Question

8．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～Ⅱ所示．

（1）图Ⅰ、Ⅱ所示实验均能鉴别这两种物质，与实验Ⅰ相比，实验Ⅱ的优点是（填选项序号）D．
A．Ⅱ比Ⅰ复杂             B．Ⅱ比Ⅰ安全
C．Ⅱ比Ⅰ难操作           D．Ⅱ可以做到用同一套装置进行对比实验，而Ⅰ不行
（2）若用实验Ⅱ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性．则试管B中应装入的固体最好是（填化学式）NaHCO₃．
（3）某同学将质量为m₁的NaHCO₃固体放在试管中加热分解一段时间后，恢复到原条件，测得剩余固体的质量为m₂．试管中发生的反应的化学方程式是2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑生成的Na₂CO₃的质量为$\frac{53}{31}（{m}_{1}-{m}_{2}）$．
（4）将碳酸氢钠溶液与澄清石灰水混合并充分反应．当碳酸氢钠与氢氧化钙物质的量之比为2：1时，请设计实验检验反应后所得溶液中溶质的阴离子：取上层清液少许于洁净试管中，加入适量CaCl₂溶液，若有白色沉淀生成，证明有CO₃^2-．

Answer 1

分析 （1）根据两个实验的区别分析，Ⅱ可以做对比实验；
（2）不直接加热碳酸氢钠就能分解更说明碳酸氢钠不稳定；
（3）碳酸氢钠加热分解生成碳酸钠、二氧化碳气体和水，书写化学方程式，根据差量进行计算，由此分析解答；
（4）根据反应方程式判断溶液中的溶质；碳酸根离子能和钙离子反应生成碳酸钙白色沉淀，向上层清液中加入氯化钙溶液，若产生白色沉淀，就证明有碳酸根离子．

解答 解：（1）实验Ⅰ与实验Ⅱ相比，实验Ⅱ可以做到一套装置同时进行两个对比实验，而实验I不能，故选D，
故答案为：D；
（2）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；
（3）碳酸氢钠加热发生的反应方程式为：2NaHO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，
根据差量法：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O△m
                      106             62
                   m（Na₂CO₃）     （m₁-m₂）g
碳酸钠的质量为：m（Na₂CO₃）=$\frac{106（{m}_{1}-{m}_{2}）}{62}$g=$\frac{53}{31}（{m}_{1}-{m}_{2}）$，
故答案为：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑； $\frac{53}{31}（{m}_{1}-{m}_{2}）$；
（4）碳酸氢钠与氢氧化钙的物质的量之比为2：1时，反应方程式为2NaHCO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+Na₂CO₃+2H₂O，根据方程式知该溶液是碳酸钠溶液；该溶液中含有碳酸根离子，碳酸根离子能和钙离子生成白色沉淀，所以检验方法是：取上层清液于洁净的试管中加入适量CaCl₂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：取上层清液少许于洁净试管中，加入适量CaCl₂溶液，若有白色沉淀生成，证明有CO₃^2-．

点评 本题考查了NaHCO₃性质实验方案的设计，题目难度中等，正确理解题干信息为解答关键，注意差量法的应用．