摘要:34.将NaHCO3和Na2CO3·10H2O的固体混合物4.54 g加热至质量不再减少时.将产生的气体通入足量的澄清石灰水中.产生沉淀的质量为1 g.原混合物中NaHCO3有 mol.加热后.所得固体剩余物的质量为 g.
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小伟生日,妈妈做了很多菜,小伟发现妈妈将拌了“安多夫”粉的肉类加入食醋腌制时产生大量气泡,引发了极大的兴趣.
【查阅资料】“安多夫”是一种嫩肉粉,可破坏肉质纤维结构,使肉质松软,其成分中含有碳酸氢钠(NaHCO3).小伟联想已经学过的碳酸钠(Na2CO3),其与碳酸氢钠比较,组成元素只相差一种元素氢元素,决定与化学兴趣小组的同学一道对碳酸钠和碳酸氢钠的性质的异同点进行初步探究.
【提出问题】碳酸钠和碳酸氢钠的性质有哪些相同点和不同点?
【探究活动一】探究碳酸氢钠溶液的酸碱性?
【猜想1】碳酸氢钠溶液与碳酸钠溶液相似显碱性.
【进行实验1】
【探究活动二】探究碳酸氢钠能否与酸反应?
【猜想2】碳酸氢钠与碳酸钠相似都能与稀盐酸反应
【进行实验2】将气球中的碳酸氢钠粉末、碳酸钠粉末分别加入试管中(如图1),气球迅速胀大,说明碳酸氢钠能与稀盐酸发生化学反应.联想到已学过的化学反应:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑,请写出碳酸氢钠与稀盐酸反应的化学反应方程式: .


图1 图2
【探究活动三】探究NaHCO3与Na2CO3的热稳定性
【猜想3】NaHCO3和Na2CO3的热稳定性差,受热都会发生分解反应.
【进行实验3】为验证猜想,同学们设计并进行以下甲、乙两个对比实验,实验装置如图2所示,请你参与,完成下列表格中的空白:
(1)完全反应后,同学们猜想试管中残留的白色固体粉末可能是氢氧化钠(NaOH)或碳酸钠(Na2CO3),他们猜想的主要依据是 .
(2)为了进一步确定反应后白色固体粉末的成分,同学们设计如下两个验证猜想的实验方案:
方案1:取少量该反应后的白色固体粉末于试管中,加水溶解,并滴加酚酞试液,发现溶液变红,于是他们认为该白色固体粉末是氢氧化钠.但同学们经过反复交流讨论后,一致认为方案1得出的结论是不正确的,理由是: .
方案2:同学们取少量该反应后的白色固体粉末于试管中,进行如下实验:

由此,同学们推断出该残留的白色固体粉末是 (填化学式),请写出上述实验涉及到的反应化学方程式: 、 .
(3)有同学认为还可以用一种常见的碱溶液来验证残留的白色固体粉,那么它是 溶液.
【交流与讨论】
(1)根据实验甲及其探究活动的结果,请写出碳酸氢钠受热分解的化学方程式: .
(2)通过实验探究大家明白了,碳酸氢钠与碳酸钠的化学性质既有相同之处,又有不同之处,物质的组成是决定物质 的重要因素之一.
(3)“安多夫”在使用和贮存过程中应注意哪些问题 (至少说出一点).
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【查阅资料】“安多夫”是一种嫩肉粉,可破坏肉质纤维结构,使肉质松软,其成分中含有碳酸氢钠(NaHCO3).小伟联想已经学过的碳酸钠(Na2CO3),其与碳酸氢钠比较,组成元素只相差一种元素氢元素,决定与化学兴趣小组的同学一道对碳酸钠和碳酸氢钠的性质的异同点进行初步探究.
【提出问题】碳酸钠和碳酸氢钠的性质有哪些相同点和不同点?
【探究活动一】探究碳酸氢钠溶液的酸碱性?
【猜想1】碳酸氢钠溶液与碳酸钠溶液相似显碱性.
