【暑假无忧】2024年初升高化学 衔接点10 碳酸钠和碳酸氢钠(原卷版+解析版)

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【暑假无忧】2024年初升高化学 衔接点10 碳酸钠和碳酸氢钠(原卷版+解析版)

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衔接点10 碳酸钠和碳酸氢钠
初中要求 初中只是简单了解Na2CO3、NaHCO3的化学性质及用途。
高中要求 1.熟练掌握Na2CO3、NaHCO3的性质和用途; 1.运用变化观念理解并掌握Na2CO3、NaHCO3相互转化的途径; 3.了解纯碱的生产方法及历史沿革。
回顾一、盐的化学性质
1. 盐跟某些金属的反应:
规律:盐+金属=新盐+新金属
反应条件:在金属活动性顺序表中,除非常活泼的K、Ca和Na外,排在前面的金属一般可以将位于其后面的、比它不活泼的金属从它们的盐溶液中置换出来。
Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu;Cu+HgNO3)2=Hg+Cu(NO3)2 ;ZnSO4+Cu不反应
2. 盐跟酸的反应:
规律:盐+酸=新盐+新酸
BaCl2+H2SO4=BaSO4+2HCl
AgNO3+HCl=AgCl+HNO3
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
3. 盐跟碱的反应:
规律:盐+碱=新盐+新碱
Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl
4. 盐跟另一种盐的反应:
规律:盐+盐=新盐+新盐
Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl
AgNO3+NaCl=AgCl+NaNO3
BaCl2+Na2SO4=BaSO4+2NaCl
注意:2、3、4都是复分解反应,复分解反应发生的条件:
A:①有沉淀生成;②有气体放出;③有水生成;
B:如果是没有酸参加的反应,则两种反应物必须都溶于水。
5. 盐的特性
a.盐溶液的酸碱性
大多数盐溶液呈中性;但K2CO3、Na2CO3、NaHCO3等溶液呈碱性,能使紫色石蕊溶液变蓝,使酚酞溶液变红;
b.某些盐的热不稳定性
碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和CO2:2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑
碳酸氢铵受热分解生成CO2、水和NH3:NH4HCO3 CO2↑+H2O+ NH3↑
碳酸钙高温分解:CaCO3CaO+ CO2↑
回顾二、复分解反应
1. 概念
由两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物的反应。是四大基本反应类型。
2. 通式
复分解反应可用通式表示为:AB+CD→AD+CB。
3. 复分解反应的判断
反应物是两种化合物,生成物也是两种化合物,且是互相交换成分的结果。
4. 常见复分解反应类型
酸、碱、盐之间的反应一般都是复分解反应。如:
①酸+碱→盐+水(中和反应)
②盐+酸→新盐+新酸
③碱+盐→新盐+新碱
④盐+盐→新盐+新盐
⑤酸+金属氧化物→盐+水
5. 复分解反应发生的条件
类型 反应物 生成物
酸+碱 至少一种可溶 具备以下条件之一: 有沉淀生成 有气体生成 有水生成
酸+盐 盐可溶或难溶,酸可溶
碱+盐 二者都可溶
盐+盐 二者都可溶
6. 酸碱盐之间的反应关系
新知一、Na2CO3、NaHCO3的性质、用途及制法
1、Na2CO3、NaHCO3的物理性质
名称 碳酸钠 碳酸氢钠
化学式 Na2CO3 NaHCO3
俗名 纯碱或苏打 小苏打
颜色、状态 白色粉末 细小白色晶体
水溶性 易溶于水 水中易溶,但比Na2CO3的溶解度小
2、Na2CO3、NaHCO3的化学性质
(1)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+H2O+CO2↑。
(2)与足量盐酸反应
①Na2CO3:CO+2H+===H2O+CO2↑。
②NaHCO3:HCO+H+===H2O+CO2↑。
(3)与碱(NaOH溶液)反应
①Na2CO3:与NaOH溶液不反应。
②NaHCO3:NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O。
(4)相互转化
①Na2CO3―→NaHCO3
向Na2CO3溶液中通入CO2,化学方程式为Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3。
②NaHCO3―→Na2CO3
NaHCO3固体加热分解转化成Na2CO3。
3、Na2CO3、NaHCO3的主要用途
(1)碳酸钠:用于造纸、制造玻璃、制皂、洗涤等。
(2)碳酸氢钠:用于制发酵粉、医药、灭火剂等。
4、Na2CO3的制备—侯氏制碱法
①原料
食盐、氨气、二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气
其反应为C+H2O(g)CO+H2,CO+H2O(g)CO2+H2。
②反应原理
产生NaHCO3反应:NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。
产生Na2CO3的反应:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。
③工艺流程
④循环使用的物质:CO2、饱和食盐水。
新知二、Na2CO3、NaHCO3的鉴别、除杂及转化
1. Na2CO3、NaHCO3的鉴别
1.鉴别方法:
(1)加热法——适用于固体。
①原理:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,Na2CO3受热不分解。
②结论:加热有气体产生的是NaHCO3,无变化的是Na2CO3。
(2)沉淀法——适用于溶液。
①原理:CO+Ca2+===CaCO3↓,CO+Ba2+===BaCO3↓,HCO与Ca2+、Ba2+不反应。
②结论:滴加氯化钡或氯化钙溶液,有沉淀生成的是Na2CO3,无变化的是NaHCO3。
(3)盐酸逐滴加入时的现象——适用于溶液。
①原理:CO+H+===HCO,
HCO+H+===CO2↑+H2O。
②结论:向等浓度的溶液中逐滴加入盐酸立即产生气体的是NaHCO3,开始不产生气体,滴加一会才产生气体的是Na2CO3。
(4)与酚酞溶液作用——适用于溶液。
①原理:等浓度溶液的碱性Na2CO3>NaHCO3。
②结论:等浓度Na2CO3和NaHCO3溶液中滴入2滴酚酞溶液,溶液变红较深的是Na2CO3,较浅的是NaHCO3。
2.Na2CO3、NaHCO3的除杂
序号 混合物(括号内为杂质) 除杂方法
① Na2CO3(s)(NaHCO3) 加热法
② NaHCO3(aq)(Na2CO3) 通入足量CO2
③ Na2CO3(aq)(NaHCO3) 滴加适量NaOH溶液
【特别提醒】
①NaHCO3与碱溶液反应的实质是HCO与OH-反应生成CO,CO有可能发生后续反应,如NaHCO3与Ca(OH)2溶液反应可以生成白色沉淀CaCO3;
②不能用澄清石灰水来鉴别Na2CO3与NaHCO3:Ca(OH)2溶液与二者反应均生成白色沉淀CaCO3,无法区别;
③用盐酸鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液时,要求两溶液浓度相差不大,且加入的盐酸等浓度且不宜过大;
④Na2CO3、NaHCO3与酸、碱、盐的反应均为复分解反应,因而反应能否进行应从复分解反应的条件来判断。
3.相互转化:
Na2CO3NaHCO3
(1)Na2CO3溶液→NaHCO3溶液。
Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3。
(2)NaHCO3→Na2CO3。
①2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑(固体物质);
②NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O(溶液中)。
注意:碳酸钠和碳酸氢钠的认识误区
(1)碳酸钠很稳定,固体和溶液中受热都不发生分解,碳酸氢钠固体受热易发生分解,但其溶液受热不易分解。
(2)书写碳酸氢钠参与的离子反应方程式时,HCO不能拆开。
(3)在反应2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑中,利用差量法计算时,要注意固体质量减少的是二氧化碳和水的质量,而非仅仅是二氧化碳的质量。
(4)不能用氢氧化钙溶液鉴别碳酸钠和碳酸氢钠溶液,因为二者均能与氢氧化钙反应产生白色沉淀。
新知三、Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的基本图象
若V(Oa)=V(ab)(即Oa段与ab段消耗盐酸的体积相同) 溶液中的溶质为Na2CO3 涉及离子方程式Oa:CO+H+===HCO; ab:HCO+H+===H2O+CO2↑
若V(Oa)>V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积大于ab段消耗盐酸的体积) 溶液中的溶质为Na2CO3和NaOH 涉及离子方程式Oa:OH-+H+===H2O、 CO+H+===HCO; ab:HCO+H+===H2O+CO2↑
若V(Oa)若a=0(即图像从原点开始) 溶液中的溶质为NaHCO3 涉及离子方程式:HCO+H+===H2O+CO2↑
1.(2023春·上海徐汇·高一上海市第四中学校考期中)①用CaCl2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3固体;②用观察法区别Na2O和Na2O2;③用稀盐酸鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液。上列实验能成功的是
