专题04碳酸盐制备与性质探究（原卷版）2

决胜2020年中考科学压轴题全揭秘专题04碳酸盐制备与性质探究【考点1】碱变质问题【例11】.某兴趣小组在实验室取用NaOH溶液时，发现瓶口有白色粉末状物质，该小组质疑该NaOH溶液可能已变质，于是进行了如下探究【提出问题】该瓶氢氧化钠溶液是否变质及变质的程度?【查阅资料】氯化钡溶液呈中性【猜想与假设】猜想一、没有变质二、部分变质三、完全变质溶液中溶质NaOHNaOH、Na2CO3Na2CO3【探究过程】（1）结合操作Ⅰ和Ⅱ，猜想________正确。（2）加入过量BaCl2溶液的目的是________。（3）若将BaCl2溶液换为Ba(OH)2溶液是否可行，判断并简述理由________。（4）【反思交流】NaOH溶液易与空气的CO2反应而变质，故应注意密封保存。如果氢氧化钠溶液中碳酸钠杂质，常加入适量________(选填“BaCl2或Ba(OH)2)【变式11】实验室有一瓶长期放置的氢氧化钠固体，某兴趣小组对该固体的变质情况进行探究。【提出问题】该瓶氢氧化钠固体是否变质，变质情况如何?【查阅料】氢氧化钠在空气中容易变质，但不会转化为NaHCO3。【提出猜想】猜想Ⅰ：固体未变质；猜想Ⅱ；固体部分变质。以上猜想是否严谨，并说明理由________。【进行实验】小丽同学为了验证猜想Ⅰ进行实验：取少量样品于烧杯中，加足量水溶解，再向溶液中滴入几滴酚酞试液，溶液变红，由此她得出猜想Ⅰ正确，但其他同学很快予以否定，理由是________。【拓展提升】小组同学称取一定质量的样品，按照如图所示装置测定样品中碳酸钠的质量分数实验，实验通过测量生成二氧化碳的体积计算出碳酸钠的质量分数(二氧化碳密度已知)。下列关于该实验装置的说法正确的是________。A．若没有加入植物油，测定结果会偏小B．广口瓶中的植物油和水必须装满，否则结果偏小C．导气管a和b必须在二氧化碳将锥形瓶中的空气排净后才能连接【变式12】兴趣小组同学为了探究实验室中久置的氢氧化钠固体的成分，进行了有关实验。请你与他们一起完成以下探究活动：【对固体猜想】猜想I:全部是NaOH;猜想Ⅱ：全部是Na2CO3;猜想Ⅲ：是NaOH和Na2CO3混合物。【实验和推断】（1）若现象a为有气泡产生，则加入的A溶液是________，说明氢氧化钠已经变质，有气泡产生的反应的化学方程式是________.该反应的基本反应类型为________.（2）若A是Ca(OH)2溶液,现象a有白色沉淀,现象b为无色酚酞试液变红色,则白色沉淀为________(填化学式),该实验________

(填“能”或“不能”)说明样品中有NaOH.（3）若A是CaCl2溶液，当实验现象a为________，现象b为________，则猜想Ⅱ成立。【反思】久置的氢氧化钠变质的原因是(用化学方程式表示)________.【考点2】碳酸盐混合问题【例21】草木灰中富含钾盐，主要成分是