【进行实验1】
| 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| 猜想是正确的 |
【猜想2】碳酸氢钠与碳酸钠相似都能与稀盐酸反应
【进行实验2】将气球中的碳酸氢钠粉末、碳酸钠粉末分别加入试管中(如图1),气球迅速胀大,说明碳酸氢钠能与稀盐酸发生化学反应.联想到已学过的化学反应:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑,请写出碳酸氢钠与稀盐酸反应的化学反应方程式:
图1 图2
【探究活动三】探究NaHCO3与Na2CO3的热稳定性
【猜想3】NaHCO3和Na2CO3的热稳定性差,受热都会发生分解反应.
【进行实验3】为验证猜想,同学们设计并进行以下甲、乙两个对比实验,实验装置如图2所示,请你参与,完成下列表格中的空白:
| 实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 | |
| 实验甲 | 取少量碳酸氢钠样品于试管中,加热使之充分反应, . |
1.试管壁上有水珠. 2. 3.试管中仍残留有白色固体粉末 |
NaHCO3 受热易分解,产物是、二氧化碳和一种白色固体粉末. |
| 实验乙 | 取少量碳酸钠样品重复实验甲的操作. | 碳酸钠受热不分解, |
(2)为了进一步确定反应后白色固体粉末的成分,同学们设计如下两个验证猜想的实验方案:
方案1:取少量该反应后的白色固体粉末于试管中,加水溶解,并滴加酚酞试液,发现溶液变红,于是他们认为该白色固体粉末是氢氧化钠.但同学们经过反复交流讨论后,一致认为方案1得出的结论是不正确的,理由是:
方案2:同学们取少量该反应后的白色固体粉末于试管中,进行如下实验:
由此,同学们推断出该残留的白色固体粉末是
(3)有同学认为还可以用一种常见的碱溶液来验证残留的白色固体粉,那么它是
【交流与讨论】
(1)根据实验甲及其探究活动的结果,请写出碳酸氢钠受热分解的化学方程式:
(2)通过实验探究大家明白了,碳酸氢钠与碳酸钠的化学性质既有相同之处,又有不同之处,物质的组成是决定物质
(3)“安多夫”在使用和贮存过程中应注意哪些问题
中考前复习,小芳打算把厨房中盛有淀粉、NaCl、Na2CO3、NaHCO3的调料盒贴上标签.中考结束帮妈妈做家务.请你帮助小芳完成如下探究过程:
实验准备工作:将四种调料盒编号为A、B、C、D
(1)取四种白色固体各少量于试管中,加适量水充分振荡.通过实验将B盒贴上写有 的标签
(2)取A、C、D各少量于试管中,实验记录如下,填齐下表:
编号A的调料盒为
(3)查阅资料:
资料1:碳酸钠和碳酸氢钠在一定条件下可以相互转化,转化过程如图所示:
NaHCO3
Na2CO3
资料2:
(4)依据资料,帮助小芳完成如下实验方案设计来区别NaHCO3和Na2CO3:
实验方案1:小芳拟定用如图所示装置进行实验,若洁净试管中的物质为碳酸氢钠,小芳观察到的现象有 .

实验方案2:取两种待检测样品制成20°C的饱和溶液,取两种饱和溶液适量分别于试管中,向试管中通入二氧化碳, (写出实验现象和对应结论).
实验方案3:设计下列实验请填现象和结论
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实验准备工作:将四种调料盒编号为A、B、C、D
(1)取四种白色固体各少量于试管中,加适量水充分振荡.通过实验将B盒贴上写有
(2)取A、C、D各少量于试管中,实验记录如下,填齐下表:
| 样品 实验现象 所加试剂 |
A | C | D |
| 无现象 | 有气泡 |
(3)查阅资料:
资料1:碳酸钠和碳酸氢钠在一定条件下可以相互转化,转化过程如图所示:
NaHCO3
| △ |
| H2O、CO2 |
资料2:
| 温度 溶解度 盐 |
10℃ | 20℃ | 30℃ | 40℃ |
| Na2CO3 | 12.5g | 21.5g | 39.7g | 49.0g |
| NaHCO3 | 8.1g | 9.6g | 11.1g | 12.7g |
实验方案1:小芳拟定用如图所示装置进行实验,若洁净试管中的物质为碳酸氢钠,小芳观察到的现象有
实验方案2:取两种待检测样品制成20°C的饱和溶液,取两种饱和溶液适量分别于试管中,向试管中通入二氧化碳,
实验方案3:设计下列实验请填现象和结论
| 实验操作 | 实验现象 | 结论 |
两个试管各加足量且相等的稀盐酸, 试管上系的气球里各装入106克 两种白色粉末,同时倒入盐酸中. |
(一)有关资料
原料岩盐水主要是含NaCl,此外还含有较多Na2SO4,以及少量CaCl2和MgCl2.
