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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
课时2 碳酸钠 碳酸氢钠
1．下列有关Na2CO3与NaHCO3的性质比较错误的是(　　)
A．相同浓度溶液的pH：Na2CO3>NaHCO3
B．相同温度下，在水中溶解度：Na2CO3>NaHCO3
C．与同浓度的硫酸溶液反应放出气泡速率：NaHCO3D．热稳定性：NaHCO32．某干燥粉末可能由Na2O、Na2O2、Na2CO3、NaHCO3、NaCl中的一种或几种组成，将该粉末与足量的盐酸反应有气体X逸出，X通过足量的NaOH溶液后体积缩小(同温同压下测定)，若将原混合物粉末在空气中用酒精灯加热，也有气体放出，且剩余固体的质量大于原混合粉末的质量，下列判断正确的是(　　)
A．粉末中一定有Na2O、Na2O2、Na2CO3
B．粉末中一定不含有Na2CO3和NaCl
C．粉末中一定不含有Na2O和NaCl
D．无法确定粉末中是否含有Na2CO3和NaCl
3．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
4．我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产法，生产流程如图所示，下列说法不正确的是(　　)
A．沉淀池中应先通入氨气，再通入二氧化碳气体
B．该反应原理：NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3
C．循环Ⅰ中X是CO2
D．在过滤后的母液中加入NaCl粉末，通入NH3，搅拌，经冷却结晶后得NH4Cl晶体
5．有关NaHCO3和Na2CO3的性质，下列叙述错误的是(　　)
A．等质量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应，产生CO2的质量：NaHCO3更多
B．NaHCO3和Na2CO3与等浓度盐酸反应产生CO2的速率：NaHCO3快
C．将CaCl2溶液分别加入NaHCO3溶液和Na2CO3溶液中，均产生白色沉淀
D．除去Na2CO3固体中混有的少量NaHCO3，最好的方法是加热
6．向同体积、同浓度的Na2CO3、NaHCO3溶液中分别滴加相同浓度的盐酸至不再有CO2气体放出，下列说法正确的是(　　)
A．反应现象完全相同
B．产生CO2的质量相同
C．Na2CO3产生CO2的质量更多
D．消耗盐酸的体积相同
7．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
8.有两份质量相同的NaHCO3,向第一份中加入盐酸使其充分反应;将第二份加热使其完全分解,冷却至原温度再加入相同浓度的盐酸,充分反应,则它们所耗用的盐酸的体积比为(　　)。
A.2∶1 B.1∶1 C.1∶2 D.4∶1
9.1 mol过氧化钠与2 mol碳酸氢钠固体混合后,在密闭容器中加热充分反应,排出气体物质后冷却,残留的固体物质是(　　)。
A.Na2CO3
B.Na2O2、Na2CO3
C.NaOH、Na2CO3
D.Na2O2、NaOH、Na2CO3
10.将0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1 mol·L-1稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系是(　　)。
11．加热10.0 g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8.45 g，则原混合物中碳酸钠的质量分数为(　　)
A．42% B．58% C．36% D．64%
12．下列测定Na2CO3中NaHCO3含量的方法不可行的是(　　)
A．取a g混合物充分加热，减重b g(已知NaHCO3受热分解生成Na2CO3、H2O、CO2)
B．取a g混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b g固体
C．取a g混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b g
D．取a g混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b g固体
13．某同学为测定Na2CO3固体(含少量NaCl)的纯度，设计如下装置(含试剂)进行实验。
下列说法不正确的是(　　)
A．必须在②③间添加吸收HCl的装置
B．④的作用是防止空气中的气体影响实验的精确度
C．通入空气的作用是保证②中产生的气体完全转移到③中
D．称取样品和③中产生的沉淀的质量即可求算Na2CO3固体的纯度
14．适量CO2通入含0.8 g NaOH的碱溶液中，将所得的溶液在减压、低温下蒸干后得到1.37 g固体物质，则该固体物质的成分是(　　)
A．Na2CO3 B．NaHCO3 C．Na2CO3、NaHCO3 D．Na2CO3、NaOH
15．将2.5 g Na2CO3、NaHCO3和NaOH的固体混合物完全溶于水制成溶液，然后向该溶液中逐滴加入1 mol·L－1盐酸，所加入盐酸的体积与产生CO2的体积(标准状况下)如图所示。
(1)写出OA段发生反应的离子方程式： 。
(2)当加入35 mL盐酸时所产生的CO2的体积在标准状况下为 L。
(3)原混合物中Na2CO3的质量分数为 。