K2CO3。小金用如图装置(图中夹持仪器已略去)测定草木灰中

K2CO3的质量分数。请回答：（1）实验中通过测定丙装置质量的增加量来计算K2CO3的质量(草木灰中其他成分遇稀盐酸不产生气体)，请在答题卷的图中画出丙装置中导管的伸入状况。（2）正确连接装置后，有人认为通过测定丙装置质量的增加量来计算K2CO3的质量，其结果会偏大，原因是________。有人设计了另一种测定方法：将丙装置中的溶液换成足量的Ba(OH)2溶液，则可以通过测量________来计算K2CO3的质量。【变式21】5.食用碱的主要成分是Na2CO3(常含有少量的NaCl)。课外探究小组为测定市售食用碱中Na2CO3的含量，设计了如下实验装置：设计思路：用空气将装置B中生成的二氧化碳缓缓通入装置D中，利用装置D的质量变化测定食用碱中Na2CO3的含量。请结合实验装置和设计思路，回答下面问题：（1）装置D中发生反应的化学方程式为________；（2）装置C的作用是________（3）若撤除装置A，直接通入空气会导致实验结果________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)【变式22】用“侯氏制碱法”制得的纯碱中常含有氯化钠等杂质，化学兴趣小组欲对某品牌纯碱样品中碳酸钠的质量分数进行实验探究，他们设计了下列实验方案进行试验：利用如图所示实验装置（铁架台略去）和试剂，通过测定样品和稀盐酸反应产生的CO2气体的质量，计算Na2CO3的质量分数（装置气密性良好，忽略盐酸的挥发性且每步反应或作用都是完全的）。（1）打开止水夹K，先对装置A和B（已连接）通入已除去CO2的空气一会儿，其目的是________，再接上装置C和D。（2）待装置A中的反应结束后，再一次打开止水夹K，继续往装置通入已除去CO2的空气一会儿。根据质量守恒定律，装置________（填标号）在反应前后的质量差就是产CO2的质量，由此计算出该样品中Na2CO3的质量分数。（3）若省略B装置，将会使测定结果________（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。【考点3】碱与二氧化碳反应问题【例31】某兴趣小组做了如下实验①在止水夹K1、K2处于关闭状态时,将针筒A中溶液挤入试管B，A滴有酚酞的中,接着打开止水夹K1,发现D氧化钠溶液中的部分溶液被吸入试管B中充分反应后,试管B留下的溶液也显红色②打开止水夹K2，风哨振动鸣叫，。C中的部分溶液被吸入B和D中，反应后B、D中溶液都变为无色。回答（1）步骤①中,充分反应后,试管B里的CO2最终转化为________(填化学式)和水（2）解释步骤②中“风哨振动鸣叫”的原因________。（3）实验开始时C、D中两种溶液中溶质质量分数大小关系为:a%________b%(选填“>”“=”“＜”）【变式31】“对比实验”是化学学习中行之有效的思维方法．某化学学习小组的同学在学完相关的化学知识后，走进实验室做了如图实验，请你参与并回答下列问题．（1）实验A是利用体积相同并充满CO2的软塑料瓶、等量的水（瓶①）和NaOH溶液（瓶②）进行实验，根据塑料瓶变瘪的程度证明CO2与NaOH溶液中的溶质确实发生了反应，这一反应的化学方程式为________；（2）实验B的烧杯②中呈现的现象能说明分子是不断运动的．当烧杯①中液体是浓氨水时烧杯②中的酚酞溶液由无色变为________色；当烧杯①中液体换成浓盐酸，且烧杯②中液体换成滴有酚酞的NaOH溶液时，一段时间后，溶液颜色的变化是________；其中所发生反应的化学反应属于________反应（填反应类型）．【变式32】【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________．1.小海探究氢氧化钠固体溶于水时其温度的变化后，由于疏忽，未将盛氢氧化钠固体试剂的瓶塞塞紧，一段时间后，它可能变质了。该反应的化学方程式为：________。小海对该样品进行了系列探究：[提出问题1]：该样品真的变质了吗？[实验方案1]：取该样品少量于试管里，加入适量的水，振荡，样品全部溶于水，再向其中滴加过量的稀盐酸溶液，观察到________说明样品真的变质了。[提出问题2]：该样品是部分变质还是全部变质？[实验方案2]：取该样品少量于烧杯里，加适量的水，搅拌，全部溶解后，再向其中加入________溶液，然后过滤，再向滤液里滴加无色酚酞试液，观察到变成红色，说明该样品是部分变质.[提出问题3]：怎样除去样品中的杂质？[实验方案3]：将样品全部溶于水，向其中加入适量的________溶液，然后过滤，再将滤液蒸干，即得到纯净的氢氧化钠固体。2.某兴趣小组在整理实验室时发现一瓶敞口放置的氢氧化钠固体，于是他们对这瓶氢氧化钠固体的成分展开探究．【提出问题】这瓶氢氧化钠固体是否变质？（1）【猜想假设】猜想一：没有变质，全部是NaOH；

