Question

【題目】碳酸氫鈉廣泛地應用于生產、實驗和日常生活中。某課外小組同學通過查閱資料對碳酸氫鈉的性質和制法進行了系列實驗，請你參與探究。

（1）向NaHCO3溶液滴加MnCl2溶液生成沉淀MnCO3，離子方程式為______。

（2）向NaHCO3溶液加入少量的鎂粉，觀察到有氣體和白色沉淀生成，則該氣體一定是______（填化學式），白色沉淀可能是：①MgCO3；②Mg(OH)2；③Mg2(OH)2CO3。欲證明白色沉淀為②，簡單的實驗方法為______（操作、現象和結論）。

（3）電解Na2CO3溶液制NaHCO3的原理如圖—1所示．

①電解初期，電解池中總反應方程式為______。

②若電解過程中透過交換膜的Na+為 0.4 mol，則陽極收集到 O2_____L（標況）。

③電解后期溶液中的含碳微粒逐漸減少，此階段陽極反應式為______。

（4） “侯氏制堿法”的原理是： NaCl+NH3+ CO2+H2O= NaHCO3+NH4Cl，模擬該制法的部分裝置如圖—2所示．

① 正確的操作是______（填序號）。

A．a通入CO2，然后b通入NH3，c中放堿石灰

B．a通入NH3，然后b通入CO2，c中放蘸稀硫酸的脫脂棉

C．b通入NH3，然后a通入CO2，c中放堿石灰

D．b通入CO2，然后a通入NH3，c中放蘸稀硫酸的脫脂棉

② 水槽中的冷水起降溫作用，這樣有利于______。

Answer 1

【答案】 2HCO3-+ Mn2+= MnCO3↓+ CO2↑+ H2O H2 取少量固體加稀硫酸，將產生的氣體通入石灰水中，若溶液仍澄清，則固體為 Mg(OH)2；（其它合理答案均給分） 4Na2CO3 +6H2O=4NaHCO3 + 4NaOH + O2↑+2H2↑ 2.24 L 4HCO3- — 4e- = 4CO2↑+O2↑+ 2H2O b 氣體的溶解和 NaHCO3的析出

【解析】（1）HCO3—存在弱電離平衡，Mn2+與電離產生的碳酸根結合難溶性的MnCO3，促進HCO3—電離，酸性增強，氫離子再與HCO3—反應生成二氧化碳和水。2HCO3-+ Mn2+= MnCO3↓+ CO2↑+ H2O；（2）鎂粉具有強還原性，向NaHCO3溶液加入少量的鎂粉，只有氫元素被還原為氫氣， 要證明白色沉淀是Mg(OH)2，可以比較它們組成的上差別，即沒有碳酸根。取少量固體加稀硫酸，若沒有氣體產生則固體為 Mg(OH)2；（其它合理答案均給分）；（3）①根據圖17-1進出物質變化、化合價變化，可判斷電解初期，陽極產生氧氣，碳酸根電解轉變為碳酸氫根，陰極由水得電子產生氫氣，則總反應方程式為：4Na2CO3 +6H2O=4NaHCO3 + 4NaOH + O2↑+2H2↑ ， ②若電解過程中透過交換膜的Na+為 0.4 mol，即轉移0.4 mol電子，產生0.1mol O2，在標準狀況下體積為2.24 L； ③隨著碳酸氫根離子濃度增大，依據電解后期溶液中的含碳微粒逐漸減少的事實，碳酸氫根失電子（負2價氧失電子生成氧氣，陽極反應式為：4HCO3- — 4e- = 4CO2↑+O2↑+ 2H2O；（4）為了促進生成更多的碳酸氫根離子，應先通氨氣，再通二氧化碳氣體，而氨氣極易溶解于水，為防止倒吸，不能將氨氣直接通入溶液中，故選B；水槽中的冷水起降溫作用，這樣有利于氣體的溶解，促進反應增大NaHCO3的質量且NaHCO3在低溫下溶解度小，有利于其析出。