Question

某中学研究性学习小组为探究碳酸钠和碳酸氢钠两种物质的性质、制法和用途，进行了如下实验：
实验一、如图Ⅰ～Ⅳ所示．

（1）若用实验Ⅳ来验证碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性，则试管B中装入的固体最好是

 

，能说明碳酸钠比碳酸氢钠稳定的实验现象是

 

．
（2）若用实验来鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种固体，能达到实验目的是（填装置序号）

 

．其中能够说明泡沫灭火器中选择碳酸氢钠与酸反应制CO₂而不选择碳酸钠的实验是

 

．
（3）若测定Na₂CO₃固体中混有的少量NaHCO₃的质量分数，采用实验Ⅲ能否达到实验目的？若能，请说明其计算所需的数据

 

；若不能，请简要说明理由

 

．
实验二、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，反应的离子方程式为

 

．
（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

 

．
实验三、检验“侯氏制碱法”制得的纯碱中是否混有食盐和小苏打．
（1）检验纯碱中是否混有食盐的试剂是

 

；
（2）证明纯碱中混有小苏打的实验方法是

 

．

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：实验一（1）试管A中温度高、试管B中温度低，将碳酸氢钠放在试管低的试管中，如果碳酸氢钠分解了而碳酸钠没有分解，据此可以证明碳酸钠的稳定性大于碳酸氢钠；试管A连接的是右边的小试管，试管B连接的是左边的小试管，澄清石灰水变浑浊，证明对应的物质稳定性小；
（2）根据实验现象是否有明显区别进行判断；根据等质量时产生二氧化碳的量进行分析；
（3）利用固体样品的质量和沉淀总质量，可以通过实验Ⅲ测量Na₂CO₃固体中混有的少量NaHCO₃的质量分数；
实验二（1）石灰水过量，离子方程式按照碳酸氢钠的组成书写，反应生成碳酸钙和水，据此写出反应的离子方程式；
（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，溶质为碳酸钠；
实验三（1）根据检验氯离子的方法进行解答；
（2）检验碳酸钠溶液中是否含有碳酸氢钠，可以先加入过量氯化钡溶液除去碳酸钠，然后向滤液中加热盐酸，根据是否产生无色无味气体判断是否含有碳酸氢钠．

解答： 解：实验一：（1）给碳酸钠直接加热，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；当右边试管中的石灰水不变浑浊，而左边试管中的石灰水变浑浊，说明碳酸钠比碳酸氢钠稳定，
故答案为：NaHCO₃；右边试管中的石灰水不变浑浊，而左边试管中的石灰水变浑浊；
（2）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；而Ⅱ利用等质量的碳酸钠、碳酸氢钠产生的二氧化碳的体积不同可以鉴别，Ⅲ可以通过分别加热碳酸钠、碳酸钠，根据澄清石灰水是否变浑浊鉴别、Ⅳ根据澄清石灰水是否变浑浊鉴别二者，所以能够达到实验目的是Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ；
实验Ⅱ中，鉴别原理为：等质量的碳酸钠、碳酸氢钠中，根据关系式Na₂CO₃～CO₂、NaHCO₃～CO₂可知，碳酸氢钠产生的二氧化碳多，泡沫灭火器用碳酸氢钠的原因是：等质量时碳酸氢钠产生的二氧化碳多，
故答案为：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ；Ⅱ；
（3）采用实验Ⅲ，加热后利用固体样品的质量和沉淀总质量，可以测定Na₂CO₃固体中混有的少量NaHCO₃的质量分数，
故答案为：能，固体样品的质量和沉淀总质量（或反应前后固体的质量）；
实验二：（1）碳酸氢钠不足，离子方程式按照碳酸氢钠的组成书写，反应的离子方程式为：Ca²⁺+OH^-+HCO₃^-=CaCO₃↓+H₂O，
故答案为：Ca²⁺+OH^-+HCO₃^-=CaCO₃↓+H₂O；
（2）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，根据方程式知反应后的溶液是碳酸钠溶液，
故答案为：Na₂CO₃；
实验三：（1）检验纯碱中是否混有食盐，可以通过检验氯离子的方法判断，使用的试剂为硝酸银溶液和稀硝酸，
故答案为：硝酸银溶液和稀硝酸；
（2）证明纯碱中混有小苏打的实验方法为：取少量样品制成溶液，加入稍过量的氯化钡溶液，充分反应后过滤，往滤液中加入盐酸，若有无色无味气体产生，则说明纯碱中混有小苏打，
故答案为：取少量样品制成溶液，加入稍过量的氯化钡溶液，充分反应后过滤，往滤液中加入盐酸，若有无色无味气体产生，则说明纯碱中混有小苏打．

点评：本题考查了碳酸钠、碳酸氢钠的性质、实验方案的设计与评价，题目难度中等，注意掌握碳酸钠、碳酸氢钠的性质，能够正确书写反应的化学方程式，明确实验方案的设计与评价的方法．