猜想二：完全变质，全部是Na2CO3；猜想三：________。（2）【实验探究】为了探究固体成分，他们分别进行了如下实验：

甲同学取少量固体于试管中，加水后有放热现象，说明这瓶固体中含有________。（3）写出氢氧化钠变质的化学方程式________。（4）为了进一步确定这瓶固体的成分，丙同学设计了如下方案，请你完成下列实验报告：实验步骤可能观察到的现象结论Ⅰ、取样于试管中，加水溶解，滴入过量的________（填化学式）溶液产生白色沉淀含有Na2CO3Ⅱ、反应后过滤，取上层清液，滴入酚酞溶液无色酚酞溶液变红猜想________正确3.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．CuCl溶液

B．KNO3溶液

C．CaCl溶液

D．FeCl3溶液4.某科学兴趣小组的同学帮老师整理实验试剂时发现了一瓶久置的氢氧化钠固体，于是他们对该瓶氢氧化钠变质情况进行了如下探究：【提出猜想】该瓶中固体的成分是什么？【猜想与假设】猜想Ⅰ：全部是NaOH；猜想Ⅱ：全部是Na2CO3；猜想NaOH和Na2CO3。【实验与探究】（1）实验如下：实验操作步骤实验现象结论及解释步骤一：加少量固体样品于试管中，加蒸馏水完全溶解，然后加入足量的稀盐酸________证明猜想Ⅰ成立步骤二：取少量固体样品于试管中，加蒸馏水完全溶解，然后滴加足量氯化钡溶液实验过程中产生白色沉淀证明猜想Ⅱ或猜想Ⅲ成立步骤三：取步骤二反应后所得少量溶液，滴加几滴________溶液变红色说明该固体中还有________（2）实验小组的同学展开讨论，又提出通过测定产生沉淀的质量来确定是否完全变质(不考虑原固体中的水)。实验如下：称取mg固体样品于试管中，加蒸馏水完全溶解，然后滴加足量氯化钡溶液，充分反应后过滤、干燥，称得沉淀的质量为ng，如果该瓶试剂未完全变质，那么m与n的关系为_________(用含m和n的代数式表示)。5.小科同学对实验室中已经变质的氢氧化钠固体进行探究。【提出问题】氢氧化钠是否完全变质？【猜想与假设】①

部分变质，固体是

NaOH

和

Na2CO3的混合物；②

全部变质，固体是

Na2CO3。【查阅资料】①

Na2CO3溶液和

FeCl3溶液会发生反应，有红褐色絮状沉淀等现象出现；②

NaCl

溶液和

BaCl2溶液均呈中性。【进行实验】步骤实验操作实验现象1取少量固体于小烧杯中，加水充分溶解固体全部溶解2取少量烧杯中的溶液于试管中，加入过量的BaCl2溶液产生白色沉淀3取

▲

于另一试管中，再加入少量FeCl3溶液产生红褐色絮状沉淀【解释与结论】（1）请将步骤3实验操作补充完整________；（2）步骤2加入过量BaCl2溶液的目的是________；（3）根据实验现象，可确定该固体是：________；（4）【交流与评价】小科同学把步骤3中的FeCl3溶液改为无色酚酞溶液，若无色酚酞试液变红，也可以确定该固体的组成成分。你认为是否合理？________；6.小洲同学在学习“石笋和钟乳石的形成”时，发现难溶于水的CaCO3遇到溶有CO2的水时，反应生成溶解性较大的Ca(HCO3)2【CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2】。联想到实验室检验CO2时，是将气体通入澄清石灰水中。若长时间往澄清石灰水中通入CO2会产生什么样的现象呢？他决定用小烧杯盛装一定量的氢氧化钠溶液并不断通入二氧化碳气体进行探究。【提出问题】氢氧化钠溶液中通入二氧化碳一段时间后，溶液中会有什么溶质？【查阅资料】⑴通入少量的二氧化碳时，NaOH与CO2反应生成Na2CO3；⑵通入过量的二氧化碳时，反应的化学方程式为Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3；⑶碳酸氢盐都能溶于水，BaCO3难溶于水且是白色固体；⑷Na2CO3、NaHCO3的溶液呈碱性、BaCl2呈中性；⑸NaHCO3与盐酸能反应，与BaCl2不能反应。【提出猜想】⑴溶质有NaOH、Na2CO3；