A.①②③ B.①② C.②③ D.①③
2.(2023秋·广东广州·高一广州市第七中学校考期中)实验室利用下列反应装置模拟侯氏制碱法制备NaHCO3,反应原理为:NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl,下列说法错误的是
A.通过活塞K可控制CO2的流速
B.装置b、d依次盛装饱和Na2CO3溶液、稀硫酸
C.装置c中含氨的饱和食盐水提高了CO2吸收效率
D.反应后将装置c中的锥形瓶浸入冷水充分冷却,过滤得到NaHCO3晶体
3.(2023春·河南濮阳·高一濮阳一高校考期中)下列实验设计,不能达到实验目的的是
A B C D
观察钾元素的焰色 比较Na2CO3和NaHCO3的稳定性 检验Na2O2与H2O反应有O2生成 比较Na2CO3和NaHCO3与等浓度盐酸反应的快慢
4.(2023秋·浙江温州·高一统考期末)为除去括号内少量的杂质,所用的试剂或方法正确的是
A.CO2(HCl):饱和碳酸钠溶液,洗气 B.CO2(CO):氧气,点燃
C.NaHCO3粉末(Na2CO3):加热 D.Cu粉(Fe):盐酸,过滤
5.某学生设计如图所示装置进行NaHCO3的分解实验,并证实产物中有CO2产生。
(1)试管中发生反应的化学方程式是________________________________________________。
(2)指出该学生设计的装置图的错误之处(至少2处),并改正(文字说明即可):_____________________________________________________________________________。
(3)烧杯中发生反应的离子方程式是_______________________________________________。
(4)如果将16.8 g NaHCO3加热一段时间,然后将剩余固体溶于水,并加入足量的CaCl2溶液,最终得到白色沉淀5.0 g,则NaHCO3的分解百分率为____________,加入CaCl2溶液后反应的离子方程式为_______________________________________________________。
1.(2023春·上海徐汇·高一上海市第二中学校考期中)实验室中有一份白色固体,可能是 Na2CO3 或 NaHCO3 中的一种,以下可以用来鉴别是何种成分的方法有
A.取样配成溶液,与稀盐酸“互滴” B.取样配置成溶液,加澄清石灰水
C.取样配置成饱和溶液,通入 CO2 D.取样,于坩埚中灼烧,称量前后质量
2.(2023安徽省阜阳颍上一中期末考试)下列有关NaHCO3、Na2CO3的性质比较中,正确的是
A. 热稳定性Na2CO3B. 常温时水溶性Na2CO3< NaHCO3
C. 可用BaCl2溶液区分NaHCO3固体和Na2CO3固体
D. 等分子的NaHCO3和Na2CO3与足量稀盐酸反应,NaHCO3放出的CO2多
3. (2023河北安平中学期末)除去Na2CO3溶液中少量NaHCO3最佳方法是
A. 加入适量盐酸 B. 加入适量NaOH溶液 C. 加热 D. 通入过量的CO2
4. (2023山东青岛高一统考期末)下列关于钠及其化合物的说法正确的是
A.钠比铜活泼,金属钠可与CuSO4溶液反应置换出铜
B.Na2O和Na2O2都能与H2O反应生成强碱
C.Na2CO3和NaHCO3都能与盐酸反应,均可用于治疗胃酸过多
D.NaOH具有较强的吸水性,可用于干燥NH3、H2、Cl2等气体
5. (2023甘肃省武威第十八中学月考)下列叙述正确的是
A. 用焰色反应可以检验钠的化合物跟钾的化合物
B. 钾、钠等碱金属着火时,立即用水或泡沫灭火器来灭火
C. 过氧化钠与水反应生成氢氧化钠,则过氧化钠是碱性氧化物
D. 钠是一种还原性很强的金属,能把铜从硫酸铜溶液中置换出来
6.(2023西安高一月考)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的溶解度
B.向两者的溶液中加入澄清石灰水,均有白色沉淀生成
C.向同浓度的两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
7.(2023北京高一汇文中学校考期末)某小组同学探究Na2CO3和NaHCO3的性质及相互转化,实验如下(夹持装置已略去,气密性已检验)。以下说法错误的是
实验Ⅰ 实验Ⅱ
A.实验Ⅰ,A中澄清石灰水无明显变化,B中澄清石灰水变浑浊
B.实验Ⅱ,方框中的试剂a为饱和碳酸氢钠溶液
C.实验Ⅱ中,一段时间之后,可观察到烧杯中有细小晶体析出
D.等物质的量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量盐酸反应,NaHCO3生成的CO2更多
8.(2023广东广州市增城区荔城中学校考期末)侯德榜先生是我国近代著名的化学家,他提出的联合制碱法得到世界各国的认可,主要化学反应为:NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。工业流程如图,下列说法正确的是
A.滤渣主要成分是NaHCO3,在相同温度下碳酸氢钠溶解度比NaCl大
B.用澄清石灰水可以鉴别Na2CO3和NaHCO3
C.应该向“饱和食盐水”中先通入足量NH3,再通入过量CO2
D.最终所得“母液”不可循环利用
9. 关于NaHCO3的性质,下列说法正确的是
A.热稳定性比Na2CO3强
B.相同温度下溶解度比Na2CO3要大
C.NaHCO3只能和酸反应不能和碱反应
D.和酸反应放出等量的CO2所消耗的酸比Na2CO3少
10 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的溶解度
B.向两者的溶液中加入澄清石灰水,均有白色沉淀生成
C.向同浓度的两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
11. 有两个无标签的试剂瓶,分别装有Na2CO3和NaHCO3固体,有4位同学为鉴别它们采用了以下不同的方法,其中可行的是
A.分别配成溶液,再加入澄清石灰水
B.分别配成溶液,再加入NaOH溶液
C.分别加热,再检验是否有使澄清石灰水变浑浊的气体产生
D.分别配成溶液,再进行焰色试验
12.某课外小组为了鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体,设计了如下几种实验方法。
下列说法不正确的是
A.装置I中的Na2CO3和NaHCO3均能与盐酸反应,产生气体快的是NaHCO3
B.当稀盐酸足量时,装置I中气球鼓起体积较大的是Na2CO3
C.加热装置Ⅱ,澄清石灰水变浑浊一侧的白色固体是NaHCO3
D.装置皿Ⅱ也可以鉴别Na2CO3和NaHCO3
13.(2023山东五莲一中高一月考)下列各组物质与其用途的关系不正确的是
A. 过氧化钠:供氧剂 B. 烧碱:治疗胃酸过多的一种药剂
C. 小苏打:发酵粉主要成分 D. 纯碱:除物品上的油污
14. (2023广东佛山高一统考期末)以不同类别物质间的转化为线索,可结构化认识钠及其化合物。下列说法错误的是
A.Na2O和CO2分别属于碱性氧化物和酸性氧化物
B.若改变过程I的反应条件,可得到钠的另一种氧化物
C.若改变过程IV中CO2的量,可得到另一种钠盐
D.过程I~IV中,发生了电子转移的是I、II、III
15. (2023牡丹江高一月考)侯德榜联合制碱是非常重要的化工生产过程,原理如下:
①NaCl(饱和)+NH3+H2O+CO2===NH4Cl+NaHCO3↓
②2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
下列说法正确的是
A.该方法最终制得的是碳酸氢钠
B.该制备方法的原理属于氧化还原反应
C.溶解度:碳酸氢钠<碳酸钠
D.热稳定性:碳酸氢钠>碳酸钠
16. (2023天津第二次质量检测)有关Na2CO3和NaHCO3性质,下列叙述错误的是
A. 用加热固体,看是否生成能使澄清石灰水变浑浊的气体的方法,可以鉴别Na2CO3和NaHCO3
B. 同一温度下,与等浓度的盐酸反应时,NaHCO3比Na2CO3剧烈
C. 与同种酸反应生成等量的CO2时,所消耗的酸的量相等
D. 将石灰水加入到NaHCO3溶液中将会产生沉淀
17.(2023重庆育才中学高一试题)Na2O2和过量NaHCO3固体混合,在密闭容器中加热到质量不再变化时排出气体,所得残留物
A.Na2O2、NaOH B. Na2CO3
C. Na2O2、Na2CO3 D. NaOH、Na2CO3
18.(2022秋·广东广州·高一铁一中学校考期中)下列有关Na2CO3和NaHCO3的性质,叙述错误的是
A.鉴别Na2CO3和NaHCO3可以用BaCl2溶液,不可用Ba(OH)2溶液
B.向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2,有晶体析出
C.小苏打可以用于泡沫灭火器的反应物质
D.除去NaHCO3溶液并混有的少量Na2CO3,用加热法
19.(2023春·上海宝山·高一上海市吴淞中学校考阶段练习)现有由Na2O2 、Na2CO3 、NaHCO3 、NaCl中的某几种组成的混合物,向其中加入足量的盐酸有气体放出,将气体通过足量的NaOH溶液,气体体积有所减少;将上述混合物在空气中加热,有气体放出。下列判断正确的是
A.混合物中一定不含Na2CO3 、NaCl
B.混合物中一定含有Na2O2、NaHCO3
C.无法确定混合物中是否含有NaHCO3
D.混合物中一定不含Na2O2 、NaCl
20.(2022秋·山东东营·高一利津县高级中学校考阶段练习)对陈述I、II的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是
选项 陈述I 陈述II 判断