上述几种物质在不同温度时的溶解度数据如下表:
| 温度/℃ | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | |
| 溶 解 度 /g |
NaCl | 35.7 | 35.8 | 36.0 | 36.3 | 36.6 |
| Na2SO4 | 4.5 | 9.6 | 20.2 | 40.8 | 48.4 | |
| CaCl2 | 59.5 | 65.0 | 74.5 | 100 | 116 | |
| MgCl2 | 52.9 | 53.8 | 54.8 | 56.0 | 58.0 | |
8.8%
8.8%
(精确到0.1%).(二)生产工艺
(2)“降温”的目的是析出副产品“A晶体”,A的化学式是
Na2SO4
Na2SO4
;(3)反应器中的反应为:NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl.再将NaHCO3晶体转移出来后,加热所得固体即为工业纯碱.在整个生产工艺中没有涉及到的基本反应类型是
置换反应
置换反应
,可重复利用的是CO2(或NaCl)
CO2(或NaCl)
(水除外,只需一种);(4)在反应器中总是先通氨气,后通二氧化碳,原因是
因为氨气溶解度大,形成碱性环境便于二氧化碳溶解
因为氨气溶解度大,形成碱性环境便于二氧化碳溶解
.(三)工业纯碱中杂质的判断:
(5)已知:NH4Cl NH3↑+HCl↑
实验步骤:
①取一定质量的纯碱样品,经多次充分加热后再称重,发现质量无变化;
②另取少量纯碱样品加入适量水,样品完全溶解,向该溶液中加入过量稀HNO3,再滴加AgNO3溶液,有白色沉淀.
由上述实验可确定纯碱样品含有杂质
NaCl
NaCl
(写化学式).(四)含量测定
(6)称取纯碱样品21.3g于烧杯中,加入适量水将其溶解,然后逐滴加入溶质质量分数为14.6%的稀盐酸并不断用玻璃棒搅拌.先发生反应:Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl;后发生反应:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑.在上述过程中烧杯中溶液质量与加入稀盐酸质量的关系如图所示(不考虑CO2的溶解),请你根据图甲提供的信息计算检测过程中产生CO2的质量
8.8g
8.8g
.(7)请通过计算并结合表判断此纯碱样品等级为
优等
优等
品.| 工业纯碱标准(Na 2CO3%≥) | ||
| 优等品 | 一等品 | 合格品 |
| 99.2 | 98.8 | 98.0 |
纯碱是重要的化工原料
(一)制备探究:如图是工业生产纯碱的主要流程示意图.

[查阅资料]
①粗盐水中含有杂质MgCl2、CaCl2;
②常温下,NH3极易溶于水,CO2能溶于水,
③NaHCO3加热易分解,Na2CO3加热不易分解.
(1)写出除去粗盐水中MgCl2、CaCl2的化学方程式:
(2)在工业生产纯碱工艺流程中,先“氨化”后“碳酸化”的目的是
(3)“碳酸化”后过滤获得的NH4Cl可用作
(4)煅烧制得纯碱的化学方程式是
(二)成分探究
[提出问题]纯碱样品中含有哪些杂质?
[猜想]猜想一:可能含有NaHCO3; 猜想二:可能含有NaCl;
猜想三:
[实验探究]确定纯碱中是否含NaHCO3.实验装置和主要实验步骤如下:

①称量D、E装置总质量为200.0g,将10.6 0g纯碱试样放入锥形瓶中,按上图组装后打开活塞K1和K2,关闭K3,缓缓鼓入一段时间空气;
②关闭活塞K1和K2,打开K3,加入足量稀硫酸,待锥形瓶中不再产生气泡时,再次打开止水夹K1,从导管a处再次缓缓鼓入空气;
③一段时间后再次称量装置D、E的总质量为204.84g.
