高中化学第一节 钠及其化合物第2课时课时练习

第二章分层作业8　碳酸钠和碳酸氢钠　焰色试验

A级  必备知识基础练

1.下列有关钠及其化合物的性质与用途对应关系错误的是(　　)

A.NaHCO3受热易分解,可用于治疗胃酸过多症

B.Na2O2可吸收CO2产生O2,可用作呼吸面具的供氧剂

C.Na2CO3溶液呈碱性,常用热的纯碱溶液去除物品表面的油污

D.钠钾合金常温下呈液态,导热性好,可用作快中子反应堆的热交换剂

2.除去Na2CO3固体中少量NaHCO3的最佳方法是 (　　)

A.过滤

B.加入NaOH溶液

C.配成溶液后通入CO2

D.将混合物充分加热

3.[2023广东潮州高一期中]五彩缤纷的烟花表演为各种节日增添了许多喜庆的气氛。研究表明,焰火颜色的产生与烟花中含有钠、钾、钙、钡、铜、锶等金属元素有关。下列有关说法中不正确的是(　　)

A.进行金属元素的焰色试验时不发生化学变化

B.钠可以保存在煤油中

C.KCl与KNO3灼烧时火焰的颜色不相同

D.进行钾及其化合物的焰色试验需要透过蓝色钴玻璃

4.[2023湖北黄冈中学高一调研]下列是某兴趣小组根据教材实验设计的一个能说明碳酸钠与碳酸氢钠热稳定性的套管实验。查阅资料可知白色的无水硫酸铜粉末遇水变蓝。请观察如下图所示的实验装置,分析实验原理,并判断下列说法和做法,其中不科学的是(　　)

A.甲为小苏打,乙为纯碱

B.要证明碳酸氢钠受热能产生水,可在小试管内塞上沾有无水硫酸铜粉末的棉花球

C.加热不久就能看到A烧杯的澄清石灰水变浑浊

D.B烧杯中发生反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O

5.下列有关Na2CO3和NaHCO3的比较错误的是(　　)

A.相同条件下,在水中的溶解度:Na2CO3>NaHCO3

B.相同条件下,溶液的碱性:Na2CO3>NaHCO3

C.热稳定性:Na2CO3>NaHCO3

D.相同质量的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量的盐酸反应,放出气体的量:Na2CO3>NaHCO3

6.实验室利用下列反应装置模拟侯氏制碱法制备NaHCO3,反应原理为NH3+CO2+H2O+NaClNaHCO3↓+NH4Cl,下列说法错误的是(　　)

A.通过活塞K可控制CO2的流速

B.装置b、d依次盛装饱和Na2CO3溶液、稀硫酸

C.装置c中含氨的饱和食盐水提高了CO2吸收效率

D.反应后将装置c中的锥形瓶浸入冷水充分冷却,过滤得到NaHCO3晶体

7.侯氏制碱法又称联合制碱法,是我国化学工程专家侯德榜于1943年发明的一种高效、低成本的制碱方法,某化学兴趣小组模拟“侯氏制碱法”制纯碱,下列说法正确的是(　　)

A.乙装置中盛装液体为饱和Na2CO3溶液

B.纯碱是一种碱

C.纯碱可以用作发酵粉和治疗胃酸过多

D.用装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时,需要进行的实验操作有过滤、洗涤、干燥、加热(灼烧)

8.下列有关钠及其化合物的叙述不正确的是(　　)

A.Na2O2与酸反应生成盐和水,所以Na2O2是碱性氧化物

B.金属钠与Ca(HCO3)2溶液反应时,既有白色沉淀生成又有气体逸出

C.等质量Na2CO3和NaHCO3分别与足量稀盐酸反应,消耗HCl的质量:Na2CO3>NaHCO3

D.取a g Na2CO3和NaHCO3的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,由此不能测定混合物中Na2CO3的质量分数

B级  关键能力提升练

9.通过测定混合气体中O2含量可计算已变质的Na2O2(含Na2CO3)纯度,实验装置如图(Q为弹性良好的气囊)。下列分析错误的是(　　)

A.干燥管b中装入碱石灰

B.Q气球中产生的气体主要成分是O2、CO2

C.测定气体总体积必须关闭K1、K2,打开K3

D.读完气体总体积后,关闭K3,缓缓打开K1,可观察到Q气球慢慢缩小

10.某课外小组为了鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体,设计了如下几种实验方法。下列说法不正确的是              (　　)

