3.2.1钠的重要化合物基础巩固训练
1.下列对于Na2O、Na2O2的比较正确的一项是( )
A.Na2O、Na2O2都是钠的氧化物,都是碱性氧化物
B.Na2O、Na2O2都是易溶于水(与水反应)的白色固体
C.Na2O2在和CO2的反应中既是氧化剂又是还原剂
D.Na2O2与水反应时,1 mol Na2O2转移2 mol电子
解析:A项:Na2O2与水反应除了生成NaOH外,还有O2生成,所以Na2O2只是Na的氧化物,但不是碱性氧化物;B项:Na2O2是淡黄色固体;C项:Na2O2与CO2反应时电子转移关系:
,Na2O2中-1价O变成了-2价O和零价O2;D项:Na2O2与H2O反应时,Na2O2中-1价氧变成了-2价O和零价O2,故1 mol Na2O2转移1 mol电子。
答案:C
2.(双选题)有关NaHCO3和Na2CO3的性质,以下叙述错误的是( )
A.等质量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应,在相同条件下Na2CO3产生的CO2体积大
B.等物质的量的两种盐与同浓度盐酸完全反应,所消耗盐酸的体积Na2CO3是NaHCO3的两倍
C.将石灰水加入NaHCO3溶液中不产生沉淀,加入Na2CO3溶液中产生白色沉淀
D.同物质的量浓度的两种溶液,Na2CO3溶液的碱性大于NaHCO3溶液的碱性
解析:相对分子质量NaHCO3小于Na2CO3,所以等质量的NaHCO3、Na2CO3的物质的量n(NaHCO3)>n(Na2CO3),即产生CO2的体积在相同条件下NaHCO3的大;物质的量相等的NaHCO3、Na2CO3与HCl溶液反应,消耗HCl的物质的量Na2CO3是NaHCO3的两倍,则消耗同浓度HCl溶液的体积Na2CO3是NaHCO3的两倍;NaHCO3溶液中HCO与OH-反应生成CO,CO与Ca2+结合生成CaCO3沉淀;相同条件下,Na2CO3溶液的碱性比NaHCO3溶液的碱性强。
答案:AC
3.某无色透明溶液加入Na2O2后,有无色无味气体产生,同时产生白色沉淀,原溶液中可能含有的离子是( )
A.Cu2+ B.Mg2+
C.Ba2+ D.Fe3+
解析:在溶液中Cu2+、Fe3+均有颜色,故可排除A、D两项。Na2O2与水反应生成NaOH和O2,生成的NaOH与Mg2+反应产生Mg(OH)2白色沉淀,而不与Ba2+产生沉淀。故正确答案为B。
答案:B
4.某物质灼烧时,焰色反应为黄色,下列判断中正确的是( )
A.该物质一定是钠的化合物
B.该物质中一定含有钠元素
C.该物质一定是金属钠
D.该物质中一定不含钾元素
解析:焰色反应是某些金属元素的性质,焰色反应为黄色,说明该物质中一定含有钠元素,它可能是金属钠,也可能是钠的化合物。但钾的焰色必须透过蓝色钴玻璃滤去黄光后才能观察到,所以不能确定该物质是否含有钾元素。
答案:B
5.下列判断正确的是( )
A.可用水来确定某Na2O粉末中是否含有Na2O2
B.可用CO2来确定某Na2O粉末中是否含有Na2O2
C.可利用在空气中加热的方法除去Na2O中的Na2O2
D.将足量的Na2O2、Na2O分别加到酚酞溶液中,最终溶液均为红色
解析:CO2、H2O与Na2O、Na2O2均能反应,但与Na2O2反应时能产生氧气,因氧气是无色无味的气体且CO2也是气体,故CO2与Na2O2的反应无明显现象产生,水与Na2O2反应则会产生气泡而有明显现象,A正确,B错误;在空气中加热Na2O2与Na2O的混合物,后者会转化为前者,C错误;将两种氧化物加到酚酞溶液中后,均先与溶液中的水反应生成碱而使溶液变为红色,但因Na2O2具有漂白性,最终会将变成红色的溶液漂白,D错误。
答案:A
6.下列叙述中正确的是( )
A.向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解,再向溶液中加入NaHCO3饱和溶液,又有CaCO3沉淀生成
B.向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸,生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1?2
C.等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应,在同温同压下,生成的CO2体积相同
D.向Na2CO3饱和溶液中通入CO2,有NaHCO3结晶析出
