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19.Na2CO3的制取方法及Na2CO3和NaHCO3綜合實驗探究
Ⅰ.(1)我國化學家侯德榜改革國外的純堿生產工藝,其生產流程可簡要表示如圖:

①往飽和食鹽水中依次通入足量的NH3、CO2(氨堿法),而不先通CO2再通NH3的原因是由于CO2在NaCl溶液中的溶解度很小,NH3在水中溶解度較大,先通入NH3使食鹽水呈堿性,能夠吸收大量CO2氣體,產生較高濃度的HCO3-,才能析出NaHCO3晶體.
②寫出沉淀池中反應的化學方程式NH3+H2O+CO2+NaCl═NH4Cl+NaHCO3↓.
Ⅱ.某實驗小組探究Na2CO3和NaHCO3的性質,發(fā)現(xiàn)實驗室里盛放兩種固體的試劑瓶丟失了標簽.于是,他們先對固體A、B進行鑒別,再通過實驗進行性質探究.
(2)分別加熱固體A、B,發(fā)現(xiàn)固體A受熱產生的氣體能使澄清石灰水變渾濁.A受熱分解的化學方程式為2NaHCO3$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$Na2CO3+CO2↑+H2O.
(3)稱取兩種固體各2g,分別加入兩個小燒杯中,再各加10mL蒸餾水,振蕩,測量溫度變化;待固體充分溶解,恢復到室溫,向所得溶液中各滴入2滴酚酞溶液.
①發(fā)現(xiàn)Na2CO3固體完全溶解,而NaHCO3固體有剩余,由此得出結論:相同溫度下,Na2CO3比NaHCO3易溶于水.
②同學們在兩燒杯中還觀察到以下現(xiàn)象.其中,盛放Na2CO3的燒杯中出現(xiàn)的現(xiàn)象是b、d(填字母序號).
a.溶液溫度下降
b.溶液溫度升高
c.滴入酚酞后呈淺紅色
d.滴入酚酞后呈紅色
(4)同學們將兩種固體分別配制成0.5mol•L-1的溶液,設計如表方案并對反應現(xiàn)象做出預測:
實驗方案預測現(xiàn)象預測依據(jù)
操作1:向2mL Na2CO3溶液中滴加1mL 0.5mol•L-1 CaCl2溶液有白色沉淀Na2CO3溶液中的CO32-濃度較大,能與CaCl2發(fā)生反應:Ca2++CO32-═CaCO3↓ (離子方程式)
操作2:向2mL NaHCO3溶液中滴加1mL 0.5mol•L-1CaCl2溶液無白色沉淀NaHCO3溶液中的CO32-濃度很小,不能與CaCl2反應
實施實驗后,發(fā)現(xiàn)操作2的現(xiàn)象與預測有差異:產生白色沉淀和氣體,則該條件下,NaHCO3溶液與CaCl2溶液反應的離子方程式為Ca2++2HCO3-═CaCO3↓+CO2↑+H2O.

分析 Ⅰ.(1)①由于CO2在NaCl溶液中的溶解度很小,NH3在水中溶解度較大,先通入NH3使食鹽水呈堿性,能夠吸收大量CO2氣體,產生較高濃度的HCO3-;
②制堿法的原料為氨氣、二氧化碳和飽和氯化鈉,沉淀池中得到的是碳酸氫鈉;
Ⅱ.(2)碳酸鈉穩(wěn)定,受熱難分解,碳酸氫鈉熱穩(wěn)定性差,受熱易分解,生成二氧化碳氣體,二氧化碳和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀;
(3)①常溫下,同質量、同體積的溶劑,Na2CO3固體完全溶解,而NaHCO3固體有剩余,說明Na2CO3較NaHCO3易溶;
②碳酸鈉溶解過程放熱,碳酸鈉為強堿弱酸鹽,水解使溶液呈堿性;
(4)碳酸鈉能和氯化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉;CaCl2與NaHCO3溶液反應生成碳酸鈣沉淀和二氧化碳氣體.

解答 解:(1)①氨氣極易溶于水,而二氧化碳微溶于水,先通入氨氣,溶液呈堿性,再通入二氧化碳氣體可之更多地轉化為HCO3-
故答案為:由于CO2在NaCl溶液中的溶解度很小,NH3在水中溶解度較大,先通入NH3使食鹽水呈堿性,能夠吸收大量CO2氣體,產生較高濃度的HCO3-,才能析出NaHCO3晶體;
②在沉淀池氨氣、二氧化碳、水和氯化鈉發(fā)生反應生成碳酸氫鈉和氯化銨,反應方程式為NH3+H2O+CO2+NaCl═NH4Cl+NaHCO3↓;
故答案為:NH3+H2O+CO2+NaCl═NH4Cl+NaHCO3↓;
Ⅱ.(2)碳酸鈉穩(wěn)定,受熱難分解,碳酸氫鈉熱穩(wěn)定性差,受熱易分解,生成二氧化碳氣體,生成的CO2氣體通入澄清石灰水中發(fā)生反應,CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O,生成碳酸鈣沉淀變渾濁,故A為碳酸氫鈉,A分解反應方程式為2NaHCO3 $\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$Na2CO3+CO2↑+H2O,
故答案為:2NaHCO3 $\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$Na2CO3+CO2↑+H2O;
(3)①稱取兩種固體各2g,分別放入兩個小燒杯中,再各滴加10mL蒸餾水,振蕩,測量溫度變化;待固體充分溶解,并恢復至室溫后,發(fā)現(xiàn)Na2CO3固體完全溶解,而NaHCO3固體有剩余,說明在同樣的溫度下,同質量的兩種固體在同體積的溶劑中,Na2CO3比NaHCO3易溶于水,
故答案為:同溫度下,Na2CO3比NaHCO3易溶于水;
②a.碳酸鈉溶解過程為放熱過程,故a錯誤;
b.碳酸鈉溶解過程放熱,溫度升高,故b正確;
c.碳酸鈉為強堿弱酸鹽,水解溶液呈堿性,滴入酚酞后呈紅色,故c錯誤;
d.碳酸鈉為強堿弱酸鹽,水解溶液呈堿性,碳酸鈉俗稱純堿,滴入酚酞后呈紅色,故d正確;
故答案為:b、d;
(4)操作2:CaCl2與NaHCO3溶液反應生成沉淀和氣體,可知沉淀是碳酸鈣,氣體是二氧化碳,反應方程式為:CaCl2+2NaHCO3=CaCO3↓+2NaCl+CO2↑+H2O,離子反應為Ca2++2HCO3-=CaCO3↓+CO2↑+H2O,
故答案為:Ca2++2HCO3-=CaCO3↓+CO2↑+H2O.

點評 本題考查性質實驗方案的設計,為高頻考點,把握物質的性質、發(fā)生的反應及實驗設計能力為解答的關鍵,側重分析與實驗能力的考查,注意Na2CO3和NaHCO3性質以及相關反應的方程式的書寫,易錯點為(4),根據(jù)題中信息可知CaCl2與NaHCO3溶液可發(fā)生反應:CaCl2+2NaHCO3=CaCO3↓+2NaCl+CO2↑+H2O,題目難度不大.

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