Question

4．NaCl、NaOH、Na₂CO₃和NaHCO₃均是重要的化工原料，相互间可以发生转化，请回答以下问题：

（1）粗盐经溶解、过滤和蒸发操作后，仍含有MgCl₂及Na₂SO₄等可溶性杂质，请写出检验其中是否含有SO₄^2-的离子方程式SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓．
（2）实验室要配制480mL0.2mol/L的NaOH溶液，需要称量NaOH固体的质量为4.0g．
（3）如图，实验一是为了比较Na₂CO₃和NaHCO₃的热稳定性，则试管A中所盛的药品为NaHCO₃（填化学式），能证明热稳定性强弱的现象为I中的澄清的石灰水无变化，II中的澄清的石灰水变浑浊，试管中发生反应的化学方程式为2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O．
（4）实验二是为了探究Na₂O₂与CO₂的反应，写出该反应的化学方程式2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂．
（5）向饱和的Na₂CO₃中通入CO₂的现象为溶液中有浑浊出现（或有晶体析出），写出发生反应的离子方程式2Na⁺+CO₃^2-+CO₂+H₂O═2NaHCO₃↓．

Answer 1

分析 （1）含有MgCl₂及Na₂SO₄等可溶性杂质，在检验SO₄^2-时，Mg²⁺、Cl^-等离子对SO₄^2-的检验无干扰，应先排除CO₃^2-离子的干扰；
（2）需要配制0.2mol/LNaOH溶液480mL，实验室没有480mL容量瓶，应选择500mL容量瓶，据此计算需要称量NaOH固体的质量；
（3）比较Na₂CO₃和NaHCO₃的热稳定性，根据温度较高但不分解的物质较稳定分析选择药品的位置，不稳定的物质分解生成的二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊；
（4）Na₂O₂与CO₂的反应生成碳酸钠和氧气；
（5）碳酸钠与CO₂和水反应生成酸式盐NaHCO₃，NaHCO₃溶解度小于Na₂CO₃，并且反应生成的NaHCO₃固体质量比原来Na₂CO₃多，溶剂质量减少，溶液中有浑浊出现，据此分析解答．

解答 解：（1）在检验SO₄^2-时，加入氯化钡之前要先加盐酸以排除CO₃^2-离子的干扰，即先加盐酸酸化，无现象，再加氯化钡溶液，出现白色沉淀，说明含有SO₄^2-，发生的离子反应为SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓，
故答案为：SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓；
（2）没有480mL容量瓶，选择容量稍大体积接近的容量瓶，故应选择500mL容量瓶，所需氢氧化钠的质量为0.5L×0.2mol•L^-1×40g/mol=4.0g，
故答案为：4.0；
（3）试管A中所盛的药品为NaHCO₃，该实验中，直接加热的碳酸钠不分解，但间接加热的碳酸氢钠分解，所以说明二者中热稳定性强的物质是Na₂CO₃，碳酸氢钠在加热条件下分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，反应方程式为：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，生成的二氧化碳能使II中的澄清的石灰水变浑浊，而I中的澄清的石灰水无变化，
故答案为：Na₂CO₃；I中的澄清的石灰水无变化，II中的澄清的石灰水变浑浊；2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；
（4）Na₂O₂与CO₂的反应，反应生成碳酸钠和氧气，氧气助燃，棉花燃烧，Na₂O₂与CO₂的反应的方程式为：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂，
故答案为：2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂；
（5）碳酸钠与CO₂和水反应生成酸式盐NaHCO₃，NaHCO₃溶解度小于Na₂CO₃，并且反应生成的NaHCO₃固体质量比原来Na₂CO₃多，溶剂质量减少，溶液中有浑浊出现，反应的方程式为Na₂CO₃+CO₂+H₂O═2NaHCO₃↓，离子反应为：2Na⁺+CO₃^2-+CO₂+H₂O═2NaHCO₃↓；
故答案为：溶液中有浑浊出现（或有晶体析出）；2Na⁺+CO₃^2-+CO₂+H₂O═2NaHCO₃↓．

点评 本题考查实验探究，明确碳酸氢钠和碳酸钠性质的异同是解答的关键，侧重学生分析和应用知识的能力考查，注意实验方案的设计原理，题目难度中等．