16．A～H为中学化学中常用的物质，转化关系如图所示，其中“○”代表化合物，“□”代表单质，A为医学上治疗胃酸过多的一种药，G为淡黄色固体，C通常状况下为无色液体，E为气体单质，请回答下列问题：
(1)G的化学式为 ，生成1 mol G转移电子 mol。
(2)反应①②③④中， (填序号)属于氧化还原反应。
(3)写出下列反应的化学方程式：
A→B＋C＋D： ；
F＋C： 。
17．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，做了如图所示的实验。
(1)图甲、乙所示实验，能够达到实验目的的是 (填序号)。
(2)图丙、丁所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为 ；
与丙相比，丁所示实验的优点是 (填序号)。
A．丁比丙复杂
B．丁比丙安全
C．丁可以做到用一套装置同时进行两个实验对比，而丙不行
(3)若用丁所示实验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)。1．下列有关Na2CO3与NaHCO3的性质比较错误的是(　　)
A．相同浓度溶液的pH：Na2CO3>NaHCO3
B．相同温度下，在水中溶解度：Na2CO3>NaHCO3
C．与同浓度的硫酸溶液反应放出气泡速率：NaHCO3D．热稳定性：NaHCO3【答案】C
【解析】相同浓度的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液，Na2CO3溶液pH较大，A正确；相同温度下，Na2CO3溶解度大于NaHCO3，B正确；Na2CO3与酸反应先转化成NaHCO3，而NaHCO3与酸反应直接放出气体，所以与同浓度的硫酸溶液反应放出气泡速率：Na2CO32．某干燥粉末可能由Na2O、Na2O2、Na2CO3、NaHCO3、NaCl中的一种或几种组成，将该粉末与足量的盐酸反应有气体X逸出，X通过足量的NaOH溶液后体积缩小(同温同压下测定)，若将原混合物粉末在空气中用酒精灯加热，也有气体放出，且剩余固体的质量大于原混合粉末的质量，下列判断正确的是(　　)
A．粉末中一定有Na2O、Na2O2、Na2CO3
B．粉末中一定不含有Na2CO3和NaCl
C．粉末中一定不含有Na2O和NaCl
D．无法确定粉末中是否含有Na2CO3和NaCl
【答案】D
【解析】与盐酸反应生成气体的物质可能为Na2O2(生成O2)、Na2CO3和NaHCO3(生成CO2)，气体X通过NaOH溶液后体积缩小(而不是全部消失)，说明X由O2、CO2组成，原粉末中一定含有Na2O2，且Na2CO3、NaHCO3至少含有一种；将原混合物粉末在空气中用酒精灯加热，有气体放出，说明混合物中一定有NaHCO3，NaHCO3受热分解生成CO2和H2O，与Na2O2反应会放出O2，使混合物粉末质量减小，而剩余固体的质量却增大了，原因只能是发生了反应2Na2O＋O22Na2O2。综上所述，混合物中一定含有Na2O、Na2O2、NaHCO3，无法确定粉末中是否含有Na2CO3和NaCl，故选D。
3．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。
4．我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产法，生产流程如图所示，下列说法不正确的是(　　)
A．沉淀池中应先通入氨气，再通入二氧化碳气体
B．该反应原理：NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3
C．循环Ⅰ中X是CO2
D．在过滤后的母液中加入NaCl粉末，通入NH3，搅拌，经冷却结晶后得NH4Cl晶体
【答案】B
【解析】氨气极易溶于水，而二氧化碳微溶于水，先通入氨气，溶液呈碱性，可使通入的二氧化碳更多地转化为HCO，故A正确；该反应原理为 NH3＋NaCl＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl、2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，故B错误；碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、CO2和水，可将CO2通入沉淀池循环使用，故X为CO2，故C正确；在过滤后的母液中加入氯化钠粉末，通入氨气，搅拌，增大了铵根离子的浓度，使氯化铵更多地析出，经冷却结晶后得到NH4Cl晶体，故D正确。
5．有关NaHCO3和Na2CO3的性质，下列叙述错误的是(　　)
A．等质量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应，产生CO2的质量：NaHCO3更多
B．NaHCO3和Na2CO3与等浓度盐酸反应产生CO2的速率：NaHCO3快
C．将CaCl2溶液分别加入NaHCO3溶液和Na2CO3溶液中，均产生白色沉淀
D．除去Na2CO3固体中混有的少量NaHCO3，最好的方法是加热
【答案】C
【解析】等质量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应，碳元素全都转化为CO2，所以NaHCO3放出CO2多，A正确；NaHCO3和Na2CO3分别与等浓度的盐酸反应产生CO2的速率，NaHCO3速率快，B正确；CaCl2不与NaHCO3反应，不产生沉淀， CaCl2与 Na2CO3反应生成CaCO3白色沉淀，C错误；NaHCO3受热不稳定，易分解，发生反应2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，而Na2CO3受热不分解，所以，除去Na2CO3固体中混有的少量NaHCO3杂质，最好的方法是加热，D正确。
