B.热稳定性:
C.与同浓度同体积的盐酸反应的速率:
D.与澄清石灰水反应,均有白色沉淀生成
(2)写出在水溶液中的电离方程式 ;
(3)向溶液中通入可生成,该反应的化学方程式为 ;
(4)加热碳酸钠和碳酸氢钠的固体混合物至质量不再发生变化,剩余固体的质量为,则混合物中碳酸氢钠的质量分数为___________。
A. B. C. D.
【答案】(1)D (2)Na2CO3=2Na++ (3)Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 (4)C
【解析】(1)A.常温下,碳酸钠溶解度远大于碳酸氢钠溶解度,A错误;B.碳酸氢钠受热生成碳酸钠和水、二氧化碳,碳酸钠受热不分解,热稳定性:Na2CO3>NaHCO3,B错误;C.相同条件下,碳酸钠会首先和酸生成碳酸氢钠,碳酸氢钠和酸生成二氧化碳气体,则与同种酸反应的剧烈程度:Na2CO3<NaHCO3,C错误;D.碳酸钠和碳酸氢钠与氢氧化钙反应都有白色沉淀碳酸钙生成,D正确;故选D;
(2)Na2CO3在水溶液中完全电离出钠离子和碳酸根离子,电离方程式为Na2CO3=2Na++;
(3)向Na2CO3溶液中通入CO2可生成NaHCO3,该反应的化学方程式为Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3;
(4)碳酸氢钠受热生成碳酸钠和水、二氧化碳,碳酸钠受热不分解,2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,由方程式可知,每168g碳酸氢钠受热分解质量减小62g,加热15.0g碳酸钠和碳酸氢钠的固体混合物至质量不再发生变化,剩余固体的质量为11.9g,则混合物中碳酸氢钠质量为(15.0g-11.9g)=8.4g,质量分数为100%=56%,故选C。
突破二 Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的基本图象
6.向和混合溶液滴加盐酸,的生成量与加入盐酸的物质的量关系如图所示。下列判断正确的是
A.在范围内,只发生中和反应
B.ab段发生反应的离子方程式为
C.
D.原混合溶液中与的物质的量之比为
【答案】D
【分析】向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加盐酸时,先发生氢氧化钠与盐酸的中和反应:NaOH+HCl=NaCl+H2O,氢氧化钠反应完毕后再发生碳酸钠与盐酸的反应:HCl+Na2CO3=NaHCO3+NaCl,最后发生发生反应:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑。
【解析】A.由分析可知,在范围内,向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加盐酸时,先发生氢氧化钠与盐酸的中和反应:NaOH+HCl=NaCl+H2O,氢氧化钠反应完毕后再发生碳酸钠与盐酸的反应:HCl+Na2CO3=NaHCO3+NaCl,A错误;B.由分析可知,ab段碳酸氢钠和盐酸反应生成二氧化碳、水和氯化钠,离子方程式为:,B错误;C.由生成0.1molCO2可知,ab段消耗0.1molHCl,则a点消耗氯化氢的物质的量为0.4mol-0.1mol=0.3mol,所以a=0.3,C错误;D.由生成0.1molCO2结合碳元素守恒,混合物中碳酸钠的物质的量是0.1mol,a点氯化氢的物质的量为0.3mol,根据反应HCl+Na2CO3=NaHCO3+NaCl可知,0.1mol碳酸钠消耗0.1mol氯化氢生成0.1mol碳酸氢钠,则氢氧化钠消耗HCl的物质的量为0.3mol-0.1mol=0.2mol,则NaOH物质的量为0.2mol,所以原混合溶液中与的物质的量之比为,D正确;故选D。
7.向某溶液中通入气体后得溶液M,因通入量的不同,溶液M的组成也不同。若向M中逐滴加入盐酸,产生的气体体积与加入盐酸的体积的关系有下列图示四种情况,且②③④图中分别有,,。
则下列分析与判断不正确的是
A.M中只有一种溶质的有①和③
B.M中有两种溶质的有②和④
C.②图显示M中的溶质为和
D.④图显示M中的溶质为和
【答案】C
【分析】发生反应为:NaOH+HCl=NaCl+H2O,Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3,NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O,由方程式可知碳酸钠转化为碳酸氢钠消耗盐酸与碳酸氢钠反应消耗盐酸体积相等,结合图像分析解答。
【解析】A.图①中加入盐酸即有CO2生成,说明溶质只有一种,即NaHCO3,图③中OA=AB,说明溶质只有Na2CO3,故A正确;B.图②中OA<AB,说明溶液M中含有Na2CO3和NaHCO3两种溶质,图④中OA>AB,说明溶液M中含有NaOH和Na2CO3两种溶质,故B正确;C.图②中OA<AB,说明溶液M中含有Na2CO3和NaHCO3两种溶质,故C错误;D.图④中OA>AB,说明溶液M中含有NaOH和Na2CO3两种溶质,故D正确。故选:C。
突破三 向 NaOH、Na2CO3混合液中滴加盐酸
8.向和的混合溶液中滴加的稀盐酸,生成的的质量与加入盐酸的体积的关系如图所示。下列判断正确的是
A.在0~a内,只发生了酸碱中和反应
B.ab段发生反应的离子方程式为:
C.