A 小苏打可用于治疗胃病 NaHCO3可与盐酸反应 I对;II对;有关系
B 滴有酚酞溶液的水溶液中加Na2O2,溶液变红 Na2O2与水反应生成氢氧化钠 I对;II错;无关系
C 金属钠能与水反应 高压钠灯可发出透雾性强的黄光 I对;II对;有关系
D 过氧化钠可用作航天员的供氧剂 Na2O2能和CO2、H2O反应生成O2 I对;II对;无关系
21.(2023重庆育才中学高一定时训练)在甲乙两坩埚中,分别盛有等质量的 NaHCO3.将甲坩埚充分加热后冷却,再加入足量的盐酸;乙坩埚不加热,直接加入足量的盐酸。反应完全后,甲、乙两坩埚中实际参加反应的盐酸的质量之比为
A. 1:1 B. 1.6:1 C. 2:1 D. 1:16
22.(2023新余四中暑假检测)对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是
选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ 判断
A 小苏打可用于治疗胃病 NaHCO3可与盐酸反应 Ⅰ对;Ⅱ对;有关系
B 滴有酚酞溶液的水溶液中加Na2O2,溶液变红 Na2O2与水反应生成氢氧化钠 Ⅰ对;Ⅱ错;无关系
C 金属钠具有强还原性 高压钠灯发出透雾性强的黄光 Ⅰ对;Ⅱ对;有关系
D 过氧化钠可用作航天员的供氧剂 Na2O2能和CO2、H2O反应生成O2 Ⅰ对;Ⅱ对;无关系
23(2023河北安平中学月考) “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
24.(2023山东济南高一济南市章丘区第四中学校考期末)下列说法正确的是
A.Na2O和Na2O2均能与H2O反应生成NaOH,故二者都是碱性氧化物
B.工业合成氨属于人工固氮
C.用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧,观察到火焰呈黄色,则一定含有Na+,不含K+
D.如图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置,a通入CO2,然后b通入NH3
25.(2023广东广州高一广州市真光中学校考期末)以不同类别物质间的转化为线索,认识钠及其化合物。
下列分析正确的是
A.从煤油中取用钠只需小刀、滤纸和玻璃片
B.纯碱显碱性,可用于治疗胃酸过多
C.反应⑤、⑥可用于潜水艇中氧气的供给,常温下产生1个O2,转移1个电子
D.往碳酸氢钠溶液中通入二氧化碳可以除去混有的碳酸钠杂质
26.(2023河北石家庄高一期末)某化学学习小组采用以下方法检验Na2O2中混杂的Na2CO3。下列说法错误的是
A.Na2O2与水反应过程中有H2O2生成
B.MnO2是催化剂
C.产生白色沉淀,Na2O2样品中含有Na2CO3
D.将Na2O2样品中加入稀盐酸,有气体产生,也可证明含有Na2CO3
27.(2023四川达州高一统考期末)纯碱是一种重要的工业原料,可用于生活洗涤、食品加工和工业制玻璃等,可用侯氏制碱法制备,其流程如下(部分物质已略去):
已知:通常状况下,1体积水大约溶解1体积CO2或700体积;溶于水后,溶液显碱性。
(1)为除去食盐水中的Fe3+、Ca2+、SO,可先_______(填选项字母),过滤后加适量盐酸,再蒸发浓缩得饱和溶液。
A.加NaOH溶液,后加Na2CO3溶液,再加钡试剂溶液
B.加NaOH溶液,后加钡试剂溶液,再加Na2CO3溶液
C.加钡试剂溶液,后加NaOH溶液,再加Na2CO3溶液
除去SO时,该钡试剂最好为_______。
A.BaCl2 B.Ba(OH)2 C.Ba(NO3)2
(2)向饱和食盐水中先通入的气体为_______,分析其原因_______。
(3)过程①的实验操作为_______、洗涤、干燥,检验所得小苏打中不含的方法为_______。
(4)过程②的化学方程式为_______。
(5)该制备可得到的副产品为_______。
28.(2022秋·广东河源·高一校考阶段练习)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Ⅰ~Ⅳ所示(部分夹持装置已略去)
(1)图Ⅰ、Ⅱ所示实验中能够达到实验目的的是 _______(填序号)。
(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_______ (填化学式)。
(4)将碳酸氢钠溶液与澄清石灰水混合并充分反应。当碳酸氢钠与氢氧化钙的物质的量之比为2:1时,所得溶液中溶质的化学式为_______,请设计实验检验所得溶液中溶质的阴离子_______
29.(2022秋·四川泸州·高一校考阶段练习)某小组在实验室中探究金属钠与二氧化碳的反应。回答下列问题:
(1)选用如图所示装置及药品制取CO2.打开弹簧夹,制取CO2.为了得到干燥、纯净的CO2,产生的气流应依次通过盛有___________、___________的洗气瓶(填试剂名称)。不能用稀硫酸代替稀盐酸,其原因是___________。
(2)金属钠与二氧化碳反应的实验步骤及现象如下表:
步骤 现象
将一小块金属钠在燃烧匙中点燃,迅速伸入盛有CO2的集气瓶中。充分反应,放置冷却 产生大量白烟,集气瓶底部有黑色固体产生,瓶壁上有白色物质产生
在集气瓶中加入适量蒸馏水,振荡、过滤 滤纸上留下黑色固体,滤液为无色溶液
①为检验集气瓶瓶壁上白色物质的成分,取适量滤液于2支试管中,向一支试管中滴加1滴酚酞溶液,溶液变红;向第二支试管中滴加澄清石灰水,溶液变浑浊。据此推断,白色物质的主要成分是___________(填标号)。
A.Na2O B.Na2O2 C.NaOH D.Na2CO3
②经检验黑色固体是单质碳,则本实验中金属钠与二氧化碳反应的化学方程式为___________。
30. 妈妈教小鲁蒸馒头:先用酵头发面,面团发酵至两倍大后,再加纯碱调节酸性,然后将面团揉切后上锅蒸即可。小鲁查阅资料得知,酵头可使面团在微生物作用下产生CO2气体,从而使面团疏松,但同时也会产生乳酸、醋酸等有机酸。
(1)下列关于纯碱的认识正确的是________(填字母)。
A.受热易分解 B.水溶液显碱性 C.属于碱 D.可与酸反应。
(2)小鲁探究用Na2CO3调节面团酸度,而不用NaHCO3的原因。
相同质量的碳酸钠与碳酸氢钠与足量的盐酸反应,消耗盐酸较多的是 。
(3)小餐实际操作时,发现面团发得不好;面团内的气孔少,略有酸味。妈妈指导小鲁将Na2CO3改用NaHCO3,继续揉面,上锅蒸煮后果然蒸出了松软的馒头。该过程中NaHCO3发生的反应,其化学反应方程式为 。
(4)用套管实验装置可以更好地比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性,其中小试管内有沾有无水硫酸铜粉末的棉花球,实验装置如图。
实验时,观察小试管内棉花球上的无水硫酸铜颜色变化是 。烧杯 (填“A”或“B”)中澄清石灰水变浑浊。
若将大小试管中的Na2CO3和NaHCO3位置互换, (填“能”或“不能”)得出相同的实验结论。衔接点10 碳酸钠和碳酸氢钠
初中要求 初中只是简单了解Na2CO3、NaHCO3的化学性质及用途。
高中要求 1.熟练掌握Na2CO3、NaHCO3的性质和用途; 1.运用变化观念理解并掌握Na2CO3、NaHCO3相互转化的途径; 3.了解纯碱的生产方法及历史沿革。
回顾一、盐的化学性质
1. 盐跟某些金属的反应:
规律:盐+金属=新盐+新金属
反应条件:在金属活动性顺序表中,除非常活泼的K、Ca和Na外,排在前面的金属一般可以将位于其后面的、比它不活泼的金属从它们的盐溶液中置换出来。
Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu;Cu+HgNO3)2=Hg+Cu(NO3)2 ;ZnSO4+Cu不反应
2. 盐跟酸的反应:
规律:盐+酸=新盐+新酸
BaCl2+H2SO4=BaSO4+2HCl
AgNO3+HCl=AgCl+HNO3
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
3. 盐跟碱的反应:
规律:盐+碱=新盐+新碱
Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl
4. 盐跟另一种盐的反应:
规律:盐+盐=新盐+新盐
Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl
AgNO3+NaCl=AgCl+NaNO3
BaCl2+Na2SO4=BaSO4+2NaCl
注意:2、3、4都是复分解反应,复分解反应发生的条件:
A:①有沉淀生成;②有气体放出;③有水生成;
B:如果是没有酸参加的反应,则两种反应物必须都溶于水。
5. 盐的特性
a.盐溶液的酸碱性
大多数盐溶液呈中性;但K2CO3、Na2CO3、NaHCO3等溶液呈碱性,能使紫色石蕊溶液变蓝,使酚酞溶液变红;
b.某些盐的热不稳定性
碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和CO2:2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑
碳酸氢铵受热分解生成CO2、水和NH3:NH4HCO3 CO2↑+H2O+ NH3↑
碳酸钙高温分解:CaCO3CaO+ CO2↑
回顾二、复分解反应
1. 概念
由两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物的反应。是四大基本反应类型。
2. 通式
复分解反应可用通式表示为:AB+CD→AD+CB。
3. 复分解反应的判断
反应物是两种化合物,生成物也是两种化合物,且是互相交换成分的结果。
4. 常见复分解反应类型
酸、碱、盐之间的反应一般都是复分解反应。如:
①酸+碱→盐+水(中和反应)
②盐+酸→新盐+新酸
③碱+盐→新盐+新碱
④盐+盐→新盐+新盐
⑤酸+金属氧化物→盐+水
5. 复分解反应发生的条件
类型 反应物 生成物
