2024-2025学年新教材高中化学专题3从海水中获得的化学物质第2单元第2课时碳酸钠碳酸氢钠课时分层作业含解析苏教版必修第一册

PAGE7-碳酸钠碳酸氢钠(建议用时：40分钟)[合格过关练]1．过量的NaHCO3与Na2O2混合，在密闭容器中充分加热后，最终排出气体，残留的物质应是()A．Na2O和Na2O2 B．Na2O2和Na2CO3C．Na2CO3 D．Na2OC[在题中所给出的两种物质中NaHCO3是过量的，两种混合物在密闭容器中加热所发生的化学反应为2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋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也完全分解成Na2CO3，而Na2CO3稳定，受热不易分解，故最终排出产生的气体后，残留的固体是Na2CO3。]2．下列试验方案鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色粉末，不能达到预期目的的是()A．分别向等量的白色粉末中加等体积、等浓度的稀盐酸，比较生成气体的快慢B．分别向等量的白色粉末中加等体积适量的水，比较固体溶解量的多少C．分别将等量的白色粉末配成溶液，然后加入澄清石灰水，比较是否有沉淀生成D．分别将等量的白色粉末用如图装置进行试验，比较澄清石灰水是否变浑浊C[A项，向等量的Na2CO3和NaHCO3中加等体积、等浓度的盐酸，NaHCO3产生气泡快速，Na2CO3反应较缓慢，正确；B项，由于溶解度Na2CO3>NaHCO3，能全部溶解的为Na2CO3粉末，不能全部溶解的为NaHCO3粉末，正确；C项，两种物质均有白色沉淀产生，错误；D项，NaHCO3不稳定，受热可产生CO2，使澄清石灰水变浑浊，Na2CO3加热没有此现象，正确。]3．等物质的量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量的同浓度盐酸充分反应，其中()A．Na2CO3放出的CO2多B．NaHCO3放出的CO2多C．Na2CO3放出CO2的速率快D．NaHCO3放出CO2的速率快D[NaHCO3与HCl反应时，HCOeq\o\al(－,3)干脆与H＋发生反应生成CO2气体；Na2CO3与HCl反应时，首先发生反应COeq\o\al(2－,3)＋H＋=HCOeq\o\al(－,3)，然后发生反应HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=CO2↑＋H2O，故两者放出的CO2一样多，且NaHCO3与盐酸反应放出CO2的速率快。]4．现有一块金属钠露置于空气中一段时间，为检验该固体是否部分变质为碳酸钠，先将固体样品溶解于水得到溶液，并实行下列措施，其中可以实现试验目的的是()A．测所得溶液的pHB．取溶液少量，向其中滴入酚酞视察溶液是否变红C．取溶液少量，向其中加入盐酸视察是否有气泡产生D．取溶液少量，向其中加入CuSO4溶液，视察是否有沉淀产生C[钠溶于水得到的NaOH溶液呈碱性，碳酸钠溶于水亦呈碱性，因此A、B项中的措施均无法实现试验目的。CuSO4与NaOH溶液或Na2CO3溶液反应均生成蓝色沉淀，故D错误。]5．下表中叙述Ⅲ不正确的是()选项叙述Ⅰ叙述Ⅱ叙述ⅢA将少量稀硫酸逐滴加入苏打溶液中，并不断振荡无明显现象可用稀硫酸或稀盐酸鉴别苏打溶液和小苏打溶液B向苏打溶液中滴加澄清石灰水产生白色沉淀可用澄清石灰水鉴别苏打溶液和小苏打溶液C加热小苏打固体产生无色气体和水蒸气可用加热法除去苏打中的小苏打D向稀苏打溶液中通入过量二氧化碳气体无明显现象可用二氧化碳除去小苏打溶液中的苏打B[向苏打溶液和小苏打溶液中滴加澄清石灰水，均产生白色沉淀，离子反应为：COeq\o\al(2－,3)＋Ca2＋=CaCO3↓，Ca2＋＋2OH－＋2HCOeq\o\al(－,3)=CaCO3↓＋COeq\o\al(2－,3)＋2H2O，故不能用澄清石灰水鉴别苏打溶液和小苏打溶液。]6．如图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。下列操作正确是()A．a通入CO2，然后b通入NH3，c中放碱石灰B．a通入NH3，然后b通入CO2，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉C．b通入NH3，然后a通入CO2，c中放碱石灰D．