第2课时 碳酸钠和碳酸氢钠
题组一 Na2CO3与NaHCO3的性质
1．下列各组物质中，其学名、俗名及化学式不相符的是( )
A．碳酸钠、纯碱、Na2CO3
B．碳酸氢钠、小苏打、NaHCO3
C．氢氧化钠、火碱、NaOH
D．碳酸钙、生石灰、CaCO3
2．碳酸氢钠可直接作为制药工业的原料，用于治疗胃酸过多；还可用于电影制片、鞣革、选矿、冶炼、金属热处理，以及纤维、橡胶工业等。下列说法正确的是( )
A．用碳酸钠等碱性物质处理废水中的酸
B．碳酸氢钠药片是抗酸药，服用时喝些醋能提高药效
C．灼烧白色粉末，火焰呈黄色，证明原粉末中有Na＋，无K＋
D．在酒精灯加热条件下，Na2CO3、NaHCO3固体都能发生分解
3．(2022·上海华东师范大学实验中学高一期末)将一块银白色的金属钠放在空气中会发生一系列的变化：表面迅速变暗→“出汗”→变成白色固体(粉末)，下列有关叙述不正确的是( )
A．表面迅速变暗是因为钠与空气中的氧气反应生成了氧化钠
B．“出汗”是因为生成的氢氧化钠吸收空气中的水蒸气在表面形成了溶液
C．最后变成碳酸钠粉末
D．该过程的所有化学反应均为氧化还原反应
4．(2022·陕西汉中高一期末)下列有关Na2CO3和NaHCO3性质的说法中正确的是( )
A．Na2CO3和NaHCO3均可用于治疗胃酸过多
B．可用加热的方法除去Na2CO3粉末中混有的NaHCO3
C．等物质的量的Na2CO3和NaHCO3分别与过量的等浓度的盐酸反应，Na2CO3产生CO2的质量大
D．向Na2CO3溶液和NaHCO3溶液中分别加入CaCl2溶液，都产生白色沉淀
5．为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法不正确的是( )
A．Na2CO3溶液(NaHCO3)，选用适量的NaOH溶液
B．NaHCO3溶液(Na2CO3)，应通入过量的CO2气体
C．Na2O2粉末(Na2O)，将混合物在氧气中加热
D．Na2CO3溶液(Na2SO4)，加入适量Ba(OH)2溶液，过滤
题组二 侯氏制碱法
6．(2022·上海吴淞中学高一期末)关于侯德榜制碱法，下列叙述正确的是( )
A．纯碱是碳酸氢钠
B．同时生产了纯碱和氯化铵两种产品
C．生成了副产物CaCl2
D．食盐的利用率仍然较低
7．如图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。下列操作正确的是( )
A．a先通入CO2，然后b通入NH3，c中放碱石灰
B．b先通入NH3，然后a通入CO2，c中放碱石灰
C．a先通入NH3，然后b通入CO2，c中放蘸有稀硫酸的脱脂棉
D．b先通入CO2，然后a通入NH3，c中放蘸有稀硫酸的脱脂棉
8．某探究活动小组根据侯氏制碱法，按下面设计的方案制备碳酸氢钠。实验装置如图所示(图中夹持、固定用的仪器未画出)。下列说法正确的是( )
A．乙装置中盛放的是NaOH溶液，以便除去HCl气体
B．丙装置中的溶液变浑浊，因为有碳酸氢钠晶体析出
C．丁装置中倒扣的漏斗主要作用是防止污染性气体逸出
D．实验结束后，分离碳酸氢钠的操作是蒸发结晶
9．过量的NaHCO3与Na2O2混合，在密闭容器中充分加热后，最后排出气体，残留的物质应是( )
A．Na2O和Na2O2 B．Na2O2和Na2CO3
C．Na2CO3 D．Na2O
10．下列实验方案中，不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是( )
A．取a克混合物充分加热，减重b克
B．取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体
C．取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克
D．取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b克固体
11．(2022·鞍山高一月考)工业纯碱中常含有少量的NaCl杂质，某化学兴趣小组取a g工业纯碱样品与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b g固体。则该样品中纯碱的质量分数为( )
A.×100% B.×100%
C.×100% D.×100%
12．(2022·大庆高一期中)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(部分夹持装置已略去)。
(1)图Ⅰ、Ⅱ所示实验中能够达到实验目的的是________(填序号)。
(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________________、________________。
