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碳酸鈉與碳酸氫鈉 一、選擇題 1、下列說法中不正確的是（ ） A．Na2CO3比NaHCO3易溶于水 B．Na2CO3比NaHCO3穩(wěn)定 C．Na2CO3和NaHCO3都能跟石灰水反應得到白色沉淀 D．物質的量相等的Na2CO3和NaHCO3分別與足量鹽酸反應產生CO2的物質的量之比是2∶1 【答案】D 【解析】由“碳元素守恒”知物質的量相等的Na2CO3和NaHCO3分別與足量鹽酸反應產生CO2的物質的量之比是1∶1。 2、有關純堿和小蘇打的敘述正確的是 A．等質量的Na2CO3、NaHCO3分別與足量稀H2SO4反應，NaHCO3產生的CO2多 B．等質量的Na2CO3、NaHCO3分別與足量的同種鹽酸反應，NaHCO3消耗的鹽酸多 C．向NaHCO3溶液中滴入Ba(OH)2溶液無沉淀，而向Na2CO3溶液中加入Ba(OH)2溶液出現(xiàn)白色沉淀 D．Na2CO3和NaHCO3都既能與酸反應，又能與氫氧化鈉反應 【答案】A 【解析】質量相等的Na2CO3、NaHCO3，其中NaHCO3的物質的量多，利用“碳元素守恒”可知等質量的Na2CO3、NaHCO3分別與足量稀H2SO4反應，NaHCO3產生的CO2多；等質量的Na2CO3、NaHCO3分別與足量的同種鹽酸反應，Na2CO3消耗的鹽酸多；向NaHCO3溶液與Na2CO3溶液中滴入Ba(OH)2溶液均有BaCO3沉淀生成；Na2CO3不能與氫氧化鈉反應。 3、下列方法不能用于鑒別Na2CO3和NaHCO3固體的是（ ） A．分別加熱兩種固體，將放出的氣體通入澄清石灰水 B．分別取兩種固體溶于水，滴加Ba(OH)2溶液，觀察是否生成沉淀 C．分別取兩種固體各1 g，滴入幾滴水振蕩，用手觸摸試管底部 D．分別取等質量的固體與足量稀鹽酸充分反應，加熱、蒸干、灼燒稱重 【答案】B 【解析】A選項，分別加熱兩種固體，NaHCO3分解產生二氧化碳，能使澄清石灰水變渾濁，正確；B選項，兩者都會產生BaCO3沉淀，錯誤；C選項，Na2CO3溶于水放熱比NaHCO3溶于水放熱明顯，正確；D選項，最終得到的固體為NaCl，生成1 mol NaCl分別需要53 g Na2CO3和84 g NaHCO3固體，正確。 4、為除去括號內的雜質，下列各選項中所選用的試劑或方法不正確的是 A．Na2CO3溶液(NaHCO3)：選用適量的NaOH溶液 B．NaHCO3溶液(Na2CO3)：通入過量的CO2氣體 C．Na2O2粉末(Na2O)：將混合物在O2中加熱 D．Na2CO3溶液(Na2SO4)：加入適量的Ba(OH)2溶液，過濾 【答案】D 【解析】Na2CO3、Na2SO4混合溶液中加入Ba(OH)2溶液，產生BaCO3、BaSO4沉淀，不能達到除雜目的，D項不正確。 5、向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 molL?1稀鹽酸，CO2的生成量與加入鹽酸的體積(V)的關系如圖所示。下列判斷正確的是 A．在0~a范圍內，只發(fā)生中和反應 B．ab段發(fā)生反應的離子方程式為+2H+CO2↑+H2O C．a=0.3 D．原混合溶液中NaOH與Na2CO3的物質的量之比為1∶2 【答案】C 【解析】在0~a范圍內，先發(fā)生中和反應，后發(fā)生與H+生成的反應，A項錯誤；ab段發(fā)生反應的離子方程式為+H+H2O+CO2↑,B項錯誤；因a~0.4范圍內發(fā)生的反應是H++CO2↑+H2O，n(CO2)＝0.01 mol，n(H+)＝n(CO2)＝0.01 mol，所以a＝0.3，C項正確；由碳元素守恒可知溶液中n()＝n(CO2)=0.01 mol，在0~a范圍內，生成0.01 mol 消耗0.1 L稀鹽酸，故NaOH消耗稀鹽酸的體積為0.2 L，n(OH-)=0.2 L0.1 molL-1=0.02 mol,因此原混合溶液中NaOH與Na2CO3的物質的量之比為2∶1，D項錯誤。 