专题03 碳酸钠和碳酸氢钠性质的研究——备战2022年高考化学之突破教材实验热点

专题03  碳酸钠和碳酸氢钠性质的研究

1．与盐酸的反应

（1）实验装置

（2）实验操作及现象分析

（3）与酸反应放出CO2的速率快慢不同的原因分析

NaHCO3溶液与盐酸反应只需一步即可放出CO2气体，故放出气体的速率较快：NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O。

Na2CO3溶液与盐酸反应时，第一步生成NaHCO3，此时尚无气体放出：Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl；

第二步是生成的NaHCO3与盐酸反应放出CO2。故将相同物质的量浓度的盐酸分别滴入等体积等物质的量浓度的NaHCO3溶液和Na2CO3溶液中，前者放出气体的速率较快。

2．热稳定性比较

（1）实验装置

A为碳酸钠，B为碳酸氢钠。

（2）实验现象及结论

（3）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＋CO2↑＋H2O。

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，具体情况如图所示。

Ⅰ                                  Ⅱ

Ⅲ                                   Ⅳ

（1）只根据图Ⅰ、Ⅱ（盐酸足量且固体质量相同）所示实验，能够达到实验目的的是___________(填装置序号)，写出该实验中能确定粉末是NaHCO3的两点现象____________________________________。

（2）图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质，写出所发生的共同反应的化学方程式(若为离子反应，则写离子方程式)：_____________________、__________________________。

（3）若用实验Ⅳ确定NaHCO3比Na2CO3易分解，则试管B中装入的固体是______________(填化学式)，原因是_____________________________________________。

【答案】（1）Ⅱ  气球膨胀较大；产生气泡较剧烈

（2）2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O

Ca2++2OH−+CO2CaCO3↓+H2O

（3）NaHCO3 B试管中的温度低于A试管中的温度

【解析】（1）Na2CO3、NaHCO3固体与盐酸均能反应产生能使澄清石灰水变浑浊的CO2气体，故实验Ⅰ不能鉴别Na2CO3与NaHCO3。等质量的Na2CO3和NaHCO3与过量盐酸反应时，NaHCO3与盐酸反应更剧烈且产生气体的量多，故实验Ⅱ可以鉴别。

（2）NaHCO3受热易分解，Na2CO3受热不分解，可用加热法鉴别。

（3）小试管B内的温度比大试管A内的温度低，只有将NaHCO3置于B中才能证明NaHCO3更易分解。

1．下列关于Na2CO3和NaHCO3性质的说法错误的是

A．热稳定性：NaHCO3＜Na2CO3

B．与同浓度盐酸反应的剧烈程度：NaHCO3＜Na2CO3

C．相同温度时，在水中的溶解性：NaHCO3＜Na2CO3

D．等物质的量浓度溶液的pH：NaHCO3＜Na2CO3

2．为精确测定工业纯碱中碳酸钠的质量分数(含少量NaCl)，准确称量W g样品进行实验，下列实验方法所对应的实验方案和测量数据合理的是(　　)

3．Na2CO3和NaHCO3是常见的两种钠盐，它们广泛应用于生产和生活中。下列有关碳酸钠和碳酸氢钠的说法中，不正确的是(　　)

A.小苏打能中和胃酸，对胃壁不产生强烈的刺激或腐蚀作用，可用于治疗胃酸过多症，但不适合胃溃疡病人

B.NaHCO3能中和面粉发酵后产生的酸，并且产生二氧化碳气体，可用于做馒头

C.可以用澄清石灰水来鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液

D.往Na2CO3饱和溶液中通入CO2气体，可获得NaHCO3沉淀

4．为了测定NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物中各组分的含量，某同学设计如下实验：取一定质量的混合物，通过测量反应前后②和③装置质量的变化，测定该混合物中各组分的质量分数。下列说法中错误的是(　　)

