Question

4．現(xiàn)有兩瓶白色固體分別是碳酸鈉固體與碳酸氫鈉固體，某同學(xué)利用多種方法進(jìn)行鑒別：
（1）方法1：欲利用如圖進(jìn)行鑒別，其中能使澄清石灰水變渾濁的是NaHCO₃（填化學(xué)式），該實(shí)驗(yàn)利用了碳酸氫鈉和碳酸鈉的穩(wěn)定性，該裝置存在的不妥之處是：加熱的試管未向下傾斜，易爆裂．
方法2：利用它們的溶解性差異進(jìn)行鑒別，其具體操作如下：
①稱取等質(zhì)量的碳酸氫鈉與碳酸鈉固體；
②量取等體積少量水于兩燒杯中；
③分別把碳酸氫鈉和碳酸鈉固體溶解在兩燒杯中，直到飽和狀態(tài)；
④分別稱量剩余的碳酸氫鈉與碳酸鈉固體的質(zhì)量．
其中剩余質(zhì)量小的是Na₂CO₃（填化學(xué)式）．
方法3：配制同物質(zhì)的量濃度的碳酸氫鈉與碳酸鈉溶液，測(cè)其pH，其中pH大的是Na₂CO₃（填化學(xué)式）．配制溶液時(shí)所需要的定量?jī)x器有托盤(pán)天平、量筒．
（2）現(xiàn)有一包白色固體樣品，可能含有碳酸氫鈉與碳酸鈉的一種或兩種，為鑒別其成分，現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：稱取12.6g樣品于試管中，滴加0.1 mol•L^-1 的鹽酸至過(guò)量，產(chǎn)生CO₂體積3.36L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）．通過(guò)計(jì)算：分析該樣品的成分和質(zhì)量：碳酸鈉、12.6g．

Answer 1

分析 （1）方法1：碳酸氫鈉不穩(wěn)定，加熱易分解，生成二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，碳酸鈉加熱不分解；該裝置存在的不妥之處是：加熱的試管未向下傾斜，易爆裂；
方法2：相同條件下，在水中碳酸鈉的溶解度小于碳酸氫鈉的溶解度；
方法3：配制等濃度的二者的溶液，測(cè)定pH，pH大的為Na₂CO₃；實(shí)驗(yàn)室配制溶液的操作步驟分別是：計(jì)算、稱量、溶解，根據(jù)各操作所需要使用的儀器，進(jìn)行分析解答；
（2）滴加0.1 mol•L^-1 的鹽酸至過(guò)量，碳全部轉(zhuǎn)化為二氧化碳，設(shè)12.6g樣品含碳酸氫鈉與碳酸鈉的物質(zhì)的量分別為x、y，根據(jù)生成的二氧化碳中碳守恒、質(zhì)量守恒解答．

解答 解：（1）方法1：碳酸氫鈉受熱易分解，而碳酸鈉不能，則加熱，有氣體放出，反應(yīng)為：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，能使澄清石灰水變渾濁，反應(yīng)為：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O，可鑒別，加熱碳酸氫鈉分解生成水，加熱的試管未向下傾斜，易爆裂．
故答案為：NaHCO₃；加熱的試管未向下傾斜，易爆裂；
方法2：相同條件下，堿金屬的碳酸氫鹽溶解度小于碳酸鹽，所以碳酸氫鈉的溶解度小于碳酸鈉，其中剩余質(zhì)量小的是Na₂CO₃，
故答案為：Na₂CO₃；
方法3：碳酸鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽，溶液中碳酸根離子水解顯堿性，CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-、HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，溶液pH＞7，碳酸氫鈉只發(fā)生HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，所以其中pH大的是Na₂CO₃，配制溶液，首先計(jì)算配制溶液所需溶質(zhì)和水的質(zhì)量，再稱量所需的溶質(zhì)和量取水，最后進(jìn)行溶解、裝瓶；藥匙用于取用固體藥品，托盤(pán)天平用于稱取固體溶質(zhì)；量筒與膠頭滴管用于準(zhǔn)確量取水；燒杯用于完成溶解操作、玻璃棒用于溶解時(shí)的攪拌，最后裝入試劑瓶，所需要的定量?jī)x器有托盤(pán)天平、量筒，
故答案為：Na₂CO₃；量筒；
（2）設(shè)12.6g樣品含碳酸氫鈉與碳酸鈉的物質(zhì)的量分別為x、y，結(jié)合總質(zhì)量可得：84g/mol•x+106g/mol•y=12.6g，產(chǎn)生CO₂體積3.36L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）為0.15mol，根據(jù)碳守恒x+y=0.15，聯(lián)立方程，無(wú)解，0.15molCO₂，若全部來(lái)自于碳酸鈉，0.15mol×84g/mol=12.6g，故白色固體樣品為一種成分為碳酸鈉，
故答案為：碳酸鈉、12.6g．

點(diǎn)評(píng) 本題以碳酸鈉和碳酸氫鈉為載體考查物質(zhì)的鑒別，為高頻考點(diǎn)，把握物質(zhì)的性質(zhì)差異為解答的關(guān)鍵，注意利用不同現(xiàn)象鑒別物質(zhì)，題目難度中等．