题目内容

(2014届广东省华附、省实、深中、广雅高三四校联考理综化学试卷)
某实验小组欲通过以下实验来探究Na2CO3和NaHCO3两种物质的性质。
(1)称取两种固体各2 g,分别放入两个小烧杯中,再各滴加10 mL 蒸馏水,振荡,测量温度变化;待固体充分溶解,并恢复至室温后,向所得溶液中各滴入2滴酚酞试液。
① 发现Na2CO3固体完全溶解,而NaHCO3固体有剩余,由此得到结论                            
② 同学们在两烧杯中还观察到了其它现象。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.滴入酚酞后呈浅红色       D.滴入酚酞后呈红色
(2)如下面左图所示分别加热A、B固体,发现固体A受热产生的气体能使澄清石灰水变浑浊,但一段时间后浑浊又变澄清。请用化学方程式解释澄清石灰水中发生的现象                    

(3)如上图所示,在气密性良好的装置I和II中分别放入试剂,将气球内的固体同时倒入试管中。
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         
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)将两种固体分别配制成0.5 mol·L-1的溶液,探究与0.5 mol·L-1CaCl2溶液反应的情况
实验方案
预测现象
预测依据
实际结果
实验1:向2 mL Na2CO3溶液中滴加1 mL 0.5 mol·L-1CaCl2溶液
有白色
沉淀
Na2CO3溶液中的CO32-浓度较大,能与CaCl2发生反应。
有白色沉淀
实验2:向2 mL NaHCO3溶液中滴加1 mL 0.5 mol·L-1CaCl2溶液
无白色
沉淀
NaHCO3溶液中的CO32-浓度很小,不能与CaCl2反应。
有白色沉淀出现,同时有少量气泡冒出。
 
请写出上述实验过程中发生的反应的离子方程式:
实验1:                                   ;实验2:                                  
(1)①同温度下,Na2CO3比NaHCO3易溶于水(2分,不说明温度条件的扣1分)
②B、D(2分)
(2)Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O(2分)      CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2(2分)
(3)①Ⅰ(2分)   (2)A、C(2分,少选1个得1分,错选、不选不得分)
(4)实验1:Ca2++CO32-=CaCO3↓(2分)     实验2:Ca2++2HCO3-=CaCO3↓+CO2↑+H2O(2分)

(1)本题探究的Na2CO3和NaHCO3两种物质都是我们中学阶段非常熟知的两种钠盐,这两种物质进行对比,很多性质可以直接结合我们所学内容得出。此处称取等量的两种物质溶解,发现Na2CO3固体完全溶解,而NaHCO3固体有剩余,说明在相同温度下Na2CO3固体的溶解度要大于NaHCO3固体。这两种钠盐溶解均是放热的,所以会使体系温度升高。同时它们均是强碱弱酸盐,水解呈碱性使酚酞变红。故选BD。
(2)NaHCO3 受热易分解产生CO2,使澄清石灰水变浑浊,但是通了一段时间的CO2后,产生的沉淀CaCO3又与过量的CO2反应生成了可溶的Ca(HCO3)2,所以溶液又变澄清。整个过程发生的反应方程式为:Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O 、 CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)
(3)①②Na2CO3和NaHCO3两种物质均能与HCl反应产生CO2气体,但是反应中CO32- 要先与H+反应生成HCO3,然后再由HCO3与H+反应生成CO2,经过2个步骤,所以装置I反应要慢,装置II要跟更为剧烈。
②所得气球的体积大小主要看反应生成的CO2气体的体积,根据C原子守恒,1g的Na2CO3和1g NaHCO3 中,NaHCO3 能生成的CO2物质的量大,所以产生的气体多,故A正确;此实验中盐酸均完全反应,所以气体体积根据盐酸来计算,故C正确;故选AC。
(4)实验1中产生白色沉淀是由于钙离子和碳酸根离子结合生成了碳酸钙沉淀,所以离子方程式为:
Ca2++CO32-=CaCO3↓;而实验2中理论上HCO3与Ca2+ 不能反应,没有沉淀生成,但是由实际结果推测HCO3发生微弱电离产生CO32-和H+,电离产生的CO32-与Ca2+ 结合生成了碳酸钙沉淀,同时进一步促进了电离,使得电离产生的H+又与溶液中的HCO3反应生成CO2气体,所以离子方程式为:Ca2++2HCO3=CaCO3↓+CO2↑+H2O。
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