D.原混合溶液中与的质量之比为
【答案】C
【分析】向和的混合溶液中滴加稀盐酸,反应顺序为先发生(酸碱中和反应),然后发生,最后发生。
【解析】A.在0 - a内,发生了与的中和反应以及与生成的反应,A错误;B.ab段是与的反应,离子方程式为,B错误;C.生成的物质的量,根据,ab段消耗的物质的量为0.01mol,浓度为,则ab段消耗盐酸体积,已知加入盐酸到b点时体积为,所以,C正确;D.由C可知的物质的量为,消耗的物质的量为,则物质的量为,,,与质量比不是,D错误;综上,答案是C。
9.取A、B两份等物质的量浓度的NaOH溶液,每份100mL,先分别向A、B中通入不等量的CO2,再继续向两溶液中逐滴加入0.lmol·L-1的盐酸,产生如图所示关系,下列说法不正确的是
A.A曲线中的P点发生的离子反应为H++=
B.加盐酸之前A溶液中的溶质是氢氧化钠和碳酸钠
C.B曲线最终产生的CO2标准状况下体积为33.6mL
D.原NaOH溶液的物质的量浓度为0.075mol·L-1
【答案】B
【分析】若氢氧化钠溶液与盐酸反应得到的溶液中只含有碳酸钠溶液,与盐酸反应的方程式为Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl、NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O,则滴加盐酸没有二氧化碳气体生成阶段和继续滴加生成二氧化碳气体阶段消耗盐酸的体积比为1:1,由图可知,A、B中起始加入盐酸没有二氧化碳气体生成和继续滴加盐酸反应生成二氧化碳气体消耗盐酸的体积比分别为25mL:(75—25)mL=1:2、60mL:(75—60)mL=4:1,则A为氢氧化钠溶液与盐酸反应得到的碳酸钠和碳酸氢钠的混合溶液、B为氢氧化钠溶液与盐酸反应得到的氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液。
【解析】A.由分析可知,A为氢氧化钠溶液与盐酸反应得到的碳酸钠和碳酸氢钠的混合溶液,则P点发生的反应为Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,反应的离子方程式为H++=,故A正确;B.由分析可知,A为氢氧化钠溶液与盐酸反应得到的碳酸钠和碳酸氢钠的混合溶液,故B错误;C.由分析可知,B为氢氧化钠溶液与盐酸反应得到的氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液,由生成二氧化碳消耗盐酸的体积为(75—60)mL=15mL可知,反应生成标准状况下二氧化碳体积为0.1mol/L×0.015L×22.4L/mol×10—3ml/L=33.6mL,故C正确;D.由图可知,盐酸溶液体积为75mL时,混合溶液与盐酸反应得到氯化钠溶液,由电荷守恒可知,溶液中钠离子浓度与氯离子浓度相等,由原子个数守恒可知,氢氧化钠溶液的浓度为=0.075 mol/L,故D正确;故选B。
建议时间:20分钟
1.下列有关和的性质比较正确的是
A.相同温度下,在水中的溶解性
B.相同温度下,等物质的量浓度的溶液中分别滴入酚酞,红色较深的是
C.1g碳酸钠和1g碳酸氢钠固体中分别加入几滴水后,测得温度较高的是
D.相同条件下,等质量的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐酸反应产生量较多的是Na2CO3
【答案】C
【解析】A. 相同温度下,在水中的溶解性Na2CO3>NaHCO3,故A不正确;B.相同温度下,等物质的量浓度的Na2CO3溶液的碱性比NaHCO3溶液强,分别滴入酚酞,红色较深的是Na2CO3,B不正确;C.Na2CO3溶于水放热,而NaHCO3溶于水吸热,所以1g碳酸钠和1g碳酸氢钠固体中分别加入几滴水后,温度较高的是Na2CO3,C正确;D.相同条件下,等质量的碳酸钠和碳酸氢钠,碳酸氢钠的含碳量高,所以分别与足量盐酸反应,产生CO2量较多的是NaHCO3,D不正确;故选C。
2.为探究碳酸钠和碳酸氢钠性质,在①、②试管中分别加入质量均为、进行如下实验,下列对①、②试管中的变化描述不正确的是
A
分别滴入少量水,触摸试管底部:①变热 ②变凉
B
分别加入水,再分别滴入两滴酚酞;试管①中的溶液颜色更深
C