⑵溶质为Na2CO3；⑶溶质是________（填化学式）；

⑷溶质全部是NaHCO3【设计实验方案】实验步骤实验现象实验结论①用试管取少量小烧杯中反应后的溶液，滴加几滴酚酞试液溶液变红色该溶液显碱性②将小烧杯中反应后剩下的溶液进行称量，然后滴加过量的BaCl2溶液________猜想（4）不成立③取步骤②静置后的上层清液，滴入稀盐酸有气泡冒出猜想（1）和（2）不成立【得出结论】猜想（3）成立【讨论交流】有同学提出实验步骤①是多余的。你认为该实验设计是否需要？并说明理由________。【反思应用】验证二氧化碳性质时，如果长时间向澄清石灰水中通入二氧化碳会看到什么样的现象呢？请你描述一下：________。7.“侯氏制碱法”制得的纯碱中常含有少量氯化钠。某化学兴趣小组的同学拟测定某纯碱样品中Na2CO3的质量分数。【方案一】沉淀分析法（如图1）：（1）确定CaCl2溶液是否过量的方法是

。A.

静置混合物，向上层清液中再滴加CaCl2溶液，如果无沉淀，则过量；

B.

向溶液M中滴加CaCl2溶液，如果有沉淀，则过量。（2）若沉淀A没有洗涤烘干，导致Na2CO3的质量分数________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）；（3）样品中Na2CO3的质量分数为________；（用字母m、n的代数式表示）（4）【方案二】气体分析法（如图2）理论上【方法二】比【方案一】会产生较大的误差，原因是________。8.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）。9.甲、乙两名同学做了碳酸钠溶液与氢氧化钡溶液反应的实验，反应后都进行过滤得到无色滤液，他们对自己得到的无色滤液中溶质的成分进行探究。请你一同参与他们的探究活动：（1）【提出猜想】他们各自所得滤液中溶质的成分有如下几种可能，请在空白处填上你认为滤液中溶质还有的可能是什么？A．NaOHB．Na2CO3、Ba(OH)2、NaOHC．________D．Na2CO3和NaOH（2）【讨论交流】上述猜想中，肯定不成立的是________（填猜想序号），其理由是________。（3）【实验探究】甲、乙两同学为了验证各自所得滤液的成分，分别进行了如下实验：实验操作实验现象实验结论甲同学取少量滤液于试管中，加入足量的________溶液。________滤液中溶质的成分与猜想C对应乙同学取少量滤液于试管中，加入足量的Na2CO3溶液。无明显实验现象滤液中溶质的成分与猜想A对应（4）【反思与评价】经过讨论，大家一致认为甲同学的实验结论是正确的，乙同学的实验结论不一定正确，请你帮乙同学设计实验，进一步确定乙同学得到的滤液中溶质的成分。实验操作及实验现象实验结论

________滤液中溶质的成分与猜想

________对应10.小明和小艳在实验室配制石灰水时，小明同学将两药匙熟石灰样品放入小烧杯中，向其中加入一定量的蒸馏水，充分搅拌后发现烧杯底部仍有不溶性的固体，于是他认为熟石灰样品已经变质．（1）小艳同学不同意他的判断，你认为小艳同学的理由是________．同学们针对该熟石灰样品的成分展开了讨论，请你参与讨论并完成实验报告．（2）【提出问题】该熟石灰样品的主要成分是什么？

【作出猜想】甲同学猜想是Ca（OH）2；乙同学猜想是CaCO3和Ca（OH）2；

你的猜想是________．（3）【实验与结论】请你通过实验验证乙同学的猜想：实验步骤实验现象实验结论取少量的熟石灰样品于烧杯中，加适量的水充分溶解后过滤；向滤液中加入适量的酚酞试液；

向滤出的固体中加入适量的________溶液．________乙同学猜想正确11.