解析:CaCO3与CO2反应生成Ca(HCO3)2,再加入NaHCO3是没有现象的,A项错;向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸,仅生成NaHCO3,无CO2气体放出,B项错;等质量的NaHCO3和Na2CO3,其中NaHCO3的物质的量多,与足量HCl反应时,放出的CO2多,C项错;D项,发生的反应为:Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3↓,由于NaHCO3的溶解性较小,故有结晶析出,D正确。
答案:D
7.标准状况下,将5.6L CO2气体迅速通过Na2O2固体,得到4.48 L气体,则这4.48 L气体的质量为( )
A.8.8 g B.6.4 g
C.8.2 g D.6.2 g
解析:反应前后气体的物质的量分别为n(前)==0.25 mol,n(后)==0.20 mol,Δn=n(前)-n(后)=0.05 mol,根据反应:2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,应用差值法可得n(O2)=0.05 mol,故反应后的0.20 mol气体由0.05 mol O2和0.15 mol CO2组成,则反应后气体的总质量为0.15 mol×44 g/mol+0.05 mol×32 g/mol=8.2 g。
答案:C
8.有4种钠的化合物W、X、Y、Z,它们之间存在如下关系:
①WX+H2O+CO2↑
②Z+CO2―→X+O2
③Z+H2O―→Y+O2↑
④X+Ca(OH)2―→Y+CaCO3↓
试回答下列问题:
(1)W、X、Y、Z的化学式分别是:W________、X________、Y________、Z________。
(2)以上4个化学反应中,属于氧化还原反应的是________(填反应序号),反应中氧化剂是________(写化学式),还原剂是________(写化学式)。
(3)若反应④在溶液中进行,写出其离子方程式以及能用该离子方程式表示的另一个反应的化学方程式:①离子方程式:________________。②化学方程式:________________。
解析:①反应可认定为NaHCO3的分解反应:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,该反应是非氧化还原反应。将X(Na2CO3)代入②④两反应,逆推可知Z为Na2O2,Y为NaOH。2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,以上两反应都是氧化还原反应,且Na2O2既是氧化剂又是还原剂。这样,反应④为Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH,其离子反应为CO+Ca2+===CaCO3↓。多数可溶性碳酸盐和Ca(OH)2的反应都可用此离子方程式表示,其反应不是氧化还原反应。
答案:(1)NaHCO3 Na2CO3 NaOH Na2O2
(2)②③ Na2O2 Na2O2
(3)Ca2++CO===CaCO3↓ Ca(OH)2+K2CO3===2KOH+CaCO3↓3.2.1钠的重要化合物课时作业
一、选择题(每小题4分,共48分)
1.(双选题)有关钠的化合物的叙述正确的是( )
A.在饱和碳酸钠溶液里通入二氧化碳会出现浑浊
B.NaOH、Na2CO3、NaHCO3均呈碱性,所以可以共存
C.在CaCl2溶液中滴入少量NaHCO3溶液无沉淀,再滴少量NaOH溶液出现沉淀
D.36.0g水投入6.2g Na2O所得溶液的溶质质量分数为14.7%
解析:A项正确,因NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,所以在饱和Na2CO3溶液里通入CO2发生反应:Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3,因生成溶解度更小的小苏打而出现浑浊;B项不正确,NaOH不与NaHCO3共存,它们反应生成Na2CO3,本选项中只Na2CO3与NaHCO3或Na2CO3与NaOH共存;C项正确,CaCl2溶液中加入少量NaHCO3溶液,溶液中的较多离子为Ca+、HCO、Na+、Cl-,相当于有NaCl和Ca(HCO3)2可溶盐,但加入NaOH溶液后,发生反应:HCO+OH-===CO+H2O,生成的CO与Ca2+立即反应产生碳酸钙沉淀;D项不正确,Na2CO3与水反应生成NaOH,其质量为8.0g,溶质质量分数为:
w(NaOH)=×100%=18.96%≈19%。
答案:AC
2.为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度,现将w1 g样品加热,其质量变为w2 g则该样品的纯度(质量分数)是( )
