2021版化学名师讲练大一轮复习方略人教通用版题组训练过关 第7讲 考点3 3.1碳酸钠、碳酸氢钠

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题组训练过关
碳酸钠、碳酸氢钠的性质
1.除去混在碳酸钠溶液中少量的碳酸氢钠,最合理的方法是
( )
A.加热
B.加适量氢氧化钠溶液
C.加盐酸
D.加CaCl2溶液
【解析】选B。

加热可以除去碳酸钠固体中少量的碳酸氢钠,A错误;加入适量的氢氧化钠溶液,发生NaHCO 3+NaOH Na2CO3+ H2O,从而除去了碳酸氢钠,B正确;加盐酸二者都发生反应,C错误;加CaCl2溶液,与碳酸钠形成沉淀,D错误。

2.(2020·衡阳模拟)Na2CO3又名苏打,NaHCO3又名小苏打,俗名相近,但二者在性质上有着区别。

下列有关Na2CO3和NaHCO3比较中,不正确的是( )
A.热稳定性:Na2CO3>NaHCO3
B.相同温度下,0.1 mol·L-1盐溶液的pH:Na2CO3>NaHCO3
C.等质量的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐酸反应放出气体的量:Na2CO3<NaHCO3
D.相同温度下,0.1 mol·L-1盐溶液分别与0.1 mol·L-1HCl反应的剧
烈程度:Na2CO3>NaHCO3
【解析】选D。

热稳定性:Na2CO3>NaHCO3,A正确;相同温度、相同浓度情况下,C的水解程度大于HC,0.1 mol·L-1两种盐溶液的pH:Na2CO3>NaHCO3,B正确;相同质量的两种盐与足量的HCl反应产生CO2气体的量是Na2CO3<NaHCO3,C正确;在相同浓度、相同温度情况下,碳酸氢钠与盐酸反应比碳酸钠与盐酸反应剧烈,D错误。

【归纳提升】
1.鉴别Na2CO3和NaHCO3的四大方法
(1)利用热稳定性不同
(2)相同条件下利用反应速率不同
(3)利用阴离子的不同
(4)利用溶液的碱性不同
2.Na2CO3、NaHCO3与酸反应的定量比较
(1)速率:相同条件下,NaHCO3放出CO2的速率比Na2CO3快。

(2)耗酸量:等质量或等物质的量的Na2CO3与NaHCO3均为前者耗酸量多。

(3)CO2生成量比较
①等物质的量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的盐酸反应,产生CO2的量相等。

②等质量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量的盐酸反应,NaHCO3产生的CO2多。

③等物质的量的HCl与足量的Na2CO3、NaHCO3分别反应,NaHCO3产生的CO2多。

碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应图象
3. (2020·岳阳模拟)向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·L-1稀盐酸,CO2的生成量与加入盐酸的体积(V)的关系如图所示。

下列判断正确的是( )
A.在0～a范围内,只发生中和反应
B.ab段发生反应的离子方程式为C+2H+CO 2↑+H2O
C.a=0.3
D.原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为1∶2
【解析】选C。

向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加稀盐酸,NaOH先与稀
盐酸反应。

在0～a范围内,先发生OH-+H+H 2O,后发生C+H+HC,A错误;ab段发生反应的离子方程式为HC+H+H 2O+CO2↑,B错误;因a～0.4范围内发生的反应是H++HC CO 2↑+H2O,n(CO2)=0.01 mol,n(H+)=n(CO2)=0.01 mol,所以a=0.3,C正确;由碳元素守恒可知溶液中n(C)=n(CO2)=0.01 mol,在0～a范围内,生成0.01 mol HC消耗0.01 mol HCl,则NaOH消耗0.02 mol HCl,n(OH-)=0.02 mol,原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为2∶1,D错误。

4.向四只盛有一定量NaOH溶液的烧杯中通入不同量的CO2气体,再在所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量,并将溶液加热,产生的CO2气体与HCl物质的量的关系如图(忽略CO2的溶解和HCl的挥发):
则下列分析都正确的组合是( )
①Ⅰ图对应溶液中的溶质为NaHCO3
②Ⅱ图对应溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3,且二者的物质的量之比为1∶1
③Ⅲ图对应溶液中的溶质为NaOH和Na2CO3,且二者的物质的量之比为1∶1
④Ⅳ图对应溶液中的溶质为Na2CO3
A.①②
B.①③
C.②④
D.②③
【解析】选A。

