Question

某校化學課外小組為了鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉兩種白色固體，用不同的方法做了以下實驗．如圖I～Ⅳ所示．

（1）只根據圖Ⅰ、Ⅱ所示實驗，能夠達到實驗目的是（填裝置序號）

Ⅱ

；
（2）①圖Ⅲ、Ⅳ所示實驗均能鑒別這兩種物質，其反應的化學方程式為

2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；

；
②與實驗Ⅲ相比，實驗Ⅳ的優點是（填選項序號）

D

；
A．Ⅳ比Ⅲ復雜       B．Ⅳ比Ⅲ安全        C．Ⅳ比Ⅲ操作簡便
D．Ⅳ可以做到用一套裝置同時進行兩個對比實驗，而Ⅲ不行
（3）若用實驗Ⅳ驗證碳酸鈉和碳酸氫鈉的穩定性，則試管B中裝入的固體最好是（填化學式）

NaHCO₃

．
（4）將碳酸氫鈉溶液與澄清石灰水混合并充分反應．當碳酸氫鈉與氫氧化鈣的物質的量之比為2：1時，所得溶液中溶質的化學式為

Na₂CO₃

，請設計實驗檢驗所得溶液中溶質的陰離子

取上層清液于潔凈的試管中加入適量CaCl₂溶液，振蕩，若有白色沉淀生成，則證明溶液中含有CO₃^2-

．
（5）請設計一個可鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉實驗（寫出實驗原理）．

Answer 1

分析：（1）根據實驗現象是否有明顯區別判斷．
（2）①碳酸氫鈉不穩定，在加熱條件下能分解生成碳酸鈉、二氧化碳和水，碳酸鈉較穩定，加熱不易分解．
②根據是否有對比性判斷．
（3）不直接加熱碳酸氫鈉就能分解更說明碳酸氫鈉不穩定．
（4）根據反應方程式判斷溶液中的溶質；碳酸根離子能和鈣離子反應生成碳酸鈣白色沉淀，向上層清液中加入氯化鈣溶液，若產生白色沉淀，就證明有碳酸根離子．
（5）根據碳酸鈉和碳酸氫鈉性質的不同設計實驗．

解答：解：（1）無論碳酸鈉還是碳酸氫鈉都能和鹽酸反應生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，故Ⅰ無法鑒別；
實驗Ⅱ中，鹽酸和碳酸氫鈉反應立即產生氣泡，鹽酸和碳酸鈉先反應生成碳酸氫鈉，碳酸氫鈉和鹽酸反應生成二氧化碳氣體，所以看到的現象不同，故能鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉．
故答案為：Ⅱ．
（2）①碳酸氫鈉在加熱條件下能分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑．
②Ⅳ可以做到用一套裝置同時進行兩個對比實驗，而Ⅲ不行，故選D．
故答案為：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；D．
（3）碳酸鈉直接加熱，碳酸氫鈉不直接加熱，不直接加熱的碳酸氫鈉能分解而直接加熱的碳酸鈉不分解更能說明碳酸氫鈉不穩定．
故答案為：NaHCO₃．
（4）碳酸氫鈉與氫氧化鈣的物質的量之比為2：1時，反應方程式為
2NaHCO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+Na₂CO₃+2H₂O，根據方程式知該溶液是碳酸鈉溶液；該溶液中含有碳酸根離子，碳酸根離子能和鈣離子生成白色沉淀，所以檢驗方法是：取上層清液于潔凈的試管中加入適量CaCl₂溶液，振蕩，若有白色沉淀生成，則證明溶液中含有CO₃^2-．
故答案為：Na₂CO₃；取上層清液于潔凈的試管中加入適量CaCl₂溶液，振蕩，若有白色沉淀生成，則證明溶液中含有CO₃^2-．
（5）加熱固體，能使澄清石灰水變渾濁固體是碳酸氫鈉，不能使澄清石灰水變渾濁的是碳酸鈉，2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑．
故答案為：加熱固體，能使澄清石灰水變渾濁固體是碳酸氫鈉，不能使澄清石灰水變渾濁的是碳酸鈉，
2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑．

點評：本題考查了碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質，難度較大的是實驗設計，要根據物質的性質來設計實驗，檢驗物質的性質．