实验室中有一瓶长期使用的氢氧化钠固体样品，某兴趣小组的同学对该样品的成分及含量进行探究．

发现问题】该样品中含有哪些物质？

【查阅资料】①NaOH在空气中不会转化成NaHCO3．

②BaCl2溶液呈中性，Ba（OH）2是可溶性碱

③CO2在饱和的NaHCO3溶液中几乎不溶解

【提出猜想】猜想Ⅰ：NaOH

猜想Ⅱ：Na2CO3

猜想Ⅲ：NaOH和Na2CO3

【设计实验】实验操作实验现象步骤①：样品全部溶解

步骤②：观察到现象A（1）【收集证据】（1）若现象A是有气泡产生，则X溶液为________

，则

________

（填“猜想Ⅰ”、“猜想Ⅱ”或“猜想Ⅲ”）不成立．

（2）若X溶液为BaCl2溶液，现象A是有白色沉淀生成，则产生沉淀的化学方程式是

________

，取反应后的上层清液，测定其PH，当PH

________

7（填“＞”、“＜”或“=”），则证明猜想Ⅲ成立．（2）【定量分析】确定部分变质样品中Na2CO3的质量分数．

兴趣小组的同学用如图所示装置进行实验．

步骤如下：①按图连接好装置，并检查气密性；②准确称取该样品1.0g，放入烧瓶内；③打开活塞，滴加30.0%的稀硫酸至过量，关闭活塞；④反应结束后，量筒内液体的读数为55.0mL．（已知：室温条件下，CO2的密度为1.6g•L﹣1）（1）B装置集气瓶内原有的空气对实验结果________

（填“有”或“没有”）影响．饱和NaHCO3溶液如果用水代替，则所测CO2体积

________

（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．（3）计算该样品中Na2CO3的质量分数（写出计算过程，计算结果保留一位小数）．（4）【实验反思】有同学指出，上述三种猜想并不全面，请再提出一种猜想________

．12.烧碱是常用的消毒剂，因烧碱价廉而被广泛地应用，工业烧碱中常常因含有Na2CO3杂质而不纯．甲、乙两同学设计实验来探究工业烧碱中NaOH的质量分数．【探究一】甲同学准确称取一定质量的样品，溶于蒸馏水配成溶液，向所得溶液中加入过量的CaCl2溶液，充分搅拌后，过滤．将沉淀洗涤、干燥、称量．（1）可以在滤液中加入

（填代号），用来判断碳酸钠是否完全反应．A.CaCl2溶液B.AgNO3溶液C.酚酞试液（2）甲同学查阅资料后，发现用BaCl2溶液会使测定更精确．下列解释合理的是

；A.因Ca（OH）2溶解度较小，加入CaCl2溶液后，可能产生Ca（OH）2沉淀．

B.等质量的Na2CO3生成的BaCO3的质量比CaCO3的质量大，称量更准确．

C.加BaCl2溶液现象更明显．（3）【探究二】乙同学拟用下列装置通过测定CO2的体积来计算工业烧碱中NaOH的质量分数（假设实验在零度1大气压状况下进行）。丙同学说：“装置中还有一错误，应改正。”请你指出其中的错误________。（4）戊同学说：“除按丙、丁的修正外，还应将装置A的双孔橡皮塞改成三孔橡皮塞，在装置A的前面增加一个盛N2的气囊，将A中残留的CO2全部赶入装置B中．”你认为________（填“需要”或“不需要“）。13.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）14.炎热的夏天，碳酸饮料有助于解渴消暑。某同学为了测定某品牌碳酸饮料中CO2的含量，设计了如下实验步骤：①将250mL瓶装碳酸饮料放在冰箱中冷冻一段时间（未结