图象Ⅰ中从O点即开始产生CO2气体,对应溶液中的溶质为NaHCO3,①正确;图象Ⅱ中Oa段消耗HCl的量小于ab段消耗HCl 的量,对应的溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3,且二者的物质的量之比为=,②正确;图象Ⅲ中,Oa段消耗HCl的量等于ab段消耗HCl的量,对应溶液中的溶质为Na2CO3,③错误;图象Ⅳ中,Oa段消耗HCl的量大于ab段消耗HCl的量,对应溶液中的溶质为Na2CO3、NaOH,且二者的物质的量之比为=,④错误。

【归纳提升】
用数形结合思想理解Na2CO3、NaHCO3与盐酸的反应
(1)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸,第一步:C转化为HC,无气体产生;第二步:HC与H+反应产生CO2。

消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图1所示。

(2)向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸,消耗HCl的体积与产生CO2的体积
的关系如图2所示。

(3)向NaOH、Na2CO3的混合溶液中逐滴加入盐酸,消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图 3 所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比x∶y=1∶1,其他比例时的图象略)。

(4)向Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入盐酸,消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图4所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比m∶n=1∶1,其他比例时的图象略)。

碳酸钠、碳酸氢钠质量分数的测定
5.(2020·衡水模拟)过碳酸钠(Na2CO4)是一种很好的供氧剂,其与稀盐酸反应的化学方程式为2Na2CO4+4HCl4NaCl+2CO2↑+O2↑+2H2O。

市售过碳酸钠一般都含有碳酸钠,为测定某过碳酸钠样品(只含Na2CO4和Na2CO3)的纯度,某化学兴趣小组采用以下两种方案实施:
(1)操作①和③的名称分别为____________,__________________ 。

(2)上述操作中,使用到玻璃棒的有________(填操作序号)。

(3)请简述操作③的操作过程__________________。

方案二:按下图安装好实验装置,Q为一塑料气袋,随意取适量样品于其中,打开分液漏斗活塞,将稀盐酸滴入气袋中至充分反应。

(4)为测定反应生成气体的总体积,滴稀盐酸前必须关闭________,打开________(填“K1”“K2”或“K3”)。

导管A的作用是_________。

(5)当上述反应停止后,使K1、K3处于关闭状态,K2处于打开状态,再缓缓打开K l。

B中装的固体试剂是_________ ,
为何要缓缓打开K1? _________ 。

(6)实验结束时,量筒Ⅰ中有x mL水,量筒Ⅱ中收集到了y mL气体,则样品中过碳酸钠的质量分数是_________ 。

【解析】样品称量可以得到样品质量为m1g,加入稀盐酸溶解后,过滤得到溶液为氯化钠溶液,蒸发结晶得到氯化钠,称量得到固体氯化钠的质量为m2 g。

(1)操作①为称量固体质量,操作③为结晶得到氯化钠固体。

(2)固体溶解需要玻璃棒搅拌加速溶解,溶液中得到溶质固体需要在蒸发皿中加热蒸发结晶,过程中需要玻璃棒搅拌,受热均匀,上述操作中,使用到玻璃棒的有②③。

(3)溶液中得到溶质固体的方法是加热蒸发结晶,具体操作为得到的溶液在蒸发皿中加热蒸发,用玻璃棒不断搅拌到大量晶体析出,停止加热靠余热蒸发剩余的水分得到氯化钠固体。

(4)实验开始后,反应产生的CO2、O2使气球变大,将广口瓶中气体排出,水进入量筒Ⅰ中,所以量筒Ⅰ中水的体积即为产生的CO2、O2的体积,
所以滴稀盐酸前必须关闭K1、K2打开K3,为使分液漏斗内液体顺利流下,应使分液漏斗内外压强相等,所以导管A的作用是平衡分液漏斗上下的压强,使液体顺利流下。

(5)用碱石灰吸收二氧化碳,量筒Ⅱ中排出液体的体积为氧气体积,缓缓打开K1,让生成的二氧化碳能充分被B中碱石灰吸收,使量筒内收集到纯净的氧气。

(6)量筒Ⅰ中有x mL水,则CO2、O2的总体积为x mL,量筒Ⅱ中收集到了y mL气体,则O 2总体积为y mL,则反应2Na2CO4+4HCl4NaCl+2CO2↑+O2↑+2H2O,生成的二氧化碳为2y mL,碳酸钠反应生成二氧化碳为(x-y-2y)=(x-3y) mL,生成二氧化碳物质的量之比为2y∶(x-3y),则Na2CO4与碳酸钠的物质的量之比为2y∶(x-3y),故样品中过碳酸钠的质量分数是×100%=×100%。

