专题04碳酸盐制备与性质探究(原卷版+解析)

专题04碳酸盐制备与性质探究题型分析碳酸盐的制备和性质探究主要涉及三方面的内容:碱变质问题、碳酸盐混合问题、碱和二氧化碳反应的问题。探究中往往考查实验探究的基本步骤、实验过程中的仪器及其中所装的物质的作用、实验策略等。解题过程中需要注重碳酸盐的基本性质、反应化学方程式及碳酸盐和碱的检验方法。题型一、碱变质问题(共4题；共19分)例题1．（2021九上·浙江月考）为探究一瓶久置的氢氧化钠固体样品是否全部变质，小柯取少量样品配制成溶液，再取少量溶液分别装入两支试管中，进行了如甲、乙两图所示实验。（1）小柯认为“甲图实验说明了氢氧化钠固体部分变质”。你认为小柯的观点是否正确，并说明理由。（2）分析乙图实验的现象，可以确定样品的变质情况为。(填“没有变质”或“部分变质”或“完全变质”)（3）进一步探究：另取少量样品溶液，加入一定质量分数的稀盐酸，直至过量。请在丙图中画出“生成CO2的质量随加入稀盐酸质量变化”的大致图像.（4）小高同学认为可以将BaCl2溶液换成Ba（OH）2,小文认为不可行，原因是。例题2．（2021九上·嘉兴期末）实验室有两瓶失去标签的无色溶液，分别是澄清石灰水和氢氧化钠溶液。（1）为了鉴别它们：先把两支试管分别贴上标签①、②，然后进行如下实验。实验步骤实验现象结论取少量未知无色溶液于①②两支试管中，分别滴加碳酸钠溶液①中无明显现象②中产生白色沉淀①试管中加入的无色溶液为（2）继续探究②试管反应后溶液中溶质的成分。【提出问题】反应后溶液中溶质的成分是什么？【作出猜想】猜想一：氢氧化钠猜想二：猜想三：氢氧化钠和碳酸钠（3）【验证猜想】若通过下列实验得出猜想三成立，请写出相应的实验过程与现象。实验过程实验现象实验结论猜想三成立例题3．（2021九上·金华期中）实验室有瓶敞口放置的氢氧化钠固体样品，为探究样品中的成分，小科进行如下实验（1）操作①是加水充分溶解，操作②的名称是。（2）沉淀B的化学式是。（3）小科根据实验现象认为样品中定含有氢氧化钠，同学们都认为小科的判断是不正确，其理由是。例题4．（2020九上·婺城期中）某同学发现，上个月做实验用的NaOH溶液忘记了盖瓶盖．对于该溶液是否变质，同学们开始实验探究．[猜想假设]猜想(1)：该溶液没有变质，为NaOH溶液猜想(2)：该溶液全部变质，为Na2CO3溶液猜想(3)：该溶液部分变质，为NaOH和Na2CO3的混合溶液[查阅资料]Na2CO3溶液呈碱性[设计方案]请你完善下表几组同学探讨的设计方案实验操作可能出现的现象与结论同学评价第1组若溶液变红，则猜想(2)不成立第2组同学认为：此方案结论不正确，理由是：第2组产生白色沉淀，则猜想(1)不成立第3组同学认为：此方案还不能确定猜想(2)还是猜想(3)成立第3组若滤液不变红，则猜想(2)成立：若滤液变红，则猜想(3)成立第1组同学认为：不需过滤也能达到实验目的，更简单的操作方法是：[探究实验]综合各小组的方案后，动手实验．[结论与反思]NaOH溶液易与空气中CO2反应而变质，所以要密封保存，[拓展延伸]同学们设计了如图两套裝置进行实验：用胶头摘管吸取某种液体，锥形瓶中充入一种气体或放入一种固体物质，挤压胶头摘管，一段时间后，两装置中气球明显胀大。⑴甲装置中可能发生反应的方程式是。⑵若乙装置中胶头摘管吸取的是稀盐酸，则锥形瓶中放入的固体可能是。题型二、碳酸盐混合问题例题1．（2022九下·长兴开学考）小科和小敏同学学习完酸、碱、盐后发现：碱溶液能使酚酞试液变红，Na2CO3溶液也能使酚酞试液变红。碱溶液使酚酞试液变红，是因为碱在水中解离出OH-，那Na2CO3溶液中究竟是哪种粒子使酚酞试液变红呢？小科设计了右图三个实验，请你、小科和小敏一起探究并完成下列问题：（1）实验Ⅰ的目的是为了。（2）实验Ⅱ加入蒸馏水的目的是探究水分子是否能使酚酞试液变红，小敏同学认为实验Ⅱ没必要做，你认为小敏的理由是。（3）实验Ⅲ滴入Na2CO3溶液，振荡，酚酞试液变红，向变红后的溶液中再逐滴滴加过量的CaCl2溶液后，振荡，反应的方程式是。由实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ得出结论：溶液中的CO例题2．（2021九上·温州期末）小明在社团课中学习了碳酸氢钠(NaHCO3)，它俗称小苏打，水溶液呈碱性，能与氢氧化钠溶液反应：NaHCO3+NaOH==Na2CO3+H2O。于是，小明将NaOH加入到NaHCO3溶液中，却没有明显现象。为了探究两者混合后是否反应，小明提出两种方法：方法一：判断混合后碳酸氢钠或氢氧化钠是否存在。（1）小明往加入酚酞的氢氧化钠溶液中逐滴加入足量的碳酸氢钠溶液，溶液始终呈红色，于是他得出两者没有反应的结论。小红认为他的结论不科学，因为。（2）方法二：判断混合后是否生成了碳酸钠。小明先做了如图甲、乙两个实验，都没有明显现象：若要判断混合后生成碳酸钠，小明应该在上述实验的基础上再增加一个实验，其方法是。（3）方法一是从反应物的角度，方法二是从生成物的角度来判断无明显现象的化学反应是否发生。请列举一个课本上用其中一种方法来判断化学反应的例子：。