Question

18．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．

试回答：
（1）只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验，能够到达实验目的是（填装置序号）Ⅱ；用此装置鉴别Na₂CO₃和NaHCO₃的现象是产生气体快的是碳酸氢钠，慢的是碳酸钠．
（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2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O、CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的优点是（填选项序号）D；
A．Ⅳ比Ⅲ复杂       B．Ⅳ比Ⅲ安全     C．Ⅳ比Ⅲ操作简便
D．Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验，而Ⅲ不能
（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NaHCO₃；有的同学在盛Na₂CO₃ 的导管口观察到开始加热时也有气泡产生，据此认为Na₂CO₃加热也分解．你认为此观点错误（添“正确”或“错误”）．分析产生此现象的原因为装置中的空气热胀冷缩也会有气泡产生
（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，其离子方程式为HCO₃^-+OH^-+Ca²⁺═CaCO₃↓+H₂O；
②将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Na₂CO₃请设计实验检验所得溶液中溶质的阴离子取少量上层清液于洁净的试管中，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CO₃^2-．

Answer 1

分析 （1）碳酸钠和碳酸氢钠均与盐酸反应气体，但生成气体的快慢及多少不同；
（2）图Ⅲ、Ⅳ中，均发生碳酸氢钠的分解生成二氧化碳，实验Ⅳ具有对比性；
（3）碳酸氢钠不稳定，加热易分解；开始加热时，压强增大，会产生气泡；
（4）①当石灰水过量时，反应生成碳酸钙、NaOH和水；
②当碳酸氢钠与氢氧化钙物质的量之比为2：1时，反应生成碳酸钙、碳酸钠和水．

解答 解：（1）碳酸钠和碳酸氢钠均与盐酸反应气体，但生成气体的快慢及多少不同，图I不能判断，而图Ⅱ可观察气球变化鉴别，产生气体快的是碳酸氢钠，慢的是碳酸钠，
故答案为：Ⅱ；产生气体快的是碳酸氢钠，慢的是碳酸钠；
（2）图Ⅲ、Ⅳ中，均发生碳酸氢钠的分解生成二氧化碳，发生反应为2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑及CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O，由图中装置及性质可知，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$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O、CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；  D；
（3）碳酸氢钠不稳定，加热易分解，则试管B中装入的固体最好是NaHCO₃，碳酸钠在加热时不分解，之所以产生气泡，原因是装置中的空气热胀冷缩也会有气泡产生，
故答案为：NaHCO₃；错误； 装置中的空气热胀冷缩也会有气泡产生；
（4）①当石灰水过量时，反应生成碳酸钙、NaOH和水，离子反应为Ca²⁺+OH^-+HCO₃^-=CaCO₃↓+H₂O，故答案为：HCO₃^-+OH^-+Ca²⁺═CaCO₃↓+H₂O；
②当碳酸氢钠与氢氧化钙物质的量之比为2：1时，反应生成碳酸钙、碳酸钠和水，所得溶液中溶质的化学式为Na₂CO₃，检验碳酸根离子，可取少量上层清液于洁净的试管中，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CO₃^2-，
故答案为：Na₂CO₃；取少量上层清液于洁净的试管中，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CO₃^2-．

点评 本题考查碳酸钠和碳酸氢钠的性质探究及鉴别，为高频考点，把握图中装置的作用及实验原理为解答的关键，侧重分析与实验能力的综合考查，题目难度不大．