①和②中加入足量等浓度等体积的盐酸,产生气体速率①更快
D
分别用铂丝蘸取少量①和②中的固体,进行焰色试验火焰均为黄色
【答案】C
【解析】A.碳酸钠溶于水是放热过程,两种盐都是强碱弱酸盐水解,而水解的过程是吸热反应,碳酸钠溶解的热效应大于水解,所以①变热,②变凉,A正确;
B.碳酸钠的水解程度大于碳酸氢钠,所以碳酸钠溶液的碱性强于碳酸氢钠的,现象描述正确,B正确;
C.碳酸氢钠与盐酸反应直接生成盐酸,碳酸钠与盐酸反应,当滴入少量盐酸时,先生成碳酸氢钠,无气泡生成,所以与等浓度等体积的盐酸反应剧烈的是②试管中的碳酸氢钠,C错误;
D.钠元素焰色反应呈黄色,所以①、②火焰均为黄色,D正确;
答案选C。
3.向100mLNaOH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0.2ml/L的盐酸。产生CO2气体的体积与所加盐酸体积之间的关系如图所示。下列判断正确的是
A.所得溶液溶质成分为NaOH和Na2CO3
B.通入CO2在标准状况下的体积为448mL
C.原NaOH溶液的浓度为0.2mol/L
D.所得溶液溶质成分的物质的量之比为1:3
【答案】C
【解析】由于25A.所得溶液的溶质成分为Na2CO3、NaHCO3,没有NaOH,故A错误;B.根据题中的图象,加盐酸25mL是与Na2CO3反应生成NaHCO3,加盐酸25mL~100mL时,是与Na2CO3转化的NaHCO3和溶液中的NaHCO3反应,,故n(CO2)=n(NaHCO3)=n(HCl)=,,故B错误;C.根据化学反应,向100mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体,可能发生的反应有:2NaOH+ CO2 = Na2CO3+H2O或NaOH+ CO2 = NaHCO3两种可能的情况,再加入盐酸,将Na2CO3或NaHCO3全部反应生成NaCl,根据化学反应中原子守恒,则有n(Na+)=n(Cl-),所以n(NaOH)=n(HCl)=0.2mol/L×0.1L=0.02mol,既得c(NaOH)=0.2mol/L,故C正确;D.根据题中的图象,加盐酸25mL是与Na2CO3反应,反应方程式为,n(Na2CO3)=n(HCl)=n(NaHCO3)转化=,根据B可知,Na2CO3转化的NaHCO3和溶液中的NaHCO3共为0.015mol,故溶液中NaHCO3的物质的量为0.01mol,n(Na2CO3):n(NaHCO3)=1:2,故D错误;故选C。
4.某溶液X中可能含有NaOH、中的一种或两种,向其中滴加稀盐酸至过量,得到如图所示曲线。下列说法错误的是
A.溶液X中含有、NaOH
B.点,溶液的pH先减小后增大
C.M点对应的溶液中溶质为NaCl和
D.MP段发生反应的化学方程式为
【答案】B
【分析】向溶液X中滴加稀盐酸至过量,有生成,证明至少含有、中的一种或两种,假设溶液中只含有,开始发生反应:,而后发生反应:,前后两阶段消耗盐酸的体积相等,而图中第一阶段消耗盐酸的体积大于第二阶段,说明X溶液还含有NaOH,则X溶液中溶质为NaOH、。
【解析】A.由分析可知,溶液X中含有、NaOH,故A正确;B.溶液X呈碱性,滴加稀盐酸的过程中,溶液碱性逐渐减弱,溶液的pH一直减小,故B错误;C.OM段发生反应:、,M点时,NaOH、恰好完全反应,M点对应的溶液中溶质为NaCl和,故C正确;D.MP段有生成,发生反应的化学方程式为,故D正确;答案选B。
5.某兴趣小组为了探究一瓶变质的NaOH溶液中NaOH与的含量,向该溶液中滴加的稀硫酸至不再产生气体为止,气体体积(标准状况)与稀硫酸体积的关系如图所示,下列说法正确的是
A.在0~a范围内,只发生反应
B.ab段发生反应的离子方程式为
C.与NaOH反应消耗的稀硫酸体积是40mL
D.原混合溶液中NaOH与的物质的量之比为1∶4
【答案】C
【分析】向NaOH和的混合溶液中滴加硫酸时,先发生氢氧化钠与硫酸的中和反应,再发生碳酸钠与硫酸生成碳酸氢钠和硫酸钠,最后发生碳酸氢钠与硫酸反应生成二氧化碳气体,利用物质的量的关系并结合图像即可解答。
【解析】A.0~a范围内,发生反应和,A错误;B.ab段发生反应的离子方程式为,B错误;C.由于,根据碳元素守恒,混合物中,0.01mol完全转化为发生两步反应:,,根据这两个方程式可知,消耗稀硫酸体积是20mL,NaOH消耗稀硫酸体积是40mL,,C正确;D.由C可知,溶液中,,NaOH与的物质的量之比为4∶1,D错误;故选C。