例题3．（2021九上·长兴期中）某班同学在做“某些酸、或、盐之间是否发生反应”的探究实验时发现．酸碱之间的反应，往往没有明显的现象。那么如何判断酸碱发生了化学反应呢？[提出问题]如何判断酸．碱溶液发生了化学反应？[实验药品]一定质量分数的稀盐酸，一定质量分数的氢氧化钠溶液(稀)、酚酞溶液、蒸馏水。[实验探究]（1）甲小组在烧杯中加入50mL，氢氧化钠溶液，滴入几滴酚酞溶液，用滴管慢慢滴人稀盐酸，发现(填现象)，证明氢氧化钠溶液与稀盐酸发生了化学反应。（2）乙小组进行了以下三个实验，并用温度传感器测定实验过程中的温度变化情况，得到了如图所示的三条曲线。实验一．50mL稀盐酸与50mL氢氧化钠溶液混合(曲线a)；实验二．50mL稀盐酸与50mL蒸馏水混合曲线b)；实验三．50mL氢氧化钠溶液与50ml蒸馏水混合(曲线c)。结合实验目的分析，增加实验二、实验三的目的是。对比三条曲线，可以得到如下结论：①氢氧化钠溶液和稀盐酸一定发生了化学反应。②酸和碱之间的反应是反应(填“放热"或“吸热”)。（3）[交流与反思]甲小组认为，通过实验探究(2)得出“酸和碱之间的反应是放热反应”的结论不严谨，应该补充实验。例题4．（2019·杭州模拟）为测量纯碱样品各成分的含量，小亮设计了如图左所示装置，通过称量B装置质量变化来确定样品中各成分的含量。该装置气密性良好，样品完全反应，但多次实验发现，测定结果有偏差。对此小亮在老师的指导下重新设计了如下图右的实验装置。（1）根据改进的需要，思考D装置中应装入的药品应该是，为减少实验的偏差，可以在a导管口鼓入空气。为排除原有装置内空气中的二氧化碳和生成二氧化碳残留在装置内对实验的影响，应分别在何时鼓入空气为宜。（2）小亮按照改进后的装置和正确的步骤重新实验，发现实验结果与老师提供的标准含量相比仍然偏小，则分析在操作上导致实验结果偏小的原因可能是。（3）实验过程中同组的小李同学提出还可以对实验装置继续改进，可以将实验室中废弃的洗手液瓶盖改装成一个单向气体流动装置，取代原装置中的D部分，请问这一改进的优点有。（写出一条）题型三、碱和二氧化碳反应问题例题1．（2021九上·温州期中）某兴趣小组的同学在探究氢氧化钠的性质时，将二氧化碳通入盛有氢氧化钠溶液的试管中，没有观察到现象，小组同学对氢氧化钠和二氧化碳是否发生反应产生了兴趣，他们又做了如图所示两组实验。（1）实验一：如图1，将氢氧化钠溶液加入装有二氧化碳的软塑料瓶中，旋紧瓶盖振荡，观察到软塑料瓶变瘪，小组同学认为氢氧化钠和二氧化碳发生了反应，其中一位同学提出了质疑，认为根据上述实验现象足以证明二者发生了化学反应，应添加一组对照组。（2）实验二，小组同学将实验一做了改进，将注射器1中的氢氧化钠溶液注入拧紧瓶盖的软塑料瓶中振荡，观察到软塑料瓶变瘪，再将足量的稀盐酸从注射器2注入瓶中(如图2)，观察到，证明氢氧化钠与二氧化碳发生了反应。（3）实验结束后，兴趣小组的同学取少量实验二中的液体，滴加酚酞后发现不变色，甲同学认为溶质为氯化钠，乙同学认为不一定。请你进一步设计实验检验溶液中的溶质组成例题2．（2021九上·绍兴期中）为探究CO2与NaOH溶液的反应，某兴趣小组的同学将CO2持续通入到NaOH溶液中，测得反应过程中溶液的pH变化如1所示，溶液中的各种离子的浓度如图2所示，请回答下列问题。查阅资料：本实验条件下，Na2CO3溶液与NaHCO3溶液的pH分别约为11.0和8.5（1）图1中，AB段发生反应的化学方程式为。（2）图2中，曲线a可以代表（填离子符号）浓度变化，M点溶液中含有的溶质主要是(填化学式）。例题3．（2018九上·杭州月考）小金同学用气体压力传感器研究二氧化碳与氢氧化钠的反应。图Ⅰ表示的是该实验的设计方案，图Ⅱ中曲线1和曲线2分别表示瓶1和瓶2内气压随时间的变化趋势。（1）曲线1说明；（2）对比曲线1和曲线2可知，；（3）如果继续向瓶2中注入20mL稀盐酸，瓶内的气压（填“能”或“不能”或“不一定能”）恢复到起始气压。1．（2018九上·象山期中）实验室中有一种含有纯碱、小苏打和少量水的固体粉末样品。为了测定其中小苏打的含量，某化学兴趣小组的同学在老师的指导下，利用如图所示装置（部分固定装置已略去）进行实验。已知：①该装置气密性良好，A、C、D中所装药品足量且能完全吸收相关物质②碱石灰是CaO与NaOH的固体混合物③加热条件下，纯碱稳定不分解，小苏打易分解，反应的化学方程式为：2NaHCO3△__Na2CO3+H2O+CO探究过程如下：Ⅰ．称量样品和已装入相关药品的装置C、D的质量，分别为：m、m1、m2；Ⅱ．将质量为m的样品装入B玻璃管中，按图连接好装置，关闭弹簧夹，给玻璃管加热Ⅲ．待玻璃管中样品完全反应，打开弹簧夹通空气，再熄灭酒精灯，直到玻璃管冷却Ⅳ．再次称量装置C、D的质量，分别为m3、m4请回答下列问题（1）装置C中所装药品为；（2）装置D中发生反应的化学方程式为；（3）装置E的作用；（4）依据实验所得数据计算，该样品中小苏打的质量分数为（用相关字母表示）。2．【发现问题】研究性学习小组中的小张同学在学习中发现：通常检验CO2用饱和石灰水；吸收CO2用浓NaOH溶液．