酸+碱 至少一种可溶 具备以下条件之一: 有沉淀生成 有气体生成 有水生成
酸+盐 盐可溶或难溶,酸可溶
碱+盐 二者都可溶
盐+盐 二者都可溶
6. 酸碱盐之间的反应关系
新知一、Na2CO3、NaHCO3的性质、用途及制法
1、Na2CO3、NaHCO3的物理性质
名称 碳酸钠 碳酸氢钠
化学式 Na2CO3 NaHCO3
俗名 纯碱或苏打 小苏打
颜色、状态 白色粉末 细小白色晶体
水溶性 易溶于水 水中易溶,但比Na2CO3的溶解度小
2、Na2CO3、NaHCO3的化学性质
(1)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+H2O+CO2↑。
(2)与足量盐酸反应
①Na2CO3:CO+2H+===H2O+CO2↑。
②NaHCO3:HCO+H+===H2O+CO2↑。
(3)与碱(NaOH溶液)反应
①Na2CO3:与NaOH溶液不反应。
②NaHCO3:NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O。
(4)相互转化
①Na2CO3―→NaHCO3
向Na2CO3溶液中通入CO2,化学方程式为Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3。
②NaHCO3―→Na2CO3
NaHCO3固体加热分解转化成Na2CO3。
3、Na2CO3、NaHCO3的主要用途
(1)碳酸钠:用于造纸、制造玻璃、制皂、洗涤等。
(2)碳酸氢钠:用于制发酵粉、医药、灭火剂等。
4、Na2CO3的制备—侯氏制碱法
①原料
食盐、氨气、二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气
其反应为C+H2O(g)CO+H2,CO+H2O(g)CO2+H2。
②反应原理
产生NaHCO3反应:NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。
产生Na2CO3的反应:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。
③工艺流程
④循环使用的物质:CO2、饱和食盐水。
新知二、Na2CO3、NaHCO3的鉴别、除杂及转化
1. Na2CO3、NaHCO3的鉴别
1.鉴别方法:
(1)加热法——适用于固体。
①原理:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,Na2CO3受热不分解。
②结论:加热有气体产生的是NaHCO3,无变化的是Na2CO3。
(2)沉淀法——适用于溶液。
①原理:CO+Ca2+===CaCO3↓,CO+Ba2+===BaCO3↓,HCO与Ca2+、Ba2+不反应。
②结论:滴加氯化钡或氯化钙溶液,有沉淀生成的是Na2CO3,无变化的是NaHCO3。
(3)盐酸逐滴加入时的现象——适用于溶液。
①原理:CO+H+===HCO,
HCO+H+===CO2↑+H2O。
②结论:向等浓度的溶液中逐滴加入盐酸立即产生气体的是NaHCO3,开始不产生气体,滴加一会才产生气体的是Na2CO3。
(4)与酚酞溶液作用——适用于溶液。
①原理:等浓度溶液的碱性Na2CO3>NaHCO3。
②结论:等浓度Na2CO3和NaHCO3溶液中滴入2滴酚酞溶液,溶液变红较深的是Na2CO3,较浅的是NaHCO3。
2.Na2CO3、NaHCO3的除杂
序号 混合物(括号内为杂质) 除杂方法
① Na2CO3(s)(NaHCO3) 加热法
② NaHCO3(aq)(Na2CO3) 通入足量CO2
③ Na2CO3(aq)(NaHCO3) 滴加适量NaOH溶液
【特别提醒】
①NaHCO3与碱溶液反应的实质是HCO与OH-反应生成CO,CO有可能发生后续反应,如NaHCO3与Ca(OH)2溶液反应可以生成白色沉淀CaCO3;
②不能用澄清石灰水来鉴别Na2CO3与NaHCO3:Ca(OH)2溶液与二者反应均生成白色沉淀CaCO3,无法区别;
③用盐酸鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液时,要求两溶液浓度相差不大,且加入的盐酸等浓度且不宜过大;
④Na2CO3、NaHCO3与酸、碱、盐的反应均为复分解反应,因而反应能否进行应从复分解反应的条件来判断。
3.相互转化:
Na2CO3NaHCO3
(1)Na2CO3溶液→NaHCO3溶液。
Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3。
(2)NaHCO3→Na2CO3。
①2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑(固体物质);
②NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O(溶液中)。
注意:碳酸钠和碳酸氢钠的认识误区
(1)碳酸钠很稳定,固体和溶液中受热都不发生分解,碳酸氢钠固体受热易发生分解,但其溶液受热不易分解。
(2)书写碳酸氢钠参与的离子反应方程式时,HCO不能拆开。
(3)在反应2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑中,利用差量法计算时,要注意固体质量减少的是二氧化碳和水的质量,而非仅仅是二氧化碳的质量。
(4)不能用氢氧化钙溶液鉴别碳酸钠和碳酸氢钠溶液,因为二者均能与氢氧化钙反应产生白色沉淀。
新知三、Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的基本图象
若V(Oa)=V(ab)(即Oa段与ab段消耗盐酸的体积相同) 溶液中的溶质为Na2CO3 涉及离子方程式Oa:CO+H+===HCO; ab:HCO+H+===H2O+CO2↑
若V(Oa)>V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积大于ab段消耗盐酸的体积) 溶液中的溶质为Na2CO3和NaOH 涉及离子方程式Oa:OH-+H+===H2O、 CO+H+===HCO; ab:HCO+H+===H2O+CO2↑
若V(Oa)若a=0(即图像从原点开始) 溶液中的溶质为NaHCO3 涉及离子方程式:HCO+H+===H2O+CO2↑
1.(2023春·上海徐汇·高一上海市第四中学校考期中)①用CaCl2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3固体;②用观察法区别Na2O和Na2O2;③用稀盐酸鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液。上列实验能成功的是
A.①②③ B.①② C.②③ D.①③
【答案】A
【解析】①Na2CO3和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀,而碳酸氢钠和氯化钙不反应,故能用CaCl2溶液鉴别和NaHCO3固体;
②氧化钠为白色固体,过氧化钠为淡黄色固体,故用观察法区别Na2O和Na2O2;
③用稀盐酸鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液都能和盐酸反应生成气体,前者先不产生气体,碳酸氢钠和盐酸直接产生气体,故能用用稀盐酸鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液。
故选A。
2.(2023秋·广东广州·高一广州市第七中学校考期中)实验室利用下列反应装置模拟侯氏制碱法制备NaHCO3,反应原理为:NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl,下列说法错误的是
A.通过活塞K可控制CO2的流速
B.装置b、d依次盛装饱和Na2CO3溶液、稀硫酸
C.装置c中含氨的饱和食盐水提高了CO2吸收效率
D.反应后将装置c中的锥形瓶浸入冷水充分冷却,过滤得到NaHCO3晶体
【答案】B
【解析】A.关闭活塞K时,气体可将球形容器内的液体压入漏斗内,从而使碳酸钙脱离液面,反应停止,所以通过调节活塞K可控制CO2的流速,A正确;
B.装置b的作用是除去二氧化碳中混有的氯化氢,故装置b内应盛装饱和NaHCO3溶液,B错误;
C.装置c中含氨的饱和食盐水呈碱性,CO2的溶解度增大,C正确;
D.反应后将装置c中的锥形瓶浸入冷水,NaHCO3降温结晶,过滤得NaHCO3晶体,D正确;
故选B。
3.(2023春·河南濮阳·高一濮阳一高校考期中)下列实验设计,不能达到实验目的的是
A B C D
观察钾元素的焰色 比较Na2CO3和NaHCO3的稳定性 检验Na2O2与H2O反应有O2生成 比较Na2CO3和NaHCO3与等浓度盐酸反应的快慢
【答案】B
【解析】A.K元素的焰色试验必须透过蓝色钴玻璃观察,滤去黄光的干扰,故A正确;
B.碳酸氢钠不稳定,受热分解生成Na2CO3、CO2、H2O,小试管中应该盛放碳酸氢钠,故B错误;
C.过氧化钠和水反应生成氧气,氧气是助燃性气体,能使带火星的木条复燃,故C正确;
D.Na2CO3、NaHCO3和稀盐酸反应生成气泡的快慢不同,从而比较NaHCO3和Na2CO3与盐酸反应快慢,故D正确;
故选B。
4.(2023秋·浙江温州·高一统考期末)为除去括号内少量的杂质,所用的试剂或方法正确的是
A.CO2(HCl):饱和碳酸钠溶液,洗气 B.CO2(CO):氧气,点燃
C.NaHCO3粉末(Na2CO3):加热 D.Cu粉(Fe):盐酸,过滤
【答案】D
【解析】A.二氧化碳和氯化氢都能与碳酸钠溶液反应,所以不能用饱和碳酸钠溶液除去二氧化碳中混有的氯化氢,应选用饱和碳酸氢钠溶液,故A错误;
B.会引入新杂质氧气,则用点燃的方法不能除去二氧化碳中混有的一氧化碳,故B错误;
C.碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,属于不能用加热的方法除去碳酸氢钠中混有的碳酸钠,故C错误;
