Question

【题目】碳酸氢钠广泛地应用于生产、实验和日常生活中。某课外小组同学通过查阅资料对碳酸氢钠的性质和制法进行了系列实验，请你参与探究。

（1）向NaHCO3溶液滴加MnCl2溶液生成沉淀MnCO3，离子方程式为______。

（2）向NaHCO3溶液加入少量的镁粉，观察到有气体和白色沉淀生成，则该气体一定是______（填化学式），白色沉淀可能是：①MgCO3；②Mg(OH)2；③Mg2(OH)2CO3。欲证明白色沉淀为②，简单的实验方法为______（操作、现象和结论）。

（3）电解Na2CO3溶液制NaHCO3的原理如图—1所示．

①电解初期，电解池中总反应方程式为______。

②若电解过程中透过交换膜的Na+为 0.4 mol，则阳极收集到 O2_____L（标况）。

③电解后期溶液中的含碳微粒逐渐减少，此阶段阳极反应式为______。

（4） “侯氏制碱法”的原理是： NaCl+NH3+ CO2+H2O= NaHCO3+NH4Cl，模拟该制法的部分装置如图—2所示．

① 正确的操作是______（填序号）。

A．a通入CO2，然后b通入NH3，c中放碱石灰

B．a通入NH3，然后b通入CO2，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉

C．b通入NH3，然后a通入CO2，c中放碱石灰

D．b通入CO2，然后a通入NH3，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉

② 水槽中的冷水起降温作用，这样有利于______。

Answer 1

【答案】 2HCO3-+ Mn2+= MnCO3↓+ CO2↑+ H2O H2 取少量固体加稀硫酸，将产生的气体通入石灰水中，若溶液仍澄清，则固体为 Mg(OH)2；（其它合理答案均给分） 4Na2CO3 +6H2O=4NaHCO3 + 4NaOH + O2↑+2H2↑ 2.24 L 4HCO3- — 4e- = 4CO2↑+O2↑+ 2H2O b 气体的溶解和 NaHCO3的析出

【解析】（1）HCO3—存在弱电离平衡，Mn2+与电离产生的碳酸根结合难溶性的MnCO3，促进HCO3—电离，酸性增强，氢离子再与HCO3—反应生成二氧化碳和水。2HCO3-+ Mn2+= MnCO3↓+ CO2↑+ H2O；（2）镁粉具有强还原性，向NaHCO3溶液加入少量的镁粉，只有氢元素被还原为氢气， 要证明白色沉淀是Mg(OH)2，可以比较它们组成的上差别，即没有碳酸根。取少量固体加稀硫酸，若没有气体产生则固体为 Mg(OH)2；（其它合理答案均给分）；（3）①根据图17-1进出物质变化、化合价变化，可判断电解初期，阳极产生氧气，碳酸根电解转变为碳酸氢根，阴极由水得电子产生氢气，则总反应方程式为：4Na2CO3 +6H2O=4NaHCO3 + 4NaOH + O2↑+2H2↑ ， ②若电解过程中透过交换膜的Na+为 0.4 mol，即转移0.4 mol电子，产生0.1mol O2，在标准状况下体积为2.24 L； ③随着碳酸氢根离子浓度增大，依据电解后期溶液中的含碳微粒逐渐减少的事实，碳酸氢根失电子（负2价氧失电子生成氧气，阳极反应式为：4HCO3- — 4e- = 4CO2↑+O2↑+ 2H2O；（4）为了促进生成更多的碳酸氢根离子，应先通氨气，再通二氧化碳气体，而氨气极易溶解于水，为防止倒吸，不能将氨气直接通入溶液中，故选B；水槽中的冷水起降温作用，这样有利于气体的溶解，促进反应增大NaHCO3的质量且NaHCO3在低温下溶解度小，有利于其析出。