(3)若用实验Ⅳ验证碳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当澄清石灰水过量时，反应的化学方程式为________________。此反应中84 g碳酸氢钠参加反应，生成沉淀质量为________ g。
②当碳酸氢钠与氢氧化钙以2∶1反应时，所得溶液中溶质的化学式为________________，请设计实验检验所得溶液中溶质的阴离子：________________。
13．[2021·河北，14(1)(2)(3)(4)]化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经济发展做出了重要贡献，某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备NaHCO3，进一步处理得到产品Na2CO3和NH4Cl，实验流程如图：
回答下列问题：
(1)从A～E中选择合适的仪器制备NaHCO3，正确的连接顺序是______________(按气流方向，用小写字母表示)。为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下，可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或________________。
(2)B中使用雾化装置的优点是__________________________________________________。
(3)生成NaHCO3的总反应的化学方程式为________________________________________
____________________________________________________________________________。
(4)反应完成后，将B中U形管内的混合物处理得到固体NaHCO3和滤液：
①对固体NaHCO3充分加热，产生的气体先通过足量浓硫酸，再通过足量Na2O2，Na2O2增重0.14 g，则固体NaHCO3的质量为________g。
②向滤液中加入NaCl粉末，存在NaCl(s)＋NH4Cl(aq)―→NaCl(aq)＋NH4Cl(s)过程。为使NH4Cl沉淀充分析出并分离，根据NaCl和NH4Cl溶解度曲线，需采用的操作为________、________、洗涤、干燥。
第2课时 碳酸钠和碳酸氢钠
1．D 2.A 3.D 4.B
5．D [Na2CO3和Na2SO4均能与Ba(OH)2反应，不能达到除杂的目的。]
6．B [纯碱是碳酸钠，碳酸氢钠是小苏打，故A错误；氨气、二氧化碳、水和氯化钠发生反应生成碳酸氢钠和氯化铵，反应的化学方程式为NH3＋H2O＋CO2＋NaCl===NH4Cl＋NaHCO3↓，2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，所以流程的主产品是纯碱，副产品为NH4Cl，故B正确；侯氏制碱法中氯化钠可以循环使用，则食盐利用率较高，故D错误。]
7．C [NH3的溶解度较大，为防止倒吸，b管通CO2，a管通NH3，要在食盐水中先通NH3然后再通CO2，否则CO2通入后会从水中逸出，得到的产品也很少；尾气主要是CO2和NH3，其中NH3对环境影响较大，要吸收处理，而NH3是碱性气体，所以在c中要装酸性物质，据此可知A、B、D项错误，C项正确。]
8．B [甲装置用于制备CO2，而用图中药品制备的CO2气体中会含有HCl，所以用乙装置来除去所含的HCl，盛放的试剂应为饱和NaHCO3溶液；丙装置中主要发生反应生成NaHCO3，而且NaHCO3会以晶体的形式析出，结束后可直接通过过滤进行分离；丁装置中使用倒扣的漏斗的主要目的是防止发生倒吸现象。]
9．C [两种混合物在密闭容器中加热所发生的化学反应为2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2,2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O。因NaHCO3是过量的，又充分加热，有足够的CO2使Na2O2最终全部转化为Na2CO3，过量的NaHCO3也完全分解生成Na2CO3，而Na2CO3稳定，受热不易分解，故最后排出产生的气体后，残留的固体是Na2CO3。]