[实验讨论]
(5)加入样品前还应
(6)装置A的作用是
(7)反应结束后打开止水夹K1,缓缓鼓入空气的目的是
(8)装置B中生成CO2的质量为
A.一定 B.一定不 C.可能 D.无法确定
计算过程(已知Na2CO3相对分子质量为106、NaHCO3相对分子质量为84):
(9)另取10.6样品,加入a g 14.6%的盐酸恰好完全反应,再将所得溶液蒸干后得到固体的质量为W,当W的值满足
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(一)制备探究:如图是工业生产纯碱的主要流程示意图.
[查阅资料]
①粗盐水中含有杂质MgCl2、CaCl2;
②常温下,NH3极易溶于水,CO2能溶于水,
③NaHCO3加热易分解,Na2CO3加热不易分解.
(1)写出除去粗盐水中MgCl2、CaCl2的化学方程式:
MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl
MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl
,CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl
CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl
(2)在工业生产纯碱工艺流程中,先“氨化”后“碳酸化”的目的是
有利于溶液吸收CO2气体
有利于溶液吸收CO2气体
,“碳酸化”时,NaCl、NH3、CO2 和H2O相互作用析出NaHCO3,写出该反应的化学方程式NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl
NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl
.(3)“碳酸化”后过滤获得的NH4Cl可用作
氮
氮
肥,也可先加热
加热
(填“加热”或“冷却”)NH4Cl溶液,再加入熟石灰获得循环使用的物质是NH3(或氨气)
NH3(或氨气)
;(4)煅烧制得纯碱的化学方程式是
2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑
| ||
2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑
| ||
(二)成分探究
[提出问题]纯碱样品中含有哪些杂质?
[猜想]猜想一:可能含有NaHCO3; 猜想二:可能含有NaCl;
猜想三:
NaHCO3和NaCl
NaHCO3和NaCl
[实验探究]确定纯碱中是否含NaHCO3.实验装置和主要实验步骤如下:
①称量D、E装置总质量为200.0g,将10.6 0g纯碱试样放入锥形瓶中,按上图组装后打开活塞K1和K2,关闭K3,缓缓鼓入一段时间空气;
②关闭活塞K1和K2,打开K3,加入足量稀硫酸,待锥形瓶中不再产生气泡时,再次打开止水夹K1,从导管a处再次缓缓鼓入空气;
③一段时间后再次称量装置D、E的总质量为204.84g.
[实验讨论]
(5)加入样品前还应
检查装置气密性
检查装置气密性
;(6)装置A的作用是
除去空气中的二氧化碳
除去空气中的二氧化碳
,装置C的作用是除去二氧化碳中的水
除去二氧化碳中的水
;装置E的作用是吸收从D中带出的水
吸收从D中带出的水
;(7)反应结束后打开止水夹K1,缓缓鼓入空气的目的是
将生成的二氧化碳全部送到D中
将生成的二氧化碳全部送到D中
,装置B中一定发生的化学反应方程式为Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑
Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑
装置D中的化学反应方程式为CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
.(8)装置B中生成CO2的质量为
4.84
4.84
g.通过计算说明纯碱中A
A
含NaHCO3(填字母).A.一定 B.一定不 C.可能 D.无法确定
计算过程(已知Na2CO3相对分子质量为106、NaHCO3相对分子质量为84):
假设10.6g样品全为碳酸钠,生成二氧化碳的质量为x
Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑
106 44
10.6g x
=
x=4.4g
4.4g<4.84g
所以样品中含有碳酸氢钠.
Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑
106 44
10.6g x
| 106 |
| 10.6g |
| 44 |
| x |
x=4.4g
4.4g<4.84g
所以样品中含有碳酸氢钠.
假设10.6g样品全为碳酸钠,生成二氧化碳的质量为x
Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑
106 44
10.6g x
=
x=4.4g
4.4g<4.84g
所以样品中含有碳酸氢钠.
Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑
106 44
10.6g x
| 106 |
| 10.6g |
| 44 |
| x |
x=4.4g
4.4g<4.84g
所以样品中含有碳酸氢钠.
(9)另取10.6样品,加入a g 14.6%的盐酸恰好完全反应,再将所得溶液蒸干后得到固体的质量为W,当W的值满足
W>0.32a
W>0.32a
条件时,样品中含有NaCl.某校化学兴趣小组参观制碱厂后,获得以下信息并对相关问题进行研究.
