苏教版 (2019)必修 第一册第二单元 金属钠及钠的化合物第2课时综合训练题

碳酸钠　 碳酸氢钠

(建议用时：40分钟)

[合格过关练]

1．过量的NaHCO3与Na2O2混合，在密闭容器中充分加热后，最后排出气体，残留的物质应是(　　 )

A．Na2O和Na2O2　　　　　　 B．Na2O2和Na2CO3

C．Na2CO3   D．Na2O

C　[在题中所给出的两种物质中NaHCO3是过量的，两种混合物在密闭容器中加热所发生的化学反应为2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2,2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O。因NaHCO3是过量的，又充分加热，有足够的CO2使Na2O2最终全部转化为Na2CO3，过量的NaHCO3也完全分解成Na2CO3，而Na2CO3稳定，受热不易分解，故最后排出产生的气体后，残留的固体是Na2CO3。]

2．下列实验方案鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色粉末，不能达到预期目的的是(　　 )

A．分别向等量的白色粉末中加等体积、等浓度的稀盐酸，比较生成气体的快慢

B．分别向等量的白色粉末中加等体积适量的水，比较固体溶解量的多少

C．分别将等量的白色粉末配成溶液，然后加入澄清石灰水，比较是否有沉淀生成

D．分别将等量的白色粉末用如图装置进行实验，比较澄清石灰水是否变浑浊

C　[A项，向等量的Na2CO3和NaHCO3中加等体积、等浓度的盐酸，NaHCO3产生气泡迅速，Na2CO3反应较缓慢，正确；B项，由于溶解度Na2CO3>NaHCO3，能全部溶解的为Na2CO3粉末，不能全部溶解的为NaHCO3粉末，正确；C项，两种物质均有白色沉淀产生，错误；D项，NaHCO3不稳定，受热可产生CO2，使澄清石灰水变浑浊，Na2CO3加热没有此现象，正确。]

3．等物质的量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量的同浓度盐酸充分反应，其中(　　 )

A．Na2CO3放出的CO2多

B．NaHCO3放出的CO2多

C．Na2CO3放出CO2的速率快

D．NaHCO3放出CO2的速率快

D　[NaHCO3与HCl反应时，HCO直接与H＋发生反应生成CO2气体；Na2CO3与HCl反应时，首先发生反应CO＋H＋===HCO，然后发生反应HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，故两者放出的CO2一样多，且NaHCO3与盐酸反应放出CO2的速率快。]

4．现有一块金属钠露置于空气中一段时间，为检验该固体是否部分变质为碳酸钠，先将固体样品溶解于水得到溶液，并采取下列措施，其中可以实现实验目的的是(　　 )

A．测所得溶液的pH

B．取溶液少量，向其中滴入酚酞观察溶液是否变红

C．取溶液少量，向其中加入盐酸观察是否有气泡产生

D．取溶液少量，向其中加入CuSO4溶液，观察是否有沉淀产生

C　[钠溶于水得到的NaOH溶液呈碱性，碳酸钠溶于水亦呈碱性，因此A、B项中的措施均无法实现实验目的。CuSO4与NaOH溶液或Na2CO3溶液反应均生成蓝色沉淀，故D错误。]

5．下表中叙述Ⅲ不正确的是(　　 )

B　[向苏打溶液和小苏打溶液中滴加澄清石灰水，均产生白色沉淀，离子反应为：CO＋Ca2＋===CaCO3↓，Ca2＋＋2OH－＋2HCO===CaCO3↓＋CO＋2H2O，故不能用澄清石灰水鉴别苏打溶液和小苏打溶液。]

6．如图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。下列操作正确是(　　 )

A．a通入CO2，然后b通入NH3，c中放碱石灰

B．a通入NH3，然后b通入CO2，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉

C．b通入NH3，然后a通入CO2，c中放碱石灰

D．b通入CO2，然后a通入NH3，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉

B　[由于CO2在水中的溶解度小，而氨气极易溶于水，因此先通入氨气，然后通入CO2；由于氨气极易溶于水需要防止倒吸，因此a通入NH3，b通入CO2；氨气是碱性气体需要稀硫酸吸收多余的氨气。]