【实验探究】在体积相同盛满CO2的两集气瓶中，分别加入等体积的饱和石灰水和浓NaOH溶液．实验装置和现象如图所示．（1）【现象结论】甲装置中产生的实验现象，解释通常用石灰水而不用NaOH溶液检验CO2的原因；乙装置中的实验现象是，吸收CO2较多的装置是．（2）【计算验证】另一位同学小李通过计算发现，等质量的Ca（OH）2和NaOH吸收CO2的质量相比，Ca（OH）2（选填“大于”“小于”或“等于”）于NaOH．因此，他认为吸收CO2应该用．3．（2021九上·兰溪月考）某科学兴趣小组研究混有少量氯化钠杂质的纯碱样品，按如下装曾来测定该纯碱样品的纯度。某科学兴趣小组研究混有少量氯化钠杂质的纯碱样品实验步骤如下:①组装好仪器并检查气密性。②通入一会儿空气③用托盘天平称量干燥管D的质量为m1；④称量纯碱样品的质量为n，装入广口瓶B内；⑤打开分液漏斗a的旋塞，缓缓滴入稀硫酸，至不再产生气泡为止；⑥往试管人缓缓通入空气数分钟，然后称量干燥管D的质量为m2。（1）仪器A中装的试剂。（2）步骤⑥鼓入空气的目的是（3）干燥管E的作用是（4）根据实验数据可得该纯碱样品的纯度为。4．（2021九上·新昌期中）小柯同学用三支试管，分别取适量的稀盐酸、澄清石灰水、碳酸钠溶液，进行相关实验探究．步骤1：向三支试管中分别滴加酚酞后，Na2CO3溶液中显红色，说明Na2CO3溶液显性；步骤2：小柯把三支试管中的溶液同时倒入一只烧杯中，发现有气泡产生，最终有白色沉淀生成且溶液显红色；步骤3：把烧杯中的混合物进行过滤，得到滤液，滤液中一定不含。（选填答案：A、稀盐酸B、澄清石灰水C、碳酸钠溶液）【实验猜想】步骤3所得滤液中溶质可能为：①NaClNa2CO3；②NaClCaCl2和NaOH；③NaClNa2CO3和NaOH；④…【实验验证】（提示：CaCl2溶液显中性）实验操作实验现象实验结论取少量滤液于试管中，加入足量CaCl2溶液猜想③成立【反思评价】有同学提出CaCl2溶液改为稀盐酸，若观察到有气泡产生且红色消失，则证明猜想③成立。小柯同学认为不正确，其理由是：。5．（2021九上·宁波月考）小红在探究碱的化学性质时，将稀盐酸滴入到氢氧化钠溶液中，意外地发现有气泡产生，她认为氢氧化钠溶液已经变质。【提出问题】变质后的氢氧化钠溶液中的溶质是什么？【猜想假设】小红对变质后的氢氧化钠溶液中的溶质成分做出了两种猜想：猜想一：Na2CO3猜想二：NaOH和Na2CO3【实验设计】为了验证上述猜想哪个正确，小红设计了如下方案：取少量氢氧化钠溶液样品于试管中，滴加几滴无色酚酞溶液，观察溶液颜色的变化可以得出结论。小敏认为小红的实验方案不合理，理由是。【实验与结论】小敏另外设计实验方案并进行了探究，请你帮她完成下面的实验报告：实验步骤实验现象结论步骤1：取少量氢氧化钠溶液样品于试管中，向其中滴加过量的氯化钙溶液并振荡有白色沉淀产生猜想一正确步骤2：将步骤1试管中的混合物过滤，。6．（2021九上·嵊州期末）实验室中的试剂一般要密封保存，否则可能会与空气接触而变质。某研究性学习小组发现一瓶未密闭的Na0H固体，对其成分提出以下假设，并完成了实验探究，假设1:只含NaOH；假设2:含NaOH和Na2CO3假设3:只含Na2CO3（1）取少量样品于试管中，加入足量稀盐酸，观察到有气泡产生，说明假设不成立。(选填数字)（2）进一步探究的过程如下:①“操怍1”中要用到玻璃棒，其作用是。②加入CaCl2溶液的作用是。③滴加酚酞检验“溶液B”的现象是。7．（2022九上·衢江期末）小科对已经变质的氢氧化钠固体是否还含有氢氧化钠进行了以下探究。[作出猜想]猜想一：有氢氧化钠猜想二：没有氢氧化钠（查阅资料）BaCl2溶液、NaNO3溶液、Ba（NO3）2溶液均呈中性。[进行实验]取少量固体置于试管中，加水充分溶解，滴入几滴无色酚酞，观察到溶液变红，小科认为猜想一成立。[交流与评价]小玲同学认为小科的结论不一定正确，原因是。于是，小玲同学继续进行探究。[进行实验]实验操作实验现象实验结论小玲同学在小科所做实验后的溶液中，滴入过量的Ba（NO3）2溶液猜想一成立[反思与拓展]另取少量烧杯中的溶液进行以下实验，也能证明猜想一成立的是。A．先加足量稀盐酸，再滴加紫色石蕊溶液B．先加足量BaCl2溶液，静置，取上层清液，再滴加CuCl2溶液C．先加足量Ca（OH）2溶液，静置，取上层清液，再滴加酚酞溶液D．先加足量Ba（NO3）2溶液，静置，取上层清液，再滴加酚酞溶液8．（2019九上·杭州月考）某学校化学兴趣小组同学在实验中发现一瓶忘了盖瓶盖的NaOH固体，对其成分是否变质以及变质程度产生了兴趣，同学们作出了以下猜想，并进行如下实验探究：【提出问题】这瓶NaOH固体样品的成分是什么呢？【作出猜想】猜想1：只含NaOH；猜想2：只含有Na2CO3；猜想3：含有NaOH和Na2CO3；【讨论交流】NaOH可能变质的原因是（用化学方程式表示）；【实验探究】⑴取少量样品于试管中，加入足量稀盐酸，有气泡产生，说明猜想不成立；⑵进一步探究过程如下：根据上述探究过程回答：①加入过量BaCl2溶液的作用是；②不能用适量Ba(OH)2溶液代替过量BaCl溶液的原因是；③下列溶液可用来代替酚酞试液检验猜想3成立的是；A．