A.装置Ⅰ中的Na2CO3和NaHCO3均能与盐酸反应,产生气体速率快的是NaHCO3

B.当稀盐酸足量时,装置Ⅰ中气球鼓起体积较小的是NaHCO3

C.加热装置Ⅱ,两侧澄清石灰水均变浑浊

D.装置Ⅲ也可以鉴别Na2CO3和NaHCO3

11.[2023江西九江高一期中]为确定碳酸钠和碳酸氢钠混合样品中碳酸钠的质量分数,可通过加热分解得到的CO2质量进行计算,某同学设计的实验装置示意图如下:

该同学设计的实验装置存在缺陷,有关该实验装置及实验过程中,下列因素可能使碳酸氢钠的质量分数偏高的是(　　)

A.样品分解不完全

B.装置B、C之间缺少CO2的干燥装置

C.产生CO2气体的速率太快,没有被碱石灰完全吸收

D.反应完全后停止加热,通入过量的N2

12.[2023湖南衡阳高一期中]碳酸氢钠俗称小苏打,在医疗、食品、橡胶工业中有广泛应用。某NaHCO3晶体中含有NaCl等与酸不反应的杂质,为测定NaHCO3的质量分数,甲同学设计了以下两种方案:

方案一:滴定法

称取8.4 g样品溶于水,逐滴加入质量分数为19.6%的稀硫酸(密度约为1.0 g·cm-3),待不再产生气体时,测定所消耗稀硫酸的体积。

(1)甲同学共进行3次测定,每次称取8.4 g样品,消耗质量分数为19.6%稀硫酸的体积如下表:

样品中NaHCO3的质量分数为　　　　　　。 

方案二:称量法

乙同学按如图操作流程进行测定。

(2)操作Ⅰ后所得溶液的主要溶质的化学式是　　　　　　。 

(3)操作Ⅱ的名称是　　　　　。 

(4)样品中NaHCO3的质量分数为　　　　　　(用含a的代数式表示)。 

参考答案

分层作业8　碳酸钠和碳酸氢钠　焰色试验

1.A　解析 胃酸的主要成分是HCl,NaHCO3可与HCl反应,故常用于治疗胃酸过多症,与NaHCO3的热稳定性无关,A错误。

2.D　解析 除去Na2CO3固体中少量NaHCO3,最佳方法是将混合物充分加热,使NaHCO3分解转化为Na2CO3,从而除去杂质。

3.C　解析 焰色试验是元素的性质,进行金属元素的焰色试验时,发生物理变化,A正确;金属钠的还原性强,易与空气中的氧气和水蒸气反应,为防止金属钠变质,钠可以保存在煤油中,B正确;氯化钾和硝酸钾都含有K+,KCl和KNO3灼烧时,透过蓝色钴玻璃可观察到火焰的颜色都为紫色,C错误;黄色光会掩盖紫色光,进行钾及其化合物的焰色试验,需要透过蓝色钴玻璃观察火焰的颜色,D正确。

4.C　解析 碳酸氢钠在小试管,碳酸钠在大试管,大试管直接加热,温度较高,若温度较高的不分解,而加热温度较低的物质分解,可判断稳定性强弱,故甲为小苏打、乙为纯碱,A正确;小苏打为NaHCO3,其受热易分解,生成Na2CO3、H2O和CO2,白色的无水硫酸铜遇到水显示蓝色,为证明碳酸氢钠受热能产生水,可在小试管内塞上沾有无水硫酸铜粉末的棉花球,如果变蓝则说明有水生成,B正确;碳酸钠较稳定,加热过程中不会分解,则连接A烧杯的试管不会产生二氧化碳,则A烧杯的澄清石灰水不变浑浊,C错误;NaHCO3受热分解产生的CO2与Ca(OH)2反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O,D正确。

5.D　解析 106 g Na2CO3反应产生44 g CO2,84 g NaHCO3反应生成44 g CO2,故等质量的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量的盐酸反应,NaHCO3放出CO2更多,D错误。

6.B　解析 关闭活塞K时,气体可将球形容器内的液体压入漏斗内,从而使CaCO3脱离液面,反应停止,通过调节活塞K可控制CO2的流速,A正确;装置b的作用是除去CO2中混有的HCl,故装置b内应盛装饱和NaHCO3溶液,B错误;装置c中含氨的饱和食盐水呈碱性,CO2的溶解度增大,C正确;反应后将装置c中的锥形瓶浸入冷水,NaHCO3降温结晶,过滤得NaHCO3晶体,D正确。

