Question

7．某实验小组欲探究Na₂CO₃和NaHCO₃的性质，发现实验室里盛放两种固体的试剂瓶丢失了标签．于是，他们先对固体A、B进行鉴别，再通过实验进行性质探究．
（1）分别加热固体A、B，发现固体A受热产生的气体能使澄清石灰水变浑浊．A受热分解的化学方程式为2NaHCO₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O．
（2）称取两种固体各2g，分别加入两个小烧杯中，再各加10mL 蒸馏水，振荡，测量温度变化；待固体充分溶解，恢复至室温，向所得溶液中各滴入2滴酚酞溶液．
①发现Na₂CO₃固体完全溶解，而NaHCO₃固体有剩余，由此得出结论同温度下，Na₂CO₃比NaHCO₃易溶于水．
②同学们在两烧杯中还观察到以下现象．其中，盛放Na₂CO₃的烧杯中出现的现象是b、d（填字母序号）．
a．溶液温度下降       b．溶液温度升高
c．滴入酚酞后呈浅红色 d．滴入酚酞后呈红色
（3）如图所示，在气密性良好的装置Ⅰ和Ⅱ中分别放入药品，将气球内的固体同时倒入试管中．
①两试管中均产生气体，Ⅰ（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）的反应程度更为剧烈．
②反应结束后，气球均有膨胀，恢复至室温，下列说法正确的是a、c．
a．装置 I的气球体积较大               b．装置Ⅱ的气球体积较大
c．生成气体的体积根据盐酸计算         d．生成气体的体积根据固体计算
（4）同学们将两种固体分别配制成0.5mol•L^-1的溶液，设计如下方案并对反应现象做出预测：

实验方案	预测现象	预测依据
操作1：向2mL Na2CO3溶液中滴加1mL 0.5mol•L-1CaCl2溶液	有白色沉淀	Na2CO3溶液中的CO32-浓度较大，能与CaCl2发生反应Ca2++CO32-=CaCO3↓（写离子方程式）．Ca2++CO32-=CaCO3↓
操作2：向2mL NaHCO3溶液中滴加少量的澄清石灰水	白色沉淀	反应的离子方程式为Ca2++2OH-+2HCO3-═CaCO3↓+CO32-+2H2O

Answer 1

分析 （1）碳酸钠温度，受热难分解，碳酸钠热稳定性差，受热易分解，生成二氧化碳气体，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀；
（2）①常温下，同质量、同体积的溶剂，Na₂CO₃固体完全溶解，而NaHCO₃固体有剩余，说明Na₂CO₃较NaHCO₃易溶；
②碳酸钠溶解过程放热，碳酸钠为强碱弱酸盐，水解使溶液呈碱性；
（3）①同等条件下，碳酸钠与盐酸反应速率不及碳酸氢钠与盐酸反应；②等质量的Na₂CO₃和NaHCO₃，NaHCO₃物质的量较多，生成二氧化碳多；
（4）碳酸钠能和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠；Ca（OH）₂与NaHCO₃溶液反应生成碳酸钙沉淀，碳酸钠和水

解答 解：（1）碳酸钠稳定，受热难分解，碳酸钠热稳定性差，受热易分解，生成二氧化碳气体，故A为碳酸氢钠，反应方程式为：2NaHCO₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，生成的CO₂气体通入澄清石灰水中发生反应，CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O 生成碳酸钙沉淀变浑浊；
故答案为：2NaHCO₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；
（2）①称取两种固体各2g，分别放入两个小烧杯中，再各滴加10mL蒸馏水，振荡，测量温度变化；待固体充分溶解，并恢复至室温后，发现Na₂CO₃固体完全溶解，而NaHCO₃固体有剩余，说明在同样的温度下，同质量的两种固体在同体积的溶剂中，Na₂CO₃比NaHCO₃易溶于水，
故答案为：同温度下，Na₂CO₃比NaHCO₃易溶于水；
②a．碳酸钠溶解过程为放热过程，故a错误；
b．碳酸钠溶解过程放热，温度升高，故b正确；
c．碳酸钠为强碱弱酸盐，水解溶液呈碱性，滴入酚酞后呈红色，故c错误；
d．碳酸钠为强碱弱酸盐，水解溶液呈碱性，碳酸钠俗称纯碱，滴入酚酞后呈红色，故d正确；
故答案为：b、d；
（3）①将气球内的固体同时倒入试管发生反应：Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑，NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑，同等条件下，碳酸钠与盐酸反应速率不及碳酸氢钠与盐酸反应，所以I的反应程度更为剧烈，
故答案为：Ⅰ；
②a．Na₂CO₃的摩尔质量为：106g/mol；NaHCO₃的摩尔质量为：84g/mol，等质量的Na₂CO₃和NaHCO₃，NaHCO₃物质的量较多，生成二氧化碳多，所以装置I的气球体积较大，故a正确；
b．等质量的Na₂CO₃和NaHCO₃，NaHCO₃物质的量较多，生成二氧化碳多，故b错误；
c．Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑，NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑，1g碳酸钠的物质的量为：$\frac{1g}{106g/mol}$=0.0094mol，
1g碳酸氢钠的物质的量为：$\frac{1g}{84g/mol}$=0.012mol，盐酸的物质的量为：0.003mol，盐酸不足，生成气体的体积可根据盐酸计算，故c正确；
d．通过以上计算可知盐酸不足，生成气体的体积可根据盐酸计算，故d错误；
故答案为：a、c；
（4）实验1：碳酸钠能和氯化钙反应CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl，离子反应为：Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓，
故答案为：Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓；
实验2：Ca（OH）₂与NaHCO₃溶液可发生反应：Ca（OH）₂+2NaHCO₃=CaCO₃↓+Na₂CO₃+2H₂O，离子反应为：Ca²⁺+2OH^-+2HCO₃^-═CaCO₃↓+CO₃^2-+2H₂O，
故答案为：Ca²⁺+2OH^-+2HCO₃^-═CaCO₃↓+CO₃^2-+2H₂O．

点评 本题考查Na₂CO₃和NaHCO₃性质的异同，题目难度中等，注意把握Na₂CO₃和NaHCO₃性质以及相关反应的方程式的书写，易错点为（4），注意CaCl₂与NaHCO₃溶液可发生反应：CaCl₂+2NaHCO₃=CaCO₃↓+2NaCl+CO₂↑+H₂O．