高中化学人教版课时练习第二章第一节第4课时碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别碳酸钠与碳酸氢钠和盐酸反应的图像分析（提升课时）

十二碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别碳酸钠与碳酸氢钠和盐酸反应的图像分析(提升课时)学习理解共45分一、选择题(本题共7小题，每小题5分，共35分)1．某化合物加热时会放出一种气体并生成一种残渣，残渣能与稀盐酸反应放出相同的气体，该化合物可能是()A．碳酸钠 B．碳酸氢钠C．氯酸钾 D．过氧化钠【解析】选B。Na2CO3、Na2O2受热均不分解。KClO3受热分解生成KCl和O2，KCl与盐酸不反应。NaHCO3受热分解生成Na2CO3、H2O和CO2，Na2CO3和盐酸反应放出CO2。2．(2021·梅州高一检测)下列实验方法能达到实验目的的是()A．加热可除去NaHCO3固体中少量的Na2CO3B．用澄清石灰水鉴别碳酸钠和碳酸氢钠溶液C．用NaOH溶液鉴别BaCl2溶液和MgCl2溶液D．用闻气味的方法鉴别CO2和CO【解析】选C。NaHCO3固体受热易分解，Na2CO3受热不分解，故不能用加热的方法除去NaHCO3固体中少量的Na2CO3，故A错误；碳酸钠和碳酸氢钠均可与澄清石灰水反应生成白色沉淀，现象相同，不能鉴别，故B错误；MgCl2溶液与NaOH反应生成白色沉淀，BaCl2溶液与NaOH不反应，现象不同可鉴别，故C正确；CO2和CO都无味，CO还有毒，不能用闻气味的方法鉴别，故D错误。【补偿训练】检验烧碱中是否有纯碱的最佳方法是()A．加热看是否有气体产生B．滴入少量的硫酸看是否有气体产生C．溶解后检验溶液的酸碱性D．加入氯化钡溶液看是否有沉淀产生【解析】选D。检验的依据是由OH－和COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))的性质而定的，故D项最佳；A项，加热碳酸钠不分解；B项，H2SO4首先中和OH－，然后再与COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))反应，故加入少量硫酸时，现象不明显；C项，两者的溶液都显碱性。3．(2021·常州高一检测)把碱面融化成碱水，放入发起的面团中，中和面团中多余的酸性，以制作各种面点。碱面即碳酸钠，又称苏打、纯碱，生活中还会用到小苏打，即碳酸氢钠。关于Na2CO3和NaHCO3的说法正确的是()A．向两者的溶液中加入BaCl2均生成白色沉淀B．向两者的溶液中逐滴加入HCl，反应现象完全相同C．Na2CO3和NaHCO3两物质之间可以相互转化D．向饱和的Na2CO3溶液中通入足量的CO2气体，观察不到任何实验现象【解析】选C。只有Na2CO3和BaCl2反应生成白色沉淀，A错误；Na2CO3中逐滴加入HCl，发生的反应分成两个过程：①COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋H＋=HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，②HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋H＋=H2O＋CO2↑，因此开始无现象(发生①过程)，一段时间后才有气泡冒出(发生②过程)。而NaHCO3中逐滴加入HCl，相当于直接发生②过程，故开始即有气泡冒出，B错误；饱和的Na2CO3溶液中通入足量的CO2气体，反应生成NaHCO3，生成的NaHCO3相对于Na2CO3来说溶解度更小且反应后生成的NaHCO3质量大于Na2CO3的质量，NaHCO3会以沉淀的形式析出，D错误。4．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溶液中逐滴加入稀盐酸(Na2CO3与HCl的物质的量的比为1∶1)，生成的CO2与原Na2CO3的物质的量比为1∶2C．等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应，生成的CO2的质量相同D．向Na2CO3饱和溶液中通入CO2，有NaHCO3结晶析出【解析】选D。CaCO3与CO2在水中反应生成Ca(HCO3)2，再加入NaHCO3不反应，不会有沉淀生成，A项错误；B项发生反应Na2CO3＋HCl=NaCl＋NaHCO3，无CO2气体放出，B项错误；等质量的NaHCO3和Na2CO3，由化学方程式可知，NaHCO3与足量HCl反应时，放出的CO2的质量多，C项错误；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项正确。5．