- 碳酸钠和碳酸氢钠的性质比较
- 共454题
NaCl（饱和）+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
2NaHCO3
某课外兴趣小组同学，按照“侯氏制碱法”原理，设计了如下一套实验装置实验室可选药品有浓氨水、纯碱、大理石、稀盐酸、稀硫酸、熟石灰、氯化铵，氯化钠．
（1）选用最合适的试剂的名称A______；D______
（2）本实验具体操作过程中，应先通______气体，再通______气体；原因是______
（3）指出该装置的至少两处错误______
（4）在改进装置后，该同学进行了实验，实验所用的饱和NaCl溶液中含溶质58.5g，实验最后得到无水碳酸钠26g，则其产率为______；该同学针对其实验结果，认真分析了造成损失的原因，发现其操作步骤并没有错误，则主要原因是______．
（5）在“侯氏制碱法”的工业生产中，原料的利用率高，大大降低了成本．请问本实验中哪些物质可重复利用？______．
正确答案
解：根据反应原理可知，制备纯碱的实验操作过程为：先制得NH3（左边装置）和CO2（右边装置），再将制得的气体依次通入B装置中饱和食盐水中即得碳酸氢钠晶体，再加热碳酸氢钠晶体就可以得到纯碱，
（1）试剂A用于制取氨气，可以选用氯化铵和熟石灰；试剂B与大理石反应制取二氧化碳气体，则试剂B为稀盐酸，
故答案为：氯化铵和熟石灰；稀盐酸；
（2）CO2在水中溶解度小，氨气极易溶于水，则先通NH3至饱和，然后通入二氧化碳气体，有利于NaHCO3析出，
故答案为：NH3；CO2；CO2在水中溶解度小，先通NH3至饱和，有利于NaHCO3析出；
（3）根据图示装置可知，该装置的错误有：BC之间缺少止水夹、B装置应与大气相通、通NH3的导管不应伸入液面以下，
故答案为：BC之间缺少止水夹、B装置应与大气相通（或通NH3的导管不应伸入液面以下）；
（4）根据反应NaCl（饱和）+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl、2NaHCO3
则碳酸钠的产率为：
如果操作正确，若碳酸氢钠的溶解度较大，会导致碳酸氢钠没有完全沉淀出来，所以碳酸钠的产率降低，
故答案为：49.1%；NaHCO3在水中有较大的溶解度，未能全部沉淀出来；
（5）根据反应方程式NaCl（饱和）+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl、2NaHCO3
故答案为：NH4Cl、CO2．
解析
解：根据反应原理可知，制备纯碱的实验操作过程为：先制得NH3（左边装置）和CO2（右边装置），再将制得的气体依次通入B装置中饱和食盐水中即得碳酸氢钠晶体，再加热碳酸氢钠晶体就可以得到纯碱，
（1）试剂A用于制取氨气，可以选用氯化铵和熟石灰；试剂B与大理石反应制取二氧化碳气体，则试剂B为稀盐酸，
故答案为：氯化铵和熟石灰；稀盐酸；
（2）CO2在水中溶解度小，氨气极易溶于水，则先通NH3至饱和，然后通入二氧化碳气体，有利于NaHCO3析出，
故答案为：NH3；CO2；CO2在水中溶解度小，先通NH3至饱和，有利于NaHCO3析出；
（3）根据图示装置可知，该装置的错误有：BC之间缺少止水夹、B装置应与大气相通、通NH3的导管不应伸入液面以下，
故答案为：BC之间缺少止水夹、B装置应与大气相通（或通NH3的导管不应伸入液面以下）；
（4）根据反应NaCl（饱和）+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl、2NaHCO3
则碳酸钠的产率为：
如果操作正确，若碳酸氢钠的溶解度较大，会导致碳酸氢钠没有完全沉淀出来，所以碳酸钠的产率降低，
故答案为：49.1%；NaHCO3在水中有较大的溶解度，未能全部沉淀出来；
（5）根据反应方程式NaCl（饱和）+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl、2NaHCO3
故答案为：NH4Cl、CO2．
为探究NaHCO3、Na2CO3和盐酸（以下盐酸浓度均为1mol•L-1）反应过程中的热效应，进行实验并测得如下数据
由此得出的结论正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．由表中数据可知，3.2gNa2CO3加入盐酸中，包括溶解和反应两个过程，其中溶解使温度升高到24.3℃，最终温度为25.1℃，说明Na2CO3与盐酸的反应是放热反应，故A错误；
B.2.5gNaHCO3加入盐酸中，包括溶解和反应两个过程，其中溶解使温度降低到18.5℃，最终温度为16.2℃，说明NaHCO3与盐酸的反应是吸热反应，故B错误；
