Question

研究性学习小组对碳酸钠和碳酸氢钠的性质进行探究，请你参与实验．
（1）我们在学习碳酸钠和碳酸氢钠的时候，做过如如图装置的实验．向盛有0.5g碳酸钠的试管里加入2mL盐酸，迅速用带导管的胶塞塞紧试管口，并将导管另一端通入盛有澄清石灰水的试管中，观察现象．用碳酸氢钠代替碳酸钠进行上述实验，观察现象．
通过比较试管甲中的两次反应，填写下表：

	碳酸钠+盐酸	碳酸氢钠+盐酸
实验现象
化学反应方程式

写出乙中反应的化学方程式：______．
（2）以前实验室制备纯碱（Na₂CO₃）的主要步骤为：将饱和NaCl溶液倒入烧杯加热，控制30-35℃，搅拌下分批加入研细的NH₄HCO₃固体，加料完毕，保温30分钟，静置、过滤得NaHCO₃晶体．用少量蒸馏水洗涤除去杂质、抽干，转入蒸发皿中灼烧得Na₂CO₃固体．
四种盐在不同温度下的溶解度表：（g/100g水）

温度 溶解度	0℃	10℃	20℃	30℃	40℃	50℃	60℃	100℃
NaCl	35.7	35.8	36.0	36.3	36.6	37.0	37.3	39.8
NH4HCO3	11.9	15.8	21.0	27.0	-	-	-	-
NaHCO3	6.9	8.1	9.6	11.1	12.7	14.5	16.4	-
NH4Cl	29.4	33.3	37.2	41.4	45.8	50.4	55.3	77.3

①静置后只析出NaHCO₃晶体的原因______；
②过滤所得母液中含有NaHCO₃、NaCl、NH₄Cl、NH₄HCO₃，加入适当试剂并作进一步处理，使______（填化学式）循环使用，回收得到NH₄Cl晶体．
（3）分别取碳酸氢钠4.2g和碳酸钠5.3g放入相同大小的锥形瓶中，分别在密闭条件下加入相同质量、相同浓度的盐酸（足量）．在相同的条件下，测量出生成气体的体积，得到时间-体积关系曲线图应为______．

通过分析和计算说明你的理由．

Answer 1

解：（1）碳酸钠和碳酸氢钠都能和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体，不过碳酸氢钠与盐酸反应速率要快的多，故答案为：

有大量无色气泡放出，该气体能使澄清石灰水变浑	更迅速地放出大量无色气泡，该气体能使澄清石灰水变浑
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑	NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑

乙中发生反应的化学方程式：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）①对比四种盐在30℃下的溶解度，发现碳酸氢钠的溶解度最小，说明溶液中的溶质达到饱和时，碳酸氢钠最先析出； ②过滤所得母液中含有NaHCO₃、NaCl、NH₄Cl、NH₄HCO₃，可加入适量的盐酸，碳酸氢钠和盐酸反应转换为氯化钠；氯化钠可循环使用；同时碳酸氢氨和盐酸反应也转换为氯化铵．故答案为：①碳酸氢钠溶解度最小；②NaCl．
（3）设5.3g的Na₂CO₃和4.2g的NaHCO₃和足量的盐酸反应产生的CO₂气体的质量分别为x、y
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑ NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑
106 44 84 44
5.3g x 4.2g y
x=2.2g y=2.2g
通过计算得知，5.3g的Na₂CO₃反应产生的CO₂气体为2.2g，4.2g的NaHCO₃反应产生的CO₂气体也是2.2g．反应后生成相同体积的二氧化碳，但碳酸氢钠和盐酸反应速率更快，结合以上信息，故选B．
分析：（1）根据碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应的速率和生成气体的性质解答，生成的二氧化碳能与氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和水；
（2）对比各物质的溶解度，溶解度小的物质会析出；
（3）根据化学方程式进行计算，结合碳酸氢钠与盐酸反应速率快判断．
点评：本题通过对比实验，重点考查了钠的两种重要盐碳酸钠和碳酸氢钠的性质、方程式的书写以及计算等知识．要根据二者的性质和与盐酸反应的特点进行分析解答．