碳酸钠探究.docx

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碳酸钠探究

有关碳酸钠的知识和探究

某校老师让化学实验小组的同学进行有关Na2CO3和NaCl的系列实验。

实验一：

鉴别失去标签的Na2CO3溶液和NaCl溶液。

同学们分别选择了下列物质进行实验。

其中合理的是。

①稀盐酸②澄清石灰水③pH试纸

实验二：

除去某NaCl样品中的少量Na2CO3。

同学们设计了如下实验流程图：

（1）上述流程图中，沉淀的化学式为；

（2）实验完毕后，同学们发现溶液中的溶质除含有NaCl外还含有。

于是同学们改用了新的方案：

向样品中滴加稀盐酸至不再产生气体为止。

有关反应的化学方程式。

实验三：

完成了上述实验后，同学们又进行了以下的探究活动。

【实验目的】测定该NaCl样品中Na2CO3的质量分数。

【设计方案】根据实验目的和原理，同学们认为需要测得下列四个数据：

①NaCl样品的质量ag；②充分反应后，生成沉淀的质量为bg；

③反应前装置和药品的质量为cg；④充分反应后装置和药品的质量为dg。

【实验用品】老师提供了以下实验用品。

药品：

足量的稀H2SO4、CaCl2溶液、碱石灰、浓硫酸

装置：

【查阅资料】①CaCl2与Na2CO3两种溶液能发生复分解反应。

②碱石灰是烧碱和氧化钙的固体混合物，主要用作气体干燥剂。

【实验报告】请你帮助他们完成下表（碱石灰和浓硫酸已被选用，下表中不再填写）。

方案

药品

实验

装置

所需数据

（用ag、bg、cg、dg表示）

Na2CO3的质量分数计算式

一

B、E、F

二

ag、cg、dg

三

【实验反思】老师为什么提供CaCl2溶液而不是石灰水，有待后续学习解决。

某纯碱样品中含有少量氯化钠杂质，现用下图所示装置来测定纯碱样品中碳酸钠的质量分数（铁架台、铁夹等在图中均已略去）。

实验步骤如下：

①按图连接装置，并检查气密性；

②准确称得盛有碱石灰（固体氢氧化钠和生石灰的混合物）的干燥管D的质量为83.4g；

③准确称得6g纯碱样品并放入容器B中；

④关上K1，打开K2，缓缓滴入稀硫酸，至不再产生气泡为止；

⑤关上K2，打开K1，往试管A中缓缓鼓入空气数分钟，然后称得干燥管D的总质量为85.6g。

试回答：

（1）已知装置A中试剂为碱性溶液，其作用是。

（2）实验步骤⑤鼓入空气的目的是______。

（3）C装置的作用是，若没有C装置，则会导致测定结果___（填“偏大”或“偏小”）。

（4）E装置的作用是______。

（5）根据实验中测得的有关数据，计算出纯碱样品碳酸钠的质量分数为_____%（计算结果保留一位小数）。

（6）经精确测定，样品中碳酸钠的实际质量分数略小于上述所求数值，其原因可能是。

（朝阳2010一模）32．（7分）某校化学兴趣小组的同学对敞口放置的固体烧碱的变质程度开展了探究。

写出烧碱发生变质反应的化学方程式_______________。

为确定固体混合物中碳酸钠的质量分数，他们设计了如下几种不同的实验方案：

[方案一]气体分析法。

（1）若用图甲中的收集装置，则所测CO2气体的体积________（填“偏大”、“偏小”、“不变”），理由是，你的改进措施是。

（2）若用乙装置测定CO2的质量（碱石灰是CaO和NaOH的混合物）。

该实验设计中的缺陷是（答一点即可）。

OH–

Cl-

Ca2+

微

溶

Mg2+

不

溶

Fe3+

不

溶

Cu2+

不

溶

[方案二]沉淀分析法。

资料：

部分碱和盐的溶解性表（20℃）

发生反应的化学方程式是，溶液M中的溶质是。

（6分）烧碱中常含有碳酸钠。

为了测定某烧碱样品中烧碱的质量分数，甲、乙两同学分别设计了如下的实验方案。

⑴甲同学的实验方案

实验步骤

解释与结论

准确称量10.6g的烧碱样品，在烧杯中加足量蒸馏水溶解

氢氧化钠溶解时有__▲__现象

加入过量的氢氧化钙溶液，至反应完全

反应的化学方程式为__▲__

过滤，称量干燥后的滤渣质量为1g

滤液中的溶质为__▲__

计算

烧碱样品中烧碱的质量分数为__▲__

⑵乙同学设计了右图所示（装置气密性良好）的实验方案：

将一定质量的样品溶于水→向样品溶液中加入过量的盐酸→通过反应前后质量的变化，确定二氧化碳的质量→计算氢氧化钠的质量分数。

①实验过程中发现：

向溶液中滴加盐酸时，一段时间后才出现气泡，其原因可能是__▲__。

②产生气泡反应的化学方程式为__▲__。

74.（烟台）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】

猜想工：

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。

（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“能千或“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）。