D.铁能与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,铜不能与稀盐酸反应,所以用盐酸和过滤得方法可以除去铜粉中混有的铁,故D正确;
故选D。
5.某学生设计如图所示装置进行NaHCO3的分解实验,并证实产物中有CO2产生。
(1)试管中发生反应的化学方程式是________________________________________________。
(2)指出该学生设计的装置图的错误之处(至少2处),并改正(文字说明即可):_____________________________________________________________________________。
(3)烧杯中发生反应的离子方程式是_______________________________________________。
(4)如果将16.8 g NaHCO3加热一段时间,然后将剩余固体溶于水,并加入足量的CaCl2溶液,最终得到白色沉淀5.0 g,则NaHCO3的分解百分率为____________,加入CaCl2溶液后反应的离子方程式为_______________________________________________________。
【答案】
(1)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
(2)试管口应略向下倾斜,伸入试管的导管太长
(3)CO2+Ca2++2OH-===CaCO3↓+H2O
(4)50% CO+Ca2+===CaCO3↓
【解析】(4)碳酸氢钠分解生成碳酸钠,碳酸钠能与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀,反应的离子方程式为CO+Ca2+===CaCO3↓。
设分解的NaHCO3的质量为x g,
2NaHCO3~Na2CO3~CaCO3
2×84 100
x g 5.0 g
=,解得x=8.4,
所以NaHCO3分解百分率为×100%=50%。
1.(2023春·上海徐汇·高一上海市第二中学校考期中)实验室中有一份白色固体,可能是 Na2CO3 或 NaHCO3 中的一种,以下可以用来鉴别是何种成分的方法有
A.取样配成溶液,与稀盐酸“互滴” B.取样配置成溶液,加澄清石灰水
C.取样配置成饱和溶液,通入 CO2 D.取样,于坩埚中灼烧,称量前后质量
【答案】AD
【解析】A.若为Na2CO3,将稀盐酸滴入Na2CO3溶液中,开始无气泡冒出,滴入一定量稀盐酸之后才开始产生气泡;而将Na2CO3溶液滴入稀盐酸中,立即有气泡冒出。若为NaHCO3,稀盐酸和NaHCO3溶液互滴,均立即产生气泡。因此通过与稀盐酸“互滴”的现象可鉴别白色固体的成分,A选;
B.Na2CO3和NaHCO3均能与Ca(OH)2反应生成CaCO3沉淀,因而无法鉴别,B不选;
C.Na2CO3或NaHCO3的饱和溶液中通入CO2,均无明显现象,因而无法鉴别,C不选;
D.Na2CO3灼烧不分解,反应前后质量不变,NaHCO3加热分解为Na2CO3、H2O和CO2,反应后固体质量减少,D选;
故选AD。
2.(2023安徽省阜阳颍上一中期末考试)下列有关NaHCO3、Na2CO3的性质比较中,正确的是
A. 热稳定性Na2CO3B. 常温时水溶性Na2CO3< NaHCO3
C. 可用BaCl2溶液区分NaHCO3固体和Na2CO3固体
D. 等分子的NaHCO3和Na2CO3与足量稀盐酸反应,NaHCO3放出的CO2多
【答案】C
【解析】热稳定性Na2C03>NaHC03,A错误;常温时水溶性Na2C03>NaHC03,因为Na2C03水解程度远远大于NaHC03B错误;可用BaCl2溶液区分NaHC03固体和Na2C03固体,说法正确,因为BaCl2溶液滴入NaHC03时,不会有沉淀产生,而一滴入Na2C03,马上有沉淀BaCO3产生,C正确;等分子的NaHC03和Na2C03与足量稀盐酸反应,两者放出的C02是一样多的,D错误。
3. (2023河北安平中学期末)除去Na2CO3溶液中少量NaHCO3最佳方法是
A. 加入适量盐酸 B. 加入适量NaOH溶液 C. 加热 D. 通入过量的CO2
【答案】B
【解析】除杂的原则:(1)不增:不增加新的杂质,(2)不减:被提纯的物质不能减少,(3)易分:操作简便,易于分离。盐酸与碳酸钠反应生成氯化钠、水、二氧化碳,A错误;适量氢氧化钠与碳酸氢钠恰好反应生成碳酸钠和水,除去碳酸氢钠,同时生成碳酸钠,没有引入新杂质,故B正确;在溶液中加热碳酸氢钠不易分解,分解不彻底,C错误;通入二氧化碳,二氧化碳与碳酸钠反应生成碳酸氢钠,D错误。
4. (2023山东青岛高一统考期末)下列关于钠及其化合物的说法正确的是
A.钠比铜活泼,金属钠可与CuSO4溶液反应置换出铜
B.Na2O和Na2O2都能与H2O反应生成强碱
C.Na2CO3和NaHCO3都能与盐酸反应,均可用于治疗胃酸过多
D.NaOH具有较强的吸水性,可用于干燥NH3、H2、Cl2等气体
【答案】B
【解析】金属钠与CuSO4溶液反应,会与水先反应,生成的氢氧化钠与硫酸铜进一步反应,产生蓝色沉淀氢氧化铜,A错误;Na2O是碱性氧化物,Na2O2是过氧化物,二者都能与H2O反应生成氢氧化钠,B正确;Na2CO3的碱性过强,对人体的胃部有刺激,不适合用于治疗胃酸过多,C错误;Cl2与NaOH反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,故NaOH不能干燥氯气,D错误。
5. (2023甘肃省武威第十八中学月考)下列叙述正确的是
A. 用焰色反应可以检验钠的化合物跟钾的化合物
B. 钾、钠等碱金属着火时,立即用水或泡沫灭火器来灭火
C. 过氧化钠与水反应生成氢氧化钠,则过氧化钠是碱性氧化物
D. 钠是一种还原性很强的金属,能把铜从硫酸铜溶液中置换出来
【答案】A
【解析】钾和钠元素的焰色反应呈现的火焰颜色不同,可以用焰色反应鉴别;钠、钾和水反应生成氢气,其燃烧产物都与和水、二氧化碳反应;碱性氧化物是能和酸反应只生成盐和水的氧化物;钠与硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜沉淀、硫酸钠和氢气,不会生成铜单质。钠的焰色反应为黄色,透过蓝色钴玻璃片钾的焰色反应为紫色,则可用焰色反应可以检验钠的化合物跟钾的化合物,A正确;钾和钠都能够与水反应生成可溶性气体氢气,二者的燃烧产物都能够与二氧化碳反应,所以不能用水、泡沫灭火器灭火,应该用砂子覆盖灭火,B错误;过氧化钠能与酸反应除了生成盐和水,还生成氧气,不符合碱性氧化物定义,C错误;钠与硫酸铜溶液反应时,钠先与水反应,然后生成的氢氧化钠与硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,不会生成铜,D错误。
6.(2023西安高一月考)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的溶解度
B.向两者的溶液中加入澄清石灰水,均有白色沉淀生成
C.向同浓度的两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溶液的碱性: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。
7.(2023北京高一汇文中学校考期末)某小组同学探究Na2CO3和NaHCO3的性质及相互转化,实验如下(夹持装置已略去,气密性已检验)。以下说法错误的是
实验Ⅰ 实验Ⅱ
A.实验Ⅰ,A中澄清石灰水无明显变化,B中澄清石灰水变浑浊
B.实验Ⅱ,方框中的试剂a为饱和碳酸氢钠溶液
C.实验Ⅱ中,一段时间之后,可观察到烧杯中有细小晶体析出
D.等物质的量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量盐酸反应,NaHCO3生成的CO2更多
【答案】D
【解析】A、实验Ⅰ,A中碳酸钠受热不分解,则A中澄清石灰水无明显变化,B那个碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳、碳酸钠和水,因此B中澄清石灰水变浑浊,A正确;
B、实验Ⅱ,由于盐酸易挥发,试剂a主要是除掉二氧化碳中的HCl,因此方框中的试剂a为饱和碳酸氢钠溶液,B正确;
C、实验Ⅱ中,烧杯中二氧化碳和碳酸钠、水反应生成碳酸氢钠,由于碳酸钠的溶解度比碳酸氢钠的溶解度大,因此一段时间之后可观察到烧杯中有细小晶体析出,C正确;
D、等物质的量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量盐酸反应,两者生成的CO2一样多,D错误。
8.(2023广东广州市增城区荔城中学校考期末)侯德榜先生是我国近代著名的化学家,他提出的联合制碱法得到世界各国的认可,主要化学反应为:NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。工业流程如图,下列说法正确的是
A.滤渣主要成分是NaHCO3,在相同温度下碳酸氢钠溶解度比NaCl大
B.用澄清石灰水可以鉴别Na2CO3和NaHCO3
C.应该向“饱和食盐水”中先通入足量NH3,再通入过量CO2
D.最终所得“母液”不可循环利用
【答案】C
【解析】氨气极易溶于水所得溶液呈碱性,饱和食盐水中通氨气、继续通过量二氧化碳则生成碳酸氢根,碳酸氢钠溶解度小、形成碳酸氢钠的过饱和溶液、则析出碳酸氢钠晶体,主要反应为CO2+NH3·H2O=NH4HCO3,NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl,可表示为:CO2+NH3+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl,所得碳酸氢钠受热发生分解反应生成碳酸钠、水跟二氧化碳,二氧化碳可以循环利用,滤液通安全、加入食盐,通过降温结晶析出氯化铵晶体。