b通入CO2，然后a通入NH3，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉B[由于CO2在水中的溶解度小，而氨气极易溶于水，因此先通入氨气，然后通入CO2；由于氨气极易溶于水须要防止倒吸，因此a通入NH3，b通入CO2；氨气是碱性气体须要稀硫酸汲取多余的氨气。]7．有两份质量相同的碳酸氢钠固体，向第一份中加入盐酸使其充分反应；将其次份加热使其完全分解，冷却至原温度再加入相同浓度的盐酸，充分反应，则它们所耗用的盐酸的体积比为()A．2∶1 B．1∶1C．1∶2 D．4∶1B[不论是先加热使其分解，还是干脆与盐酸反应，最终所得溶液均是氯化钠溶液，依据钠离子守恒可知生成的氯化钠一样多，再依据氯离子守恒可知消耗的盐酸一样多，因此所耗用的盐酸的体积比为1∶1。]8．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D[Na2CO3和Na2SO4均能与Ba(OH)2反应，不能达到除杂的目的。]9．在10mL0.01mol·L－1的Na2CO3溶液中，逐滴加入1.2mL0.05mol·L－1的盐酸，完全反应后，生成的CO2在标准状况下的体积为()A．1.34mL B．2.24mLC．0.672mL D．0D[在溶液中，Na2CO3与HCl的反应分两步进行：Na2CO3＋HCl=NaHCO3＋NaCl，NaHCO3＋HCl=CO2↑＋H2O＋NaCl。由于n(Na2CO3)＝10×10－3×0.01mol＝10－4mol，n(HCl)＝1.2×10－3×0.05mol＝6×10－5mol，故只能发生第一步反应。]10．将0.4gNaOH和1.06gNa2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1mol·L－1稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是()ABCDC[0.01molNaOH先与0.01molH＋中和；COeq\o\al(2－,3)再与H＋生成HCOeq\o\al(－,3)，又消耗0.01molH＋；最终0.01molHCOeq\o\al(－,3)与H＋反应生成0.01molCO2。]11．已知A、B、C是三种含钠元素的白色固体物质，D是无色气体，E是一种难溶物质，它们具有如图所示转化关系：(1)写出A、B、C、D、E的化学式A，B，C，D，E。(2)写出①②两个箭头所示转化的化学方程式。①；②。[解析]依据D是无色气体，能和石灰水反应生成一种难溶物质E，可推出D是CO2，E是CaCO3；A既能和少量CO2反应，又能和足量CO2反应，可推出A是NaOH，B是NaHCO3，C是Na2CO3。[答案](1)NaOHNaHCO3Na2CO3CO2CaCO3(2)①Na2CO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋2NaOH②CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O12．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试验，如图Ⅰ～Ⅳ所示。(1)只依据图Ⅰ、Ⅱ所示试验，能够达到试验目的的是(填序号)。(2)图Ⅲ、Ⅳ所示试验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为；与试验Ⅲ相比，试验Ⅳ的优点是(填字母)。A．Ⅳ比Ⅲ困难B．Ⅳ比Ⅲ平安C．Ⅳ比Ⅲ操作简便D．Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比试验，而Ⅲ不行(3)若用试验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)。[解析](1)图Ⅰ不能达到试验目的，因为无论碳酸钠还是碳酸氢钠均可以与盐酸反应产生二氧化碳，二氧化碳气体与澄清石灰水作用变浑浊；图Ⅱ可以鉴别，因为等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量的盐酸反应，生成的二氧化碳气体的量不同，可依据气球膨胀程度推断。(2)图Ⅲ、Ⅳ所涉及的化学方程式为2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑，CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O；试验Ⅳ的优点是可同时做对比试验。(3)试管B装入碳酸氢钠，试管A装入碳酸钠，这样干脆加热的碳酸钠温度高，不分解，不能使澄清石灰水变浑浊，而间接加热的碳酸氢钠分解，使澄清石灰水变浑浊，表明白碳酸氢钠很不稳定。