题目内容

4.现有两瓶白色固体分别是碳酸钠固体与碳酸氢钠固体,某同学利用多种方法进行鉴别:
(1)方法1:欲利用如图进行鉴别,其中能使澄清石灰水变浑浊的是NaHCO3(填化学式),该实验利用了碳酸氢钠和碳酸钠的稳定性,该装置存在的不妥之处是:加热的试管未向下倾斜,易爆裂.
方法2:利用它们的溶解性差异进行鉴别,其具体操作如下:
①称取等质量的碳酸氢钠与碳酸钠固体;
②量取等体积少量水于两烧杯中;
③分别把碳酸氢钠和碳酸钠固体溶解在两烧杯中,直到饱和状态;
④分别称量剩余的碳酸氢钠与碳酸钠固体的质量.
其中剩余质量小的是Na2CO3(填化学式).
方法3:配制同物质的量浓度的碳酸氢钠与碳酸钠溶液,测其pH,其中pH大的是Na2CO3(填化学式).配制溶液时所需要的定量仪器有托盘天平、量筒.
(2)现有一包白色固体样品,可能含有碳酸氢钠与碳酸钠的一种或两种,为鉴别其成分,现进行如下实验:称取12.6g样品于试管中,滴加0.1 mol•L-1 的盐酸至过量,产生CO2体积3.36L(标准状况).通过计算:分析该样品的成分和质量:碳酸钠、12.6g.

分析 (1)方法1:碳酸氢钠不稳定,加热易分解,生成二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,碳酸钠加热不分解;该装置存在的不妥之处是:加热的试管未向下倾斜,易爆裂;
方法2:相同条件下,在水中碳酸钠的溶解度小于碳酸氢钠的溶解度;
方法3:配制等浓度的二者的溶液,测定pH,pH大的为Na2CO3;实验室配制溶液的操作步骤分别是:计算、称量、溶解,根据各操作所需要使用的仪器,进行分析解答;
(2)滴加0.1 mol•L-1 的盐酸至过量,碳全部转化为二氧化碳,设12.6g样品含碳酸氢钠与碳酸钠的物质的量分别为x、y,根据生成的二氧化碳中碳守恒、质量守恒解答.

解答 解:(1)方法1:碳酸氢钠受热易分解,而碳酸钠不能,则加热,有气体放出,反应为:2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+H2O+CO2↑,能使澄清石灰水变浑浊,反应为:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O,可鉴别,加热碳酸氢钠分解生成水,加热的试管未向下倾斜,易爆裂.
故答案为:NaHCO3;加热的试管未向下倾斜,易爆裂;
方法2:相同条件下,碱金属的碳酸氢盐溶解度小于碳酸盐,所以碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠,其中剩余质量小的是Na2CO3,
故答案为:Na2CO3;
方法3:碳酸钠是强碱弱酸盐,溶液中碳酸根离子水解显碱性,CO32-+H2O?HCO3-+OH-、HCO3-+H2O?H2CO3+OH-,溶液pH>7,碳酸氢钠只发生HCO3-+H2O?H2CO3+OH-,所以其中pH大的是Na2CO3,配制溶液,首先计算配制溶液所需溶质和水的质量,再称量所需的溶质和量取水,最后进行溶解、装瓶;药匙用于取用固体药品,托盘天平用于称取固体溶质;量筒与胶头滴管用于准确量取水;烧杯用于完成溶解操作、玻璃棒用于溶解时的搅拌,最后装入试剂瓶,所需要的定量仪器有托盘天平、量筒,
故答案为:Na2CO3;量筒;
(2)设12.6g样品含碳酸氢钠与碳酸钠的物质的量分别为x、y,结合总质量可得:84g/mol•x+106g/mol•y=12.6g,产生CO2体积3.36L(标准状况)为0.15mol,根据碳守恒x+y=0.15,联立方程,无解,0.15molCO2,若全部来自于碳酸钠,0.15mol×84g/mol=12.6g,故白色固体样品为一种成分为碳酸钠,
故答案为:碳酸钠、12.6g.

点评 本题以碳酸钠和碳酸氢钠为载体考查物质的鉴别,为高频考点,把握物质的性质差异为解答的关键,注意利用不同现象鉴别物质,题目难度中等.

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