02第12讲碳酸钠和碳酸氢钠碱金属【答案】作业手册

第12讲碳酸钠和碳酸氢钠碱金属1.C[解析]Na2CO3加热不分解,NaHCO3加热分解生成Na2CO3,都有残留物,不能鉴别,A错误;二者都含有Na元素,火焰都呈黄色,不能鉴别,B错误;NaHCO3与酸反应比Na2CO3剧烈,可用白醋进行鉴别,C正确;二者都能与澄清石灰水反应生成白色沉淀,不能鉴别,D错误。2.D[解析]加入Ba(OH)2溶液,分别发生反应:Na2CO3+Ba(OH)2BaCO3↓+2NaOH、2NaHCO3+Ba(OH)2BaCO3↓+Na2CO3+2H2O或NaHCO3+Ba(OH)2BaCO3↓+NaOH+H2O,均产生白色沉淀,A错误;分别逐滴加入质量分数相等的稀硫酸,NaHCO3溶液发生反应:HCO3-+H+CO2↑+H2O,立即产生气泡,Na2CO3溶液发生反应:CO32-+H+HCO3-、HCO3-+H+CO2↑+H2O,开始无明显现象,过一段时间才产生气泡,故立即产生气泡的是NaHCO3溶液,B错误;分别加热两支试管中的溶液,若溶质不发生分解,溶解在溶液中的O2等因受热,其溶解度降低,也会从溶液中逸出,产生气泡,不能据此区分两种溶液,C错误;两支试管中溶质物质的量浓度相同,Na2CO3溶液的碱性强于NaHCO3溶液,滴加酚酞溶液后,Na2CO3溶液的红色更深3.B[解析]钠很活泼,和水反应生成氢氧化钠和氢气,则无论NaHCO3是否发生电离都会产生气泡,A错误;NaHCO3水解使溶液显碱性,则用干燥洁净玻璃棒蘸取0.1mol·L-1NaHCO3溶液,点在干燥的pH试纸上,测出溶液的pH>7,可以说明NaHCO3水解,B正确;钠离子的焰色不能透过蓝色钴玻璃观察,C错误;澄清石灰水的主要成分为Ca(OH)2,OH-与HCO3-反应生成CO32-,Ca2+与CO32-反应产生白色沉淀使溶液变浑浊,不能证明4.D[解析]NaHCO3可与NaOH反应生成Na2CO3,可用于除杂,A正确;Na2CO3与CO2反应生成NaHCO3,可用于除杂,B正确;Na2O和O2在加热条件下反应生成Na2O2,可用于除杂,C正确;Na2CO3和Na2SO4均能与Ba(OH)2反应,不能达到除杂的目的,D错误。5.D[解析]连接好装置后,先通入氮气以赶尽装置内空气,避免空气中二氧化碳、水蒸气影响测定结果,固体受热分解生成的二氧化碳和水蒸气进入装置B,利用冰水混合物冷却生成的水蒸气,装置C中的碱石灰吸收生成的二氧化碳,最后干燥管中的碱石灰是为了防止空气中的二氧化碳、水蒸气进入装置C影响测定结果。仪器a为干燥管,盛有干燥剂碱石灰,防止空气中的二氧化碳、水蒸气进入装置C影响测定结果,A正确;装置B利用冰水混合物冷却生成的水蒸气,防止水蒸气进入装置C,对实验结果产生影响,B正确;样品分解不完全,测定二氧化碳质量减小,碳酸氢钠质量减小,则碳酸钠质量增大,导致碳酸钠的质量分数偏高,C正确;产生CO2气体的速率太快,CO2没有被C中碱石灰完全吸收,测定二氧化碳质量偏小,碳酸氢钠质量偏小,碳酸钠质量偏大,导致碳酸钠的质量分数偏高,D错误。6.C[解析]K、Na等过于活泼的碱金属先和盐溶液中的水反应,生成强碱,而不是与盐发生置换反应,故A错误;金属Li在空气中燃烧生成氧化锂,金属钾在空气中燃烧会生成超氧化钾,金属钠在空气中燃烧生成过氧化钠,故B错误;随着核电荷数增加,碱金属元素原子半径越来越大,与自由电子的作用力越来越弱,金属键越来越弱,所以碱金属单质熔、沸点逐渐降低,故C正确;碱金属的原子半径越大,原子核对最外层电子的吸引能力越弱,则越易失电子,其还原性越强,故D错误。7.D[解析]钾的火焰颜色要透过蓝色钴玻璃观察,目的是滤去钠的黄色的光,故①正确;先将铂丝灼烧到与原来火焰的颜色相同,再蘸取被检验的物质,故②正确;每次实验后,要将铂丝用盐酸洗净,不能用硫酸洗净,故③正确;实验最好选择颜色较弱的,最好无色的火焰,故④正确;没有铂丝时,可以用光洁无锈的铁丝代替,故⑤正确;故选D。8.D[解析]根据元素周期律,Cs的金属性比K强,故CsOH的碱性比KOH强,A项正确;Cs的化学性质与钠相似,Na能与水或稀盐酸反应产生H2,故Cs也能与水或稀盐酸反应产生H2,且反应更剧烈,B项正确;Cs的还原性强于Na,则Na+的得电子能力比Cs+强,即氧化性:Na+>Cs+,C项正确;Li、Cs均为碱金属元素,Cs的电子层数多,更容易失去最外层电子,故金属性:Cs>Li,D项错误。