现加热5g碳酸钠和碳酸氢钠的混合物，使碳酸氢钠完全分解，混合物质量减少了0.31g，则原混合物中碳酸钠的质量为()A．3.38g B．4.58gC．4.16g D．4.41g【解析】选C。碳酸钠较稳定，加热不分解，只有碳酸氢钠分解，设混合物中含有xgNaHCO3，则2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2OΔm2×84 106 62xg 0.31g解之得：x＝0.84，所以m(Na2CO3)＝5g－m(NaHCO3)＝5g－0.84g＝4.16g。6．(2021·珠海高一检测)有两瓶失去标签的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液，它们的浓度相同，下列一定不可用于区别这两种溶液的是()A．酚酞溶液 B．pH试纸C．盐酸 D．澄清石灰水【解析】选D。浓度相同的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液，Na2CO3溶液的碱性强，滴入酚酞溶液，颜色更深，故可以用酚酞溶液鉴别，故A不符合；Na2CO3溶液的碱性强，用pH试纸鉴别时，滴有Na2CO3溶液的pH试纸颜色更深，可鉴别，故B不符合；分别向Na2CO3溶液和NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸时，Na2CO3溶液中开始时没有气泡产生，后有气泡产生，NaHCO3溶液中立即有气泡产生，可鉴别，故C不符合；向Na2CO3溶液中加入澄清石灰水发生反应Ca2＋＋COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))=CaCO3↓，生成碳酸钙白色沉淀，向NaHCO3溶液中加入澄清石灰水，氢氧根离子与碳酸氢根离子先反应生成碳酸根离子，再发生反应Ca2＋＋COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))=CaCO3↓，生成碳酸钙白色沉淀，不能鉴别，故D符合。7．18.4g由NaOH和NaHCO3组成的固体混合物，在密闭容器中加热到约250℃，经充分反应后排出气体，冷却后称得固体质量为16.6g，试确定原固体混合物中NaOH与NaHCO3的物质的量的关系为()A．NaOH>NaHCO3 B．NaOH<NaHCO3C．NaOH＝NaHCO3 D．无法确定【解析】选A。当混合物中NaOH和NaHCO3按物质的量之比为1∶1混合时，发生反应：NaOH＋NaHCO3=Na2CO3＋H2O40g84g 106g18g124g固体混合物发生反应，固体质量减轻18g；若NaOH过量，即NaOH和NaHCO3的物质的量的比大于1∶1时，124g固体反应，质量减轻小于18g；若NaHCO3过量，即NaOH和NaHCO3的物质的量的比小于1∶1时，124g固体反应，质量减轻大于18g。现18.4g由NaOH和NaHCO3组成的固体混合物加热后，质量减轻为18.4g－16.6g＝1.8g，则表明混合物中NaOH过量，NaOH和NaHCO3的物质的量的比大于1∶1。故选A。二、非选择题(本题共1小题，共10分)8．(2021·北京市海淀区高一检测)某同学设计如下实验，测定Na2CO3、NaHCO3和CaCO3固体混合物中钠元素的质量分数。实验过程如图所示：请回答：(1)操作①、②的名称依次为________。(2)气体C是________(填化学式)；溶液D是________(填化学式)；(3)原样品中钠元素的质量分数为________。【解析】测定Na2CO3、NaHCO3和CaCO3固体混合物中钠元素的质量分数，首先根据混合物组成成分溶解性的不同，通过先溶解再过滤的方法，可除去混合物中的碳酸钙；接着根据反应流程图可知，混合物中钠元素全部转化为氯化钠，由最后得到的氯化钠的质量，根据化学变化前后元素质量不变，计算混合物中钠元素的质量，钠元素质量与混合物质量的比可计算原样品中钠元素的质量分数，据此解答。(1)通过溶解把碳酸钙与溶液初步分离，然后经过过滤除去混合物中的碳酸钙，所以操作①、②的名称依次为溶解、过滤；(2)溶液A和溶液B的主要成分为Na2CO3和NaHCO3；加入盐酸，发生反应为Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋CO2↑＋H2O、NaHCO3＋HCl=NaCl＋CO2↑＋H2O，所以气体C为CO2，溶液D为NaCl；(3)所得17.55g氯化钠中钠元素的质量为17.55g×eq\f(23,58.5)×100%≈6.90g，原样品中钠元素的质量分数为eq\f(6.90g,20.00g)×100%＝34.5%。答案：(1)溶解、过滤(2)CO2NaCl(3)34.5%应用实践共35分一、选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分)9．