6．向同体积、同浓度的Na2CO3、NaHCO3溶液中分别滴加相同浓度的盐酸至不再有CO2气体放出，下列说法正确的是(　　)
A．反应现象完全相同
B．产生CO2的质量相同
C．Na2CO3产生CO2的质量更多
D．消耗盐酸的体积相同
【答案】B
【解析】Na2CO3、NaHCO3与盐酸反应的化学方程式分别为①Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O，②NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O。Na2CO3中滴入盐酸，开始无现象，后出现气泡，NaHCO3中滴入盐酸立即出现气泡，故A项错误；由①②可知，产生CO2的质量相等，Na2CO3消耗盐酸的体积比NaHCO3多，故B项正确，C、D项错误。
7．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，可以使酚酞溶液变为红色，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元素的焰色试验呈黄色，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。
8.有两份质量相同的NaHCO3,向第一份中加入盐酸使其充分反应;将第二份加热使其完全分解,冷却至原温度再加入相同浓度的盐酸,充分反应,则它们所耗用的盐酸的体积比为(　　)。
A.2∶1 B.1∶1
C.1∶2 D.4∶1
【答案】B
【解析】本题可从Na+守恒角度考虑。无论NaHCO3是直接与盐酸反应,还是先加热分解后再与盐酸反应,Na+的量不变,生成的NaCl的量相等,则消耗盐酸的量相等。
9.1 mol过氧化钠与2 mol碳酸氢钠固体混合后,在密闭容器中加热充分反应,排出气体物质后冷却,残留的固体物质是(　　)。
A.Na2CO3
B.Na2O2、Na2CO3
C.NaOH、Na2CO3
D.Na2O2、NaOH、Na2CO3
【答案】A
【解析】由题意可知,首先发生反应:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,生成H2O和CO2各1mol。然后H2O和CO2与Na2O2反应:2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,
1molNa2O2先与1molCO2反应,H2O未参加反应,最后残留的固体全部是Na2CO3。
10.将0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1 mol·L-1稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系是(　　)。
【答案】C
【解析】向NaOH和Na2CO3的混合液中滴加盐酸时,盐酸首先与NaOH反应生成水和氯化钠,当滴入0.1L时,两者恰好反应完全;继续滴加时,盐酸与Na2CO3开始反应,首先发生反应:HCl+Na2CO3NaHCO3+NaCl,不放出气体,当再加入0.1L时,此步反应进行完全;继续滴加时,发生反应:NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑;此时开始放出气体,分析图像,可知C项正确。
11．加热10.0 g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8.45 g，则原混合物中碳酸钠的质量分数为(　　)
A．42% B．58% C．36% D．64%
【答案】B
【解析】
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O　Δm(固)
168 62
m(NaHCO3) (10.0－8.45)g
则＝，解得m(NaHCO3)＝4.2 g，故Na2CO3的质量分数＝×100%＝58%。
12．下列测定Na2CO3中NaHCO3含量的方法不可行的是(　　)
A．取a g混合物充分加热，减重b g(已知NaHCO3受热分解生成Na2CO3、H2O、CO2)
B．取a g混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b g固体
C．取a g混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b g
D．取a g混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b g固体
【答案】C
【解析】NaHCO3受热易分解生成Na2CO3、H2O和CO2，所以通过加热分解利用差量法即可计算出Na2CO3的质量分数，A正确；Na2CO3和NaHCO3均可与盐酸反应生成水、二氧化碳和氯化钠，所以b g固体是氯化钠，利用守恒法可计算出Na2CO3的质量分数，B正确；混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出的气体是CO2，但会混有水蒸气，即碱石灰增加的质量不全是CO2的质量，不能测定Na2CO3的质量分数，C错误；Na2CO3、NaHCO3都与Ba(OH)2反应，Ba(OH)2足量时，C原子全部转化为固体BaCO3，利用碳元素守恒列式求解，可计算出Na2CO3的质量分数，D正确。
