Question

【题目】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，如图Ⅰ－Ⅳ所示。

(1)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验，能够达到实验目的的是(填装置序号)___________；

(2)图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为___________；

与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的优点是(填选项序号)_____；

A.Ⅳ比Ⅲ复杂 B.Ⅳ比Ⅲ安全

C.Ⅳ比Ⅲ操作简便 D.Ⅳ可以做到一套装置同时进行两个对比实验，而Ⅲ不能

(3)若用实验装置Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管B中装入的固体最好是______；

(4)将碳酸氢钠溶液与澄清石灰水混合并充分反应，

①当石灰水过量时，其离子方程式是_____________；

②当碳酸氢钠与氢氧化钙物质的量之比为2：1时，所得溶液中溶质的化学式为______，请设计实验检验所得溶液中溶质的阴离子__________。

Answer 1

【答案】Ⅱ 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑，CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O D NaHCO3 HCO3-+Ca2＋+OH-=CaCO3↓+H2O Na2CO3 取少量上层清液于试管中，加入适量氯化钙溶液，振荡，若有白色沉淀生成，则证明溶液中含有CO32-

【解析】

(1)碳酸钠和盐酸反应分两步进行，盐酸和碳酸钠、碳酸氢钠反应都生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊；

(2)碳酸氢钠在加热条件下能分解生成碳酸钠和水、二氧化碳；根据两个实验的区别分析；

(3)不直接加热碳酸氢钠就能分解更说明碳酸氢钠不稳定；

(4)①碳酸氢钠和氢氧化钙发生复分解反应；

②当碳酸氢钠过量时，碳酸氢钠和氢氧化钙反应生成碳酸钠、碳酸钙和水，碳酸钠和和氯化钙反应生成白色碳酸钙沉淀，据此设计实验。

(1)Na2CO3和NaHCO3均能与盐酸反应生成使澄清石灰水变浑浊的CO2，故实验Ⅰ不能鉴别Na2CO3和NaHCO3。实验Ⅱ中，盐酸和碳酸氢钠反应立即产生气泡，盐酸和碳酸钠先反应生成碳酸氢钠，无明显现象，当所有的碳酸钠完全转化为碳酸氢钠后，碳酸氢钠和盐酸反应生成二氧化碳气体，所以看到的现象不同，故II能鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体物质；

(2)NaHCO3受热分解：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑，反应产生的CO2能够使澄清的石灰水变浑浊，反应方程式为：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O ；Na2CO3受热不分解。与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的优点是一套装置可以同时进行两个对比实验。

(3)从实验Ⅳ可以看出，A中温度高，B中温度低，若A中装Na2CO3，B中装NaHCO3，在这种情况下，与B相连试管中的澄清石灰水变浑浊，而与A相连试管中的澄清石灰水不变浑浊，更能说明NaHCO3比Na2CO3易分解；

(4)碳酸氢钠与氢氧化钙反应时，反应物的量相对不同，生成物不同，若澄清石灰水过量，反应为Ca(OH)2+NaHCO3=CaCO3↓+NaOH+H2O；当碳酸氢钠与氢氧化钙物质的量之比为2：1时，反应为2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+Na2CO3＋2H2O，所得溶液中溶质为Na2CO3。检验所得溶液中溶质的阴离子CO32-的方法：取少量上层清液于试管中，加入适量氯化钙溶液，振荡，若有白色沉淀生成，即可证明溶液中含有CO32-。