9.D[解析]氢氧化钠溶液与过量二氧化碳反应的化学方程式为CO2+NaOHNaHCO3,可以实现转化关系①,A正确;Na2O2与水和二氧化碳反应的化学方程式分别为2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑、2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,因此④⑤的转化均有O2产生,B正确;碳酸钠溶液中不断滴加盐酸依次发生反应③Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3,反应⑧NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑,都生成氯化钠,C正确;反应②通过加热能实现物质转化,2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,也可加入氢氧化钠溶液实现物质转化,NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O,D错误。10.A[解析]合成氨工业提供氨气和二氧化碳,先吸氨,再碳酸化,过滤得到的母液Ⅰ吸收氨气经降温冷却析出氯化铵晶体,滤液中加入氯化钠经盐析得到的母液Ⅱ为饱和食盐水,再循环使用,过滤得到的碳酸氢钠晶体煅烧得到碳酸钠即纯碱,生成的二氧化碳重新回到碳酸化步骤循环使用。侯氏制碱法又称联合制碱法,其中CO2由合成氨工业提供,故A错误;通入氨气使溶液碱性增强,使碳酸氢钠转化为溶解度较大的碳酸钠,可以提高析出氯化铵的纯度,故B正确;侯氏制碱法是将NH3、CO2依次通入饱和NaCl溶液中,发生反应:NH3+CO2+H2O+NaClNH4Cl+NaHCO3↓,其中NaHCO3溶解度最小,故有NaHCO3晶体析出,应用了物质溶解度的差异,故C正确;析出的NH4Cl晶体可用作氮肥,提高原料Cl-的利用率,故D正确。11.(1)饱和NaHCO3溶液吸收挥发的NH3(2)增大气体与溶液的接触面积,使CO2被充分吸收(3)C(4)CO2(5)NaCl+H2O+NH3+CO2NaHCO3↓+NH4Cl(6)73.12%[解析]Ⅰ.某兴趣小组在实验室模拟侯氏制碱法制取NaHCO3。在装置甲中用6mol·L-1HCl溶液与CaCO3发生复分解反应制取CO2,然后将气体通入盛有饱和NaHCO3溶液的装置乙除去CO2中的杂质HCl,再将气体通入含氨的饱和食盐水中,发生反应:NaCl+H2O+NH3+CO2NaHCO3↓+NH4Cl,得到NaHCO3,NH3是大气污染物,为防止其污染空气,最后在装置丁中用稀硫酸吸收挥发的NH3。Ⅱ.由粗盐水制备NaHCO3,再进一步处理得到产品Na2CO3。在粗盐水中加入NaOH、BaCl2、Na2CO3溶液将Mg2+、SO42-、Ca2+、Ba2+转化为Mg(OH)2、BaSO4、CaCO3等沉淀,然后经过滤除去沉淀,向滤液中加入盐酸酸化,除去过量NaOH、Na2CO3,得到纯净NaCl;向饱和食盐水中通NH3使溶液显碱性,再通入CO2气体酸化,发生反应:NaCl+H2O+NH3+CO2NaHCO3↓+NH4Cl,经过滤分离出NaHCO3晶体,将其加热,发生分解反应:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,就制取得到纯碱;反应产生的CO2再通入碳酸化步骤加以循环利用;一定质量的样品煅烧,减少的质量为CO2、H2O的质量和,根据反应关系可计算出其中含有的NaHCO3晶体质量,也就可以知道Na2CO3(1)由分析可知,装置乙的目的是除去CO2中的HCl,使用的试剂是饱和NaHCO3溶液;装置丁中稀硫酸的作用是吸收挥发的NH3,防止其污染环境。(2)NH3极易溶于水,为防止倒吸现象的发生,导气管应该在液面以上,故NH3可以经导气管a通入;为使CO2被充分吸收,可增大CO2与溶液接触的面积,可以在b管下端安装一个多孔球泡,即在b管下端安装一个己装置。(3)NH4Cl固体加热分解产生NH3、HCl,两种气体在试管口遇冷又重新反应产生NH4Cl,因此该装置不能用于实验室制取NH3,A错误;通入CO2时导气管应该伸入液面以下,出气导气管应该稍微露出橡胶塞,因此该装置不能达到吸收CO2气体制取NaHCO3的目的,B错误;分离NaHCO3固体与含NH4Cl的溶液用过滤的方法,可以实现物质的分离,C正确;干燥NaHCO3固体应该在干燥器中,不能用酒精灯给盛有NaHCO3固体的烧杯加热,D错误。(4)根据分析可知,在循环Ⅰ中,参与循环的物质是CO2。(5)向氨化的饱和食盐水中通入CO2气体酸化,发生化学反应:NaCl+H2O+NH3+CO2NaHCO3↓+NH4Cl,制取得到NaHCO3。(6)NaHCO3不稳定,受热易分解:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,根据方程式可知:每有168gNaHCO3分解,就会产