Question

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． III比IV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V验证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碳酸氢钠与氢氧化钙的物质的量之比是2:1时，所得溶液中的溶质的化学式为______。

Answer

（12分，每空2分）

（1）II；（2）2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O ； D；

（3）NaHCO3 ；（4）①Ca2++OH-+ HCO3-=CaCO3↓＋H2O ； ② Na2CO3。

【解析】

试题分析：（1）Ⅰ中澄清石灰水都变浑浊，现象差别不大；Ⅱ中碳酸钠加入盐酸中反应产生比碳酸氢钠慢碳酸氢钠与盐酸发生反应产生气泡快，等质量的碳酸钠和碳酸氢钠比较，碳酸氢钠产生的气体多，气球涨的大，反应现象有差别。故能够达到实验目的的是Ⅱ。 （2） 图Ⅲ、Ⅳ所示实验都是验证碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性，碳酸钠受热不分解，碳酸氢钠受热分解，反应的方程式为2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑。Ⅲ装置中要加热两次，Ⅳ装置只需一次，优点就是操作简便，而且节能。因此选项D正确。（3） 碳酸钠受热不分解，碳酸氢钠受热分解产生碳酸钠、水、二氧化碳，由于玻璃的导热性差，将碳酸钠放在外管A中直接加热，将碳酸氢钠放在内管B中进行间接加热，外管的温度比内管的高，若内管物质间接加热分解使澄清石灰水变浑浊，而外管直接加热不分解，连接的石灰水没有变化，就可以证明物质的稳定性：碳酸钠>碳酸氢钠；（4）①将碳酸氢钠溶液与澄清石灰水混合，当石灰水过量时，要以不足量的碳酸氢钠为标准书写反应的离子方程式，其离子方程式为Ca2++OH-+ HCO3-=CaCO3↓＋H2O；②碳酸氢钠与氢氧化钙的物质的量之比是2:1时，发生反应：2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+Na2CO3+H2O，可见所得溶液中的溶质是Na2CO3。

【考点定位】考查碳酸钠、碳酸氢钠的鉴别、实验方案的设计与评价、反应的离子方程式的书写、物质成分的确定的知识。

【名师点睛】碳酸钠、碳酸氢钠是碳酸的两种钠盐，二者都可以与盐酸发生反应，但反应现象不同，碳酸钠与盐酸发生反应分布进行，向碳酸钠溶液中加入盐酸，首先发生反应：Na2CO3+ HCl=NaCl+ NaHCO3，然后发生反应：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+ CO2↑，可见而碳酸氢钠溶液中加入盐酸，即可发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+ CO2↑，产生气体，可以利用与盐酸反应现象的不同加以鉴别。发生反应产生气体，与盐酸混合时，加入的相对物质的量多少不同，加入的顺序不同，发生反应不同，反应现象不同，将盐酸加入到碳酸钠溶液中开始无现象，后来有气泡，二将碳酸钠加入到盐酸中时，立刻反应产生气体，可以根据反应现象的不同鉴定盐酸和碳酸钠溶液。二者的稳定性也不相同，碳酸钠稳定，受热不分解，二碳酸氢钠不稳定加热分解产生碳酸钠、水、二氧化碳，因此也可以根据物质的稳定性的不同，用加热的方法鉴别，为了进行两个对比实验，可以采用套管实验方法，将稳定性差的放入内管，稳定性强的放入外管，不仅可以对比，也节约能源、节约时间。二者在一定条件下可以相互转化。向碳酸钠溶液中通入二氧化碳气体(或加入少量盐酸)。可以发生反应产生碳酸氢钠；碳酸氢钠加热发生分解反应产生碳酸钠，或向碳酸氢钠溶液中加入适量氢氧化钠发生反应产生碳酸钠。要掌握二者性质的异同，会鉴别、鉴定或进行除杂净化。