Question

某校化學課外小組為了鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉兩種白色固體，用不同的方法做了以下實驗，如圖Ⅰ～Ⅳ所示．
（1）只根據(jù)圖Ⅰ、Ⅱ所示實驗，能夠達到實驗目的是（填裝置序號）______．
（2）圖Ⅲ、Ⅳ所示實驗均能鑒別這兩種物質(zhì)，其反應的化學方程式為
______；
與實驗Ⅲ相比，實驗Ⅳ的優(yōu)點是（填選項序號）______．
A．Ⅳ比Ⅲ復雜
B．Ⅳ比Ⅲ安全
C．Ⅳ比Ⅲ操作簡便
D．Ⅳ可以做到用一套裝置同時進行兩個對比實驗，而Ⅲ不行
（3）若用實驗Ⅳ驗證碳酸鈉和碳酸氫鈉的穩(wěn)定性，則試管B中裝入的固體最好是（填化學式）______．
（4）將碳酸氫鈉溶液與澄清石灰水混合并充分反應，
①當石灰水過量時，其離子方程式為：______；
②當碳酸氫鈉與氫氧化鈣物質(zhì)的量之比為2：1時，所得溶液中溶質(zhì)的化學式為______，請設計實驗檢驗所得溶液中溶質(zhì)的陰離子______．

Answer 1

解：（1）無論碳酸鈉還是碳酸氫鈉都能和鹽酸反應生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，故Ⅰ無法鑒別；
實驗Ⅱ中，鹽酸和碳酸氫鈉反應立即產(chǎn)生氣泡，鹽酸和碳酸鈉先反應生成碳酸氫鈉，碳酸氫鈉和鹽酸反應生成二氧化碳氣體，所以看到的現(xiàn)象不同，故能鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉，
故答案為：Ⅱ；
（2）碳酸氫鈉在加熱條件下能分解生成碳酸鈉和水、二氧化碳，二氧化碳和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣和水，反應方程式為：2NaHCO₃Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；實驗Ⅲ、Ⅳ相比，IV可以做到一套裝置同時進行兩個對比實驗，而III不能，故選D，
故答案為：2NaHCO₃Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑、CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；D；
（3）碳酸鈉直接加熱，碳酸氫鈉不直接加熱，不直接加熱的碳酸氫鈉能分解而直接加熱的碳酸鈉不分解更能說明碳酸氫鈉不穩(wěn)定，故答案為：NaHCO₃；　
（4）①碳酸氫鈉和氫氧化鈣溶液能發(fā)生復分解反應，離子方程式為：HCO₃^-+OH^-+Ca²⁺═CaCO₃↓+H₂O，故答案為：HCO₃^-+OH^-+Ca²⁺═CaCO₃↓+H₂O；
②當碳酸氫鈉過量時，反應方程式為：2HCO₃^-+2OH^-+Ca²⁺═CaCO₃↓+H₂O+CO₃^2-，所以溶液中的溶質(zhì)是碳酸鈉，碳酸鈉是可溶性鹽，溶液中存在碳酸根離子，可用氯化鈣檢驗是否有碳酸根離子，檢驗方法為：取少量上層清液（或過濾后的濾液或所得溶液）于潔凈的試管中，加入適量氯化鈣溶液，振蕩，若有白色沉淀生成，則證明溶液中含有CO₃^2-，
故答案為：Na₂CO₃；取少量上層清液（或過濾后的濾液或所得溶液）于潔凈的試管中，加入適量氯化鈣溶液，振蕩，若有白色沉淀生成，則證明溶液中含有CO₃^2-．
分析：（1）碳酸鈉和鹽酸反應分兩步進行，鹽酸和碳酸鈉、碳酸氫鈉反應都生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁；
（2）碳酸氫鈉在加熱條件下能分解生成碳酸鈉和水、二氧化碳；根據(jù)兩個實驗的區(qū)別分析；
（3）不直接加熱碳酸氫鈉就能分解更說明碳酸氫鈉不穩(wěn)定；
（4）①碳酸氫鈉和氫氧化鈣發(fā)生復分解反應；
②當碳酸氫鈉過量時，碳酸氫鈉和氫氧化鈣反應生成碳酸鈉、碳酸鈣和水，碳酸鈉和和氯化鈣反應生成白色碳酸鈣沉淀，據(jù)此設計實驗．
點評：本題考查了碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)，難度不大，明確碳酸鈉和鹽酸反應分兩步進行，易錯題是（4）②，注意不能用氫氧化鈣檢驗碳酸根離子，因為碳酸氫鈉、碳酸鈉都和氫氧化鈣反應而影響碳酸根離子的檢驗，為易錯點．