高中化学苏教版 (2019)必修 第一册专题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第2课时课堂检测

第2课时　碳酸钠和碳酸氢钠

基础巩固

1.下列关于碳酸钠的叙述正确的是(　　)。

A.碳酸钠俗称纯碱,因为碳酸钠是一种碱

B.碳酸钠溶液中滴入酚酞溶液,溶液呈浅红色

C.碳酸钠本身显碱性,所以不能与任何碱反应

D.用BaCl2溶液不能区分碳酸钠和碳酸氢钠溶液

答案:B

解析:碳酸钠属于盐类,A项错误;碳酸钠可与氢氧化钙反应,C项错误;BaCl2溶液可与碳酸钠反应产生沉淀,而不与碳酸氢钠溶液反应,D项错误。

2.除去Na2CO3固体中少量的NaHCO3的最佳方法是(　　)。

A.加入适量盐酸

B.加入NaOH溶液

C.加热分解

D.制成溶液后通入CO2

答案:C

解析:根据NaHCO3的不稳定性,通过加热分解除去NaHCO3,并且又生成Na2CO3。

3.下列实验方案鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色粉末,不能达到预期目的的是(　　)。

A.分别向等量的白色粉末中加等体积、等浓度的稀盐酸,比较生成气体的快慢

B.分别向等量的白色粉末中加等体积适量的水,比较固体溶解量的多少

C.分别将等量的白色粉末配成溶液,然后加入澄清石灰水,比较是否有沉淀生成

D.分别将等量的白色粉末用如上图装置进行实验,比较澄清石灰水是否变浑浊

答案:C

解析:A项,向等量的Na2CO3和NaHCO3中加等体积、等浓度的盐酸,NaHCO3产生气泡迅速,Na2CO3反应较缓慢,正确;B项,由于溶解度Na2CO3>NaHCO3,根据固体溶解量的多少可以鉴别Na2CO3和NaHCO3,正确;C项,两种物质均有白色沉淀产生,错误;D项,NaHCO3不稳定,受热可产生CO2,使澄清石灰水变浑浊,Na2CO3加热没有此现象,正确。

4.(1)除去NaHCO3溶液中的Na2CO3,方法是　　　　　　　　　　　　,反应的化学方程式是　 　。 

(2)除去NaCl溶液中的Na2CO3,方法是 　　,反应的化学方程式是　             　。 

(3)除去NaOH溶液中的Na2CO3,方法是 　　　　　　　　,反应的化学方程式是　 　　　　　　　　　　。 

答案:(1)通入足量CO2气体

Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3

(2)加入适量盐酸

Na2CO3+2HCl2NaCl+CO2↑+H2O

(3)加入适量的Ca(OH)2溶液,过滤

Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3↓+2NaOH

解析:本题考查Na2CO3、NaHCO3的化学性质、除杂方法及试剂的选用。除杂时注意不要引入其他杂质离子。

5.按如图所示装置进行实验,填写有关现象及化学方程式。

(1)A中现象是　。 

(2)B中浓硫酸的作用是　。 

(3)C中发生反应的化学方程式为                                    　。 

(4)D中的现象是　。 

(5)E中收集的气体是　　　　(填名称)。 

答案:(1)试管口有水珠

(2)干燥二氧化碳

(3)2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2

(4)澄清石灰水变浑浊

(5)氧气

解析:NaHCO3受热分解生成的水蒸气在A中的试管口冷凝为水珠,而CO2通过浓硫酸干燥后与C中的Na2O2反应产生O2,未完全反应的CO2会使石灰水变浑浊。

6.有4种钠的化合物W、X、Y、Z,它们之间存在如下关系:

①WX+H2O+CO2↑

②Z+CO2X+O2

③Z+H2OY+O2↑

④X+Ca(OH)2Y+CaCO3↓

试回答下列问题。

(1)W、X、Y、Z的化学式分别是:

W　　　　,X　　　　,Y　　　　,Z　　　　。 

(2)以上4个化学反应,属于氧化还原反应的是　　　　(填反应序号),反应中氧化剂是　　　　(写化学式),还原剂是　　　(写化学式)。 

答案:(1)NaHCO3　Na2CO3　NaOH　Na2O2

(2)②③　Na2O2　Na2O2

解析:①反应为NaHCO3的分解反应:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,该反应是非氧化还原反应。由X(Na2CO3)逆推可知Z为Na2O2,Y为NaOH:2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,以上两反应都是氧化还原反应,且Na2O2既是氧化剂又是还原剂。这样,④反应为Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3↓+2NaOH,该反应不是氧化还原反应。

能力提升

1.(双选)下列实验装置不能达到实验目的的是(　　)。

答案:AD

解析:NaHCO3受热易分解,不能用该装置干燥NaHCO3,A项错误;Na2O2与H2O反应生成的O2能使带火星的木条复燃,B项正确;进行焰色反应可以用光洁无锈的铁丝或铂丝蘸待测溶液,然后在酒精灯的火焰上灼烧,纯碱中含有钠元素,可观察到火焰呈黄色,C项正确;比较Na2CO3、NaHCO3的热稳定性,应该把NaHCO3放在内管,把Na2CO3放在外管,若观察到与内管连接的澄清石灰水变浑浊,就证明稳定性Na2CO3>NaHCO3,否则由于玻璃的导热性差,内管的温度比外管的低,即使与外管相连的澄清石灰水变浑浊,也不能比较Na2CO3、NaHCO3的稳定性,D项错误。

