- 碳酸氢钠的物理性质
- 共454题
工业以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3,进而生产出纯碱.
(1)碳酸氢铵与饱和食盐水反应,能析出碳酸氢钠晶体的原因是______(填字母标号).
A.碳酸氢钠难溶于水
B.碳酸氢钠受热易分解
C.碳酸氢钠的溶解度相对较小,所以在溶液中首先结晶析出
D.碳酸氢钠的稳定性大于碳酸钠
(2)某活动小组根据上述制碱原理,进行碳酸氢钠的制备实验.
①一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠,实验装置如图(图中夹持、固定用的仪器未画出).
试回答下列有关问题:
(Ⅰ)乙装置中试剂的作用是______;
(Ⅱ)丁装置中稀硫酸的作用是______;
(Ⅲ)实验结束后,分分离出NaHCO3 晶体的操作是______(填分离操作的名称).
②另一位同学用图中戊装置(其它装置未画出)进行实验.
(Ⅰ)实验时,须先从a管通入______气体.
(Ⅱ)有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置,理由是______
(3)碳酸氢钠受热所得固体12.28g与足量的石灰水充分反应,所得沉淀经洗涤、干燥质量为12.00g,则所得固体中碳酸钠的质量分数为______.
正确答案
解:(1)A.碳酸氢钠易溶于水,故A错误;
B.碳酸氢钠受热易分解,与其在溶液中首先结晶析出无关,故B错误;
C.碳酸氢钠的溶解度相对于氯化铵来说碳酸氢钠的溶解度更小一些,所以在溶液中首先结晶析出,故C正确;
D.碳酸氢钠的稳定性小于碳酸钠,故D错误;
故选C;
(2)①(Ⅰ)利用盐酸制取二氧化碳时二氧化碳中常会含有氯化氢气体,碳酸氢钠能与盐酸反应,所以通过饱和碳酸氢钠的溶液是为了除掉气体中的氯化氢气体,
故答案为:除去CO2中的HCl气体;
(Ⅱ)实验过程中氨气可能有剩余,而稀硫酸能与氨气反应,所以稀硫酸的作用是吸收末反应的NH3,防止造成污染,故答案为:吸收未反应完的NH3;
(Ⅲ)分离出NaHCO3晶体的操作是分离固体与液体,常采用的实验操作是过滤操作,故答案为:过滤;
②(Ⅰ)制取碳酸氢钠时先要得到含氨的饱和食盐水,所以应先通入氨气,而氨气极易溶于水,所以a端通入,从而保证了从b通入二氧化碳时保证了二氧化碳的充分反应,
故答案为:氨气;
(Ⅱ)装置改动后反应物的二氧化碳与溶液的接触面积变大,提高了二氧化碳的吸收率,
故答案为:增大气体与溶液接触面积,提高CO2的吸收率;
(3)碳酸氢钠受热发生的反应为:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,与足量的石灰水充分反应,
NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O+NaOH;Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH;
反应生成的碳酸钙物质的量为:=0.12mol;
设加热后的固体12.28g中含碳酸钠物质的量x、碳酸氢钠物质的量为y,依据题意得到:
①x+y=0.12、②106x+84y=12.28,
根据①②解得:x=0.1mol、y=0.02mol,
则所得固体中碳酸钠的质量分数为:×100%=86.3%,
故答案为:86.3%.
解析
解:(1)A.碳酸氢钠易溶于水,故A错误;
B.碳酸氢钠受热易分解,与其在溶液中首先结晶析出无关,故B错误;
C.碳酸氢钠的溶解度相对于氯化铵来说碳酸氢钠的溶解度更小一些,所以在溶液中首先结晶析出,故C正确;
D.碳酸氢钠的稳定性小于碳酸钠,故D错误;
故选C;
(2)①(Ⅰ)利用盐酸制取二氧化碳时二氧化碳中常会含有氯化氢气体,碳酸氢钠能与盐酸反应,所以通过饱和碳酸氢钠的溶液是为了除掉气体中的氯化氢气体,
故答案为:除去CO2中的HCl气体;
(Ⅱ)实验过程中氨气可能有剩余,而稀硫酸能与氨气反应,所以稀硫酸的作用是吸收末反应的NH3,防止造成污染,故答案为:吸收未反应完的NH3;
(Ⅲ)分离出NaHCO3晶体的操作是分离固体与液体,常采用的实验操作是过滤操作,故答案为:过滤;
②(Ⅰ)制取碳酸氢钠时先要得到含氨的饱和食盐水,所以应先通入氨气,而氨气极易溶于水,所以a端通入,从而保证了从b通入二氧化碳时保证了二氧化碳的充分反应,
故答案为:氨气;
(Ⅱ)装置改动后反应物的二氧化碳与溶液的接触面积变大,提高了二氧化碳的吸收率,
故答案为:增大气体与溶液接触面积,提高CO2的吸收率;
(3)碳酸氢钠受热发生的反应为:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,与足量的石灰水充分反应,
NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O+NaOH;Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH;
反应生成的碳酸钙物质的量为:=0.12mol;
设加热后的固体12.28g中含碳酸钠物质的量x、碳酸氢钠物质的量为y,依据题意得到:
①x+y=0.12、②106x+84y=12.28,
根据①②解得:x=0.1mol、y=0.02mol,
则所得固体中碳酸钠的质量分数为:×100%=86.3%,
故答案为:86.3%.