A、滤渣主要成分是NaHCO3,在相同温度下碳酸氢钠溶解度比碳酸钠小,A错误;
B、澄清石灰水与Na2CO3和NaHCO3反应均有CaCO3白色沉淀生成,现象相同,无法鉴别,B错误;
C、据分析,应该向“饱和食盐水”中先通入足量NH3,再通入过量CO2,C正确;
D、最终所得“母液”中含有铵根离子、钠离子和氯离子,可循环利用,D错误。
9. 关于NaHCO3的性质,下列说法正确的是
A.热稳定性比Na2CO3强
B.相同温度下溶解度比Na2CO3要大
C.NaHCO3只能和酸反应不能和碱反应
D.和酸反应放出等量的CO2所消耗的酸比Na2CO3少
【答案】D
【解析】NaHCO3不稳定,加热易分解,碳酸钠稳定,受热不分解,A错误;常温下,向饱和碳酸钠溶液中通入二氧化碳气体,有碳酸氢钠晶体析出,可知常温时溶解度:Na2CO3>NaHCO3,B错误;NaHCO3可与酸反应生成二氧化碳气体,也可与碱反应,如与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,C错误;分别滴加盐酸,反应的离子方程式分别为CO+2H+===CO2↑+H2O,HCO+H+===H2O+CO2↑,可见和酸反应放出等量的CO2,NaHCO3所消耗的酸比Na2CO3少,D正确。
10 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的溶解度
B.向两者的溶液中加入澄清石灰水,均有白色沉淀生成
C.向同浓度的两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溶液的碱性: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。
11. 有两个无标签的试剂瓶,分别装有Na2CO3和NaHCO3固体,有4位同学为鉴别它们采用了以下不同的方法,其中可行的是
A.分别配成溶液,再加入澄清石灰水
B.分别配成溶液,再加入NaOH溶液
C.分别加热,再检验是否有使澄清石灰水变浑浊的气体产生
D.分别配成溶液,再进行焰色试验
【答案】C
【解析】A项,碳酸钠和碳酸氢钠都会与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀,无法鉴别,错误;B项,碳酸钠不与氢氧化钠反应,无现象;碳酸氢钠与氢氧化钠能反应,但也无明显现象,无法鉴别,错误;C项,加热,碳酸钠受热不反应;碳酸氢钠受热产生二氧化碳使石灰水变浑浊,现象不同,可以鉴别,正确;D项,由于都是钠盐,焰色反应都是黄色,无法鉴别,错误。
12.某课外小组为了鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体,设计了如下几种实验方法。
下列说法不正确的是
A.装置I中的Na2CO3和NaHCO3均能与盐酸反应,产生气体快的是NaHCO3
B.当稀盐酸足量时,装置I中气球鼓起体积较大的是Na2CO3
C.加热装置Ⅱ,澄清石灰水变浑浊一侧的白色固体是NaHCO3
D.装置皿Ⅱ也可以鉴别Na2CO3和NaHCO3
【答案】B
【解析】A.碳酸钠和碳酸氢钠均与盐酸反应生成二氧化碳气体,盛放碳酸氢钠的气球鼓得更快,说明产生气体快的是碳酸氢钠,故A正确;
b.等质量的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐酸反应时,碳酸氢钠产生的二氧化碳量多,故气球鼓起体积较大的是碳酸氢钠,故B错误;
C.碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳,二氧化碳使澄清石灰水变浑浊,而碳酸钠加热不反应,故C正确;
D.碳酸钠受热不反应,碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳,二氧化碳使澄清石灰水变浑浊,故可以用来鉴别两者,故D正确;
故选B。
13.(2023山东五莲一中高一月考)下列各组物质与其用途的关系不正确的是
A. 过氧化钠:供氧剂 B. 烧碱:治疗胃酸过多的一种药剂
C. 小苏打:发酵粉主要成分 D. 纯碱:除物品上的油污
【答案】B
【解析】过氧化钠能与人呼吸出的二氧化碳和水蒸气反应生成氧气,可以做高空作业或深水作业的供氧剂,A正确;烧碱为强碱,具有强腐蚀性,不能做药剂治疗胃酸过多,B错误;碳酸氢钠受热易分解生成二氧化碳,是发酵粉的主要成分,C正确;碳酸钠是强碱弱酸盐,碳酸根离子在溶液中水解使溶液呈碱性,能除去物品上的油污,D正确。
14. (2023广东佛山高一统考期末)以不同类别物质间的转化为线索,可结构化认识钠及其化合物。下列说法错误的是
A.Na2O和CO2分别属于碱性氧化物和酸性氧化物
B.若改变过程I的反应条件,可得到钠的另一种氧化物
C.若改变过程IV中CO2的量,可得到另一种钠盐
D.过程I~IV中,发生了电子转移的是I、II、III
【答案】D
【解析】能和碱反应生成盐和水的氧化物属于酸性氧化物;能和酸反应生成盐和水的氧化物属于碱性氧化物;Na2O和CO2分别属于碱性氧化物和酸性氧化物,A正确;钠和氧气点燃生成过氧化钠,B正确;氢氧化钠和过量二氧化碳生成碳酸氢钠,C正确;氧化钠和水生成氢氧化钠没有元素化合价改变,没有电子转移,D错误。
15. (2023牡丹江高一月考)侯德榜联合制碱是非常重要的化工生产过程,原理如下:
①NaCl(饱和)+NH3+H2O+CO2===NH4Cl+NaHCO3↓
②2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
下列说法正确的是
A.该方法最终制得的是碳酸氢钠
B.该制备方法的原理属于氧化还原反应
C.溶解度:碳酸氢钠<碳酸钠
D.热稳定性:碳酸氢钠>碳酸钠
【答案】C
【解析】侯氏制碱是为了生成纯碱即碳酸钠,故该方法最终制得的是碳酸钠,A错误;由题干可知,该制备方法的原理中所有化学反应中所有元素的化合价均未改变,故不属于氧化还原反应,B错误;相同温度下,碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠的溶解度,C正确;由题干反应②可知,热稳定性:碳酸氢钠<碳酸钠,D错误。
16. (2023天津第二次质量检测)有关Na2CO3和NaHCO3性质,下列叙述错误的是
A. 用加热固体,看是否生成能使澄清石灰水变浑浊的气体的方法,可以鉴别Na2CO3和NaHCO3
B. 同一温度下,与等浓度的盐酸反应时,NaHCO3比Na2CO3剧烈
C. 与同种酸反应生成等量的CO2时,所消耗的酸的量相等
D. 将石灰水加入到NaHCO3溶液中将会产生沉淀
【答案】C
【解析】
A、用加热固体,NaHCO3受热分解产生的CO2能使澄清石灰水变浑浊,而Na2CO3受热不分解,故可以鉴别Na2CO3和NaHCO3,A正确;
B、由于Na2CO3与盐酸反应分步进行:Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,故同一温度下,与等浓度的盐酸反应时,NaHCO3比Na2CO3剧烈,B正确;
C、根据离子方程式可知:CO+2H+= H2O+CO2↑、HCO +H+= H2O+CO2↑,与同种酸反应生成等量的CO2时,所消耗的酸的量前者大于后者,C错误;
D、将石灰水加入到NaHCO3溶液中将会产生沉淀,反应方程式为:Ca(OH)2+NaHCO3=CaCO3↓+NaOH+H2O或者Ca(OH)2+2NaHCO3=CaCO3↓+Na2CO3+2H2O,D正确。
17.(2023重庆育才中学高一试题)Na2O2和过量NaHCO3固体混合,在密闭容器中加热到质量不再变化时排出气体,所得残留物
A.Na2O2、NaOH B. Na2CO3
C. Na2O2、Na2CO3 D. NaOH、Na2CO3
【答案】B
【解析】碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水跟二氧化碳;过氧化钠既能和水、又能和二氧化碳反应,若过氧化钠先和水反应生成氢氧化钠和氧气、而氢氧化钠能吸收二氧化碳生成碳酸钠和水,则相当于过氧化钠先和和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,若二氧化碳吸收完后过氧化钠还有剩余,则过氧化钠再和水反应。已知是Na2O2和过量NaHCO3固体混合,则过氧化钠少量,故在密闭容器中加热到质量不再变化时即少量的过氧化钠只吸收了二氧化碳,则所得残留物是Na2CO3;B正确。
18.(2022秋·广东广州·高一铁一中学校考期中)下列有关Na2CO3和NaHCO3的性质,叙述错误的是
A.鉴别Na2CO3和NaHCO3可以用BaCl2溶液,不可用Ba(OH)2溶液
B.向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2,有晶体析出
C.小苏打可以用于泡沫灭火器的反应物质
D.除去NaHCO3溶液并混有的少量Na2CO3,用加热法
【答案】D
【解析】A.因Na2CO3与BaCl2反应生成白色沉淀碳酸钡,而NaHCO3与BaCl2不反应,可以用BaCl2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3,但是Ba(OH)2与两者均反应产生白色沉淀,不能鉴别,A正确;
B.相同条件下NaHCO3溶解度比Na2CO3小得多,所以向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2生成NaHCO3,有NaHCO3晶体析出,B正确;
C.小苏打为碳酸氢钠的俗称,泡沫灭火器主要为硫酸铝溶液和碳酸氢钠溶液生成氢氧化铝和二氧化碳气体灭火,所以小苏打可以用于泡沫灭火器的反应物质,C正确;
D.因为碳酸钠溶液与二氧化碳可发生反应转化为碳酸氢钠,所以除去碳酸氢钠溶液中的少量碳酸钠,可通入足量二氧化碳,不能用加热法,因为碳酸氢钠受热易分解,且不能达到除杂目的,D错误;
故选D。