C.20.0℃时，含3.2gNa2CO3的饱和溶液和35mL盐酸混合，由于缺少溶解的过程，则混合后的温度将低于25.1℃，故C正确；
D．NaHCO3溶于水的过程为吸热过程，20.0℃时，含2.5gNaHCO3的饱和溶液和35mL盐酸混合，与固体相比较，缺少溶解吸热的过程，混合后的温度将高于16.2℃，故D错误．
故选C．
正确答案
解析
解：A．碳酸氢钠在小试管，碳酸钠在大使管，大试管直接加热，稳定较高，如温度较高的不分解，而加热温度较低的物质分解，可判断稳定强弱，故甲为小苏打、乙为纯碱，故A正确；
B．碳酸钠较稳定，加热过程中不会分解，则连接A烧杯的试管不会产生二氧化碳，所以A烧杯的澄清石灰水变浑浊，故B正确；
C．根据B选项可知，烧杯A中澄清石灰水不会变浑浊，故C错误；
D．白色的无水硫酸铜遇到水显示蓝色，则证明碳酸氢钠受热能产生水，可在小试管内塞上沾有无水硫酸铜粉末的棉花球，如果变蓝则说明有水生成，故D正确；
故选C．
小苏打和苏打分别和同浓度的盐酸反应，下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、小苏打和苏打分别和盐酸反应的离子方程式分别为：HCO3-+H+=CO2 ↑+H2O、
CO32-+2H+=CO2↑+H2O，故A错误；
B、相同物质的量Na2CO3和NaHCO3含有相同的碳原子，与足量盐酸完全反应，产生的CO2一样多，故B正确；
C、实验室制取CO2通常用大理石和盐酸反应，故C错误；
D、Na2CO3和NaHCO3与足量盐酸反应完全的离子方程式分别为CO32-+2H+=CO2↑+H2O、HCO3-+H+=CO2 ↑+H2O，故D错误；
故选B．
某小组探究Na2CO3和NaHCO3的性质，实验步骤及记录如下：
Ⅰ．分别向盛有0.5g Na2CO3固体、0.5gNaHCO3固体的烧杯中加入10mL水（20℃），搅拌，测量温度为T1；
Ⅱ．静置恒温后测量温度为T2；
Ⅲ．分别加入10mL 密度约为1.1g/mL 20%的盐酸（20℃），搅拌，测量温度T3．
得到下表的数据：
回答下列问题：
（1）NaHCO3溶于水显______性，其原因是______（用离子方程式表示）．
（2）根据试题后的附表判断：步骤Ⅰ中Na2CO3、NaHCO3固体能否全部溶解______（填“是”或“否”）．
（3）分析表1的数据得出：Na2CO3固体溶于水______，NaHCO3固体溶于水______（填“放热”或“吸热”）．
（4）甲同学分析上述数据得出：Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应都是放热反应．
乙同学认为应该增加一个实验，并补做如下实验：向 盛 有10mL水（20℃）的烧杯中加入10mL______，搅拌，测量温度为22.2℃．
（5）结合上述探究，下列说法正确的是______．
A．NaHCO3与盐酸的反应是吸热反应
B．不能用稀盐酸鉴别Na2CO3和NaHCO3固体
C．Na2CO3、NaHCO3固体与稀盐酸反应的能量变化还与物质的溶解等因素有关
（6）丙同学为测定一份NaHCO3和Na2CO3混合固体中NaHCO3的纯度，设计了如下实验方案，其中不能测定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．
若按A方案进行实验，则原混合物中NaHCO3的质量分数为______（用含a、b的代数式表示）附表：溶解度表
正确答案
解：（1）碳酸氢钠溶液中，碳酸氢根离子部分水解：HCO3-+H2O⇌H2CO3+OH-，导致溶液呈碱性，
故答案为：碱；HCO3-+H2O⇌H2CO3+OH-；
（2）20℃时碳酸钠的溶解度为21.5g，碳酸氢钠的溶解度为9.6g，则分别向盛有0.5g Na2CO3固体、0.5gNaHCO3固体的烧杯中加入10mL水（20℃），10mL水的质量约为10g，在该温度下最多能够溶解2.15g碳酸钠、0.96g碳酸钠，所以碳酸钠和碳酸氢钠都能够完全溶解，
故答案为：是；
（3）根据表中数据可知，碳酸钠溶解后溶液温度升高，说明碳酸钠溶于水放热；碳酸氢钠溶解后溶液温度降低，说明碳酸氢钠溶于水吸热，
故答案为：放热；吸热；
（4）10mL 密度约为1.1g/mL 20%的盐酸（20℃）溶于水的反应热会影响碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的能量变化，所以需要补充实验：向盛有10mL水（20℃）的烧杯中加入10mL 密度约为1.1 g/mL 20%的盐酸（20℃），分析温度变化，
故答案为：密度约为1.1 g/mL 20%的盐酸（20℃）；