13．某同学为测定Na2CO3固体(含少量NaCl)的纯度，设计如下装置(含试剂)进行实验。
下列说法不正确的是(　　)
A．必须在②③间添加吸收HCl的装置
B．④的作用是防止空气中的气体影响实验的精确度
C．通入空气的作用是保证②中产生的气体完全转移到③中
D．称取样品和③中产生的沉淀的质量即可求算Na2CO3固体的纯度
【答案】A
【解析】Ba(OH)2足量，挥发出的HCl被吸收，不会影响BaCO3沉淀的生成和测定，无须单独添加吸收HCl的装置，A项错误；碱石灰可吸收H2O、CO2，防止空气中的气体影响实验的精确度，B项正确；该实验需根据③中沉淀的质量计算Na2CO3的纯度，故需要通入空气，保证②中产生的CO2完全转移到③中被充分吸收，减小实验误差，C项正确；③中产生的沉淀为BaCO3，根据BaCO3的质量可计算生成CO2的质量，根据生成CO2的质量计算样品中的Na2CO3质量，再根据样品的质量即可求算Na2CO3固体的纯度，D项正确。
14．适量CO2通入含0.8 g NaOH的碱溶液中，将所得的溶液在减压、低温下蒸干后得到1.37 g固体物质，则该固体物质的成分是(　　)
A．Na2CO3
B．NaHCO3
C．Na2CO3、NaHCO3
D．Na2CO3、NaOH
【答案】C
【解析】n(NaOH)＝0.8 g/40 g·mol－1＝0.02 mol。若CO2与NaOH恰好完全反应生成Na2CO3，则m(Na2CO3)＝×0.02 mol×106 g·mol－1＝1.06 g；若CO2与NaOH恰好完全反应生成NaHCO3，则m(NaHCO3)＝0.02 mol×84 g·mol－1＝1.68 g，因1.06<1.37<1.68，故固体物质是Na2CO3和NaHCO3的混合物。
15．将2.5 g Na2CO3、NaHCO3和NaOH的固体混合物完全溶于水制成溶液，然后向该溶液中逐滴加入1 mol·L－1盐酸，所加入盐酸的体积与产生CO2的体积(标准状况下)如图所示。
(1)写出OA段发生反应的离子方程式： 。
(2)当加入35 mL盐酸时所产生的CO2的体积在标准状况下为 L。
(3)原混合物中Na2CO3的质量分数为 。
【答案】(1)H＋＋OH－===H2O、CO＋H＋===HCO。
(2)0.224 L
(3)42.4%
【解析】(1)结合H＋能力：OH－>CO>HCO，OA段没有气体产生，因此OA段发生反应的离子方程式为OH－＋H＋===H2O、CO＋H＋===HCO。(2)盐酸体积为35 mL 时，发生的离子方程式为HCO＋H＋===H2O＋CO2↑，消耗盐酸的物质的量为1 mol·L－1×(35－25)×10－3 L＝0.01 mol，产生CO2的体积为0.01 mol×22.4 L·mol－1＝0.224 L。(3)设NaOH为x mol, Na2CO3为y mol，NaHCO3为z mol(假设溶于水时NaOH与NaHCO3不反应)。
根据题意得解得x＝0.015，y＝0.01，z＝0.01，
因此Na2CO3的质量分数为×100%＝42.4%。
16．A～H为中学化学中常用的物质，转化关系如图所示，其中“○”代表化合物，“□”代表单质，A为医学上治疗胃酸过多的一种药，G为淡黄色固体，C通常状况下为无色液体，E为气体单质，请回答下列问题：
(1)G的化学式为 ，生成1 mol G转移电子 mol。
(2)反应①②③④中， (填序号)属于氧化还原反应。
(3)写出下列反应的化学方程式：
A→B＋C＋D： ；
F＋C： 。
【答案】(1)Na2O2，2 mol。
(2)②③
(3)2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O；
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。
17．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，做了如图所示的实验。
(1)图甲、乙所示实验，能够达到实验目的的是 (填序号)。
(2)图丙、丁所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为 ；
与丙相比，丁所示实验的优点是 (填序号)。
A．丁比丙复杂
B．丁比丙安全
C．丁可以做到用一套装置同时进行两个实验对比，而丙不行
(3)若用丁所示实验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)。
【答案】(1)乙
(2)2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O；C
(3)NaHCO3
【解析】(1)Na2CO3、NaHCO3均能与盐酸反应生成使澄清石灰水变浑浊的CO2气体，但等质量的Na2CO3与NaHCO3跟过量盐酸反应时，NaHCO3与盐酸反应更剧烈且产生气体的量多，故图甲所示实验通过观察澄清石灰水变化不能鉴别Na2CO3与NaHCO3，而图乙所示实验可以。(2)NaHCO3受热易分解：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，Na2CO3受热不易分解，可用加热方法鉴别。与图丙所示实验相比，丁可以同时进行两个实验对比，现象明显。(3)将NaHCO3置于小试管B中，Na2CO3置于大试管A中，加热时D中澄清石灰水不变浑浊，而C中澄清石灰水变浑浊，说明Na2CO3比NaHCO3稳定。

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