A．①②③中可以依次盛装碱石灰、无水CaCl2、碱石灰

B．硬质玻璃管加热前，应关闭b，打开a，缓缓通入空气，直至a处出来的空气不再使澄清石灰水变浑浊为止

C．若将①装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶，则测得的NaCl含量偏大

D．实验过程中一直通入空气，停止加热后再停止通入空气

5．“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的酒精灯，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

6．某实验小组欲探究Na2CO3和NaHCO3的性质，但是发现实验室里盛放两种固体的试剂瓶丢失了标签。于是，他们将两种固体分别标为A、B，先对固体A、B进行鉴别，再通过实验进行性质探究。

（1）分别加热固体A、B，发现固体A受热产生的气体能使澄清石灰水变浑浊。A受热分解的化学方程式为_______________________________。

（2）称取两种固体各2 g，分别加入两个小烧杯中，再各加10 mL 蒸馏水，振荡，测量温度变化；待固体充分溶解，恢复至室温，向所得溶液中各滴入2滴酚酞溶液。

①发现Na2CO3固体完全溶解，而NaHCO3固体有剩余，由此得出结论：__________________。

②同学们在两烧杯中还观察到以下现象。其中，盛放Na2CO3的烧杯中出现的现象是_______________（填字母序号）。

a．溶液温度下降

b．溶液温度升高

c．滴入酚酞后溶液呈浅红色

d．滴入酚酞后溶液呈红色

（3）如图所示，在气密性良好的装置Ⅰ和Ⅱ中分别放入药品，将气球内的固体同时倒入试管中。

①两试管中均产生气体，___________（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）的反应程度更为剧烈。

②反应结束后，气球均有膨胀，恢复至室温，下列说法正确的是__________（填字母序号）。

a．装置Ⅰ的气球体积较大

b．装置Ⅱ的气球体积较大

c．生成气体的体积根据盐酸计算

d．生成气体的体积根据固体计算

（4）同学们将两种固体分别配制成0.5 mol·L−1的溶液，设计如下方案并对反应现象做出预测：

实施实验后，发现操作2的现象与预测有差异：产生白色沉淀和气体。则该条件下，NaHCO3溶液与CaCl2溶液反应的离子方程式为____________________________________。

7．化学兴趣小组的同学为测定某Na2CO3和NaCl的固体混合物样品中Na2CO3的质量分数进行了以下实验，请你参与并完成对有关问题的解答。

（1）甲同学用图1所示装置测定CO2的质量。实验时稀硫酸是与样品中的__________(填“Na2CO3”或“NaCl”)发生反应，仪器b的名称是__________，洗气瓶c中盛装的是浓硫酸，此浓硫酸的作用是____________________。

（2）乙同学用图2所示装置，取一定质量的样品(m g)和足量稀硫酸反应进行实验，完成样品中Na2CO3质量分数的测定。

①实验前，检查该装置气密性的方法是先打开活塞a，由b注入水至其下端玻璃管中形成一段水柱，再将针筒活塞向内推压，若b下端玻璃管中的__________，则装置气密性良好。

②在实验完成时，能直接测得的数据是CO2的______(填“体积”或“质量”)。

（3）丙同学用下图所示方法和步骤进行实验：

①操作Ⅰ涉及的实验名称有__________、洗涤；操作Ⅱ涉及的实验名称有干燥、__________。

②丙同学测得的样品中Na2CO3质量分数的计算式为__________。

废物取金

胡佛是美国第三十一届总统。他年轻时发迹于黄金。当时，开采金矿的水平低，滤过矿金的矿砂就直接丢弃了。胡佛凭借他掌握的化学知识，断定这些“废物”中仍有尚多的黄金，于是便搞起他的“废物利用”来了。他雇人用氰化钠的稀溶液处理矿砂，于是氰化钠与其中的Au发生化学反应，使Au生成络合物而溶解，接着，他又让人用锌粒与滤液作用，将纯净的Au置换出来。