“套管实验”是将一支较小的玻璃仪器装入另一玻璃仪器中,经组装来完成原来需要两只或更多普通玻璃仪器进行的实验.因其具有许多优点,近年被广泛开发并应用于化学实验中.请观察下列实验装置,分析实验原理,并回答下列问题:
(1)从点燃酒精灯开始,试管及烧杯A、B中能观察到的现象有______.
(2)整个实验结束时,在操作上需要特别注意的问题是______
(3)通过该实验可以得到的结论是(结合化学方程式来说明)______.
正确答案
解:(1)实验开始时,大试管中的气体受热膨胀,烧杯A的导气管中会有气泡冒出;
小试管中部有沾上无水硫酸铜粉末的脱脂棉变成蓝色,试管内壁有水珠产生,
碳酸氢钠加热分解生成二氧化碳气体,二氧化碳与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀,所以烧杯B中导气管中有气泡产生,澄清石灰水变浑浊,
故答案为:棉花球变蓝,B中冒气泡且石灰水变白色浑浊,刚开始时A 中有气泡产生,小试管内有液滴出现;
(2)实验结束时,在操作上要特别注意:先将导气管从A、B烧杯中取出,再停止加热,以防倒吸,
故答案为:防止倒吸(或先从两烧杯移去导气管后再移去酒精灯);
(3)根据以上反应现象可知,NaHCO3的热稳定性比Na2CO3差,NaHCO3分解有CO2和H2O产生,
故答案为:NaHCO3的热稳定性比Na2CO3差,NaHCO3分解有CO2和H2O产生.
解析
解:(1)实验开始时,大试管中的气体受热膨胀,烧杯A的导气管中会有气泡冒出;
小试管中部有沾上无水硫酸铜粉末的脱脂棉变成蓝色,试管内壁有水珠产生,
碳酸氢钠加热分解生成二氧化碳气体,二氧化碳与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀,所以烧杯B中导气管中有气泡产生,澄清石灰水变浑浊,
故答案为:棉花球变蓝,B中冒气泡且石灰水变白色浑浊,刚开始时A 中有气泡产生,小试管内有液滴出现;
(2)实验结束时,在操作上要特别注意:先将导气管从A、B烧杯中取出,再停止加热,以防倒吸,
故答案为:防止倒吸(或先从两烧杯移去导气管后再移去酒精灯);
(3)根据以上反应现象可知,NaHCO3的热稳定性比Na2CO3差,NaHCO3分解有CO2和H2O产生,
故答案为:NaHCO3的热稳定性比Na2CO3差,NaHCO3分解有CO2和H2O产生.
有一含NaCl、Na2CO3•10H2O和NaHCO3的混合物,某同学设计如下实验,通过测量反应前后C、D装置质量的变化,测定该混合物中各组分的质量分数.
(1)加热前通入空气的目的是______,操作方法为______.
(2)装置A、C、D中盛放的试剂分别为:A______,C______,D______.
(3)若将A装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶,则测得的NaCl的含量将______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”,下同);若B中反应管右侧有水蒸气冷凝,则测定结果中NaHCO3的含量将______;若撤去E装置,则测得Na2CO3•10H2O的含量将______.
(4)若样品质量为wg,反应后C、D增加的质量分别为m1g、m2g,由此可知混合物中NaHCO3的质量分数为______(用含w、m1、m2的代数式表示).