7．有两份质量相同的碳酸氢钠固体，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

B　[不论是先加热使其分解，还是直接与盐酸反应，最终所得溶液均是氯化钠溶液，根据钠离子守恒可知生成的氯化钠一样多，再根据氯离子守恒可知消耗的盐酸一样多，因此所耗用的盐酸的体积比为1∶1。]

8．为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法不正确的是(　　 )

A．Na2CO3溶液(NaHCO3)，选用适量的NaOH溶液

B．NaHCO3溶液(Na2CO3)，应通入过量的CO2气体

C．Na2O2粉末(Na2O)，将混合物在氧气中加热

D．Na2CO3溶液(Na2SO4)，加入适量Ba(OH)2溶液，过滤

D　[Na2CO3和Na2SO4均能与Ba(OH)2反应，不能达到除杂的目的。]

9．在10 mL 0.01 mol·L－1的Na2CO3溶液中，逐滴加入1.2 mL 0.05 mol·L－1的盐酸，完全反应后，生成的CO2在标准状况下的体积为(　　 )

A．1.34 mL   B．2.24 mL

C．0.672 mL   D．0

D　[在溶液中，Na2CO3与HCl的反应分两步进行：Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl，NaHCO3＋HCl===CO2↑＋H2O＋NaCl。由于n(Na2CO3)＝10×10－3×0.01 mol＝10－4 mol，n(HCl)＝1.2×10－3×0.05 mol＝6×10－5 mol，故只能发生第一步反应。]

10．将0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1 mol·L－1稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是(　　 )

A　　　　　　　B

C　　　　　　　D

C　[0.01 mol NaOH先与0.01 mol H＋中和；CO再与H＋生成HCO，又消耗0.01 mol H＋；最后0.01 mol HCO与H＋反应生成0.01 mol CO2。]

11．已知A、B、C是三种含钠元素的白色固体物质，D是无色气体，E是一种难溶物质，它们具有如图所示转化关系：

(1)写出A、B、C、D、E的化学式A        ，B                  ，C        ，D        ，E        。

(2)写出①②两个箭头所示转化的化学方程式。

①                                                   ；

②                                                  。

[解析]　根据D是无色气体，能和石灰水反应生成一种难溶物质E，可推出D是CO2，E是CaCO3；A既能和少量CO2反应，又能和足量CO2反应，可推出A是NaOH，B是NaHCO3，C是Na2CO3。

[答案]　(1)NaOH　NaHCO3　Na2CO3　CO2

CaCO3　(2)①Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH　②CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O

12．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          (填字母)。

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)图Ⅰ不能达到实验目的，因为无论碳酸钠还是碳酸氢钠均可以与盐酸反应产生二氧化碳，二氧化碳气体与澄清石灰水作用变浑浊；图Ⅱ可以鉴别，因为等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量的盐酸反应，生成的二氧化碳气体的量不同，可根据气球膨胀程度判断。(2)图Ⅲ、Ⅳ所涉及的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O；实验Ⅳ的优点是可同时做对比实验。(3)试管B装入碳酸氢钠，试管A装入碳酸钠，这样直接加热的碳酸钠温度高，不分解，不能使澄清石灰水变浑浊，而间接加热的碳酸氢钠分解，使澄清石灰水变浑浊，表明了碳酸氢钠很不稳定。

[答案]　(1)Ⅱ　(2)2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O　D　(3)NaHCO3

[素养培优练]

13．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.

A　[因NaHCO3受热分解为Na2CO3、CO2和H2O，导致固体质量减小，可利用差量法进行计算。设NaHCO3的质量为x

2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O　m(减少)

2×84　　　　106　　　　　　　　　　62

x　　　　　　　　　　　　　　　　　(w1－w2)

解得x＝，将其代入下式可得：w(Na2CO3)＝(w1－x)/w1＝，A项正确。]

14．下列实验方案中，不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是(　　 )

A．取a克混合物充分加热，减重b克

B．取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体

C．取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克

D．取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b克固体

C　[取a克混合物充分加热，减重b克，根据差量法可求出NaHCO3的质量，从而求出Na2CO3的质量分数，A正确；取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体氯化钠，列方程组即可求出，B正确；C项，取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克，由于逸出气体中含有H2O(g)，故无法求解，C错误；D项，由于二者都能与Ba(OH)2溶液反应生成BaCO3沉淀，由Na2CO3→BaCO3、NaHCO3→BaCO3 的转化关系，列方程组即可求出混合物中Na2CO3的质量分数，D正确。]