CuCl2溶液B．KNO3溶液C．CaCl2溶液D．FeCl3溶液专题04碳酸盐制备与性质探究题型分析碳酸盐的制备和性质探究主要涉及三方面的内容:碱变质问题、碳酸盐混合问题、碱和二氧化碳反应的问题。探究中往往考查实验探究的基本步骤、实验过程中的仪器及其中所装的物质的作用、实验策略等。解题过程中需要注重碳酸盐的基本性质、反应化学方程式及碳酸盐和碱的检验方法。题型一、碱变质问题(共4题；共19分)例题1．（2021九上·浙江月考）为探究一瓶久置的氢氧化钠固体样品是否全部变质，小柯取少量样品配制成溶液，再取少量溶液分别装入两支试管中，进行了如甲、乙两图所示实验。（1）小柯认为“甲图实验说明了氢氧化钠固体部分变质”。你认为小柯的观点是否正确，并说明理由。（2）分析乙图实验的现象，可以确定样品的变质情况为。(填“没有变质”或“部分变质”或“完全变质”)（3）进一步探究：另取少量样品溶液，加入一定质量分数的稀盐酸，直至过量。请在丙图中画出“生成CO2的质量随加入稀盐酸质量变化”的大致图像.（4）小高同学认为可以将BaCl2溶液换成Ba（OH）2,小文认为不可行，原因是。【答案】（1）不正确，Na2CO3溶液也呈碱性（2）部分变质（3）​​（4）氢氧化钡与碳酸钠反应产生氢氧化钠，不知道原来是否有NaOH【解析】(1)小柯认为"甲图实验说明了氢氧化钠固体部分变质"，小柯的观点不正确，理由是：Na2CO3溶液也呈碱性。(2)滴加BaCl2溶液中产生白色沉淀，说明有碳酸钡生成，即溶液中含有碳酸钠；取上层清液滴加酚酚，溶液变红，说明溶液呈碱性，说明溶液中还有氢氧化钠。既然溶液中有碳酸钠和氢氧化钠，所以样品为部分变质。(3)因溶液中有碳酸钠和氢氧化钠，在刚开始滴加盐酸时，是盐酸先与氢氧化钠反应，此时没有气泡产生；在氢氧化钠被盐酸反应完全后，盐酸再与碳酸钠反应有气泡产生。那么二氧化碳的质量过一段时间才增大的，待碳酸钠完全反应后，它的质量保持不变，如下图：(4)小高同学认为可以将BaCl2溶液换成Ba（OH）2,小文认为不可行，原因氢氧化钡与碳酸钠反应产生氢氧化钠，不知道原来是否有NaOH。例题2．（2021九上·嘉兴期末）实验室有两瓶失去标签的无色溶液，分别是澄清石灰水和氢氧化钠溶液。（1）为了鉴别它们：先把两支试管分别贴上标签①、②，然后进行如下实验。实验步骤实验现象结论取少量未知无色溶液于①②两支试管中，分别滴加碳酸钠溶液①中无明显现象②中产生白色沉淀①试管中加入的无色溶液为（2）继续探究②试管反应后溶液中溶质的成分。【提出问题】反应后溶液中溶质的成分是什么？【作出猜想】猜想一：氢氧化钠猜想二：猜想三：氢氧化钠和碳酸钠（3）【验证猜想】若通过下列实验得出猜想三成立，请写出相应的实验过程与现象。实验过程实验现象实验结论猜想三成立【答案】（1）氢氧化钠溶液（2）NaOH和Ca(OH)2（3）取样于试管中，加入稀盐酸（或稀硫酸）至过量（或取样于试管中，加入氢氧化钙溶液或氢氧化钡溶液或氯化钙溶液或氯化钡溶液）；一段时间后有气泡产生（或有白色沉淀产生）【解析】（1）氢氧化钠与碳酸钠不反应，石灰水与碳酸钠反应产生白色沉淀，所以①试管中加入的无色溶液为氢氧化钠溶液；（2）②试管中碳酸钠与氢氧化钙反应生成氢氧化钠和碳酸钙，试管中溶液中溶质一定有氢氧化钠，碳酸钠和氢氧化钙可能剩余一种，猜想二为NaOH和Ca(OH)2；（3）要证明猜想三成立，只需证明碳酸钠的存在，依据碳酸钠与酸或钙离子产生气体或沉淀来完成，具体操作为取样于试管中，加入稀盐酸（或稀硫酸）至过量或取样于试管中，加入氢氧化钙溶液或氢氧化钡溶液或氯化钙溶液或氯化钡溶液，一段时间后有气泡产生或有白色沉淀产生即猜想三成立。例题3．（2021九上·金华期中）实验室有瓶敞口放置的氢氧化钠固体样品，为探究样品中的成分，小科进行如下实验（1）操作①是加水充分溶解，操作②的名称是。（2）沉淀B的化学式是。（3）小科根据实验现象认为样品中定含有氢氧化钠，同学们都认为小科的判断是不正确，其理由是。【答案】（1）过滤（2）CaCO3（3）加入的氢氧化钙中的氢氧根离子干扰实验【解析】（1）操作②用于分离沉淀和溶液，应该为过滤；（2）氢氧化钠变质生成碳酸钠，而碳酸钠和氢氧化钙反应，生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，因此沉淀B为碳酸钙。（3）小科根据实验现象认为样品中定含有氢氧化钠，同学们都认为小科的判断是不正确，其理由是：加入的氢氧化钙中的氢氧根离子干扰实验。例题4．（2020九上·婺城期中）某同学发现，上个月做实验用的NaOH溶液忘记了盖瓶盖．对于该溶液是否变质，同学们开始实验探究．[猜想假设]猜想(1)：该溶液没有变质，为NaOH溶液猜想(2)：该溶液全部变质，为Na2CO3溶液猜想(3)：该溶液部分变质，为NaOH和Na2CO3的混合溶液[查阅资料]Na2CO3溶液呈碱性[设计方案]请你完善下表几组同学探讨的设计方案实验操作可能出现的现象与结论同学评价第1组若溶液变红，则猜想(2)不成立第2组同学认为：此方案结论不正确，理由是：第2组产生白色沉淀，则猜想(1)不成立第3组同学认为：此方案还不能确定猜想(2)还是猜想(3)成立第3组若滤液不变红，则猜想(2)成立：若滤液变红，则猜想(3)成立第1组同学认为：不需过滤也能达到实验目的，更简单的操作方法是：[探究实验]综合各小组的方案后，动手实验．