A. B.
C. D.
解析:设混合物中NaHCO3的质量为x。
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O Δm(减少)
168 106 62
x (w1-w2)g
解得x= g,则样品的纯度为
=。
答案:A
3.在课堂上老师出示了两瓶失去标签的Na2CO3和NaHCO3无色饱和溶液,希望班里同学提出简便的鉴别方法,该班同学踊跃提出看法,其中不合理的是( )
①用干燥的pH试纸检验,pH大的是Na2CO3
②取等量的溶液于两支试管中,各滴入酚酞溶液,红色较深的是Na2CO3
③取等量的溶液于两支试管中,加热,有气泡产生的是NaHCO3
④取等量的溶液于两支试管中,逐滴加入稀盐酸,开始就有气体放出的是NaHCO3
⑤取等量的溶液于两支试管中,滴加BaCl2溶液,生成白色沉淀的是Na2CO3
⑥取等量的溶液于两支试管中,滴加Ba(OH)2溶液,生成白色沉淀的是Na2CO3
A.①② B.③⑥
C.④⑤ D.②⑤
解析:③中因为NaHCO3溶液受热时NaHCO3不分解,只有NaHCO3固体受热才分解;⑥中分别向两支试管中滴Ba(OH)2溶液,都能出现白色沉淀,化学方程式为Na2CO3+Ba(OH)2===2NaOH+BaCO3↓,2NaHCO3+Ba(OH)2===Na2CO3+BaCO3↓+2H2O。
答案:B
4.下表中,对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是( )
选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ 判断
A 碳酸钠可用于治疗胃病 Na2CO3可与盐酸反应 Ⅰ对,Ⅱ对,有
B 向Na2O2的水溶液中滴入酚酞变红色 Na2O2与水反应生成氢氧化钠 Ⅰ对,Ⅱ错,无
C 金属钠具有强还原性 高压钠灯发出透光性强的黄光 Ⅰ对,Ⅱ对,有
D 过氧化钠可为航天员供氧 Na2O2能与CO2和H2O反应生成O2 Ⅰ对,Ⅱ对,有
解析:A项中陈述Ⅰ错误,治疗胃酸过多要用NaHCO3而不是Na2CO3;B项中陈述Ⅰ错误,酚酞在Na2O2的水溶液中最终呈无色;C项,陈述Ⅰ与Ⅱ之间无因果关系。
答案:D
5.2.3 g纯净物金属钠在干燥空气中被氧化后得到3.5 g固体,由此可判断其氧化产物是( )
A.只有Na2O B.只有Na2O2
C.Na2O和Na2O2 D.无法确定
解析:由Na―→Na2O和Na―→Na2O2分别计算之。
2Na ~ Na2O
2×23 62
2.3 g 3.1 g
2Na ~ Na2O2
2×23 78
2.3 g 3.9 g
因3.1 g<3.5 g<3.9 g,故氧化产物二者皆有。
答案:C
6.为除去括号内的少量杂质,所选用的试剂或方法不正确的是( )
A.Na2CO3溶液(NaHCO3),加入适量的NaOH溶液
B.NaHCO3溶液(Na2CO3),通入过量的CO2气体
C.Na2O2粉末(Na2O),将混合物在空气中加热
D.Na2CO3溶液(Na2SO4),加入适量的Ba(OH)2溶液,过滤
解析:NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O,由于NaOH适量,A项可以将少量的NaHCO3除去;Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3,B项可以将少量的Na2CO3转化为NaHCO3而除去;2Na2O+O22Na2O2,C项可以将少量的Na2O转化为Na2O2而除去;Na2CO3+Ba(OH)2===BaCO3↓+2NaOH,Na2SO4+Ba(OH)2===BaSO4↓+2NaOH,D项不能将杂质除去。
答案:D
7.有两份质量相同的NaHCO3,向第一份中加入盐酸使其充分反应;将第二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.1:1
C.1:2 D.4:1
解析:方法一 取168 g NaHCO3,第一份:
NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑
84 36.5
168 g 36.5×2 g
第二份:
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
2×84 106
168 g 106 g
Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑
106 36.5×2
106 g 36.5 g×2
通过比较耗酸量相同。
