Question

某實驗小組欲探究Na₂CO₃和NaHCO₃的性質，發現實驗室里盛放兩種固體的試劑瓶丟失了標簽．于是，他們先對固體A、B進行鑒別，再通過實驗進行性質探究．
（1）分別加熱固體A、B，發現固體A受熱產生的氣體能使澄清石灰水變渾濁．A受熱分解的化學方程式為

 

．
（2）稱取兩種固體各2g，分別加入兩個小燒杯中，再各加10mL 蒸餾水，振蕩，測量溫度變化；待固體充分溶解，恢復至室溫，向所得溶液中各滴入2滴酚酞溶液．
①發現Na₂CO₃固體完全溶解，而NaHCO₃固體有剩余，由此得出結論

 

．
②同學們在兩燒杯中還觀察到以下現象．其中，盛放Na₂CO₃的燒杯中出現的現象是

 

（填字母序號）．
a．溶液溫度下降           b．溶液溫度升高
c．滴入酚酞后呈淺紅色 d．滴入酚酞后呈紅色
（3）如圖所示，在氣密性良好的裝置 I和 II中分別放入藥品，將氣球內的固體同時倒入試管中．
①兩試管中均產生氣體，

 

（填“I”或“II”）的反應程度更為劇烈．
②反應結束后，氣球均有膨脹，恢復至室溫，下列說法正確的是

 

．
a．裝置 I的氣球體積較大                 b．裝置 II的氣球體積較大
c．生成氣體的體積根據鹽酸計算         d．生成氣體的體積根據固體計算
（4）同學們將兩種固體分別配制成0.5mol?L^-1的溶液，設計如下方案并對反應現象做出預測：

實驗方案	預測現象	預測依據
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-濃度較大，能與CaCl2發生反應   （寫離子方程式）．
操作2：向2mL NaHCO3溶液中滴加1mL 0.5mol?L-1CaCl2溶液	無白色沉淀	NaHCO3溶液中的CO32-濃度很小，不能與CaCl2反應．

實施實驗后，發現操作2的現象與預測有差異：產生白色沉淀和氣體．則該條件下，NaHCO₃溶液與CaCl₂溶液反應的離子方程式為

 

．

Answer 1

考點：性質實驗方案的設計,探究碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質

專題：實驗設計題

分析：（1）碳酸鈉溫度，受熱難分解，碳酸鈉熱穩定性差，受熱易分解，生成二氧化碳氣體，二氧化碳和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀；
（2）①常溫下，同質量、同體積的溶劑，Na₂CO₃固體完全溶解，而NaHCO₃固體有剩余，說明Na₂CO₃較NaHCO₃易溶；
②碳酸鈉溶解過程放熱，碳酸鈉為強堿弱酸鹽，水解使溶液呈堿性；
（3）①同等條件下，碳酸鈉與鹽酸反應速率不及碳酸氫鈉與鹽酸反應；②等質量的Na₂CO₃和NaHCO₃，NaHCO₃物質的量較多，生成二氧化碳多；
（4）碳酸鈉能和氯化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉；CaCl₂與NaHCO₃溶液反應生成碳酸鈣沉淀和二氧化碳氣體；

解答： 解：（1）碳酸鈉穩定，受熱難分解，碳酸鈉熱穩定性差，受熱易分解，生成二氧化碳氣體，故A為碳酸氫鈉，反應方程式為：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，生成的CO₂氣體通入澄清石灰水中發生反應，CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O 生成碳酸鈣沉淀變渾濁；
故答案為：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；
（2）①稱取兩種固體各2g，分別放入兩個小燒杯中，再各滴加10mL蒸餾水，振蕩，測量溫度變化；待固體充分溶解，并恢復至室溫后，發現Na₂CO₃固體完全溶解，而NaHCO₃固體有剩余，說明在同樣的溫度下，同質量的兩種固體在同體積的溶劑中，Na₂CO₃比NaHCO₃易溶于水，
故答案為：同溫度下，Na₂CO₃比NaHCO₃易溶于水；
②a．碳酸鈉溶解過程為放熱過程，故a錯誤；
b．碳酸鈉溶解過程放熱，溫度升高，故b正確；
c．碳酸鈉為強堿弱酸鹽，水解溶液呈堿性，滴入酚酞后呈紅色，故c錯誤；
d．碳酸鈉為強堿弱酸鹽，水解溶液呈堿性，碳酸鈉俗稱純堿，滴入酚酞后呈紅色，故d正確；
故答案為：b、d；
（3）①將氣球內的固體同時倒入試管發生反應：Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑，NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑，同等條件下，碳酸鈉與鹽酸反應速率不及碳酸氫鈉與鹽酸反應，所以I的反應程度更為劇烈，
故答案為：Ⅰ；
②a．Na₂CO₃的摩爾質量為：106g/mol；NaHCO₃的摩爾質量為：84g/mol，等質量的Na₂CO₃和NaHCO₃，NaHCO₃物質的量較多，生成二氧化碳多，所以裝置I的氣球體積較大，故a正確；
b．等質量的Na₂CO₃和NaHCO₃，NaHCO₃物質的量較多，生成二氧化碳多，故b錯誤；
c．Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑，NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑，1g碳酸鈉的物質的量為：

1g

106g/mol

=0.0094mol，
1g碳酸氫鈉的物質的量為：

1g

84g/mol

=0.012mol，鹽酸的物質的量為：0.003mol，鹽酸不足，生成氣體的體積可根據鹽酸計算，故c正確；
d．通過以上計算可知鹽酸不足，生成氣體的體積可根據鹽酸計算，故d錯誤；
故答案為：a、c；
（4）實驗1：碳酸鈉能和氯化鈣反應CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl，離子反應為：Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓，
故答案為：Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓；
實驗2：CaCl₂與NaHCO₃溶液可發生反應：CaCl₂+2NaHCO₃=CaCO₃↓+2NaCl+CO₂↑+H₂O，離子反應為：Ca²⁺+2HCO₃^-=CaCO₃↓+CO₂↑+H₂O，
故答案為：Ca²⁺+2HCO₃^-=CaCO₃↓+CO₂↑+H₂O．

點評：本題考查Na₂CO₃和NaHCO₃性質的異同，題目難度中等，注意把握Na₂CO₃和NaHCO₃性質以及相關反應的方程式的書寫，易錯點為（4），注意CaCl₂與NaHCO₃溶液可發生反應：CaCl₂+2NaHCO₃=CaCO₃↓+2NaCl+CO₂↑+H₂O．