正确答案
解:(1)本实验中需要分别测定反应生成的二氧化碳和水的质量,所以实验前必须将装置中的水蒸气和二氧化碳赶走,避免影响测定结果;操作方法为:关闭b,打开a,缓缓通入空气,直至a处出来的空气不再使澄清石灰水变浑浊为止,
故答案为:除去装置中的水蒸气和二氧化碳;关闭b,打开a,缓缓通入空气,直至a处出来的空气不再使澄清石灰水变浑浊为止;
(2)装置A用于吸收空气中的二氧化碳和水,可以使用碱石灰;装置C吸收Na2CO3•10H2O和NaHCO3分解生成的水蒸气,可以使用无水硫酸铜;装置D吸收碳酸氢钠分解生成的二氧化碳,可以用碱石灰,
故答案为:碱石灰;无水硫酸铜(或无水CaCl2、P2O5等);碱石灰;
(3)若将A装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶,则m(H2O)增加,使Na2CO3•10H2O和NaHCO3的含量偏高,NaCl的含量偏低;
若B中反应管右侧有水蒸气冷凝,测定碳酸钠的质量是根据装置D中质量变化计算的,与水蒸气的量无关,则测定结果中NaHCO3的含量不变;
E中碱石灰可防止外界空气中的H2O(g)、CO2进入装置D,若撤去E装置,则测定的碳酸氢钠的质量偏大,碳酸氢钠分解生成水的质量偏高,而Na2CO3•10H2O的测定是根据生成水的总质量计算的,则测得Na2CO3•10H2O的含量将偏低,
故答案为:偏低;无影响;偏低;
(4)若样品质量为wg,反应后C、D增加的质量分别为m1g、m2g,则碳酸氢钠分解生成的二氧化碳的质量为m2g,
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
168 44
m(NaHCO3) m2g
m(NaHCO3)==
g,
混合物中NaHCO3的质量分数为:×100%=
%,
故答案为:%.
解析
解:(1)本实验中需要分别测定反应生成的二氧化碳和水的质量,所以实验前必须将装置中的水蒸气和二氧化碳赶走,避免影响测定结果;操作方法为:关闭b,打开a,缓缓通入空气,直至a处出来的空气不再使澄清石灰水变浑浊为止,
故答案为:除去装置中的水蒸气和二氧化碳;关闭b,打开a,缓缓通入空气,直至a处出来的空气不再使澄清石灰水变浑浊为止;
(2)装置A用于吸收空气中的二氧化碳和水,可以使用碱石灰;装置C吸收Na2CO3•10H2O和NaHCO3分解生成的水蒸气,可以使用无水硫酸铜;装置D吸收碳酸氢钠分解生成的二氧化碳,可以用碱石灰,
故答案为:碱石灰;无水硫酸铜(或无水CaCl2、P2O5等);碱石灰;
(3)若将A装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶,则m(H2O)增加,使Na2CO3•10H2O和NaHCO3的含量偏高,NaCl的含量偏低;
若B中反应管右侧有水蒸气冷凝,测定碳酸钠的质量是根据装置D中质量变化计算的,与水蒸气的量无关,则测定结果中NaHCO3的含量不变;
E中碱石灰可防止外界空气中的H2O(g)、CO2进入装置D,若撤去E装置,则测定的碳酸氢钠的质量偏大,碳酸氢钠分解生成水的质量偏高,而Na2CO3•10H2O的测定是根据生成水的总质量计算的,则测得Na2CO3•10H2O的含量将偏低,
故答案为:偏低;无影响;偏低;
(4)若样品质量为wg,反应后C、D增加的质量分别为m1g、m2g,则碳酸氢钠分解生成的二氧化碳的质量为m2g,
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
168 44
m(NaHCO3) m2g
m(NaHCO3)==
g,
混合物中NaHCO3的质量分数为:×100%=
%,
故答案为:%.
某兴趣小组对食用纯碱和食用小苏打两种粉末进行以下探究.
【查阅资料】
【实验探究】
(1)探究两者水溶液酸碱性的差异
小明分别向等浓度的两种溶液中滴入酚酞试液,发现两者都变______色,但食用纯碱溶液中颜色更深,由此推测可能______溶液碱性更强.小欢认为要比较两种溶液的碱性强弱,可直接用______进行测定.
(2)验证两种粉末的稳定性
在老师的指导下,该小组按如图1装置进行实验操作,观察到______(填“甲”或“乙”)烧杯中澄清石灰水变浑浊,试管中发生反应的化学方程式为______,装置中棉花的作用是______.