[结论与反思]NaOH溶液易与空气中CO2反应而变质，所以要密封保存，[拓展延伸]同学们设计了如图两套裝置进行实验：用胶头摘管吸取某种液体，锥形瓶中充入一种气体或放入一种固体物质，挤压胶头摘管，一段时间后，两装置中气球明显胀大。⑴甲装置中可能发生反应的方程式是。⑵若乙装置中胶头摘管吸取的是稀盐酸，则锥形瓶中放入的固体可能是。【答案】碳酸钠溶液呈碱性，也能使酚酞试液变红；实验结束后，让试管静置一段时间，取上层清液滴加酚酞溶液；CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O；碳酸钠（合理即可）【解析】[设计方案]碳酸钠和氢氧化钠溶液都呈碱性，都能使酚酞变红；若溶液中含有氢氧化钠，则只需实验结束后静置后取上层清液滴加酚酞溶液即可；[拓展延伸]（1）甲装置中为二氧化碳与氢氧化钠的反应，方程式为CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O；（2）若乙装置中胶头摘管吸取的是稀盐酸，气球变大，则锥形瓶中放入的固体可能是与盐酸反应的碳酸盐或活泼金属，如碳酸钠等；题型二、碳酸盐混合问题例题1．（2022九下·长兴开学考）小科和小敏同学学习完酸、碱、盐后发现：碱溶液能使酚酞试液变红，Na2CO3溶液也能使酚酞试液变红。碱溶液使酚酞试液变红，是因为碱在水中解离出OH-，那Na2CO3溶液中究竟是哪种粒子使酚酞试液变红呢？小科设计了右图三个实验，请你、小科和小敏一起探究并完成下列问题：（1）实验Ⅰ的目的是为了。（2）实验Ⅱ加入蒸馏水的目的是探究水分子是否能使酚酞试液变红，小敏同学认为实验Ⅱ没必要做，你认为小敏的理由是。（3）实验Ⅲ滴入Na2CO3溶液，振荡，酚酞试液变红，向变红后的溶液中再逐滴滴加过量的CaCl2溶液后，振荡，反应的方程式是。由实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ得出结论：溶液中的CO【答案】（1）探究Na+是否能使酚酞试液变红（2）酚酞试液中就有水分子(或氯化钠溶液中含有水分子)（3）Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl(4)小敏同学在和老师交流上述结论时，老师说：“其实Na2CO3溶液能使酚酞试液变红也是由于溶液中存在OH-”。【解析】（1）实验Ⅰ是向酚酞溶液中加入氯化钠溶液，与另两个实验对比，可探究Na+是否能使酚酞试液变红；（2）因酚酞试液、氯化钠溶液中就有水分子，所以不需再做水分子能否使酚酞变色的对比实验；（3）Na2CO3与CaCl2反应生成氯化钠和碳酸钙，反应的方程式是Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl；例题2．（2021九上·温州期末）小明在社团课中学习了碳酸氢钠(NaHCO3)，它俗称小苏打，水溶液呈碱性，能与氢氧化钠溶液反应：NaHCO3+NaOH==Na2CO3+H2O。于是，小明将NaOH加入到NaHCO3溶液中，却没有明显现象。为了探究两者混合后是否反应，小明提出两种方法：方法一：判断混合后碳酸氢钠或氢氧化钠是否存在。（1）小明往加入酚酞的氢氧化钠溶液中逐滴加入足量的碳酸氢钠溶液，溶液始终呈红色，于是他得出两者没有反应的结论。小红认为他的结论不科学，因为。（2）方法二：判断混合后是否生成了碳酸钠。小明先做了如图甲、乙两个实验，都没有明显现象：若要判断混合后生成碳酸钠，小明应该在上述实验的基础上再增加一个实验，其方法是。（3）方法一是从反应物的角度，方法二是从生成物的角度来判断无明显现象的化学反应是否发生。请列举一个课本上用其中一种方法来判断化学反应的例子：。【答案】（1）反应生成的碳酸钠也呈碱性，溶液还是呈红色（2）将两只试管液体混合，观察是否有白色沉淀生成。（3）氢氧化钠和稀盐酸反应，借助紫色石蕊试液（合理即可）【解析】（1）小红认为他的结论不科学，因为反应生成的碳酸钠也呈碱性，溶液还是呈红色。（2）方法二：若要判断混合后生成碳酸钠，小明应该在上述实验的基础上再增加一个实验，其方法是：将两只试管液体混合，观察是否有白色沉淀生成。（3）方法一是从反应物的角度，方法二是从生成物的角度来判断无明显现象的化学反应是否发生。课本上用其中一种方法来判断化学反应的例子：氢氧化钠和稀盐酸反应，借助紫色石蕊试液（合理即可）。例题3．（2021九上·长兴期中）某班同学在做“某些酸、或、盐之间是否发生反应”的探究实验时发现．酸碱之间的反应，往往没有明显的现象。那么如何判断酸碱发生了化学反应呢？[提出问题]如何判断酸．碱溶液发生了化学反应？[实验药品]一定质量分数的稀盐酸，一定质量分数的氢氧化钠溶液(稀)、酚酞溶液、蒸馏水。