6.在的溶液中通入一定量的CO2,再向溶液中逐滴滴加稀盐酸至时开始产生气体,继续滴加稀盐酸到时,气体质量最大(假设CO2全部逸出)。溶液中产生CO2的质量与加入盐酸的质量如图所示。下列说法正确的是
A.AB发生的离子反应只有:
B.B点溶液中溶质为
C.加入盐酸溶液的质量分数为
D.最初通入的CO2的质量为
【答案】C
【分析】200g8%的NaOH溶液中含有氢氧化钠16g,物质的量为0.4mol,根据图象,开始时无气体产生,滴加稀盐酸至150g时开始产生气体,则该阶段一定有反应Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl发生,继续滴加稀盐酸到200g时,气体质量最大,该阶段发生的反应为NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,消耗的盐酸为50g,则原溶液中的Na2CO3最多消耗50g盐酸,而B点之前消耗150g盐酸,所以NaOH有剩余,与盐酸发生反应NaOH+HCl=NaCl+H2O,消耗150g-50g=100g盐酸,滴加盐酸前溶质为NaOH和Na2CO3;
【解析】A.根据分析可知原溶液中的Na2CO3消耗了50g盐酸,所以A、B段发生: OH-+H+= H2O、,A错误;B.根据分析可知B点前发生反应:NaOH+HCl=NaCl+H2O、Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,所以溶质为NaHCO3和NaCl,B错误;C.C点溶液中的溶质为NaCl,根据守恒关系,稀盐酸中HCl的物质的量=200g8%的NaOH溶液中含有氢氧化钠的物质的量=0.4mol,则HCl的质量为0.4mol×36.5g/mol,200g盐酸的质量分数为=7.3%,C正确;D.最终生成4.4g二氧化碳,根据碳元素守恒可知,最初通入的CO2的质量为4.4g,D错误;综上所述答案为C。
7.纯碱和小苏打都是重要的化工原料,根据下列三组实验,回答:
(1)甲组实验能鉴别纯碱和小苏打的实验现象是 ;试管b中发生反应的离子方程式为 。
(2)相比乙和丙而言,丙组能更便捷的验证两者的热稳定性,丙组实验中A处盛放的物质为 (填化学式)。
【答案】(1)试管b中产生气体速度快,气球较大
(2)Na2CO3
【解析】(1)盐酸过量,根据和,可知,质量相同的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应,碳酸氢钠产生的气体较多,气球较大,所以甲实验能鉴别碳酸钠和碳酸氢钠,实验现象是试管b中产生气体速度快,气球较大;试管b中发生反应的离子方程式为;故答案为:试管b中产生气体速度快,气球较大;。
(2)乙、丙两组实验中,图乙没有直接对比,图丙将碳酸钠置于大试管,将碳酸氢钠置于小试管,但是小试管产生的气体能使澄清石灰水变浑浊,而大试管连接的澄清石灰水无现象,大试管温度较高但是连接的澄清石灰水没有变浑浊,说明碳酸钠稳定性比碳酸氢钠好,丙组能更便捷的验证两者的热稳定性,丙组实验中A处盛放的物质为Na2CO3,故答案为:Na2CO3。
8.向200 mLc mol/L的NaOH溶液中缓慢通入一定量的CO2,充分反应后,得到溶液X,向所得的溶液X中逐滴滴加2 mol/L的盐酸,得到气体的体积(标准状况下,且不考虑气体的溶解)与加入盐酸体积的关系如图所示:
请回答下列问题:
(1)B点对应的溶液中溶质的化学式为 。
(2)若2V1=V2,则溶液X的溶质名称为 ,OA段发生反应的离子方程式为 。
(3)若2V1>V2,则向溶液X中滴加盐酸的过程中发生的反应分为三个阶段,第一阶段的离子方程式为 。
(4)若V2=3V1,则溶液X的溶质的成分及物质的量之比为 。
(5)若V1=0,a=6.72,则V2= ,c= 。
【答案】(1)NaCl
(2)碳酸钠 +H+=
(3)H+ +OH-=H2O
(4)n(Na2CO3):n(NaHCO3)=1:1
(5)150 1.5