(3)测定食用纯碱粉末的纯度
取食用纯碱粉末试样,利用如图2装置进行实验测定.数据记录如下:
①反应生成CO2的物质的量为______mol.
②通过计算确定食用纯碱粉末中Na2CO3的质量分数.(写出计算过程,结果保留一位小数.)
③如果测得的结果比实际纯度高,可能的原因是______.(答一种即可)
正确答案
解:(1)从表中可以看出食用纯碱和食用小苏打的水溶液均显碱性,遇酚酞均能变红,且碱性越强颜色越红,所以食用纯碱溶液碱性更强;测定溶液酸碱性强弱程度可直接用pH试纸或PH计测定,
故答案为:红;食用纯碱(或Na2CO3);pH试纸;
(2)由表中数据可知:食用小苏打可以加热分解生成二氧化碳,而食用纯碱不能,所以分析装置可知乙烧杯的澄清石灰水变浑浊,其分解方程式为:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O;碳酸氢钠粉末若加入导致,可能会导致导管被堵塞,装置中的棉花团可以防止加热时小苏打(或NaHCO3)粉末进入导管,
故答案为:乙; 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O;防止加热时小苏打(或NaHCO3)粉末进入导管;
(3)①由表中数据可知,11g样品与盐酸完全反应的质量变化是(11g+160g)-166.6g=4.4g,根据反应方程式Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑可知,此质量差即为生成二氧化碳的质量.则生成二氧化碳的物质的量为:=0.1mol,
故答案为:0.1;
②设生成4.4g二氧化碳时需要碳酸钠的质量是x
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
106 44
x 4.4g
,
x==10.6g,
所以食用纯碱粉末中Na2CO3的质量分数为:×100%≈96.4%,
答:食用纯碱粉末中Na2CO3的质量分数96.4;
③通过以上计算可知如果测得的结果比实际纯度高,则测量的二氧化碳质量比实际值偏大,可能的原因为稀盐酸挥发出的HCl气体随CO2气体排出,从而导致所测纯度偏大,
故答案为:稀盐酸挥发出的HCl气体随CO2气体排出,从而导致所测纯度偏大.
解析
解:(1)从表中可以看出食用纯碱和食用小苏打的水溶液均显碱性,遇酚酞均能变红,且碱性越强颜色越红,所以食用纯碱溶液碱性更强;测定溶液酸碱性强弱程度可直接用pH试纸或PH计测定,
故答案为:红;食用纯碱(或Na2CO3);pH试纸;
(2)由表中数据可知:食用小苏打可以加热分解生成二氧化碳,而食用纯碱不能,所以分析装置可知乙烧杯的澄清石灰水变浑浊,其分解方程式为:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O;碳酸氢钠粉末若加入导致,可能会导致导管被堵塞,装置中的棉花团可以防止加热时小苏打(或NaHCO3)粉末进入导管,
故答案为:乙; 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O;防止加热时小苏打(或NaHCO3)粉末进入导管;
(3)①由表中数据可知,11g样品与盐酸完全反应的质量变化是(11g+160g)-166.6g=4.4g,根据反应方程式Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑可知,此质量差即为生成二氧化碳的质量.则生成二氧化碳的物质的量为:=0.1mol,
故答案为:0.1;
②设生成4.4g二氧化碳时需要碳酸钠的质量是x
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
106 44
x 4.4g
,
x==10.6g,
所以食用纯碱粉末中Na2CO3的质量分数为:×100%≈96.4%,
答:食用纯碱粉末中Na2CO3的质量分数96.4;
③通过以上计算可知如果测得的结果比实际纯度高,则测量的二氧化碳质量比实际值偏大,可能的原因为稀盐酸挥发出的HCl气体随CO2气体排出,从而导致所测纯度偏大,
故答案为:稀盐酸挥发出的HCl气体随CO2气体排出,从而导致所测纯度偏大.
下列是某兴趣小组根据教材实验设计的一个能说明碳酸钠与碳酸氢钠热稳定性的套管实验.请观察如图所示实验装置,分析实验原理,并判断下列说法和做法,其中不科学的( )
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.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B正确;
C.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烧杯的澄清石灰水不变浑浊,故C错误;
D.碳酸钠比较稳定,加热过程中不会生成二氧化碳,则烧杯A中澄清石灰水不会变浑浊,故D正确;
故选C.
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