（5）A．同样浓度的盐酸溶于水后温度为22.2℃，而NaHCO3与盐酸的反应后温度变为 20.8℃，说明碳酸氢钠与盐酸的反应是吸热反应，故A正确；
B．碳酸钠与盐酸先反应生成碳酸氢钠，然后碳酸氢钠再与盐酸反应生成二氧化碳气体，而碳酸氢钠中加入盐酸后立刻生成二氧化碳，可用稀盐酸鉴别Na2CO3和NaHCO3固体，故B错误；
C．根据实验可知，Na2CO3、NaHCO3固体与稀盐酸反应的能量变化还与物质的溶解等因素有关，不能直接根据反应温度判断，故C正确；
故答案为：AC；
（6）A．NaHCO3受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，所以通过加热分解利用差量法即可计算出Na2CO3质量分数，故A错误；
B．Na2CO3和NaHCO3均可与盐酸反应生成水、二氧化碳和氯化钠，所以bg固体是氯化钠，利用守恒法可计算出Na2CO3质量分数，故B错误；
C．混合物与足量稀硫酸充分反应，也会生成水和二氧化，所以逸出的气体是二氧化碳，但会混有水蒸气，即碱石灰增加的质量不是二氧化碳的质量，不能测定含量，故C正确；
D．Na2CO3和NaHCO3都与Ba（OH）2反应，反应的方程式为CO32-+Ba2+=BaCO3↓、HCO3-+OH-+Ba2+=H2O+BaCO3↓，因此最后得到的固体是BaCO3，所以可以计算出Na2CO3质量分数，故D错误；
加热过程中碳酸钠不变，碳酸氢钠分解，反应的方程式为：2NaHCO3
反应前后固体质量变化为：bg，
2NaHCO3
168 106 62
m（NaHCO3） bg
则：m（NaHCO3）=
所以该样品中碳酸氢钠的质量分数为：
故答案为：C； 
解析
解：（1）碳酸氢钠溶液中，碳酸氢根离子部分水解：HCO3-+H2O⇌H2CO3+OH-，导致溶液呈碱性，
故答案为：碱；HCO3-+H2O⇌H2CO3+OH-；
（2）20℃时碳酸钠的溶解度为21.5g，碳酸氢钠的溶解度为9.6g，则分别向盛有0.5g Na2CO3固体、0.5gNaHCO3固体的烧杯中加入10mL水（20℃），10mL水的质量约为10g，在该温度下最多能够溶解2.15g碳酸钠、0.96g碳酸钠，所以碳酸钠和碳酸氢钠都能够完全溶解，
故答案为：是；
（3）根据表中数据可知，碳酸钠溶解后溶液温度升高，说明碳酸钠溶于水放热；碳酸氢钠溶解后溶液温度降低，说明碳酸氢钠溶于水吸热，
故答案为：放热；吸热；
（4）10mL 密度约为1.1g/mL 20%的盐酸（20℃）溶于水的反应热会影响碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的能量变化，所以需要补充实验：向盛有10mL水（20℃）的烧杯中加入10mL 密度约为1.1 g/mL 20%的盐酸（20℃），分析温度变化，
故答案为：密度约为1.1 g/mL 20%的盐酸（20℃）；
（5）A．同样浓度的盐酸溶于水后温度为22.2℃，而NaHCO3与盐酸的反应后温度变为 20.8℃，说明碳酸氢钠与盐酸的反应是吸热反应，故A正确；
B．碳酸钠与盐酸先反应生成碳酸氢钠，然后碳酸氢钠再与盐酸反应生成二氧化碳气体，而碳酸氢钠中加入盐酸后立刻生成二氧化碳，可用稀盐酸鉴别Na2CO3和NaHCO3固体，故B错误；
C．根据实验可知，Na2CO3、NaHCO3固体与稀盐酸反应的能量变化还与物质的溶解等因素有关，不能直接根据反应温度判断，故C正确；
故答案为：AC；
（6）A．NaHCO3受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，所以通过加热分解利用差量法即可计算出Na2CO3质量分数，故A错误；
B．Na2CO3和NaHCO3均可与盐酸反应生成水、二氧化碳和氯化钠，所以bg固体是氯化钠，利用守恒法可计算出Na2CO3质量分数，故B错误；
C．混合物与足量稀硫酸充分反应，也会生成水和二氧化，所以逸出的气体是二氧化碳，但会混有水蒸气，即碱石灰增加的质量不是二氧化碳的质量，不能测定含量，故C正确；
D．Na2CO3和NaHCO3都与Ba（OH）2反应，反应的方程式为CO32-+Ba2+=BaCO3↓、HCO3-+OH-+Ba2+=H2O+BaCO3↓，因此最后得到的固体是BaCO3，所以可以计算出Na2CO3质量分数，故D错误；
加热过程中碳酸钠不变，碳酸氢钠分解，反应的方程式为：2NaHCO3
反应前后固体质量变化为：bg，
2NaHCO3
168 106 62
m（NaHCO3） bg
则：m（NaHCO3）=
所以该样品中碳酸氢钠的质量分数为：
故答案为：C；
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