[实验探究]（1）甲小组在烧杯中加入50mL，氢氧化钠溶液，滴入几滴酚酞溶液，用滴管慢慢滴人稀盐酸，发现(填现象)，证明氢氧化钠溶液与稀盐酸发生了化学反应。（2）乙小组进行了以下三个实验，并用温度传感器测定实验过程中的温度变化情况，得到了如图所示的三条曲线。实验一．50mL稀盐酸与50mL氢氧化钠溶液混合(曲线a)；实验二．50mL稀盐酸与50mL蒸馏水混合曲线b)；实验三．50mL氢氧化钠溶液与50ml蒸馏水混合(曲线c)。结合实验目的分析，增加实验二、实验三的目的是。对比三条曲线，可以得到如下结论：①氢氧化钠溶液和稀盐酸一定发生了化学反应。②酸和碱之间的反应是反应(填“放热"或“吸热”)。（3）[交流与反思]甲小组认为，通过实验探究(2)得出“酸和碱之间的反应是放热反应”的结论不严谨，应该补充实验。【答案】（1）溶液由红色逐渐变为无色（2）盐酸、氢氧化钠溶液稀释时也会放出少量热，通过对比可证明酸和碱之间的反应会放热；放热（3）一个与实验探究(2)同方案的其他酸和碱的反应．【解析】（1）甲小组在烧杯中加入50mL，氢氧化钠溶液，滴入几滴酚酞溶液，用滴管慢慢滴人稀盐酸，发现溶液由红色逐渐变为无色，证明氢氧化钠溶液与稀盐酸发生了化学反应。（2）结合实验目的分析，增加实验二、实验三的目的是：盐酸、氢氧化钠溶液稀释时也会放出少量热，通过对比可证明酸和碱之间的反应会放热。②根据图一可知，溶液的温度迅速升高，则酸和碱的反应是放热反应。（3）甲小组认为，通过实验探究(2)得出“酸和碱之间的反应是放热反应”的结论不严谨，应该补充一个与实验探究(2)同方案的其他酸和碱的反应实验。例题4．（2019·杭州模拟）为测量纯碱样品各成分的含量，小亮设计了如图左所示装置，通过称量B装置质量变化来确定样品中各成分的含量。该装置气密性良好，样品完全反应，但多次实验发现，测定结果有偏差。对此小亮在老师的指导下重新设计了如下图右的实验装置。（1）根据改进的需要，思考D装置中应装入的药品应该是，为减少实验的偏差，可以在a导管口鼓入空气。为排除原有装置内空气中的二氧化碳和生成二氧化碳残留在装置内对实验的影响，应分别在何时鼓入空气为宜。（2）小亮按照改进后的装置和正确的步骤重新实验，发现实验结果与老师提供的标准含量相比仍然偏小，则分析在操作上导致实验结果偏小的原因可能是。（3）实验过程中同组的小李同学提出还可以对实验装置继续改进，可以将实验室中废弃的洗手液瓶盖改装成一个单向气体流动装置，取代原装置中的D部分，请问这一改进的优点有。（写出一条）【答案】（1）碱石灰；实验前后（2）实验后鼓气太快（或硫酸加入过快）（3）节约药品【解析】（1）该实验是利用碳酸钠与硫酸反应产生二氧化碳质量来计算碳酸钠质量，因空气中有二氧化碳对实验有干扰，所以D装置应装入碱石灰；为排除原有装置内空气中的二氧化碳和生成二氧化碳残留在装置内对实验的影响，实验前和实验后都要鼓入除去二氧化碳的空气；（2）实验时要气体通入太快，则可能会使二氧化碳不能被充分吸收，从而使结果偏小；（3）将实验室中废弃的洗手液瓶盖改装成一个单向气体流动装置，取代原装置中的D部分，可节约药品；题型三、碱和二氧化碳反应问题(共3题；共9分)例题1．（2021九上·温州期中）某兴趣小组的同学在探究氢氧化钠的性质时，将二氧化碳通入盛有氢氧化钠溶液的试管中，没有观察到现象，小组同学对氢氧化钠和二氧化碳是否发生反应产生了兴趣，他们又做了如图所示两组实验。（1）实验一：如图1，将氢氧化钠溶液加入装有二氧化碳的软塑料瓶中，旋紧瓶盖振荡，观察到软塑料瓶变瘪，小组同学认为氢氧化钠和二氧化碳发生了反应，其中一位同学提出了质疑，认为根据上述实验现象足以证明二者发生了化学反应，应添加一组对照组。（2）实验二，小组同学将实验一做了改进，将注射器1中的氢氧化钠溶液注入拧紧瓶盖的软塑料瓶中振荡，观察到软塑料瓶变瘪，再将足量的稀盐酸从注射器2注入瓶中(如图2)，观察到，证明氢氧化钠与二氧化碳发生了反应。（3）实验结束后，兴趣小组的同学取少量实验二中的液体，滴加酚酞后发现不变色，甲同学认为溶质为氯化钠，乙同学认为不一定。请你进一步设计实验检验溶液中的溶质组成【答案】（1）将等量的水加入装有等量二氧化碳的软塑料瓶中（2）产生气泡或瓶子鼓起或瓶子恢复原状（3）滴入紫色石蕊试液，若溶液呈紫色，则只有氯化钠；若呈红色，则有稀盐酸和氯化钠。(或答金属、金属氧化物、pH试纸、碳酸盐均可)【解析】（1）因二氧化碳溶于水或与水反应也会使装置内压强减小，塑料瓶变瘪，所以要证明二氧化碳与氢氧化钠反应需添加将等量的水加入装有等量二氧化碳的软塑料瓶中对比实验；（2）二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，装置内压强减小，碳酸钠与盐酸反应又可生成二氧化碳，压强又会变大，加入盐酸时观察到的现象为产生气泡或瓶子鼓起、瓶子恢复原状，由此通过碳酸钠的生成来证明二氧化碳与氢氧化钠的反应；（3）因酚酞在酸性或中性溶液中都呈无色，所以要证明溶液的溶质成分，可滴入紫色石蕊试液，若溶液呈紫色，则只有氯化钠；若呈红色，则有稀盐酸和氯化钠。例题2．