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HCl的分子个数比为()A．2∶1 B．1∶1C．1∶2 D．4∶1【解析】选B。本题可从Na＋守恒角度考虑。无论NaHCO3是直接与盐酸反应，还是先加热分解再与盐酸反应，Na＋的量不变，生成的NaCl的量相等，则消耗HCl的量相等。10．为确定NaHCO3固体中是否含Na2CO3，下列实验操作及判断正确的是()A．加热，观察能否放出气体B．溶于水中，加入澄清石灰水，观察是否有白色沉淀生成C．加盐酸观察能否放出气体D．溶于水中，滴加少量BaCl2溶液，观察是否有白色沉淀生成【解析】选D。Na2CO3受热不分解，而NaHCO3受热会分解，所以不能通过加热观察是否有气体放出确定NaHCO3固体中是否含Na2CO3，故A不选；Na2CO3和NaHCO3都可以和Ca(OH)2反应生成CaCO3白色沉淀，故B不选；Na2CO3和NaHCO3都可以和盐酸反应生成二氧化碳，故C不选；Na2CO3能和BaCl2反应生成BaCO3沉淀，而NaHCO3不和BaCl2反应，故D选。11．下列关于钠及其化合物性质描述正确的是()A．在Na2O2中阳离子与阴离子的个数比为1∶1B．只有钠单质和钠盐的焰色试验呈现黄色C．可用石灰水区分Na2CO3与NaHCO3溶液D．碳酸氢钠溶液具有碱性，可用于治疗胃酸过多【解析】选D。过氧化钠中阳离子(Na＋)与阴离子(Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(2)))的个数比为2∶1，故A错误；利用焰色试验可以检验某些金属元素，火焰呈黄色，说明该物质中含有钠元素，可以是钠单质、钠盐、NaOH等，故B错误；石灰水可以与Na2CO3、NaHCO3反应生成CaCO3沉淀，因此不能用石灰水区分Na2CO3和NaHCO3溶液，故C错误；碳酸氢钠具有碱性，能用于治疗胃酸过多，故D正确。12．向100mLNaOH溶液中通入一定量的CO2气体，充分反应后，再向所得溶液中逐滴加入一定浓度的盐酸，产生CO2的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示。下列判断正确的是()A.所得溶液的溶质成分为NaOH、Na2CO3B．所得溶液的溶质成分为Na2CO3C．所得溶液的溶质成分为NaHCO3、Na2CO3D．所得溶液的溶质成分为NaHCO3【解析】选C。当向100mLNaOH溶液中通入一定量的CO2气体时，反应有两种可能情况：2NaOH＋CO2=Na2CO3＋H2O或NaOH＋CO2=NaHCO3，在加入盐酸100mL时，溶液中溶质可能有四种情况，分别为A、B、C、D四个选项，根据盐酸由0mL滴至25mL时没有CO2产生，由25mL滴至100mL时，发生反应NaHCO3＋HCl=NaCl＋CO2↑＋H2O生成CO2，后一段反应消耗的盐酸大于前一段反应消耗的，可知所得溶液的溶质成分为NaHCO3、Na2CO3。二、非选择题(本题共1小题，共15分)13．(2021·衡阳高一检测)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，其反应装置中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可以做到用一套装置同时进行两个对比实验，而Ⅲ不行(3)若用实验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)Na2CO3、NaHCO3均能与盐酸反应生成使澄清石灰水变浑浊的CO2气体，但等质量的Na2CO3与NaHCO3跟过量盐酸反应时，NaHCO3与盐酸反应更剧烈且产生气体的量多，故实验Ⅰ不能鉴别Na2CO3与NaHCO3，而实验Ⅱ可以。(2)NaHCO3受热易分解：2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O，Na2CO3受热不分解，可用加热方法鉴别，对比实验Ⅲ，实验Ⅳ可以同时进行两个对比实验，现象明显。(3)将NaHCO3置于小试管B中，Na2CO3置于大试管A中，加热时D中澄清石灰水不变浑浊，C中变浑浊，说明Na2CO3比NaHCO3稳定。答案：(1)Ⅱ(2)2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2OD(3)NaHCO3迁移创新共20分非选择题(本题共1小题，共20分)14．某同学拟用50mLNaOH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25mLNaOH溶液吸收过量的CO2气体，至CO2气体不再溶解