产品原理:该厂采用“侯氏制碱法”生产化工产品--纯碱(Na2CO3)和化肥NH4Cl.
生产原理是:将NH3和CO2通入饱和食盐水中得到NaHCO3晶体和NH4Cl溶液,反应的化学方程式为:
生产流程:

相关资料:
(1)NH4Cl
NH3↑+HCl↑
(2)已知20℃时有关物质的溶解度如下(气体指1体积水中能溶解的气体体积)
问题讨论:
(1)操作Ⅰ、Ⅱ中,相同操作的名称为
(2)检验挥发性气体C的方法
(3)上述生产流程中可循环使用的是
A.挥发性气体C; B.溶液D; C.氢氧化镁;D.化肥NH4Cl
组成确定:
(1)称取一定质量的纯碱样品,经多次充分加热后,再称重,质量无变化;
(2)另取少量纯碱样品加入适量水,样品完全溶解,向该溶液中加入过量稀HNO3,再滴加AgNO3溶液,有白色沉淀.由上述实验可确定纯碱样品含有杂质
含量测定:
称取该纯碱样品44g固体混合物,加水配成400g溶液,平均分为四份,然后分别加入一定质量分数的CaCl2溶液,实验数据见表:
请分析表中数据回答并计算:
(1)m=
(2)在实验三中,完全反应后所得溶液中溶质氯化钠的质量分数是多少?(要求写计算过程,结果保留0.1%)
总结反思:
请通过计算并结合下表判断此纯碱样品等级为
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产品原理:该厂采用“侯氏制碱法”生产化工产品--纯碱(Na2CO3)和化肥NH4Cl.
生产原理是:将NH3和CO2通入饱和食盐水中得到NaHCO3晶体和NH4Cl溶液,反应的化学方程式为:
NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
;后分离出NaHCO3,加热制得纯碱.生产流程:
相关资料:
(1)NH4Cl
| ||
(2)已知20℃时有关物质的溶解度如下(气体指1体积水中能溶解的气体体积)
| 物质 | NaCl | NaHCO3 | NH4Cl | NH3 | CO2 |
| 溶解度 | 36.0g | 9.6g | 37.2g | 710 | 0.9 |
(1)操作Ⅰ、Ⅱ中,相同操作的名称为
过滤
过滤
.反应①中发生了两个反应,写出其中一个化学方程式:NaOH+HCl═NaCl+H2O或Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
NaOH+HCl═NaCl+H2O或Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
,反应①加适量的盐酸,适量是指滴到无气泡放出为止
滴到无气泡放出为止
.(2)检验挥发性气体C的方法
将气体通入澄清石灰水中,观察是否变浑浊
将气体通入澄清石灰水中,观察是否变浑浊
.(3)上述生产流程中可循环使用的是
AB
AB
(填序号).A.挥发性气体C; B.溶液D; C.氢氧化镁;D.化肥NH4Cl
组成确定:
(1)称取一定质量的纯碱样品,经多次充分加热后,再称重,质量无变化;
(2)另取少量纯碱样品加入适量水,样品完全溶解,向该溶液中加入过量稀HNO3,再滴加AgNO3溶液,有白色沉淀.由上述实验可确定纯碱样品含有杂质
NaCl
NaCl
(写化学式).含量测定:
| 实验一 | 实验二 | 实验三 | 实验四 | |
| 固体混合物溶液质量 | 100g | 100g | 100g | 100g |
| 加入CaCl2溶液质量 | 10g | 20g | 30g | 40g |
| 生成的沉淀的质量 | 4g | m | 10g | 10g |
请分析表中数据回答并计算:
(1)m=
8
8
g;(2)在实验三中,完全反应后所得溶液中溶质氯化钠的质量分数是多少?(要求写计算过程,结果保留0.1%)
总结反思:
请通过计算并结合下表判断此纯碱样品等级为
优等
优等
品,在上述纯碱含量测定中,将CaCl2溶液改为BaCl2溶液,测定误差会减小.| 工业纯碱标准:(Na2CO3% ) | |||
| 优等品 | 一等品 | 合格品 | 次品 |
| ≥95 | ≥80 | ≥75 | ≤40 |