（1）盐酸Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑（或稀H2SO4等酸及其对应的化学方程式）

（2）CaCO3不能。

（3）有白色沉淀产生无色酚酞不变红色【反思】CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O

（孝感）做菜用的一种嫩肉粉，其主要成分是碳酸氢钠（NaHCO3）可破坏肉质纤维结构、促进肉类吸收水分，从而使肉质松软、鲜嫩。

小明发现将拌了嫩肉粉的肉类放到锅中并加入食醋等调料烧煮时产生了大量气体。

他对此颇感兴趣，决定对其进行探究。

Ⅰ、小明对气体的成分进行了猜测：

气体中除了醋酸气体之外，还可能含有水蒸气和CO2。

他设法收集气体样品并除去醋酸气体后，用右图实验装置进行探究。

将气体依次通过A、B两试剂瓶后，发现A瓶质量增加，B瓶中有白色浑浊物产生。

（已知浓硫酸具有吸水性）

实验结论：

该气体中一定含有；

Ⅱ、小明对二氧化碳的来源做出了两种猜测：

猜测①二氧化碳可能是由碳酸氢钠受热分解产生的；

猜测②；

针对以上猜测，小明设计了以下实验：

（请你填写下表）

实验步骤

实验现象

实验结论

实验1

取碳酸氢钠样品少许加入试管中，加热到不产生气体为止，并把产生的气体通入澄清石灰水

试管口有小水滴产生

澄清石灰水变浑浊

猜想①正确

实验2

猜想②正确

Ⅲ、查阅资料：

在XX网页中输入碳酸氢钠的化学性质，可以获知碳酸氢钠受热易分解，产物中有碳酸钠生成。

再根据实验Ⅰ写出碳酸氢钠受热分解的化学方程式；

Ⅳ、实验Ⅰ中有白色粉末剩余，请用两种化学方法来验证剩余粉末是碳酸钠（写出实验操作步骤、现象和结论）；

方法一：

；

方法二：

。

Ⅰ.水蒸气和二氧化碳Ⅱ猜测2：

二氧化碳可能是由碳酸氢钠和醋酸反应生成的；

实验步骤

实验现象

实验2

取碳酸氢钠样品少许加入试管中，加入醋酸，并把产生的气体通入澄清石灰水

澄清石灰水变浑浊

Ⅲ2NaHCO3

Na2CO3＋H2O＋CO2↑Ⅳ方法一：

取少量粉末于试管中，滴加稀盐酸，若有气泡产生，则粉末为Na2CO3方法二：

取少量粉末于试管中，加适量水溶解，再加入CaCl2（或BaCl2等）溶液，若有白色沉淀生成，则粉末为Na2CO3

66.（株洲）化学老师谢××交给某研究性学习小组一个任务：

测定实验室里一瓶久置的NaOH固体是否变质。

该小组的同学进行了如下实验探究：

【提出问题】猜想I：

没变质，全部是NaOH；猜想II：

部分变质，既含有NaOH{又含有Na2CO3：

猜想Ⅲ：

完全变质，全部是Na2CO3。

【查阅资料】①已知反应：

BaCl2+Na2CO3=2NaCl+BaCO3↓

②部分盐溶液在常温下的pH如下：

盐溶液

NaCI

Na2CO3

BaCl2

pH

等于7

大于7

等于7

【设计方案并进行实验】请你与他们一起共同完成，并回答所给问题。

实验步骤

实验现象

实验结论

①称取上述氢氧化钠固体样品8．0g溶于50ml，水配成溶液，向溶液中滴加氯化钡溶液至过量，充分反应后，静置。

产生白色沉淀

说明久置固体中，一定含有

（1）（填化学式）。

②用玻璃棒蘸取少量①中充分反应后的上层清液滴在一小块pH试纸上，与标准比色卡对比，测出pH

pH=11

说明久置固体中，还一定含有

（2）（填化学式）。

上述步骤①中，所用称量仪器的名称是（3），滴加过量BaCl2溶液的目的是（4）

【实验结论】通过实验，说明上述猜想中（5）是正确的。

【拓展】该小组同学为测定出该NaOH固体的变质程度，继续将上述白色沉淀过滤、洗净、干燥，称得其质量为2．0g，则原试剂中NaOH的质量分数为（6）（假定试剂中无其它杂质）。

【反思】久置的氢氧化钠变质的原因是（7）（用化学方程式表示）。

（1）Na2CO3,

（2）NaOH,（3）天平，（4）除去Na2CO3（5）猜想Ⅱ，（6）86.5%，（7）2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O

在学校的元旦联欢会上，某同学表演了“水能生火”的魔术。

他向包有过氧化钠（Na2O2）粉末的脱脂棉上滴水，脱脂棉燃烧起来。

小明很感兴趣，于是，他和同学们进行探究。

[提出问题]过氧化钠与水反应生成了什么物质？

为什么脱脂棉会燃烧？

[猜想]①可能有一种气体和另一种物质生成；②反应过程中可能有热量放出

[设计装置]如右图所示。

[实验探究]

实验一：

探究反应后生成的气体是什么？

（1）小利猜想生成的气体可能是氢气，也可能是氧气。

小利猜想的依据是。

（2）小宁打开装置中分液漏斗的活塞，控制滴加水的速度，观察到试管内有气泡产生，用带火星的木条靠近P处，木条复燃。

说明生成的气体是。

（3）实验过程中，还观察到U型管A端红墨水液面下降，其原因是。

实验二：

继续探究反应后生成的另一种是什么？

（1）小明取反应后所得的溶液于试管中，滴入无色酚酞试液，发现酚酞试液变红色，说明反应后所得的溶液呈性。

（2）小军认为，纯碱溶液也能使酚酞试液变红色，所以另一种物质有可能是Na2CO3，小宁认为不可能，他可选用试剂来验证另一种物质是否是Na2CO3；

（3）小明在转移实验一所得溶液时，不小心手上沾有部分该溶液，小明应该如何处理。

[表达]由实验探究的结果，写出过氧化钠和水反应的化学方程式：

。

[实验探究]实验一：

（1）质量守恒定律（或反应前后元素种类不变）

（2）氧气（3）过氧化钠与水反应放出热量，使瓶中的空气受热膨胀，压强增大实验二：

（1）碱

（2）稀盐酸（或澄清石灰水等）（3）用较多的水冲洗，再涂上硼酸溶液[表达]Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑

3、某混合物由碳酸钠和氢氧化钠组成。

实验室现有如下图所示装置各一套，装置气密性均良好。

某同学合理组装各装置，实验测定该混合物中碳酸钠的质量分数。

已知碱石灰为氢氧化钠与氧化钙的混合物，用于吸收反应生成的气体物质。

反应前后称量丙的质量分别为m1、m2；实验前，活塞①、②均处于关闭状态。

    请根据该同学的实验操作回答有关问题：

（1）如图所示，取一定量样品放入甲中。

为保证实验结果的准确性，先连接装置接口b-_________（选填字母c、d、e）；再打开①，缓缓通入氮气一段时间后关闭①。

此时通过氮气的目的是_________。

（2）合理连接剩余装置后打开②，缓缓滴入足量稀硫酸后关闭②。

当甲中不再有气泡产生时，再打开①，缓慢通入氮气。

此时通入氮气的目的是_________。

    （3）该实验中，装置乙的作用是_________。

（4）不采用以上装置与原理，也能测出该混合物中碳酸钠的质量分数。

请举一例，用化学方程式表示：

_________。

已知某纯碱试样中含有杂质氯化钠，为测定试样中纯碱的质量分数，可用下图装置进行实验。

主要步骤如下，请填空：

①按图组装仪器，并检查__________________；②将10g试样放入锥形瓶中，加适量蒸馏水溶解，得到试样溶液；③称量盛有碱石灰的U形管的质量为300g；④从分液漏斗中滴入20%的稀硫酸，直到________________为止，写出反应的化学方程式__________________________；⑤从导管A处缓缓鼓入一定量的空气；⑥再次称量盛有碱石灰的U形管的质量；⑦重复⑤和⑥的操作，直到U形管的质量基本不变，测得质量为303.3g。

回答下列问题：

（1）装置中浓硫酸的作用是___________________________________。

（2）步骤⑤的目的是_________________________________________。

（3）试样中纯碱的质量分数为_________________________________。

（4）分液漏斗中的稀H2SO4不能换成浓盐酸，理由是______________________________。

（5）若用生成沉淀的方法来测定试样中纯碱的质量分数，应选用的试剂是____________。

A物质常用于焊接或切割金属。

把一定质量的纯净物A和40g的纯净物B在—定条件下按

某纯碱样品中含有少量氯化钠杂质，现用下图所示装置来测定纯碱样品中碳酸钠的质量分数（铁架台、铁夹等在图中均已略去）。

实验步骤如下：

①按图连接装置，并检查气密性；②准确称得盛有碱石灰（固体氢氧化钠和生石灰的混合物）的干燥管D的质量为83.4g；③准确称得6g纯碱样品放入容器b中；④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；⑤打开弹簧夹，往试管A中缓缓鼓入空气数分钟，然后称得干燥管D的总质量为85.6g。