19.(2023春·上海宝山·高一上海市吴淞中学校考阶段练习)现有由Na2O2 、Na2CO3 、NaHCO3 、NaCl中的某几种组成的混合物,向其中加入足量的盐酸有气体放出,将气体通过足量的NaOH溶液,气体体积有所减少;将上述混合物在空气中加热,有气体放出。下列判断正确的是
A.混合物中一定不含Na2CO3 、NaCl
B.混合物中一定含有Na2O2、NaHCO3
C.无法确定混合物中是否含有NaHCO3
D.混合物中一定不含Na2O2 、NaCl
【答案】B
【分析】该混合物在空气中加热,有气体放出,则混合物中一定存在碳酸氢钠,混合物中加入足量的盐酸有气体生成,将气体通过足量的NaOH溶液,气体体积有所减少但是气体并不是全部被吸收,说明气体中有氧气,混合物中一定有Na2O2,因此该混合物中一定含有过氧化钠和碳酸氢钠,碳酸钠和氯化钠是否存在无法确定。
【解析】A.混合物中是否存在碳酸钠和氯化钠无法确定,A错误;
B.根据分析可知,混合物中一定含有过氧化钠和碳酸氢钠,B正确;
C.混合物中一定含有碳酸氢钠,C错误;
D.该混合物中一定存在过氧化钠,不一定存在氯化钠,D错误;
故答案选B。
20.(2022秋·山东东营·高一利津县高级中学校考阶段练习)对陈述I、II的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是
选项 陈述I 陈述II 判断
A 小苏打可用于治疗胃病 NaHCO3可与盐酸反应 I对;II对;有关系
B 滴有酚酞溶液的水溶液中加Na2O2,溶液变红 Na2O2与水反应生成氢氧化钠 I对;II错;无关系
C 金属钠能与水反应 高压钠灯可发出透雾性强的黄光 I对;II对;有关系
D 过氧化钠可用作航天员的供氧剂 Na2O2能和CO2、H2O反应生成O2 I对;II对;无关系
【答案】A
【解析】A.胃酸的主要成分是HCl,小苏打可与HCl发生反应,减小胃酸的浓度,因此用于治疗胃病,A正确;
B.滴有酚酞溶液的水溶液中加Na2O2,Na2O2与水反应生成NaOH和O2,NaOH是碱,可以使酚酞试液变为红色,但Na2O2具有强氧化性,会将红色物质氧化变为无色,因此最后的溶液为无色,B错误;
C.Na原子半径大,最外层电子数少,最外层电子受到原子核的引力小,容易失去,所以金属钠具有强还原性;高压钠灯发出透雾性强的黄光是由于Na元素的焰色反应呈黄色,二者没有关系,C错误;
D.过氧化钠可用作航天员的供氧剂,是由于Na2O2能和CO2、H2O反应生成O2,而帮助人呼吸,所以二者有关系,D错误;
故合理选项是A。
21.(2023重庆育才中学高一定时训练)在甲乙两坩埚中,分别盛有等质量的 NaHCO3.将甲坩埚充分加热后冷却,再加入足量的盐酸;乙坩埚不加热,直接加入足量的盐酸。反应完全后,甲、乙两坩埚中实际参加反应的盐酸的质量之比为
A. 1:1 B. 1.6:1 C. 2:1 D. 1:16
【答案】A
【解析】甲中加热发生反应2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,加入盐酸后发生反应Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑;乙中发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,最终都生成氯化钠,根据钠元素、氯元素守恒可知n(HCl)=n(NaCl)=n(NaHCO3),故反应后甲、乙两坩埚中实际消耗的HCl的质量之比为1:1,A正确。
22.(2023新余四中暑假检测)对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是
选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ 判断
A 小苏打可用于治疗胃病 NaHCO3可与盐酸反应 Ⅰ对;Ⅱ对;有关系
B 滴有酚酞溶液的水溶液中加Na2O2,溶液变红 Na2O2与水反应生成氢氧化钠 Ⅰ对;Ⅱ错;无关系
C 金属钠具有强还原性 高压钠灯发出透雾性强的黄光 Ⅰ对;Ⅱ对;有关系
D 过氧化钠可用作航天员的供氧剂 Na2O2能和CO2、H2O反应生成O2 Ⅰ对;Ⅱ对;无关系
【答案】A
【解析】胃酸的主要成分是HCl,小苏打可与HCl发生反应,减小胃酸的浓度,因此用于治疗胃病,A正确;滴有酚酞溶液的水溶液中加Na2O2,Na2O2与水反应生成NaOH和O2,NaOH是碱,可以使酚酞试液变为红色,但Na2O2具有强氧化性,会将红色物质氧化变为无色,因此最后的溶液为无色,B错误; Na原子半径大,最外层电子数少,最外层电子受到原子核的引力小,容易失去,所以金属钠具有强还原性;高压钠灯发出透雾性强的黄光是由于Na元素的焰色反应呈黄色,二者没有关系,C错误;过氧化钠可用作航天员的供氧剂,是由于Na2O2能和CO2、H2O反应生成O2,而帮助人呼吸,所以二者有关系,D错误。
23(2023河北安平中学月考) “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
【答案】D
【解析】侯氏制碱法中,制取碳酸氢钠时先要得到含氨的饱和食盐水,氨气极易溶于水,二氧化碳能溶于水,所以应先通入氨气,通氨气时要防止倒吸,导管不能插入液面以下,碳酸氢钠的溶解度相对于氯化铵来说碳酸氢钠的溶解度更小一些,所以在溶液中首先结晶析出碳酸氢钠晶体,过滤后的母液中含有氯化铵,在母液中通入氨气可以增大溶液中铵根离子的浓度,使NH4Cl以晶体的形式析出。因为氨气极易溶于水,而二氧化碳在水中溶解度非常小,所以应该先通入氨气,A正确;过量氨气扩散到空气中会造成污染,所以要进行尾气吸收,2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4,B正确;过滤碳酸氢钠晶体后,母液中含有氯化铵,在母液中通入氨气可以增大溶液中铵根离子的浓度,使NH4Cl以晶体的形式析出,C正确;固体加热不可用烧杯,也实现不了二氧化碳循环利用,D错误。
24.(2023山东济南高一济南市章丘区第四中学校考期末)下列说法正确的是
A.Na2O和Na2O2均能与H2O反应生成NaOH,故二者都是碱性氧化物
B.工业合成氨属于人工固氮
C.用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧,观察到火焰呈黄色,则一定含有Na+,不含K+
D.如图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置,a通入CO2,然后b通入NH3
【答案】B
【解析】Na2O2与水反应生成NaOH和氧气,为氧化还原反应,可知过氧化钠不属于碱性氧化物,而氧化钠为碱性氧化物,A错误;合成氨工业的产品氨气,将氮气转化为氨气,属于人工固氮,B正确;观察K的焰色反应需要透过蓝色的钴玻璃,直接观察到火焰呈黄色,则一定含有Na+,可能含有K+,C错误;由于CO2在水中的溶解度较小,而NH3的溶解度较大,为防止倒吸,b管通CO2,a管通NH3,所以要在食盐水先通NH3然后再通CO2,故D错误。
25.(2023广东广州高一广州市真光中学校考期末)以不同类别物质间的转化为线索,认识钠及其化合物。
下列分析正确的是
A.从煤油中取用钠只需小刀、滤纸和玻璃片
B.纯碱显碱性,可用于治疗胃酸过多
C.反应⑤、⑥可用于潜水艇中氧气的供给,常温下产生1个O2,转移1个电子
D.往碳酸氢钠溶液中通入二氧化碳可以除去混有的碳酸钠杂质
【答案】D
【解析】钠质软,保存在煤油中,从煤油中取用钠需小刀、滤纸和玻璃片,还需要用镊子,A错误;纯碱溶液由于碱性强,不能用于治疗胃酸过多,B错误;过氧化钠与水或二氧化碳反应生成氧气,因此反应⑤、⑥可用于潜水艇中氧气的供给,常温下1个O2,转移2个电子,C错误;碳酸钠溶液通入二氧化碳气体生成碳酸氢钠,反应的化学方程式为:Na2CO3 +H2O+CO2=2 NaHCO3,D正确。
26.(2023河北石家庄高一期末)某化学学习小组采用以下方法检验Na2O2中混杂的Na2CO3。下列说法错误的是
A.Na2O2与水反应过程中有H2O2生成
B.MnO2是催化剂
C.产生白色沉淀,Na2O2样品中含有Na2CO3
D.将Na2O2样品中加入稀盐酸,有气体产生,也可证明含有Na2CO3
【答案】D
【解析】样品加水溶解,过氧化钠与水反应,产生气体为氧气,移取样液加入MnO2,MnO2作催化剂使过氧化氢分解生成水和氧气,过滤分离出MnO2,向滤液中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,说明Na2O2样品中含有Na2CO3。
A、过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成氧气,依据框图样液加入二氧化锰产生气体可知,Na2O2与水反应过程中有H2O2生成,A正确;
B、MnO2在过氧化氢分解生成水和氧气的反应中,反应前后质量和性质均不变,为催化剂,B正确;
C、Na2CO3与BaCl2溶液反应能生成碳酸钡沉淀,所以产生白色沉淀,说明Na2O2样品中含有Na2CO3,C正确;
D、Na2O2与盐酸反应也产生气体,所以将Na2O2样品中加入稀盐酸,有气体产生,不能证明含有Na2CO3,D错误。
27.(2023四川达州高一统考期末)纯碱是一种重要的工业原料,可用于生活洗涤、食品加工和工业制玻璃等,可用侯氏制碱法制备,其流程如下(部分物质已略去):
已知:通常状况下,1体积水大约溶解1体积CO2或700体积NH3;NH3溶于水后,溶液显碱性。
(1)为除去食盐水中的Fe3+、Ca2+、SO,可先_______(填选项字母),过滤后加适量盐酸,再蒸发浓缩得饱和溶液。
A.加NaOH溶液,后加Na2CO3溶液,再加钡试剂溶液
B.加NaOH溶液,后加钡试剂溶液,再加Na2CO3溶液
C.加钡试剂溶液,后加NaOH溶液,再加Na2CO3溶液
除去SO时,该钡试剂最好为_______。
A.BaCl2 B.Ba(OH)2 C.Ba(NO3)2
(2)向饱和食盐水中先通入的气体为_______,分析其原因_______。
(3)过程①的实验操作为_______、洗涤、干燥,检验所得小苏打中不含的方法为_______。