方法二 不论NaHCO3是直接与酸反应,还是受热分解后的固体再与酸反应,其中的Na+均转化为NaCl,因Na+的含量一定,则需Cl-的量一定,即需HCl的量一定,所以由守恒式可直接判断出答案。
答案:B
8.向某Na2CO3溶液中逐滴滴加1 mol·L-1的盐酸,测得溶液中Cl-、HCO的物质的量随加入盐酸体积的关系如图所示,其中n2:n1=3:2,则下列说法中正确的是( )
A.Oa段反应的离子方程式与ab段反应的离子方程式相同
B.该Na2CO3溶液中含有1 mol Na2CO3
C.b点的数值为0.6
D.b点时生成CO2的物质的量为0.3 mol
解析:Oa段反应的离子方程式为CO+H+===HCO,ab段反应的离子方程式为HCO+H+===CO2↑+H2O,HCO的物质的量最多为0.5 mol,说明原溶液中Na2CO3的物质的量为0.5 mol,a点时消耗的HCl的物质的量为0.5 mol。假设ab段加入了m mol HCl,由题意可知,=,解得m=0.1,由化学方程式可知b点时共消耗HCl 0.6 mol,其体积为0.6 L,生成CO2为0.1 mol。
答案:C
9.在甲、乙、丙、丁四个烧杯内分别放入0.1 mol钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧化钠,然后各加入100 mL水,搅拌,使固体完全溶解,则甲、乙、丙、丁的质量分数的大小顺序为( )
A.甲<乙<丙<丁 B.丁<甲<乙=丙
C.甲=丁<乙=丙 D.丁<甲<乙<丙
解析:甲和丁中溶质(NaOH)各为0.1 mol,但甲中耗去了0.1 mol H2O,故质量分数甲>丁。乙和丙中溶质 (NaOH)各为0.2 mol,反应中各耗去了0.1 mol H2O,剩余H2O的质量也相同,故质量分数乙=丙。乙和丙中溶质分别是甲和丁的2倍,而H2O却比丁更少,因此乙和丙的质量分数最大。
答案:B
10.(1)2010年11月12日,广州亚运会开幕,开幕式上的焰火表演,既精彩纷呈,又有着浓厚的地方特色,让人惊叹不已。下列关于焰色反应的说法正确的是( )
A.非金属单质燃烧时火焰均为无色
B.NaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色相同
C.焰色反应均应透过蓝色钴玻璃观察
D.所有金属及其化合物灼烧时火焰均有颜色
(2)下列有关焰色反应的实验操作中正确的是( )
A.可以用铜丝或铁丝代替铂丝
B.每次实验前,铂丝要先用硫酸洗涤
C.用固体样品或配成的溶液进行实验,现象相同
D.焰色反应实验所用火焰,无论何种燃料均可
解析:(1)A中有些非金属单质如H2、S等燃烧时火焰有颜色;C中只有观察K的火焰颜色时要透过蓝色钴玻璃;D中不是所有的金属元素灼烧时火焰都有颜色(如铂、铁等)。
(2)焰色反应实验时,所用金属丝本身不能产生焰色反应,故不能用铜丝,A选项错误;实验前的金属丝应用稀盐酸洗涤而不能用稀硫酸洗涤,故B选项错误;因为焰色反应是元素的性质,无论样品是固体还是溶液,只要含有该元素,均可产生相同的现象,故C选项正确;因为有些燃料本身会产生颜色,这样对焰色反应的现象观察产生干扰,故D选项错。
答案:(1)B (2)C
11.(双选题)按如图所示装置持续通入X气体,并在管口P处点燃,实验结果使澄清石灰水变浑浊,则X、Y可以是( )
A.H2和NaHCO3
B.CO和Na2CO3
C.CO和CuO
D.H2和Fe2O3
解析:本题主要考查NaHCO3、H2和CO的性质。
由已知“澄清石灰水变浑浊”,说明有CO2气体产生;同时“P处燃烧”说明有可燃性气体存在。A项中NaHCO3受热分解:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,产生的CO2使澄清石灰水变浑浊,同时H2可燃,符合题意;B项中CO可燃,但Na2CO3受热不分解,无CO2放出,不能使澄清石灰水变浑浊,不符合题意;C项中CO可燃,且CO+CuOCu+CO2,产生的CO2使澄清石灰水变浑浊,符合题意;D项中H2可燃,但3H2+Fe2O32Fe+3H2O,无CO2产生,不能使澄清石灰水变浑浊,不符合题意,故正确答案为AC。
答案:AC
12.某干燥粉末可能由Na2O、Na2O2、Na2CO3、NaHCO3、NaCl中的一种或几种组成。将该粉末与足量的盐酸反应有气体X逸出,X通过足量的NaOH溶液后体积缩小(同温、同压下测定)有剩余气体。若将原来混合粉末在空气中用酒精灯加热,也有气体放出,且剩余固体的质量大于原混合粉末的质量。下列判断正确的是( )
①粉末中一定有Na2O、Na2O2、NaHCO3
②粉末中一定不含有Na2CO3和NaCl
