Question

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，如图所示．

（1）只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验，能够达到实验目的是（填装置序号）

 

；
（2）图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质，其都发生的反应的化学方程式为

 

；与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的优点是

 

；
（3）若用实验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）有同学认为，除上述试验方法外，向两种固体配成的溶液中加入澄清石灰水也可以区分它们，这种说法是

 

（填“正确”或“错误”）的．
（5）另有两瓶溶液，已知分别是K₂CO₃和NaHCO₃，请你写出两种不同的鉴别方法．
①

 

②

 

．
（6）加热10.0g碳酸钠和碳酸氢钠的混合物至质量不在变化，剩余固体的质量为8.45g，求混合物中碳酸钠的质量分数

 

．

Answer 1

考点：探究碳酸钠与碳酸氢钠的性质

专题：实验题,实验设计题

分析：（1）实验Ⅰ中，无论碳酸钠还是碳酸氢钠都能和盐酸反应生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊；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）碳酸氢钠不稳定，在加热条件下能分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，碳酸钠较稳定，加热不易分解；Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验，具有较强的对照性；
（3）B加热温度较低，可将碳酸氢钠在较低温度下加热，不直接加热碳酸氢钠就能分解更说明碳酸氢钠不稳定；
（4）碳酸氢钠、碳酸钠都能够与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀，不能用澄清石灰水鉴别；
（5）可用焰色反应鉴别，也可用氯化钙溶液鉴别；
（6）加热碳酸钠和碳酸氢钠的混合物时，碳酸钠不分解，碳酸氢钠不稳定，加热时分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，利用差量法，根据2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O计算碳酸氢钠的质量，进而计算碳酸钠的质量分数．

解答： 解：（1）Ⅰ装置反应现象相同；Ⅱ装置，向碳酸钠溶液中滴加盐酸先没有气体生成，随着盐酸的不断滴加，后产生气泡，向碳酸氢钠溶液中滴加盐酸立即产生气泡，所以能够达到实验目的是Ⅱ，
故答案为：Ⅱ；
（2）碳酸氢钠在加热条件下能分解生成碳酸钠、水和二氧化碳2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，生成的二氧化碳与澄清石灰水反应生成碳酸钙，反应的方程式为CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O，图Ⅳ不仅能鉴别碳酸钠和碳酸氢钠，同时又能验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验，而Ⅲ不行，
故答案为：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑、CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验，而Ⅲ不行；
（3）碳酸钠直接加热，碳酸氢钠不直接加热，不直接加热的碳酸氢钠能分解而直接加热的碳酸钠不分解更能说明碳酸氢钠不稳定，故答案为：NaHCO₃；
（4）碳酸钠、碳酸氢钠都能够与氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀，无法用澄清石灰水鉴别碳酸钠、碳酸氢钠，所以该说法错误，故答案为：错误；
（5）钠、钾的焰色反应现象不同，可用焰色反应鉴别，也可用氯化钙溶液鉴别，加入氯化钙溶液，变浑浊的是碳酸钠，
故答案为：焰色反应；加入氯化钙溶液，变浑浊的是碳酸钠；
（6）加热碳酸钠和碳酸氢钠的混合物时，碳酸钠不分解，碳酸氢钠不稳定，加热时分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，发生反应为2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，则固体质量减少的原因是由于碳酸氢钠分解的缘故，
设混合物中碳酸氢钠的质量为m，利用差量法计算，则：
2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O△m
2×84g                    62g 
m                      10.0g-8.45g=1.55g           
m=

2×84g×1.55g

62g

=4.2g，
所以混合物中碳酸钠的质量为10.0g-4.2g=5.8g，
混合物中碳酸钠的质量分数为：

5.8g

10.0g

×100%=58%，
故答案为：58%．

点评：本题考查了碳酸钠和碳酸氢钠的性质，注意装置与物质性质的关系，明确碳酸钠和盐酸反应分两步进行为解答的关键，侧重二者与酸的反应及稳定性比较的考查，题目难度中等．