试回答：

（1）若④⑤两步的实验操作太快，则会导致测定结果__（填“偏大”或“偏小”）；

（2）鼓入空气的目的是______________________，

装置A中试剂X应选用；

（3）若没有C装置，则会导致测定结果_____（填“偏大”或“偏小”）；

（4）E装置的作用是___________________________________；

（5）根据实验中测得的有关数据，计算出纯碱样品Na2CO3的质量分数为______（计算结果保留一位小数）。

化学兴趣小组的同学做中和反应实验时，将稀盐酸滴入氢氧化钠溶液中，看到有气泡产生。

是不是拿错了药品？

经检验确认没有拿错药品，而是氢氧化钠溶液变质了。

【分析】氢氧化钠溶液变质的原因是____________。

【提出问题】该氢氧化钠溶液是全部变质还是部分变质？

【查阅资料】①已知反应：

（白色）

②氯化钡溶液呈中性。

【设计实验】依据查阅的资料设计实验步骤，并进行实验，根据实验现象推断相应实验结论。

实验步骤

实验现象

实验结论

（1）取少量该溶液于试管中，向溶液中滴加过量氯化钡溶液，并不断振荡。

有白色沉淀产生。

说明原溶液中一定含有____________。

（2）取

（1）试管中的上层清液滴加酚酞

试液。

溶液变红色。

则溶液中一定含有____________。

【实验结论】该兴趣小组的同学得出的结论是：

氢氧化钠溶液____________变质（填“部分”或“全部”）。

【进一步实验】该小组同学用变质的溶液制取不含杂质的氢氧化钠溶液，继续完成中和反应实验。

请你帮助他们解决下列问题：

（1）除去氢氧化钠溶液中存在的上述杂质可加入适量的____________。

（2）借助于____________可判断盐酸和氢氧化钠溶液恰好完全反应。

【分析】氢氧化钠与空气中的二氧化碳发生了反应【实验设计】

（1）Na2CO3

（2）NaOH

【实验结论】部分【进一步实验】

（1）Ca（OH）2

（2）指示剂或pH计或酚酞试液

80.（临沂）某校化学课外兴趣小组的小刚和小强同学到实验室去做探究实验时，他们意外发现实验桌上有一瓶敞口放置的氢氧化钠固体。

根据所学化学知识，他们认为此瓶氢氧化钠固体变质了，接着他们对这瓶氢氧化钠固体变质情况进行了探究。

提出问题：

氢氧化钠固体变质程度如何？

查阅资料：

氯化钙和氯化钠溶液呈中性，不能使无色酚酞变色

猜想与假设：

小刚猜想：

氢氧化钠可能部分变质，生成了碳酸钠。

小强猜想：

。

实验探究：

小刚和小强设计探究实验方案，证明了他们各自的猜想。

探究过程如下：

实验步骤

实验操作

实验现象

实验结论或化学方程式

步骤一

取样品，加水配制成溶液，并向其中滴加适量氯化钙溶液，充分反应后过滤

有生成

氢氧化钠已变质。

写出加入氯化钙溶液后发生反应的化学方程式。

步骤二

取上述少量滤液于试管中，滴加无色酚酞溶液