③粉末中一定不含有Na2O和NaCl
④无法肯定粉末中是否含有Na2CO3和NaCl
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
解析:与盐酸反应产生气体的物质可能为Na2O2(产生O2)、NaHCO3和Na2CO3(产生CO2),气体X通过NaOH溶液后体积缩小有剩余气体,说明X由O2和CO2组成,原粉末中一定有Na2O2、Na2CO3和NaHCO3中至少一种。将原粉末加热,有气体放出,说明混合物中一定有NaHCO3,但NaHCO3受热分解会使固体粉末质量减少,而实际上剩余固体的质量却增加了,原因只能是发生了反应:2Na2O+O22Na2O2。综上分析,混合物中一定有Na2O、Na2O2、NaHCO3,无法确定混合物中是否有Na2CO3和NaCl。
答案:D
二、非选择题(共52分)
13.(10分)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实验,如图Ⅰ-Ⅳ所示。
(1)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验,能够达到实验目的的是(填装置序号)________;
(2)图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质,其反应的化学方程式为________;
与实验Ⅲ相比,实验Ⅳ的优点是(填选项序号)________;
A.Ⅳ比Ⅲ复杂
B.Ⅳ比Ⅲ安全
C.Ⅳ比Ⅲ操作简便
D.Ⅳ可以做到一套装置同时进行两个对比实验,而Ⅲ不能
(3)若用实验装置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________;
(4)将碳酸氢钠溶液与澄清石灰水混合并充分反应,
①当石灰水过量时,其离子方程式是________;
②当碳酸氢钠与氢氧化钙物质的量之比为2?1时,所得溶液中溶质的化学式为________,请设计实验检验所得溶液中溶质的阴离子________。
解析:(1)Na2CO3和NaHCO3均能与盐酸反应生成使澄清石灰水变浑浊的CO2,故实验Ⅰ不能鉴别Na2CO3和NaHCO3。但等质量的NaHCO3比Na2CO3与盐酸反应快,且产生的CO2多,故从实验Ⅱ中气球鼓胀的速度和程度就能鉴别Na2CO3和NaHCO3。
(2)NaHCO3受热分解:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,Na2CO3受热不分解。与实验Ⅲ相比,实验Ⅳ的优点是一套装置可以同时进行两个对比实验。
(3)从实验Ⅳ可以看出,A中温度高,B中温度低,若A中装Na2CO3,B中装NaHCO3,在这种情况下,与B相连试管中的澄清石灰水变浑浊,而与A相连试管中的澄清石灰水不变浑浊,更能说明NaHCO3比Na2CO3易分解。
(4)碳酸氢钠与氢氧化钙反应时,反应物的量不同,生成物不同,若澄清石灰水过量,反应为Ca(OH)2+NaHCO3===CaCO3↓+NaOH+H2O。当碳酸氢钠与氢氧化钙物质的量之比为2?1时,反应为2NaHCO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+Na2CO3+2H2O,所得溶液中溶质为Na2CO3。检验所得溶液中溶质的阴离子的方法:取少量上层清液于试管中,加入适量氯化钙溶液,振荡,若有白色沉淀生成,也可证明溶液中含有CO。
答案:(1)Ⅱ
(2)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,CO2+Ca(OH)2===
CaCO3↓+H2O D
(3)NaHCO3
(4)①HCO+Ca2++OH-===CaCO3↓+H2O
②Na2CO3 取少量上层清液于试管中,加入适量氯化钙溶液,振荡,若有白色沉淀生成,则证明溶液中含有CO
14.(10分)将14 g Na2O和Na2O2的混合物加入足量的水中充分反应后,生成标况下的气体1.12 L,所得溶液的体积为400 mL。试计算:
(1)原混合物中Na2O的质量为________g。
(2)所得溶液的物质的量浓度为________mol/L。
解析:2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
2 mol 22.4 L
n(Na2O2) 1.12 L
n(Na2O2)=(2 mol×1.12 L)/22.4 L=0.1 mol
m(Na2O2)=0.1 mol×78 g/mol=7.8 g
m(Na2O)=14 g-7.8 g=6.2 g