（2021九上·绍兴期中）为探究CO2与NaOH溶液的反应，某兴趣小组的同学将CO2持续通入到NaOH溶液中，测得反应过程中溶液的pH变化如1所示，溶液中的各种离子的浓度如图2所示，请回答下列问题。查阅资料：本实验条件下，Na2CO3溶液与NaHCO3溶液的pH分别约为11.0和8.5（1）图1中，AB段发生反应的化学方程式为。（2）图2中，曲线a可以代表（填离子符号）浓度变化，M点溶液中含有的溶质主要是(填化学式）。【答案】（1）2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O（2）OH-；NaOH，Na2CO3【解析】（1）由溶液的pH可知，AB段为二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠，发生反应的化学方程式为2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；（2）由图像可知，a反应后离子浓度减小，则说明为OH－，M点二氧化碳与部分氢氧化钠反应生成碳酸钠和水的过程，溶液中溶质为氢氧化钠和碳酸钠；例题3．（2018九上·杭州月考）小金同学用气体压力传感器研究二氧化碳与氢氧化钠的反应。图Ⅰ表示的是该实验的设计方案，图Ⅱ中曲线1和曲线2分别表示瓶1和瓶2内气压随时间的变化趋势。（1）曲线1说明；（2）对比曲线1和曲线2可知，；（3）如果继续向瓶2中注入20mL稀盐酸，瓶内的气压（填“能”或“不能”或“不一定能”）恢复到起始气压。【答案】（1）曲线1说明1体积水约消耗1体积二氧化碳（2）二氧化碳和氢氧化钠一定发生了化学反应（3）不一定能【解析】（1）曲线1随时间的增加压强没有明显变化，说明1体积水约消耗1体积二氧化碳；（2）由两条曲线对比可知，二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应；（3）二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，如果继续向瓶2中注入20mL稀盐酸，盐酸会与碳酸钠反应生成二氧化碳气体，压强会增大，但不一定生成原来体积的二氧化碳，所以不一定恢复到起始气压。1．（2018九上·象山期中）实验室中有一种含有纯碱、小苏打和少量水的固体粉末样品。为了测定其中小苏打的含量，某化学兴趣小组的同学在老师的指导下，利用如图所示装置（部分固定装置已略去）进行实验。已知：①该装置气密性良好，A、C、D中所装药品足量且能完全吸收相关物质②碱石灰是CaO与NaOH的固体混合物③加热条件下，纯碱稳定不分解，小苏打易分解，反应的化学方程式为：2NaHCO3△__Na2CO3+H2O+CO探究过程如下：Ⅰ．称量样品和已装入相关药品的装置C、D的质量，分别为：m、m1、m2；Ⅱ．将质量为m的样品装入B玻璃管中，按图连接好装置，关闭弹簧夹，给玻璃管加热Ⅲ．待玻璃管中样品完全反应，打开弹簧夹通空气，再熄灭酒精灯，直到玻璃管冷却Ⅳ．再次称量装置C、D的质量，分别为m3、m4请回答下列问题（1）装置C中所装药品为；（2）装置D中发生反应的化学方程式为；（3）装置E的作用；（4）依据实验所得数据计算，该样品中小苏打的质量分数为（用相关字母表示）。【答案】（1）浓硫酸（2）CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O（3）防止外界空气中CO2对实验造成干扰（4）42（【解析】（1）装置C中所装药品为浓硫酸；（2）装置D中发生反应的化学方程式为：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O；（3）装置E的作用：防止外界空气中CO2对实验造成干扰；（4）反应生成二氧化碳的质量为：m4-m2；设参加反应的碳酸氢钠的质量为x，2NaHCO3△__Na2CO3+H2O+CO16844xm4-m2168x解得：x=42m那么碳酸氢钠的质量分数为：42m2．【发现问题】研究性学习小组中的小张同学在学习中发现：通常检验CO2用饱和石灰水；吸收CO2用浓NaOH溶液．【实验探究】在体积相同盛满CO2的两集气瓶中，分别加入等体积的饱和石灰水和浓NaOH溶液．实验装置和现象如图所示．（1）【现象结论】甲装置中产生的实验现象，解释通常用石灰水而不用NaOH溶液检验CO2的原因；乙装置中的实验现象是，吸收CO2较多的装置是．（2）【计算验证】另一位同学小李通过计算发现，等质量的Ca（OH）2和NaOH吸收CO2的质量相比，Ca（OH）2（选填“大于”“小于”或“等于”）于NaOH．因此，他认为吸收CO2应该用．