答案:(1)称量蒸发结晶(2)②③(3)得到的溶液在蒸发皿中加热蒸发,用玻璃棒不断搅拌到大量晶体析出,停止加热靠余热蒸发剩余的水分得到氯化钠固体
(4)K1、K2K3平衡分液漏斗上下的压强,使液体顺利流下(5)碱石灰让生成的二氧化碳能充分被B中碱石灰吸收,使量筒内收集到纯净的氧气(6)×100%
【加固训练】
1.下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的比较中,正确的是 ( )
A.二者在水中的溶解度不同,碳酸氢钠的溶解度大于碳酸钠的溶解度
B.二者热稳定性不同,碳酸氢钠的热稳定性大于碳酸钠的热稳定性
C.相同质量的碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应放出二氧化碳气体,产生二氧化碳的量相同
D.二者在一定的条件下可以相互转化
【解析】选D。

碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠的溶解度;碳酸钠的热稳定性大于碳酸氢钠的热稳定性;相同物质的量的碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应放出二氧化碳气体,产生二氧化碳的量相同。

2.有两份相同质量的NaHCO3粉末,第一份加入足量的盐酸,第二份先加热,使其完全分解冷却后,再加足量的相同浓度的盐酸,则两者所消耗的盐酸中氯化氢的质量比是 ( )
A.2∶1
B.1∶1
C.1∶2
D.4∶1
【解析】选B。

根据
NaHCO 3+HCl NaCl+CO2↑+H2O和2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H 2ONa2CO3+2HCl
2NaCl+CO2↑+H2O两者所消耗的盐酸中氯化氢的质量比是1∶1。

3.已知某纯碱样品中含有少量NaCl杂质,为测定该样品中纯碱的质量分数,可用如图所示的装置进行实验。

主要实验步骤如下:
①按如图所示装置来组装仪器,并检查装置的气密性;
②将a g纯碱样品放入锥形瓶中,加入适量蒸馏水溶解,得到纯碱样品溶液;
③称量盛有碱石灰的U形管的质量为b g;
④通过分液漏斗滴入6 mol·L-1的硫酸,直到不再产生气体为止;
⑤从导管A处缓缓鼓入一定量的空气;
⑥再次称量盛有碱石灰的U形管的质量为c g;
⑦重复步骤⑤和⑥的操作,直到U形管的质量基本不变,为d g。

请回答下列问题:
(1)在用托盘天平称量样品时,如果天平的指针向左偏转,说明________ 。

(2)装置中干燥管B的作用是______ 。

(3)如果将分液漏斗中的硫酸换成物质的量浓度相同的盐酸,测量结果将________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。

(4)步骤⑤的目的是____________。

(5)步骤⑦的目的是____________。

(6)该样品中纯碱的质量分数为____________。

(7)还可以用其他实验方法测定该样品中纯碱的质量分数。

请简述一种不同的实验方法。

____________
【解析】(1)用托盘天平称量样品时,如果天平的指针向左偏转,说明样品质量较大。

(2)根据U形管的增重计算纯碱的质量,装置中干燥管B的作用是防止
空气中的CO2与水蒸气进入U形管。

(3)如果将分液漏斗中的硫酸换成物质的量浓度相同的盐酸,因盐酸有挥发性,使U形管的质量增重,测量结果将偏高。

(4)步骤⑤的目的是将反应产生的CO2全部赶入U形管中。

(5)步骤⑦的目的是保证产生的CO2被充分吸收、减小误差。

(6)U形管反应前后质量增加(d-b)g,n(CO2)= mol,该样品中纯碱的质量分数是×100%。

(7)也可以向一定量的纯碱样品溶液中加入足量BaCl2溶液,经过滤、洗涤、烘干、称量沉淀质量的方法测定样品中纯碱的质量分数。

答案:(1)样品质量较大(2)防止空气中的CO2与水蒸气进入U形管(3)偏高(4)将反应产生的CO2全部赶入U形管中(5)保证产生的CO2被充分吸收、减小误差(6)×100% (7)向一定量的纯碱样品溶液中加入足量BaCl2溶液,经过滤、洗涤、烘干、称量沉淀质量的方法测定样品中纯碱的质量分数(其他合理答案均可)
【归纳提升】
差量法在化学方程式计算中的应用
(1)所谓“差量”就是指反应过程中反应物的某种物理量之和(始态量)与同一状态下生成物的相同物理量之和(终态量)的差,这种物理量可以是质量、物质的量、气体体积、气体压强、反应过程中的热效应等。

(2)计算依据:化学反应中反应物或生成物的量与差量成正比。

(3)解题关键:一是明确产生差量的原因,并能根据化学方程式求出理
论上的差值(理论差量)。

二是结合题中的条件求出或表示出实际的差值(实际差量)。

(4)解题步骤
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