【分析】NaOH溶液中缓慢通入一定量的CO2,充分反应,所得溶液,可以是碳酸钠,还可以是碳酸氢钠,还可以是碳酸钠和氢氧化钠的混合物,或是碳酸氢钠和碳酸钠的混合物。若只有Na2CO3溶液,滴入盐酸先生成碳酸氢钠和氯化钠:Na2CO3+HCl==NaCl+ NaHCO3,继续滴加盐酸,则发生NaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2↑,2个反应中消耗等量的HCl;若溶液成分是NaOH、Na2CO3,则第一段没有气体产生、与盐酸先后发生的反应是:NaOH+HCl=NaCl+H2O,Na2CO3+HCl═NaHCO3+NaCl,第二段有气体产生、是NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑,且第一阶段消耗盐酸大于第二阶段;若溶液成分是NaHCO3、Na2CO3,则与盐酸反应、第一段没有气体产生,反应是: Na2CO3+HCl═NaHCO3+NaCl,第二段有气体产生:NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑,且第一阶段消耗盐酸小于第二阶段;若溶液成分是碳酸氢钠,则滴入盐酸即产生气体,反应为NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑。
【解析】(1)据分析,B点时NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑恰好反应完全,则B点对应的溶液中溶质的化学式为NaCl。
(2)若2V1=V2,则OA段反应Na2CO3+HCl═NaHCO3+NaCl,AB段反应NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑所消耗的盐酸相等,溶液X的溶质名称为碳酸钠,OA段发生反应的离子方程式为+H+=。
(3)若2V1>V2,即所消耗的盐酸:OA>AB,则OA段依次发生NaOH+HCl=NaCl+H2O、Na2CO3+HCl═NaHCO3+NaCl反应,X溶液的组成是氢氧化钠和碳酸钠的化合物,则向溶液X中滴加盐酸的过程中第一阶段的离子方程式为H+ +OH-=H2O。
(4)若V2=3V1,即所消耗的盐酸:OA段为AB段的二分之一,则OA段发生Na2CO3+HCl═NaHCO3+NaCl反应,AB段发生NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑,则溶液X的溶质的成分为碳酸钠和碳酸氢钠的混合物,滴入HCl(V1-0) mL段反应为Na2CO3+HCl=NaCl+ NaHCO3,则碳酸钠为V1×10-3L2mol/L =0.002 V1 mol,滴入HCl(V2- V1) mL段反应为NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,反应恰好完全时, B点溶液共消耗V2×10-3L2mol/L =0.002 V2 molHCl,则按元素质量守恒,此时溶液中含0.002 V2 molNaCl溶液,则X溶液中含NaHCO3为0.002 V2 mol -2×0.002 V1 mol = 0.002 V1 mol,则Na2CO3和NaHCO3物质的量之比为1:1。
(5)若V1=0,则滴入盐酸发生的反应只是NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑,a=6.72,则释放出二氧化碳为,则X溶液含碳酸氢钠是0.3mol,所消耗的盐酸为0.3mol,V2=;按钠元素守恒,所以原来的NaOH溶液中含有的氢氧化钠是0.3mol,0.200 L×c mol/L=0.3mol,所以原氢氧化钠的浓度c=1.5mol/L。
建议时间:3分钟
1.(2010·上海卷)将0.4gNaOH和1.06g混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1mol·稀盐酸。下列图象能正确表示加入盐酸的体积和生成的物质的量的关系的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】n(NaOH)==0.01mol、n(Na2CO3)==0.01mol,盐酸滴入后,由于氢氧化钠的碱性较强,盐酸和氢氧化钠反应0.4g氢氧化钠消耗0.1L盐酸,不产生气体;当氢氧化钠消耗完之后,盐酸和碳酸钠反应,由于氢离子浓度较小,,生成碳酸氢钠,还是没有气体产生,相关反应如下:CO32-+ H+(少量)=HCO3-,此时再消耗0.1L盐酸,不产生气体;当碳酸根消耗完后,0.01mol碳酸氢跟和氢离子反应,产生0.01mol二氧化碳气体,C选项符合题意,故答案为C。
