Question

【題目】某校化學(xué)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，如圖Ⅰ－Ⅳ所示。

(1)只根據(jù)圖Ⅰ、Ⅱ所示實驗，能夠達到實驗?zāi)康牡氖?/span>(填裝置序號)___________；

(2)圖Ⅲ、Ⅳ所示實驗均能鑒別這兩種物質(zhì)，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________；

與實驗Ⅲ相比，實驗Ⅳ的優(yōu)點是(填選項序號)_____；

A.Ⅳ比Ⅲ復(fù)雜 B.Ⅳ比Ⅲ安全

C.Ⅳ比Ⅲ操作簡便 D.Ⅳ可以做到一套裝置同時進行兩個對比實驗，而Ⅲ不能

(3)若用實驗裝置Ⅳ驗證碳酸鈉和碳酸氫鈉的穩(wěn)定性，則試管B中裝入的固體最好是______；

(4)將碳酸氫鈉溶液與澄清石灰水混合并充分反應(yīng)，

①當石灰水過量時，其離子方程式是_____________；

②當碳酸氫鈉與氫氧化鈣物質(zhì)的量之比為2：1時，所得溶液中溶質(zhì)的化學(xué)式為______，請設(shè)計實驗檢驗所得溶液中溶質(zhì)的陰離子__________。

Answer 1

【答案】Ⅱ 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑，CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O D NaHCO3 HCO3-+Ca2＋+OH-=CaCO3↓+H2O Na2CO3 取少量上層清液于試管中，加入適量氯化鈣溶液，振蕩，若有白色沉淀生成，則證明溶液中含有CO32-

【解析】

(1)碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)分兩步進行，鹽酸和碳酸鈉、碳酸氫鈉反應(yīng)都生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁；

(2)碳酸氫鈉在加熱條件下能分解生成碳酸鈉和水、二氧化碳；根據(jù)兩個實驗的區(qū)別分析；

(3)不直接加熱碳酸氫鈉就能分解更說明碳酸氫鈉不穩(wěn)定；

(4)①碳酸氫鈉和氫氧化鈣發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)；

②當碳酸氫鈉過量時，碳酸氫鈉和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈉、碳酸鈣和水，碳酸鈉和和氯化鈣反應(yīng)生成白色碳酸鈣沉淀，據(jù)此設(shè)計實驗。

(1)Na2CO3和NaHCO3均能與鹽酸反應(yīng)生成使澄清石灰水變渾濁的CO2，故實驗Ⅰ不能鑒別Na2CO3和NaHCO3。實驗Ⅱ中，鹽酸和碳酸氫鈉反應(yīng)立即產(chǎn)生氣泡，鹽酸和碳酸鈉先反應(yīng)生成碳酸氫鈉，無明顯現(xiàn)象，當所有的碳酸鈉完全轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈉后，碳酸氫鈉和鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳氣體，所以看到的現(xiàn)象不同，故II能鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉兩種白色固體物質(zhì)；

(2)NaHCO3受熱分解：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑，反應(yīng)產(chǎn)生的CO2能夠使澄清的石灰水變渾濁，反應(yīng)方程式為：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O ；Na2CO3受熱不分解。與實驗Ⅲ相比，實驗Ⅳ的優(yōu)點是一套裝置可以同時進行兩個對比實驗。

(3)從實驗Ⅳ可以看出，A中溫度高，B中溫度低，若A中裝Na2CO3，B中裝NaHCO3，在這種情況下，與B相連試管中的澄清石灰水變渾濁，而與A相連試管中的澄清石灰水不變渾濁，更能說明NaHCO3比Na2CO3易分解；

(4)碳酸氫鈉與氫氧化鈣反應(yīng)時，反應(yīng)物的量相對不同，生成物不同，若澄清石灰水過量，反應(yīng)為Ca(OH)2+NaHCO3=CaCO3↓+NaOH+H2O；當碳酸氫鈉與氫氧化鈣物質(zhì)的量之比為2：1時，反應(yīng)為2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+Na2CO3＋2H2O，所得溶液中溶質(zhì)為Na2CO3。檢驗所得溶液中溶質(zhì)的陰離子CO32-的方法：取少量上層清液于試管中，加入適量氯化鈣溶液，振蕩，若有白色沉淀生成，即可證明溶液中含有CO32-。