【答案】（1）石灰水变浑浊，气球变大不明显；氢氧化钙能与二氧化碳反应产生碳酸钙沉淀而氢氧化钠与二氧化碳反应生成的碳酸钠易溶于水现象不明显；气球变大明显；乙（2）大于；氢氧化钙【解析】氢氧化钙能与二氧化碳反应产生碳酸钙沉淀和水，氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，没有沉淀产生，但是氢氧化钙在水中的溶解性小于氢氧化钠，故检验二氧化碳使用的是澄清的石灰水，而吸收二氧化碳使用的是氢氧化钠，故填：石灰水变浑浊，气球变大不明显；氢氧化钙能与二氧化碳反应产生碳酸钙沉淀而氢氧化钠与二氧化碳反应生成的碳酸钠易溶于水现象不明显；气球变大明显；乙；根据反应的化学方程式，Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O74448044等质量的Ca（OH）2吸收CO2的质量比氢氧化钠吸收的二氧化碳的质量大，故吸收CO2应该用氢氧化钙，故填：大于；氢氧化钙．3．（2021九上·兰溪月考）某科学兴趣小组研究混有少量氯化钠杂质的纯碱样品，按如下装曾来测定该纯碱样品的纯度。某科学兴趣小组研究混有少量氯化钠杂质的纯碱样品实验步骤如下:①组装好仪器并检查气密性。②通入一会儿空气③用托盘天平称量干燥管D的质量为m1；④称量纯碱样品的质量为n，装入广口瓶B内；⑤打开分液漏斗a的旋塞，缓缓滴入稀硫酸，至不再产生气泡为止；⑥往试管人缓缓通入空气数分钟，然后称量干燥管D的质量为m2。（1）仪器A中装的试剂。（2）步骤⑥鼓入空气的目的是（3）干燥管E的作用是（4）根据实验数据可得该纯碱样品的纯度为。【答案】（1）氢氧化钠溶液（2）将生产的二氧化碳排入干燥管中充分吸收（3）防止空气中的水和二氧化碳进入装置（4）53（【解析】（1）氢氧化钠和二氧化碳反应，生成碳酸钠和水，对二氧化碳具有很强的吸收能力，则仪器A中装的试剂是氢氧化钠溶液；（2）步骤⑥鼓入空气的目的是：将生产的二氧化碳排入干燥管中充分吸收；（3）干燥管E的作用是：防止空气中的水和二氧化碳进入装置。（4）反应生成二氧化碳的质量：m2-m1；设参加反应的碳酸钠的质量为x，Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑；10644xm2-m1106x解得：x=53则纯碱样品的纯度为：53m4．（2021九上·新昌期中）小柯同学用三支试管，分别取适量的稀盐酸、澄清石灰水、碳酸钠溶液，进行相关实验探究．步骤1：向三支试管中分别滴加酚酞后，Na2CO3溶液中显红色，说明Na2CO3溶液显性；步骤2：小柯把三支试管中的溶液同时倒入一只烧杯中，发现有气泡产生，最终有白色沉淀生成且溶液显红色；步骤3：把烧杯中的混合物进行过滤，得到滤液，滤液中一定不含。（选填答案：A、稀盐酸B、澄清石灰水C、碳酸钠溶液）【实验猜想】步骤3所得滤液中溶质可能为：①NaClNa2CO3；②NaClCaCl2和NaOH；③NaClNa2CO3和NaOH；④…【实验验证】（提示：CaCl2溶液显中性）实验操作实验现象实验结论取少量滤液于试管中，加入足量CaCl2溶液猜想③成立【反思评价】有同学提出CaCl2溶液改为稀盐酸，若观察到有气泡产生且红色消失，则证明猜想③成立。小柯同学认为不正确，其理由是：。【答案】碱；A；产生白色沉淀，溶液仍为红色；无法证明氢氧化钠的存在（合理均可）【解析】酚酞试剂遇碱性溶液会显红色，碳酸钠溶液是碱性溶液，说明酚酞试剂遇碳酸钠溶液显红色；盐酸与澄清石灰水反应：2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O，盐酸与碳酸钠溶液反应：2HCl+Na2CO3=2NaCl+CO2↑+H2O，碳酸钠与澄清石灰水反应：Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH，由于最终有白色沉淀生成且溶液显红色，说明白色沉淀是碳酸钙，溶液为红色证明溶液为碱性溶液，故不可能存在稀盐酸；①NaClNa2CO3；②NaClCaCl2和NaOH；③NaClNa2CO3和NaOH；取滤液于试管，加入足量氯化钙溶液，氯化钙会与碳酸钠反应：CaCl2+Na2CO3=2NaCl+CaCO3↓，有白色沉淀产生，而原溶液中还有酚酞试剂，故想证明③的猜想，此时溶液有白色沉淀产生和溶液为红色；将CaCl2溶液改为稀盐酸，有气泡产生只能证明碳酸钠存在，红色消失也有可能溶液是酸性或者中性，无法证明原溶液中有氢氧化钠存在，故不正确。5．（2021九上·宁波月考）小红在探究碱的化学性质时，将稀盐酸滴入到氢氧化钠溶液中，意外地发现有气泡产生，她认为氢氧化钠溶液已经变质。【提出问题】变质后的氢氧化钠溶液中的溶质是什么？【猜想假设】小红对变质后的氢氧化钠溶液中的溶质成分做出了两种猜想：猜想一：Na2CO3猜想二：NaOH和Na2CO3【实验设计】为了验证上述猜想哪个正确，小红设计了如下方案：取少量氢氧化钠溶液样品于试管中，滴加几滴无色酚酞溶液，观察溶液颜色的变化可以得出结论。小敏认为小红的实验方案不合理，理由是。【实验与结论】小敏另外设计实验方案并进行了探究，请你帮她完成下面的实验报告：实验步骤实验现象结论步骤1：取少量氢氧化钠溶液样品于试管中，向其中滴加过量的氯化钙溶液并振荡有白色沉淀产生猜想一正确步骤2：将步骤1试管中的混合物过滤，。【答案】碳酸钠水溶液也呈碱性向滤液中；加入酚酞溶液；不变色【解析】碳酸钠水溶液也呈碱性，所以向溶液中加入无色酚酞溶液，无法确定猜想；向溶液中加入过量氯化钙溶液，产生白色沉淀，说明一定有