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专题03 Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的图像分析
建议时间:15分钟
突破一 Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的原理
1.下列关于Na2CO3和NaHCO3的性质说法不正确的是
A.相同温度时,在水中的溶解性:NaHCO3<Na2CO3
B.鉴别Na2CO3和NaHCO3两溶液可以用氢氧化钙溶液
C.热稳定性:Na2CO3>NaHCO3
D.与同浓度盐酸反应产生气体的速率:NaHCO3>Na2CO3
2.有关纯碱和小苏打的叙述正确的是
A.等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量稀盐酸反应,NaHCO3产生的CO2多
B.等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的同种盐酸反应,NaHCO3消耗的盐酸多
C.向NaHCO3溶液中滴入澄清石灰水无沉淀产生,而Na2CO3溶液中加入澄清石灰水出现白色沉淀
D.Na2CO3和NaHCO3都既能与酸反应,又能与氢氧化钠反应
3.下列有关Na2CO3和NaHCO3的叙述中正确的是
A.向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸,生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1:2
B.等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应,在同温同压下,生成的CO2体积相同
C.相同温度下物质的量浓度相同时,Na2CO3溶液的pH小于NaHCO3溶液
D.用套管实验比较Na2CO3和NaHCO3分解温度高低,将NaHCO3放在内部小试管中
4.下列有关说法正确的是
A.为了除去Na2CO3溶液中的NaHCO3,可滴加适量的稀盐酸
B.为了除去NaHCO3固体中的Na2CO3,可通过加热除去
C.热稳定性:
D.将某溶液与稀盐酸反应产生的气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊,说明该溶液中含有CO
5.和是常见的钠盐,且两者之间可以相互转化,请回答下列问题:
(1)下列有关碳酸钠和碳酸氢钠说法正确的是___________。
A.常温下溶解度:
B.热稳定性:
C.与同浓度同体积的盐酸反应的速率:
D.与澄清石灰水反应,均有白色沉淀生成
(2)写出在水溶液中的电离方程式 ;
(3)向溶液中通入可生成,该反应的化学方程式为 ;
(4)加热碳酸钠和碳酸氢钠的固体混合物至质量不再发生变化,剩余固体的质量为,则混合物中碳酸氢钠的质量分数为___________。
A. B. C. D.
突破二 Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的基本图象
6.向和混合溶液滴加盐酸,的生成量与加入盐酸的物质的量关系如图所示。下列判断正确的是
A.在范围内,只发生中和反应
B.ab段发生反应的离子方程式为
C.
D.原混合溶液中与的物质的量之比为
7.向某溶液中通入气体后得溶液M,因通入量的不同,溶液M的组成也不同。若向M中逐滴加入盐酸,产生的气体体积与加入盐酸的体积的关系有下列图示四种情况,且②③④图中分别有,,。
则下列分析与判断不正确的是
A.M中只有一种溶质的有①和③
B.M中有两种溶质的有②和④
C.②图显示M中的溶质为和
D.④图显示M中的溶质为和
突破三 向 NaOH、Na2CO3混合液中滴加盐酸
8.向和的混合溶液中滴加的稀盐酸,生成的的质量与加入盐酸的体积的关系如图所示。下列判断正确的是
A.在0~a内,只发生了酸碱中和反应
B.ab段发生反应的离子方程式为:
C.