2.侯德榜是我国近代化学工业的奠基人之一,他将氨碱法和合成氨工艺联合起来,发明了“联合制碱法”。氨碱法中涉及的反应有:反应Ⅰ:NaCl+CO2+NH3+H2ONaHCO3↓+NH4Cl;反应Ⅱ:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。下列制取少量Na2CO3的实验原理和装置能达到实验目的的是(　　)。

答案:C

解析:制取CO2装置中的长颈漏斗下端应在液面以下,A不符合;除去CO2中的HCl使用洗气装置,导管应长进短出,B不符合;向溶有足量氨气的饱和食盐水中通入二氧化碳制取NaHCO3,降低温度可减小NaHCO3的溶解度,析出更多的NaHCO3固体,C符合;加热Na2CO3固体应试管口略向下倾斜,D不符合。

3.(双选)有①、②两个完全相同的装置,分别在装置①、②中加入1.06 g Na2CO3和0.84 g NaHCO3,然后再分别注入相同浓度、相同体积的盐酸,下列有关叙述正确的是              (　　)。

A.①、②装置中的气球都会膨胀,①装置中的气球膨胀得更快

B.若最终两气球体积不同,则盐酸中n(HCl)≤0.01 mol

C.若最终两气球体积相同,则盐酸中n(HCl)≥0.02 mol

D.溶液体积变化忽略不计,则最终两试管中Na+的物质的量浓度不等

答案:CD

解析:两个试管内的反应分别为Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑,NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑。1.06gNa2CO3的物质的量为n(Na2CO3)=0.01mol,0.84gNaHCO3的物质的量为n(NaHCO3)=0.01mol,Na2CO3与少量盐酸反应先生成NaHCO3,因此②装置中的气球膨胀得更快,A项错误;由化学方程式可知n(HCl)<0.02mol时,Na2CO3不能完全反应生成CO2,最终两气球体积不同,B项错误;当盐酸中n(HCl)≥0.02mol时,最终两气球体积相同,C项正确;因两者n(Na+)不同,则c(Na+)不同,D项正确。

4.为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度,现将w1 g样品加热,其质量变为w2 g,则该样品的纯度(质量分数)是(　　)。

A. B.

C. D.

答案:A

解析:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O　m(减少)

　2×84　　　　106　　　　　　　     62

x　　　　　　　　　　　　　　(w1-w2)

解得x=,将其代入下式可得:w(Na2CO3)=,A项正确。

5.(双选)侯氏制碱法的工艺流程如图所示,下列说法正确的是(　　)。

A.往母液中加入食盐的主要目的是使Na2CO3更多地析出

B.从母液中经过循环Ⅰ进入沉淀池的主要是Na2CO3、NH4Cl和氨水

C.沉淀池中反应的化学方程式:2NH3+CO2+2NaCl+H2O2NH4Cl+Na2CO3

D.设计循环Ⅱ的目的是提升原料二氧化碳的利用率

答案:BD

解析:母液中通入氨气可以增大铵根离子的浓度,同时使碳酸氢钠转化为碳酸钠,加入食盐增大氯离子浓度,使氯化铵更多地析出,因此从母液中经过循环Ⅰ进入沉淀池的主要是Na2CO3、NH4Cl和氨水,A项错误、B项正确;沉淀池中反应的化学方程式:NH3+CO2+NaCl+H2ONH4Cl+NaHCO3↓,C项错误;煅烧炉出来的气体是二氧化碳气体,设计循环Ⅱ的目的是使原料二氧化碳利用率大大提升,D项正确。

6.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。

7.某学生拟用50 mL NaOH溶液吸收CO2制备Na2CO3溶液。为防止通入的CO2过量生成NaHCO3,他设计了如下实验步骤:①用25 mL NaOH溶液吸收过量的CO2,至CO2不再溶解;②小心煮沸溶液1~2 min;③在得到的溶液中加入另一半(25 mL)NaOH溶液,使溶液充分混合。

(1)他能否制得较纯净的Na2CO3?　　　　;理由是　               　。 

(2)按他的设计,第①步实验装置如下图所示:

装置A使用的试剂是石灰石和盐酸。能否使用纯碱代替石灰石?　　　　,原因是　                        　。 

装置B使用的试剂是　　　　　　　,作用是　。 

(3)有人认为实验步骤②、③的顺序对调,即先混合,再煮沸,更合理,你认为对吗?　　　　;为什么?　                            　。 

答案:(1)能　实验①生成NaHCO3,其中过量溶解的CO2气体煮沸时已除去,在实验③中NaHCO3恰好与NaOH完全反应,转化为Na2CO3

(2)不能　纯碱与盐酸反应太快,不利于CO2的吸收

饱和NaHCO3溶液　除去HCl

(3)不对　若不先除去溶液中溶解的CO2气体,实验③加入的NaOH溶液将有一部分消耗于与CO2的反应,使NaHCO3不能完全转化为Na2CO3

解析:反应原理是:一部分NaOH与过量CO2反应生成NaHCO3,使生成的NaHCO3恰好与另一部分NaOH反应生成Na2CO3:NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O。