酚酞溶液变

为色

氢氧化钠部分变质

得出结论：

小刚的猜想正确。

表达与交流

（1）用化学方程式表示氢氧化钠变质的原因：

。

（2）在实验室里氢氧化钠需要密封保存。

药品密封保存的原因很多，请你写出浓盐酸需要密封能够保存的原因。

氢氧化钠完全变质生成了碳酸钙白色沉淀Na2CO3＋CaCl2＝CaCO3↓＋2NaCl红色CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O浓盐酸易挥发

做菜用的一种嫩肉粉，其主要成分是碳酸氢钠（NaHCO3）可破坏肉质纤维结构、促进肉类吸收水分，从而使肉质松软、鲜嫩。

小明发现将拌了嫩肉粉的肉类放到锅中并加入食醋等调料烧煮时产生了大量气体。

他对此颇感兴趣，决定对其进行探究。

Ⅰ、小明对气体的成分进行了猜测：

气体中除了醋酸气体之外，还可能含有水蒸气和CO2。

他设法收集气体样品并除去醋酸气体后，用右图实验装置进行探究。

将气体依次通过A、B两试剂瓶后，发现A瓶质量增加，B瓶中有白色浑浊物产生。

（已知浓硫酸具有吸水性）

实验结论：

该气体中一定含有；

Ⅱ、小明对二氧化碳的来源做出了两种猜测：

猜测①二氧化碳可能是由碳酸氢钠受热分解产生的；

猜测②；

针对以上猜测，小明设计了以下实验：

（请你填写下表）

实验步骤

实验现象

实验结论

实验1

取碳酸氢钠样品少许加入试管中，加热到不产生气体为止，并把产生的气体通入澄清石灰水

试管口有小水滴产生

澄清石灰水变浑浊

猜想①正确

实验2

猜想②正确

Ⅲ、查阅资料：

在XX网页中输入碳酸氢钠的化学性质，可以获知碳酸氢钠受热易分解，产物中有碳酸钠生成。

再根据实验Ⅰ写出碳酸氢钠受热分解的化学方程式；

Ⅳ、实验Ⅰ中有白色粉末剩余，请用两种化学方法来验证剩余粉末是碳酸钠（写出实验操作步骤、现象和结论）；

方法一：

；

方法二：

。

Ⅰ.水蒸气和二氧化碳Ⅱ猜测2：

二氧化碳可能是由碳酸氢钠和醋酸反应生成的；

实验步骤

实验现象

实验2

取碳酸氢钠样品少许加入试管中，加入醋酸，并把产生的气体通入澄清石灰水

澄清石灰水变浑浊

Ⅲ2NaHCO3

Na2CO3＋H2O＋CO2↑Ⅳ方法一：

取少量粉末于试管中，滴加稀盐酸，若有气泡产生，则粉末为Na2CO3方法二：

取少量粉末于试管中，加适量水溶解，再加入CaCl2（或BaCl2等）溶液，若有白色沉淀生成，则粉末为Na2CO3

某校化学课外兴趣小组的小刚和小强同学到实验室去做探究实验时，他们意外发现实验桌上有一瓶敞口放置的氢氧化钠固体。

根据所学化学知识，他们认为此瓶氢氧化钠固体变质了，接着他们对这瓶氢氧化钠固体变质情况进行了探究。

提出问题：

氢氧化钠固体变质程度如何？

查阅资料：

氯化钙和氯化钠溶液呈中性，不能使无色酚酞变色

猜想与假设：

小刚猜想：

氢氧化钠可能部分变质，生成了碳酸钠。

小强猜想：

。