D.原混合溶液中与的质量之比为
9.取A、B两份等物质的量浓度的NaOH溶液,每份100mL,先分别向A、B中通入不等量的CO2,再继续向两溶液中逐滴加入0.lmol·L-1的盐酸,产生如图所示关系,下列说法不正确的是
A.A曲线中的P点发生的离子反应为H++=
B.加盐酸之前A溶液中的溶质是氢氧化钠和碳酸钠
C.B曲线最终产生的CO2标准状况下体积为33.6mL
D.原NaOH溶液的物质的量浓度为0.075mol·L-1
建议时间:20分钟
1.下列有关和的性质比较正确的是
A.相同温度下,在水中的溶解性
B.相同温度下,等物质的量浓度的溶液中分别滴入酚酞,红色较深的是
C.1g碳酸钠和1g碳酸氢钠固体中分别加入几滴水后,测得温度较高的是
D.相同条件下,等质量的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐酸反应产生量较多的是Na2CO3
2.为探究碳酸钠和碳酸氢钠性质,在①、②试管中分别加入质量均为、进行如下实验,下列对①、②试管中的变化描述不正确的是
A
分别滴入少量水,触摸试管底部:①变热 ②变凉
B
分别加入水,再分别滴入两滴酚酞;试管①中的溶液颜色更深
C
①和②中加入足量等浓度等体积的盐酸,产生气体速率①更快
D
分别用铂丝蘸取少量①和②中的固体,进行焰色试验火焰均为黄色
3.向100mLNaOH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0.2ml/L的盐酸。产生CO2气体的体积与所加盐酸体积之间的关系如图所示。下列判断正确的是
A.所得溶液溶质成分为NaOH和Na2CO3
B.通入CO2在标准状况下的体积为448mL
C.原NaOH溶液的浓度为0.2mol/L
D.所得溶液溶质成分的物质的量之比为1:3
4.某溶液X中可能含有NaOH、中的一种或两种,向其中滴加稀盐酸至过量,得到如图所示曲线。下列说法错误的是
A.溶液X中含有、NaOH
B.点,溶液的pH先减小后增大
C.M点对应的溶液中溶质为NaCl和
D.MP段发生反应的化学方程式为
5.某兴趣小组为了探究一瓶变质的NaOH溶液中NaOH与的含量,向该溶液中滴加的稀硫酸至不再产生气体为止,气体体积(标准状况)与稀硫酸体积的关系如图所示,下列说法正确的是
A.在0~a范围内,只发生反应
B.ab段发生反应的离子方程式为
C.与NaOH反应消耗的稀硫酸体积是40mL
D.原混合溶液中NaOH与的物质的量之比为1∶4
6.在的溶液中通入一定量的CO2,再向溶液中逐滴滴加稀盐酸至时开始产生气体,继续滴加稀盐酸到时,气体质量最大(假设CO2全部逸出)。溶液中产生CO2的质量与加入盐酸的质量如图所示。下列说法正确的是
A.AB发生的离子反应只有:
B.B点溶液中溶质为
C.加入盐酸溶液的质量分数为
D.最初通入的CO2的质量为
7.纯碱和小苏打都是重要的化工原料,根据下列三组实验,回答:
(1)甲组实验能鉴别纯碱和小苏打的实验现象是 ;试管b中发生反应的离子方程式为 。
(2)相比乙和丙而言,丙组能更便捷的验证两者的热稳定性,丙组实验中A处盛放的物质为 (填化学式)。
8.向200 mLc mol/L的NaOH溶液中缓慢通入一定量的CO2,充分反应后,得到溶液X,向所得的溶液X中逐滴滴加2 mol/L的盐酸,得到气体的体积(标准状况下,且不考虑气体的溶解)与加入盐酸体积的关系如图所示:
请回答下列问题:
(1)B点对应的溶液中溶质的化学式为 。
(2)若2V1=V2,则溶液X的溶质名称为 ,OA段发生反应的离子方程式为 。
(3)若2V1>V2,则向溶液X中滴加盐酸的过程中发生的反应分为三个阶段,第一阶段的离子方程式为 。
(4)若V2=3V1,则溶液X的溶质的成分及物质的量之比为 。
(5)若V1=0,a=6.72,则V2= ,c= 。
建议时间:3分钟
1.(2010·上海卷)将0.4gNaOH和1.06g混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1mol·稀盐酸。下列图象能正确表示加入盐酸的体积和生成的物质的量的关系的是
A. B.
C. D.
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