n(Na2O)=6.2 g/62 g/mol=0.1 mol
根据题意有:Na2O2~2NaOH;Na2O~2NaOH
1 mol 2 mol 1 mol 2 mol
n(NaOH)=2×(0.1 mol+0.1 mol)=0.4 mol
c(NaOH)=0.4 mol/0.4 L=1 mol/L
答案:(1)6.2 (2)1
15.(10分)已知A、B、C、D、E、F、G、H、I九种物质,其中A、B、D、E焰色反应均为紫色(透过蓝色钴玻璃),G、F是单质,其余均为化合物,H是一种淡黄色固体,它们的转化关系如图所示。请回答:
(1)画出G离子结构示意图________;
(2)写出B、I的化学式B________,I________;
(3)写出H的一种用途__________________________________;
(4)写出A受热分解的化学方程式_________________________;
(5)若H与C反应固体增重4.2 g,则参加反应的C气体在标准状况下的体积为________L。
解析:由A、B、D、E的焰色反应可知四种物质均为钾盐;物质B在MnO2催化作用下分解生成E盐和F气体单质,推知B为KClO3,则E为KCl,I为HCl,F为O2;据H的颜色结合转化关系可知H为Na2O2,则G为Na,C为CO2;物质A受热分解可生成H2O、CO2和物质D,结合D盐+盐酸―→CO2可知A为KHCO3,D为K2CO3;然后依次解答即可。
答案:(1) (2)KClO3 HCl (3)可用在呼吸面具中和潜水艇里作为氧气的来源(或可用来漂白织物等) (4)2KHCO3△,K2CO3+H2O+CO2↑ (5)3.36
16.(11分)某同学拟用50 mL NaOH溶液吸收CO2气体制备Na2CO3溶液。为了防止通入的CO2气体过量生成NaHCO3,他设计了如下实验步骤:
①用25 mL NaOH溶液吸收过量的CO2气体,至CO2气体不再溶解;
②小心煮沸溶液1~2 min;
③在得到的溶液中加入另一半(25 mL)NaOH溶液,使溶液充分混合。
(1)他能否制得较纯净的Na2CO3溶液?________。理由是
_____________________________________________________。
(2)按他的设计,第①步实验装置如下图。装置A中使用的试剂是石灰石和盐酸溶液。可否使用纯碱代替石灰石?________。装置B使用的试剂是________,作用是____________________。
(3)有人认为实验步骤②③的顺序对调,即先混合再煮沸更合理,你认为对吗?________。为什么?____________________________。
解析:用NaOH溶液与CO2气体制备Na2CO3溶液,不能直接通过吸收CO2气体来制备,因为若CO2气体过量则混有NaHCO3杂质;若CO2气体不足,则有部分NaOH不能转化为Na2CO3。因而应当将一半NaOH与过量CO2气体反应生成NaHCO3,再与另一半NaOH恰好反应,全部生成Na2CO3。
答案:(1)能 用一半NaOH溶液生成NaHCO3,另一半NaOH和NaHCO3 1:1正好生成Na2CO3
(2)不能 NaHCO3饱和溶液 除CO2气体中的HCl气体
(3)不对 多余的CO2不除去会有NaHCO3生成
17.(11分)18.4 g NaHCO3和NaOH的固体混合物,在密闭容器中加热到约250 ℃,经充分反应后排出气体,冷却,称得剩余固体质量为16.6 g,试计算原混合物中NaOH的质量分数。
解析:为了方便计算,在进行有关混合物加热反应的计算时,要先考虑两者之间的反应,如果某物质过量且能分解,则再考虑两者反应后的分解反应。
假设18.4g混合物按下式恰好完全反应
NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O Δm
84 40 106 18
此时固体质量减少:18.4 g×≈2.67 g
当NaHCO3过量时,过量的NaHCO3会分解放出CO2和H2O(固体质量减少幅度大),此时,固体质量减少值应大于2.67 g;反过来,固体质量减少值小于2.67 g。
现混合物的质量减少了18.4-16.6=1.8(g)<2.67(g),由此可推知原混合物中NaOH过量。设原混合物中NaOH的质量为x,则原混合物中NaHCO3的质量为18.4 g-x。
NaOH+NaHCO3===Na2CO3+H2O 固体质量减少
84 18
18.4 g-x 1.8 g
列式解得x=10 g,故原混合物中NaOH的质量分数为×100%≈54.3%。
答案:54.3%