10．C [A选项采用差量法，减少的质量为碳酸氢钠分解生成二氧化碳和水的质量，由此可求出碳酸氢钠的质量，进而求出碳酸钠的质量分数；B选项中b克固体为生成的氯化钠的质量，根据钠原子守恒和混合物总质量可列式计算出碳酸钠的质量，进而求出碳酸钠的质量分数；C选项中碱石灰增加的质量为混合物与酸反应生成的二氧化碳和水的质量及溶液中挥发出来的水蒸气的质量，因此不能通过数据准确计算出碳酸钠的质量分数；D选项中沉淀的质量即为碳酸钡的质量，根据碳酸钡的质量和混合物总质量可以列式求出碳酸钠的质量，进而求出碳酸钠的质量分数。]
11．D [设样品中碳酸钠的质量为m，则：
Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O 固体质量增加
106 117 11
m (b－a) g
所以＝，解得m＝ g，故该样品中Na2CO3的质量分数为×100%＝×100%，D项正确。]
12．(1)Ⅱ (2)2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑ CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O (3)NaHCO3
(4)①Ca(OH)2＋NaHCO3===CaCO3↓＋H2O＋NaOH 100 ②Na2CO3 取少量所得溶液于试管中，加入适量氯化钙溶液，振荡，若有白色沉淀生成，则证明溶液中含有碳酸根离子
解析 (1)图 Ⅰ 不能达到实验目的，因为无论是碳酸钠还是碳酸氢钠均可以与盐酸反应产生二氧化碳，使澄清石灰水变浑浊；图 Ⅱ 可以达到实验目的，因为等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量的稀盐酸反应，生成的二氧化碳气体的量不同，可根据气球膨胀大小鉴别。(2)碳酸钠受热不分解，碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，因此图 Ⅲ、Ⅳ 所涉及反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑、CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O。(3)试管B中装入碳酸氢钠，试管A中装入碳酸钠，这样直接加热的碳酸钠温度高，不分解，而间接加热的碳酸氢钠分解，使澄清石灰水变浑浊，更能表明碳酸氢钠不稳定。(4)①由化学方程式可知，当有84 g碳酸氢钠参加反应，生成碳酸钙100 g；②当碳酸氢钠与氢氧化钙以2∶1反应时，反应的化学方程式为2NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，则所得溶液中溶质是Na2CO3；所得溶液中溶质的阴离子是碳酸根离子，检验碳酸根离子的方法为取少量所得溶液于试管中，加入适量氯化钙溶液，振荡，若有白色沉淀生成，则证明溶液中含有碳酸根离子。
13．(1)aefbcgh 将玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈部的小孔 (2)使氨盐水雾化，可增大与二氧化碳的接触面积，从而提高反应的速率(或其他合理答案) (3)NH3·H2O＋NaCl＋CO2===NH4Cl＋NaHCO3↓ (4)①0.84 ②蒸发浓缩 冷却结晶
解析 (1)经分析可知，要制备NaHCO3，需先选用装置A制备二氧化碳，然后通入饱和碳酸氢钠溶液中除去二氧化碳中的HCl，后与饱和氨盐水充分接触来制备NaHCO3，其中过量的二氧化碳可被氢氧化钠溶液吸收，所以按气流方向正确的连接顺序应为aefbcgh。
(4)①对固体NaHCO3充分加热，产生二氧化碳和水蒸气，反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，将气体先通过足量浓硫酸，吸收水蒸气，再通过足量Na2O2，Na2O2与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，反应的化学方程式为2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，根据化学方程式及差量法可知，当增重0.14 g(2CO的质量)时，消耗的二氧化碳的质量为×44 g·mol－1＝0.22 g，其物质的量为＝0.005 mol，根据关系式2NaHCO3～CO2可知，消耗的NaHCO3的物质的量为2×0.005 mol＝0.01 mol，所以固体NaHCO3的质量为0.01 mol×84 g·mol－1＝0.84 g。②根据溶解度随温度的变化曲线可以看出，氯化铵的溶解度随着温度的升高而不断增大，而氯化钠的溶解度随着温度的升高变化并不明显，所以要想使NH4Cl沉淀充分析出并分离，需采用的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤、干燥。