6、將一定量的NaHCO3和Na2O2的混合物置于一密閉容器中充分加熱，反應中轉移電子的物質的量為1 mol，下列說法一定正確的是 A．混合物中NaHCO3和Na2O2的物質的量一定相等 B．容器中肯定有0.5 mol O2 C．反應后，容器中的固體只有Na2CO3 D．反應后，容器中一定沒有H2O 【答案】B 【解析】加熱時NaHCO3分解：2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，然后Na2O2與CO2、H2O發(fā)生反應：2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑，由化學方程式可知，轉移1 mol電子，則反應1 mol Na2O2，生成0.5 mol O2，若過氧化鈉過量，則產物生成Na2CO3和NaOH，無H2O，若過氧化鈉不足，則產物為Na2CO3、H2O，可能有NaOH。故選B。 7、實驗室使用pH傳感器來測定Na2CO3和NaHCO3混合物中NaHCO3的含量。稱取1.59 g 樣品，溶于水配成250.00 mL溶液，取出25.00 mL該溶液用 0.1 molL?1 鹽酸進行滴定，得到如下曲線。以下說法或操作正確的是 A．第一個計量點之前發(fā)生反應的離子方程式為+H+H2O+CO2↑ B．第二個計量點對應溶液中大量存在的陰離子是Cl?、 C．此樣品中n(NaHCO3)=(28.1?211.9)10?3 mol D．使用該方法測定Na2CO3和NaOH混合溶液中的氫氧化鈉含量，將會得到1個計量點 【答案】C 【解析】用鹽酸滴定Na2CO3和NaHCO3的混合溶液會出現(xiàn)兩個計量點。第一個計量點之前發(fā)生的反應為+H+，第一個計量點與第二個計量點之間發(fā)生的反應為+H+CO2↑+H2O，A項錯誤；第二個計量點對應溶液中大量存在的陰離子是Cl?，無大量存在，B項錯誤；根據(jù)圖像和離子方程式可知C項正確；使用該方法測定Na2CO3和NaOH混合溶液中的氫氧化鈉含量，將會得到3個計量點，發(fā)生的反應分別是H++OH?H2O、+H+、+H+CO2↑+H2O，D項錯誤。 二、非選擇題 8、化學興趣小組的同學為測定某Na2CO3和NaCl的固體混合物樣品中Na2CO3的質量分數(shù)進行了以下實驗，請你參與并完成對有關問題的解答。 （1）甲同學用圖1所示裝置測定CO2的質量。實驗時稀硫酸是與樣品中的_________(填“Na2CO3”或“NaCl”)發(fā)生反應。儀器b的名稱是________。洗氣瓶c中盛裝的是濃硫酸，此濃硫酸的作用是___________________。 （2）丙同學用如圖所示方法和步驟實驗： ①操作I涉及的實驗名稱有__________、洗滌；操作Ⅱ涉及的實驗名稱有干燥、___________。 ②丙測得的樣品中Na2CO3質量分數(shù)的計算式為___________________。 （3）標準狀況下，將672 mL CO2氣通入50 mL 1 mol/LKOH溶液中，完全反應后，所得溶液中K2CO3和KHCO3的物質的量之比為(設反應前后溶液體積變化忽略不計)____________。 【答案】（1）Na2CO3 分液漏斗 除去CO2中的水蒸氣 （2）①過濾 稱量 ②106y/197x （3）n(K2CO3)∶n(KHCO3)=2∶1 【解析】（1）根據(jù)裝置和所給試劑分析，硫酸和樣品中的Na2CO3反應；儀器b是分液漏斗；稀硫酸和Na2CO3反應生成的CO2氣體逸出必然含有水蒸氣，可以利用濃硫酸除去CO2中的水蒸氣。 （2）①由流程可知，加入氫氧化鋇溶液和Na2CO3反應生成碳酸鋇沉淀，通過過濾得到沉淀，洗滌后稱重得到碳酸鋇沉淀的質量；②由①知碳酸鋇沉淀的質量為y g，則：n(Na2CO3)=n(BaCO3)== mol，所以碳酸鈉的質量分數(shù)=100%=106y/197x。 （3）n(CO2)==0.03 mol，n(KOH)=0.05 L1 mol/L=0.05 mol，設反應后生成K2CO3和KHCO3的物質的量分別為a、b，根據(jù)碳、鉀原子守恒有：a+b=0.03①，2a+b=0.05 ②，聯(lián)立兩式解得a=0.02，b=0.01，故n(K2CO3)：n(KHCO3)=0.02∶0.01=2∶1。 9、某校化學課外小組為了鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉兩種白色固體，用不同的方法做了以下實驗，具體情況如圖所示。 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ （1）只根據(jù)圖Ⅰ、Ⅱ（鹽酸足量且固體質量相同）所示實驗，能夠達到實驗目的的是___________(填裝置序號)，寫出該實驗中能確定粉末是NaHCO3的兩點現(xiàn)象_________。 （2）圖Ⅲ、Ⅳ所示實驗均能鑒別這兩種物質，寫出所發(fā)生的共同反應的化學方程式(若為離子反應，則寫離子方程式)：_____________________、__________________________。 （3）若用實驗Ⅳ確定NaHCO3比Na2CO3易分解，則試管B中裝入的固體是______________(填化學式)，原因是_____。 【答案】（1）Ⅱ 氣球膨脹較大；產生氣泡較劇烈 （2）2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O Ca2++2OH?+CO2CaCO3↓+H2O （3）NaHCO3 B試管中的溫度低于A試管中的溫度 【解析】（1）Na2CO3、NaHCO3固體與鹽酸均能反應產生能使澄清石灰水變渾濁的CO2氣體，故實驗Ⅰ不能鑒別Na2CO3與NaHCO3。等質量的Na2CO3和NaHCO3與過量鹽酸反應時，NaHCO3與鹽酸反應更劇烈且產生氣體的量多，故實驗Ⅱ可以鑒別。（2）NaHCO3受熱易分解，Na2CO3受熱不分解，可用加熱法鑒別。（3）小試管B內的溫度比大試管A內的溫度低，只有將NaHCO3置于B中才能證明NaHCO3更易分解。 10、將一定體積的CO2通入一定濃度的NaOH溶液中，為了測定所得溶液的成分，向該溶液中逐滴加入1 molL?1的鹽酸。所加鹽酸的體積與產生CO2的體積(標準狀況)的關系如圖所示。 （1）加入35 mL鹽酸時，產生的CO2的體積(標準狀況)為______________mL。 （2）溶液中所含溶質及其物質的量為______________。 【答案】（1）224 （2）NaOH 0.005 mol、Na2CO3 0.02 mol 【思路分析】要正確解答本題，應通過圖像中所消耗鹽酸的體積與產生CO2的體積關系確定該溶液的溶質。 【解析】（1）由圖像所示消耗鹽酸的體積與產生CO2的體積可知，該溶液的溶質是NaOH和Na2CO3 OA段H+先與OH?反應生成H2O，待OH?消耗完，H+再與反應生成。AB段發(fā)生反應H++ CO2↑+H2O，加入35 mL鹽酸時，產生的n（CO2）=n（H+）=（35?25） mL10?3 LmL?11 molL?1=0.01 mol，則V（CO2）=22.4 Lmol?10.01 mol=0.224 L=224 mL。（2）由H++及H++CO2↑+H2O可知，n（）=（45?25） mL10?3 LmL?11 molL?1=0.02 mol，故OA段與H+反應的OH?為25 mL10?3 LmL?11 mol?1－0.02 mol =0.005 mol，即溶液中含NaOH 0.005 mol、Na2CO3 0.02 mol。 