15．工业生产的纯碱常含有少量的NaCl等杂质。如图是测定产品中Na2CO3质量分数的实验装置。操作步骤如下：

A．在干燥管内填满碱石灰，质量为m g

B．取n g样品装入广口瓶中

C．检查装置气密性

D．关闭止水夹

E．打开止水夹

F．缓慢鼓入空气数分钟，再称干燥管质量为W g

G．缓慢加入稀硫酸至不再产生气体为止

H．缓缓鼓入空气数分钟

(1)正确的操作顺序是                            。

(2)步骤F中，要缓缓鼓入空气数分钟，鼓入空气的目的是

                                                     ，

装置甲的作用是                                    ，

装置乙的作用是                                    。

(3)计算样品中Na2CO3的质量分数的计算式是

                                     。

(4)若去掉装置甲，测定结果会        (填“偏大”“偏小”或“无影响”，下同)；若去掉装置乙，测定结果会        。

[解析]　对于实验题首先应该弄清楚本实验的目的是通过测定碳酸钠与稀硫酸溶液反应产生的二氧化碳的质量，依此求得碳酸钠的质量。为了减少误差应该让产生的二氧化碳全部被本实验中的碱石灰吸收。让空气经过氢氧化钠溶液是除去空气中的二氧化碳，以减小误差；而后让除去二氧化碳的空气把反应产生的二氧化碳全部赶入乙容器中，除去水蒸气，再被碱石灰吸收。碳酸钠的质量分数的计算式：×106 g·mol－1÷n g×100%。如果去掉装置甲，会使空气中的二氧化碳被碱石灰吸收，导致测得的二氧化碳的质量偏大；若去掉装置乙会使水蒸气被碱石灰吸收，导致测得的二氧化碳的质量偏大。

[答案]　(1)C→B→E→H→D→A→G→E→F

(2)使广口瓶中产生的CO2气体全部排出　吸收空气中的CO2　吸收CO2中的水蒸气

(3)×100%　(4)偏大　偏大

16．[素养题]我国著名化学家侯德榜发明的“联合制碱法”的反应原理用化学方程式可简要表示为

NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3；

NH4HCO3＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl；

2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑。

(1)以上过程中没有涉及的基本反应类型是              ，纯碱属于      (填“酸”“碱”或“盐”)。

(2)有人认为“联合制碱法”有以下优点，你认为正确的是        (填字母)。

A．生产过程中部分产物可作为原料使用

B．副产品是一种氮肥

C．反应均不需要加热，可节约能源

(3)第2步反应中需加入磨细的食盐粉，将食盐磨细的目的是

                                                     。

(4)将第2步反应的滤液(氯化铵)与剩余氯化钠的混合溶液降温，氯化铵晶体大量析出，而大部分氯化钠仍留在溶液中，据图分析氯化铵能大量结晶析出的原因是                              

                                                     。

[解析]　(1)由NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3可知是多种物质反应生成一种物质，则属于化合反应，由NH4HCO3＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl可知是化合物与化合物相互交换成分生成新的化合物与化合物，则属于复分解反应，由2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑可知是一种物质反应生成多种物质，则属于分解反应，即以上反应不涉及置换反应；纯碱的化学式为Na2CO3，是由金属阳离子和酸根阴离子构成的，属于盐。(2)由以上三个反应可知，水和二氧化碳等物质可以循环使用，制取纯碱时同时生成NH4Cl，NH4Cl是一种氮肥，而2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑反应是需要加热的，故选AB。(3)因增大反应物的接触面积可以加快反应速率，反应中加入磨细的食盐粉，能使其充分反应且反应速率加快。(4)根据溶解度曲线可知，氯化铵的溶解度受温度影响大，降低温度溶解度变小且变化趋势大，而氯化钠的溶解度受温度影响不大，降低温度时溶解度变化很小，则氯化铵与剩余氯化钠的混合溶液降温，氯化铵晶体大量析出。

[答案]　(1)置换反应　盐　(2)AB　(3)加快反应速率，并使食盐反应更充分　(4)氯化铵溶解度受温度影响比氯化钠大