Question

某實驗小組欲通過以下實驗來探究Na₂CO₃和NaHCO₃兩種物質的性質．
（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，向所得溶液中各滴入2滴酚酞試液．
①發現Na₂CO₃固體完全溶解，而NaHCO₃固體有剩余，由此得到結論

 

．
②同學們在兩燒杯中還觀察到了其它現象．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
（2）如圖甲所示分別加熱A、B固體，發現固體A受熱產生的氣體能使澄清石灰水變渾濁，但一段時間后渾濁又變澄清．請用化學方程式解釋澄清石灰水中發生的現象

 

．

（3）如圖乙所示，在氣密性良好的裝置I和Ⅱ中分別放入試劑，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

 

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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）將兩種固體分別配制成0.5mol?L^-1的溶液，探究與0.5mol?L^-1 CaCl₂溶液反應的情況

實驗方案	預測現象	預測依據	實際結果
實驗1：向2mL Na2CO3溶液中滴加1mL 0.5mol?L-1 CaCl2溶液	有白色 沉淀	Na2CO3溶液中的CO32-濃度較大，能與CaCl2發生反應	有白色沉淀
實驗2：向2mL NaHCO3溶液中滴加1mL 0.5mol?L-1 CaCl2溶液	無白色 沉淀	NaHCO3溶液中的CO32-濃度很小，不能與CaCl2反應	有白色沉淀出現，同時有少量氣泡冒出．

請寫出上述實驗過程中發生的反應的離子方程式：
實驗1：

 

；   實驗2：

 

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Answer 1

考點：探究碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質

專題：常規題型,實驗題,元素及其化合物

分析：（1）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碳酸鈉為強堿弱酸鹽，水解吸熱，溶液呈堿性；
（2）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，碳酸鈣和二氧化碳和水反應生成可溶的碳酸氫鈣；
（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）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．碳酸鈉為強堿弱酸鹽，水解吸熱溶液溫度下降，故A正確；
B．水解吸熱溶液溫度下降，故B錯誤；
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：A、D；
（2）碳酸氫鈉受熱易分解，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，碳酸鈣和二氧化碳和水反應生成可溶的碳酸氫鈣：CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca（HCO₃）₂，所以一段時間后渾濁又變澄清，
故答案為：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O； CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca（HCO₃）₂；
（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；
②Na₂CO₃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，Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑，NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑，生成氣體的體積可根據鹽酸計算，
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．