11、某實驗小組欲探究Na2CO3和NaHCO3的性質，但是發(fā)現(xiàn)實驗室里盛放兩種固體的試劑瓶丟失了標簽。于是，他們將兩種固體分別標為A、B，先對固體A、B進行鑒別，再通過實驗進行性質探究。 （1）分別加熱固體A、B，發(fā)現(xiàn)固體A受熱產生的氣體能使澄清石灰水變渾濁。A受熱分解的化學方程式為__________。 （2）稱取兩種固體各2 g，分別加入兩個小燒杯中，再各加10 mL 蒸餾水，振蕩，測量溫度變化；待固體充分溶解，恢復至室溫，向所得溶液中各滴入2滴酚酞溶液。 ①發(fā)現(xiàn)Na2CO3固體完全溶解，而NaHCO3固體有剩余，由此得出結論：__________________。 ②同學們在兩燒杯中還觀察到以下現(xiàn)象。其中，盛放Na2CO3的燒杯中出現(xiàn)的現(xiàn)象是_______________（填字母序號）。 a．溶液溫度下降 b．溶液溫度升高 c．滴入酚酞后溶液呈淺紅色 d．滴入酚酞后溶液呈紅色 （3）如圖所示，在氣密性良好的裝置Ⅰ和Ⅱ中分別放入藥品，將氣球內的固體同時倒入試管中。 ①兩試管中均產生氣體，___________（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）的反應程度更為劇烈。 ②反應結束后，氣球均有膨脹，恢復至室溫，下列說法正確的是__________（填字母序號）。 a．裝置Ⅰ的氣球體積較大 b．裝置Ⅱ的氣球體積較大 c．生成氣體的體積根據(jù)鹽酸計算 d．生成氣體的體積根據(jù)固體計算 （4）同學們將兩種固體分別配制成0.5 molL?1的溶液，設計如下方案并對反應現(xiàn)象做出預測： 實驗方案 預測現(xiàn)象 預測依據(jù) 操作1：向2 mL Na2CO3溶液中滴加1 mL 0.5 molL?1 CaCl2溶液 有白色沉淀 Na2CO3溶液中的濃度較大，能與CaCl發(fā)生反應：______________________________（寫離子方程式） 操作2：向2 mL NaHCO3溶液中滴加1 mL 0.5 molL?1 CaCl2溶液 無白色沉淀 NaHCO3溶液中的濃度很小，不能與CaCl2反應 實施實驗后，發(fā)現(xiàn)操作2的現(xiàn)象與預測有差異：產生白色沉淀和氣體。則該條件下，NaHCO3溶液與CaCl2溶液反應的離子方程式為____________________________________。 【答案】（1）2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O （2）①相同溫度下，Na2CO3 比NaHCO3的溶解度大 ②bd （3）①Ⅰ ②ac （4）Ca2++CaCO3↓ Ca2++2CaCO3↓+CO2↑+H2O 【解析】（1）Na2CO3受熱不分解，而NaHCO3受熱易分解。（2）相同溫度下，Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度。（3）①同質量的NaHCO3、Na2CO3固體分別與同體積同濃度的鹽酸反應時，前者反應生成氣體的速率快。②裝置Ⅰ中n(NaHCO3)=≈0.011 9 mol，裝置Ⅱ中n(Na2CO3)= ≈0.009 4 mol，兩試管中n(HCl)=0.003 mol，兩試管中鹽酸均不足量，故生成氣體的體積均應根據(jù)鹽酸計算，c正確；裝置Ⅰ中發(fā)生反應的離子方程式為+H+CO2↑+H2O，而裝置Ⅱ中發(fā)生反應的離子方程式為+H+、+H+CO2↑+H2O，故裝置Ⅰ中產生的氣體比裝置Ⅱ中產生的氣體多，a正確。（4）根據(jù)題意可知，向NaHCO3溶液中滴加CaCl2溶液有白色沉淀和氣體生成，沉淀和氣體分別為CaCO3和CO2。