[答案](1)Ⅱ(2)2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑，CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2OD(3)NaHCO3[素养培优练]13．为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1g样品加热，其质量变为w2A.eq\f(84w2－53w1,31w1) B.eq\f(84w1－w2,31w1)C.eq\f(73w2－42w1,31w1) D.eq\f(115w2－84w1,31w1)A[因NaHCO3受热分解为Na2CO3、CO2和H2O，导致固体质量减小，可利用差量法进行计算。设NaHCO3的质量为x2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2Om(削减)2×8410662x(w1－w2)解得x＝eq\f(84w1－w2,31)，将其代入下式可得：w(Na2CO3)＝(w1－x)/w1＝eq\f(84w2－53w1,31w1)，A项正确。]14．下列试验方案中，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，逸出气体用碱石灰汲取，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C[取a克混合物充分加热，减重b克，依据差量法可求出NaHCO3的质量，从而求出Na2CO3的质量分数，A正确；取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体氯化钠，列方程组即可求出，B正确；C项，取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰汲取，增重b克，由于逸出气体中含有H2O(g)，故无法求解，C错误；D项，由于二者都能与Ba(OH)2溶液反应生成BaCO3沉淀，由Na2CO3→BaCO3、NaHCO3→BaCO3的转化关系，列方程组即可求出混合物中Na2CO3的质量分数，D正确。]15．工业生产的纯碱常含有少量的NaCl等杂质。如图是测定产品中Na2CO3质量分数的试验装置。操作步骤如下：A．在干燥管内填满碱石灰，质量为mgB．取ng样品装入广口瓶中C．检查装置气密性D．关闭止水夹E．打开止水夹F．缓慢鼓入空气数分钟，再称干燥管质量为WgG．缓慢加入稀硫酸至不再产生气体为止H．缓缓鼓入空气数分钟(1)正确的操作依次是。(2)步骤F中，要缓缓鼓入空气数分钟，鼓入空气的目的是，装置甲的作用是，装置乙的作用是。(3)计算样品中Na2CO3的质量分数的计算式是。(4)若去掉装置甲，测定结果会(填“偏大”“偏小”或“无影响”，下同)；若去掉装置乙，测定结果会。[解析]对于试验题首先应当弄清晰本试验的目的是通过测定碳酸钠与稀硫酸溶液反应产生的二氧化碳的质量，依此求得碳酸钠的质量。为了削减误差应当让产生的二氧化碳全部被本试验中的碱石灰汲取。让空气经过氢氧化钠溶液是除去空气中的二氧化碳，以减小误差；而后让除去二氧化碳的空气把反应产生的二氧化碳全部赶入乙容器中，除去水蒸气，再被碱石灰汲取。碳酸钠的质量分数的计算式：eq\f(W－mg,44g·mol－1)×106g·mol－1÷ng×100%。假如去掉装置甲，会使空气中的二氧化碳被碱石灰汲取，导致测得的二氧化碳的质量偏大；若去掉装置乙会使水蒸气被碱石灰汲取，导致测得的二氧化碳的质量偏大。[答案](1)C→B→E→H→D→A→G→E→F(2)使广口瓶中产生的CO2气体全部排出汲取空气中的CO2汲取CO2中的水蒸气(3)eq\f(53W－m,22n)×100%(4)偏大偏大16．[素养题]我国闻名化学家侯德榜独创的“联合制碱法”的反应原理用化学方程式可简要表示为NH3＋CO2＋H2O=NH4HCO3；NH4HCO3＋NaCl=NaHCO3↓＋NH4Cl；2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑。(1)以上过程中没有涉及的基本反应类型是，纯碱属于(填“酸”“碱”或“盐”)。(2)有人认为“联合制碱法”有以下优点，你认为正确的是(填字母)。A．生产过程中部分产物可作为原料运用B．副产品是一种氮肥C．反应均不须要加热，可节约能源(3)第2步反应中需加入磨细的食盐粉，将食盐磨细的目的是。(4)将第2步反应的滤液(氯化铵)与剩余氯化钠的混合溶液降温，氯化铵晶体大量析出，而大部分氯化钠仍留在溶液中，据图分析氯化铵能大量结晶析出的缘由是