7.D　解析 乙装置中盛装液体为饱和碳酸氢钠溶液,吸收氯化氢气体杂质,A错误;纯碱是碳酸钠,是盐,B错误;碳酸氢钠可以用作发酵粉和治疗胃酸过多,C错误;碳酸氢钠不稳定,且溶解度比碳酸钠要小,所以用装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时,需要进行的实验操作有过滤、洗涤、干燥、加热(灼烧),D正确。

8.A　解析 Na2O2与酸反应不只生成盐和水,还生成O2,发生氧化还原反应,故Na2O2不是碱性氧化物,A错误;金属钠与Ca(HCO3)2溶液反应时,Na与水反应生成NaOH和H2,NaOH与Ca(HCO3)2反应生成CaCO3白色沉淀,B正确;与盐酸反应时,106 g Na2CO3消耗73 g HCl,84 g NaHCO3消耗36.5 g HCl,故等质量时,Na2CO3消耗HCl多,C正确;Na2CO3和NaHCO3的混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出的CO2气体中混有水蒸气,用碱石灰吸收,增重b g,其质量为CO2和水蒸气的总质量,不能测定混合物中Na2CO3的质量分数,D正确。

9.D　解析 已变质的Na2O2(含Na2CO3)滴入稀硫酸,发生反应:2Na2O2+2H2SO42Na2SO4+O2↑+2H2O、Na2CO3+H2SO4Na2SO4+CO2↑+H2O,反应产生的CO2用碱石灰吸收,在量筒Ⅱ中排水法测得O2的量,进而求出Na2O2的量,A正确,B正确;关闭K1、K2,打开K3,CO2、O2使气球变大,将广口瓶中气体排出,水进入量筒Ⅰ中,故量筒Ⅰ中水的体积即为O2、CO2的总体积,C正确;读完气体总体积后,关闭K3,缓缓打开K1,还要打开K2,才能观察到Q气球慢慢缩小,D错误。

10.B　解析 碳酸钠和碳酸氢钠均与盐酸反应生成二氧化碳气体,Na2CO3与HCl反应的原理为C+H+HC、HC+H+H2O+CO2↑,则产生气体速率快的是碳酸氢钠,A正确;等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应时,碳酸氢钠产生的二氧化碳量多,故气球鼓起体积较大的是碳酸氢钠,B错误;碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳,两侧澄清石灰水均变浑浊,C正确;碳酸钠受热不分解,碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳,能使澄清石灰水变浑浊,故可以用来鉴别两者,D正确。

11.B　解析 样品分解不完全,测得二氧化碳的质量减小,碳酸氢钠质量减小,碳酸氢钠的质量分数偏低,A错误;装置B、C之间缺少CO2的干燥装置,水蒸气进入装置C导致测得的二氧化碳质量增大,碳酸氢钠质量增大,故碳酸氢钠的质量分数偏高,B正确;产生CO2气体的速率太快,没有被碱石灰完全吸收,测得二氧化碳质量减小,碳酸氢钠质量减小,则碳酸氢钠的质量分数偏低,C错误;反应完全后停止加热,通入过量的N2,N2不会被装置C吸收,测得的二氧化碳质量不变,则碳酸氢钠的质量分数不会偏高也不会偏低,D错误。

12.答案 (1)80%　(2)NaCl

(3)蒸发　(4)×100%

解析 (1)由表中数据可知,平均消耗稀硫酸的体积为20.00 mL,则消耗H2SO4的质量为20.00 mL×1.0 g·cm-3×19.6%=3.92 g。设样品中NaHCO3的质量为x,则:

2NaHCO3+H2SO4Na2SO4+2CO2↑+2H2O,

2×84 g       98 g

x                3.92 g

列式:,解得x=6.72 g,故样品中NaHCO3的质量分数为×100%=80%。

(2)准确称取2.0 g NaHCO3样品,向其中滴加足量稀盐酸,发生反应:NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑,至不再逸出气体后停止滴加,此时得到的溶液中的溶质主要成分是NaCl。

(3)将反应后溶液转移至蒸发皿中蒸发水分,待仅剩余少量液体时,停止加热,利用余热将残留水分蒸干,然后冷却、称量,此时得到NaCl固体质量是a g,则操作Ⅱ是蒸发。

(4)根据反应的化学方程式NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑可知:每有84 g NaHCO3发生反应,反应产生58.5 g NaCl,反应后固体质量减轻Δm=84 g-58.5 g=25.5 g。固体充分反应后减轻质量为(2.0-a) g,则样品中含有NaHCO3的质量为m(NaHCO3)=×84 g,故样品中NaHCO3的质量分数为×100%=×100%。