题目内容

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～Ⅳ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，其反应的化学方程式为
；
与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的优点是（填选项序号）．
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不行
（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（填化学式）．
（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：；
②当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，请设计实验检验所得溶液中溶质的阴离子__．

解：（1）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，故Ⅰ无法鉴别；
实验Ⅱ中，盐酸和碳酸氢钠反应立即产生气泡，盐酸和碳酸钠先反应生成碳酸氢钠，碳酸氢钠和盐酸反应生成二氧化碳气体，所以看到的现象不同，故能鉴别碳酸钠和碳酸氢钠，
故答案为：Ⅱ；
（2）碳酸氢钠在加热条件下能分解生成碳酸钠和水、二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，反应方程式为：2NaHCO₃ $\text{[math]}$ Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；实验Ⅲ、Ⅳ相比，IV可以做到一套装置同时进行两个对比实验，而III不能，故选D，
故答案为：2NaHCO₃ $\text{[math]}$ Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑、CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；D；
（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）①碳酸氢钠和氢氧化钙溶液能发生复分解反应，离子方程式为：HCO₃^-+OH^-+Ca²⁺═CaCO₃↓+H₂O，故答案为：HCO₃^-+OH^-+Ca²⁺═CaCO₃↓+H₂O；
②当碳酸氢钠过量时，反应方程式为：2HCO₃^-+2OH^-+Ca²⁺═CaCO₃↓+H₂O+CO₃^2-，所以溶液中的溶质是碳酸钠，碳酸钠是可溶性盐，溶液中存在碳酸根离子，可用氯化钙检验是否有碳酸根离子，检验方法为：取少量上层清液（或过滤后的滤液或所得溶液）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（或过滤后的滤液或所得溶液）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-．
分析：（1）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）碳酸氢钠在加热条件下能分解生成碳酸钠和水、二氧化碳；根据两个实验的区别分析；
（3）不直接加热碳酸氢钠就能分解更说明碳酸氢钠不稳定；
（4）①碳酸氢钠和氢氧化钙发生复分解反应；
②当碳酸氢钠过量时，碳酸氢钠和氢氧化钙反应生成碳酸钠、碳酸钙和水，碳酸钠和和氯化钙反应生成白色碳酸钙沉淀，据此设计实验．
点评：本题考查了碳酸钠和碳酸氢钠的性质，难度不大，明确碳酸钠和盐酸反应分两步进行，易错题是（4）②，注意不能用氢氧化钙检验碳酸根离子，因为碳酸氢钠、碳酸钠都和氢氧化钙反应而影响碳酸根离子的检验，为易错点．

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