(4)过程②的化学方程式为_______。
(5)该制备可得到的副产品为_______。
【答案】
(1)BC A
(2) NH3 CO2在水中的溶解度较小,而NH3易溶于水,且使溶液呈碱性,先通入NH3更有利于吸收CO2,析出更多小苏打,提高纯碱产量
(3)过滤 取少量小苏打于试管中,加适量蒸馏水形成溶液,向其中滴加过量的稀硝酸酸化,再滴加硝酸银溶液,充分振荡后无明显现象
(4) 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
(5) NH4Cl或氯化铵
【解析】侯德榜制碱流程中,将氨气、二氧化碳先后通入饱和食盐水中,发生反应NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl,同温下,碳酸氢钠溶解度较小,故以沉淀析出;过滤后得到碳酸氢钠固体,经加热后得到碳酸钠,发生反应是2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,滤液A中含有氯化铵、氯化钠等,氯化铵作为副产品,可做氮肥。1)除去食盐水中杂质Fe3+、Ca2+、SO分别可用过量的NaOH、BaCl2、Na2CO3溶液,为了保证过量的氯化钡被除去,必须保证碳酸钡加入的顺序在BaCl2之后,将得到的沉淀过滤后在加入稀盐酸,以除去过量的NaOH、Na2CO3溶液,再蒸发浓缩得饱和溶液。所以根据以上要求,选项中加入药品顺序正确的是BC,故答案选BC。除去SO时,该钡试剂最好为不引入新的杂质离子,食盐水中含大量氯离子,故该钡试剂最好为BaCl2,A正确。
(2)由已知信息可知通常状况下,1体积水大约溶解1体积CO2或700体积NH3,CO2的溶解度较小,故先通入NH3使溶液呈碱性,更易吸收CO2,故向饱和食盐水中先通入的气体为NH3,分析其原因是CO2在水中的溶解度较小,而NH3易溶于水,且使溶液呈碱性,先通入NH3更有利于吸收CO2,析出更多小苏打,提高纯碱产量。
(3)过程①中将氨气、二氧化碳先后通入饱和食盐水中,发生反应NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl,同温下,碳酸氢钠溶解度较小,以沉淀析出;故过程①的实验操作为过滤、洗涤、干燥;检验所得小苏打中不含Cl-的方法为先加足量硝酸,再加入硝酸银,不产生不溶于水和酸的沉淀,故答案是取少量小苏打于试管中,加适量蒸馏水形成溶液,向其中滴加过量的稀硝酸酸化,再滴加硝酸银溶液,充分振荡后无明显现象。
(4)过程②是加热碳酸氢钠,化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。
(5)该制备可得到的副产品为NH4Cl(或氯化铵)
28.(2022秋·广东河源·高一校考阶段练习)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Ⅰ~Ⅳ所示(部分夹持装置已略去)
(1)图Ⅰ、Ⅱ所示实验中能够达到实验目的的是 _______(填序号)。
(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_______ (填化学式)。
(4)将碳酸氢钠溶液与澄清石灰水混合并充分反应。当碳酸氢钠与氢氧化钙的物质的量之比为2:1时,所得溶液中溶质的化学式为_______,请设计实验检验所得溶液中溶质的阴离子_______
【答案】
(1)Ⅱ
(2) 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑;CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
(3) NaHCO3
(4) Na2CO3 取少量上层清液(或过滤后的滤液)于洁净的试管中,加入适量氯化钙溶液,振荡,若有白色沉淀生成,则证明溶液中含有CO
【解析】(1)图Ⅰ不能达到实验目的,因为无论是碳酸钠还是碳酸氢钠均可以与盐酸反应产生二氧化碳,使澄清石灰水变浑浊;图Ⅱ可以达到实验目的,因为等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量的稀盐酸反应,生成的二氧化碳气体的量不同,可根据气球膨胀大小鉴别;
(2)碳酸钠受热不分解,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,因此图Ⅲ、Ⅳ所涉及反应的化学方程式为:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑、CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;
(3)试管B中装入NaHCO3,试管A中装入碳酸钠,这样直接加热的碳酸钠温度高,不分解,而间接加热的NaHCO3分解,使澄清石灰水变浑浊,更能表明NaHCO3不稳定;
(4)当碳酸氢钠与氢氧化钙的物质的量之比为2∶1时,反应的化学方程式为:2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+Na2CO3+2H2O,则所得溶液中溶质是Na2CO3;所得溶液中溶质的阴离子是碳酸根离子,检验碳酸根离子的方法为:取少量上层清液(或过滤后的滤液)于洁净的试管中,加入适量氯化钙溶液,振荡,若有白色沉淀生成,则证明溶液中含有CO。
29.(2022秋·四川泸州·高一校考阶段练习)某小组在实验室中探究金属钠与二氧化碳的反应。回答下列问题:
(1)选用如图所示装置及药品制取CO2.打开弹簧夹,制取CO2.为了得到干燥、纯净的CO2,产生的气流应依次通过盛有___________、___________的洗气瓶(填试剂名称)。不能用稀硫酸代替稀盐酸,其原因是___________。
(2)金属钠与二氧化碳反应的实验步骤及现象如下表:
步骤 现象
将一小块金属钠在燃烧匙中点燃,迅速伸入盛有CO2的集气瓶中。充分反应,放置冷却 产生大量白烟,集气瓶底部有黑色固体产生,瓶壁上有白色物质产生
在集气瓶中加入适量蒸馏水,振荡、过滤 滤纸上留下黑色固体,滤液为无色溶液
①为检验集气瓶瓶壁上白色物质的成分,取适量滤液于2支试管中,向一支试管中滴加1滴酚酞溶液,溶液变红;向第二支试管中滴加澄清石灰水,溶液变浑浊。据此推断,白色物质的主要成分是___________(填标号)。
A.Na2O B.Na2O2 C.NaOH D.Na2CO3
②经检验黑色固体是单质碳,则本实验中金属钠与二氧化碳反应的化学方程式为___________。
【答案】
(1)饱和碳酸氢钠溶液 浓硫酸 稀硫酸与CaCO3反应可生成微溶的CaSO4,其覆盖在CaCO3表面,将CaCO3与稀硫酸隔离,阻止反应进一步进行
(2) D 4Na+3CO22Na2CO3+C
【解析】(1)盐酸具有挥发性,故制得的CO2中含有HCl和水蒸气,将所得气体依次通过盛有饱和碳酸氢钠溶液、浓硫酸的洗气瓶,可以得到干燥、纯净的CO2;不能用稀硫酸代替稀盐酸是因为稀硫酸与CaCO3反应可生成微溶的CaSO4,其覆盖在CaCO3表面,将CaCO3与稀硫酸隔离,阻止反应进一步进行;
(2)①滴加酚酞溶液,溶液变红,说明白色物质的溶液呈碱性;加入澄清石灰水,溶液变浑浊,结合所给选项,可知该白色物质的主要成分为Na2CO3,答案选D;
②金属钠与CO2反应,生成Na2CO3和C,反应的化学方程式为4Na+3CO22Na2CO3+C。
30. 妈妈教小鲁蒸馒头:先用酵头发面,面团发酵至两倍大后,再加纯碱调节酸性,然后将面团揉切后上锅蒸即可。小鲁查阅资料得知,酵头可使面团在微生物作用下产生CO2气体,从而使面团疏松,但同时也会产生乳酸、醋酸等有机酸。
(1)下列关于纯碱的认识正确的是________(填字母)。
A.受热易分解 B.水溶液显碱性 C.属于碱 D.可与酸反应。
(2)小鲁探究用Na2CO3调节面团酸度,而不用NaHCO3的原因。
相同质量的碳酸钠与碳酸氢钠与足量的盐酸反应,消耗盐酸较多的是 。
(3)小餐实际操作时,发现面团发得不好;面团内的气孔少,略有酸味。妈妈指导小鲁将Na2CO3改用NaHCO3,继续揉面,上锅蒸煮后果然蒸出了松软的馒头。该过程中NaHCO3发生的反应,其化学反应方程式为 。
(4)用套管实验装置可以更好地比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性,其中小试管内有沾有无水硫酸铜粉末的棉花球,实验装置如图。
实验时,观察小试管内棉花球上的无水硫酸铜颜色变化是 。烧杯 (填“A”或“B”)中澄清石灰水变浑浊。
若将大小试管中的Na2CO3和NaHCO3位置互换, (填“能”或“不能”)得出相同的实验结论。
【答案】
(1)BD
(2)Na2CO3
(3)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
(4) 由白色变为蓝色 B 不能
【解析】(1)A.碳酸钠受热不分解,A错误;B.碳酸钠为强碱弱酸盐,碳酸根离子水解,水溶液显碱性,B正确;C.纯碱是碳酸钠属于盐,不属于碱,C错误;D.碳酸钠可与酸反应生成二氧化碳气体,D正确; 故选BD。
(2)相同质量的碳酸钠与碳酸氢钠与足量的盐酸反应,1g消耗盐酸分别为 ,消耗盐酸较多的是Na2CO3。故选Na2CO3;
(3)NaHCO3的作用为受热分解产生CO2气体,从而使面团疏松,和乳酸、醋酸等有机酸反应,减少酸味。故选2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑;
(4)实验时,2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,观察小试管内棉花球上的无水硫酸铜颜色变化是由白色变为蓝色。烧杯B中澄清石灰水变浑浊。若将大小试管中的Na2CO3和NaHCO3位置互换,碳酸钠受热不分解,不能得出相同的实验结论。
故选由白色变为蓝色;B;不能。

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