Question

某实验小组欲通过以下实验来探究Na₂CO₃和NaHCO₃两种物质的性质．
（1）称取两种固体各2g，分别放入两个小烧杯中，再各滴加10mL蒸馏水，振荡，测量温度变化；待固体充分溶解，并恢复至室温后，向所得溶液中各滴入2滴酚酞试液．
①发现Na₂CO₃固体完全溶解，而NaHCO₃固体有剩余，由此得到结论

 

．
②同学们在两烧杯中还观察到了其它现象．其中，盛放Na₂CO₃的烧杯中出现的现象是

 

（填字母序号）．
A．溶液温度下降           B．溶液温度升高
C．滴入酚酞后呈浅红色      D．滴入酚酞后呈红色
（2）如图甲所示分别加热A、B固体，发现固体A受热产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，但一段时间后浑浊又变澄清．请用化学方程式解释澄清石灰水中发生的现象

 

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（3）如图乙所示，在气密性良好的装置I和Ⅱ中分别放入试剂，将气球内的固体同时倒入试管中．
①两试管中均产生气体，

 

（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）的反应程度更为剧烈．
②反应结束后，气球均有膨胀，恢复至室温．下列说法正确的是

 

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A．装置I的气球体积较大             B．装置Ⅱ的气球体积较大
C．生成气体的体积根据盐酸计算       D．生成气体的体积根据固体计算
（4）将两种固体分别配制成0.5mol?L^-1的溶液，探究与0.5mol?L^-1 CaCl₂溶液反应的情况

实验方案	预测现象	预测依据	实际结果
实验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-浓度较大，能与CaCl2发生反应	有白色沉淀
实验2：向2mL NaHCO3溶液中滴加1mL 0.5mol?L-1 CaCl2溶液	无白色 沉淀	NaHCO3溶液中的CO32-浓度很小，不能与CaCl2反应	有白色沉淀出现，同时有少量气泡冒出．

请写出上述实验过程中发生的反应的离子方程式：
实验1：

 

；   实验2：

 

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Answer 1

考点：探究碳酸钠与碳酸氢钠的性质

专题：常规题型,实验题,元素及其化合物

分析：（1）①常温下，同质量、同体积的溶剂，Na₂CO₃固体完全溶解，而NaHCO₃固体有剩余，说明Na₂CO₃较NaHCO₃易溶；
②碳酸钠为强碱弱酸盐，水解吸热，溶液呈碱性；
（2）碳酸钠热稳定性差，受热易分解，生成二氧化碳气体，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀，碳酸钙和二氧化碳和水反应生成可溶的碳酸氢钙；
（3）①同等条件下，碳酸钠与盐酸反应速率不及碳酸氢钠与盐酸反应；②等质量的Na₂CO₃和NaHCO₃，NaHCO₃物质的量较多，生成二氧化碳多；
（4）碳酸钠能和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠；CaCl₂与NaHCO₃溶液反应生成碳酸钙沉淀和二氧化碳气体；

解答： 解：（1）①称取两种固体各2g，分别放入两个小烧杯中，再各滴加10mL蒸馏水，振荡，测量温度变化；待固体充分溶解，并恢复至室温后，发现Na₂CO₃固体完全溶解，而NaHCO₃固体有剩余，说明在同样的温度下，同质量的两种固体在同体积的溶剂中，Na₂CO₃比NaHCO₃易溶于水，
故答案为：同温度下，Na₂CO₃比NaHCO₃易溶于水；
②A．碳酸钠为强碱弱酸盐，水解吸热溶液温度下降，故A正确；
B．水解吸热溶液温度下降，故B错误；
C．碳酸钠为强碱弱酸盐，水解溶液呈碱性，滴入酚酞后呈红色，故C错误；
D．碳酸钠为强碱弱酸盐，水解溶液呈碱性，碳酸钠俗称纯碱，滴入酚酞后呈红色，故D正确；
故答案为：A、D；
（2）碳酸氢钠受热易分解，2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，生成的CO₂气体通入澄清石灰水中发生反应，CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O 生成碳酸钙沉淀变浑浊，碳酸钙和二氧化碳和水反应生成可溶的碳酸氢钙：CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca（HCO₃）₂，所以一段时间后浑浊又变澄清，
故答案为：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O； CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca（HCO₃）₂；
（3）①将气球内的固体同时倒入试管发生反应：Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑，NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑，同等条件下，碳酸钠与盐酸反应速率不及碳酸氢钠与盐酸反应，所以I的反应程度更为剧烈，
故答案为：Ⅰ；
②Na₂CO₃的摩尔质量为：106g/mol；NaHCO₃的摩尔质量为：84g/mol，等质量的Na₂CO₃和NaHCO₃，NaHCO₃物质的量较多，生成二氧化碳多，所以装置I的气球体积较大，Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑，NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑，生成气体的体积可根据盐酸计算，
故答案为：A、C；
（4）实验1：碳酸钠能和氯化钙反应CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl，离子反应为：Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓，
故答案为：Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓；
实验2：CaCl₂与NaHCO₃溶液可发生反应：CaCl₂+2NaHCO₃=CaCO₃↓+2NaCl+CO₂↑+H₂O，离子反应为：Ca²⁺+2HCO₃^-=CaCO₃↓+CO₂↑+H₂O，
故答案为：Ca²⁺+2HCO₃^-=CaCO₃↓+CO₂↑+H₂O；

点评：本题考查Na₂CO₃和NaHCO₃性质的异同，题目难度中等，注意把握Na₂CO₃和NaHCO₃性质以及相关反应的方程式的书写，易错点为（4），注意CaCl₂与NaHCO₃溶液可发生反应：CaCl₂+2NaHCO₃=CaCO₃↓+2NaCl+CO₂↑+H₂O．