Question

10．制作糕點常用Na₂CO₃或NaHCO₃作膨松劑，我�；瘜W(xué)興趣小組的同學(xué)根據(jù)Na₂CO₃和NaHCO₃的性質(zhì)進行了一系列探究．
【查閱資料】
（1）溶解度比較：

溶解度	10℃	20℃	30℃	40℃
Na2CO3	12.5g	21.5g	39.7g	49.0g
NaHCO3	8.1g	9.6g	11.1g	12.7g

（2）已知碳酸氫鈉在270℃左右就能分解為碳酸鈉、水和二氧化碳，而碳酸鈉受熱不分解．
【探究一】NaHCO₃和Na₂CO溶解度差異的探究．
小方同學(xué)分別取xg兩種固體粉末加入20℃10g水中充分溶解，通過觀察現(xiàn)象區(qū)分出碳酸鈉和碳酸氫鈉，x可能是A．
A．2      B．0.96      C．0.5      D．3
【探究二】測定某Na₂CO₃和NaHCO₃混合物中NaHCO₃的質(zhì)量分數(shù)
[方案一]稱取一定質(zhì)量樣品，置于坩堝中加熱至恒重后，冷卻，稱量剩余固體質(zhì)量，計算．
（1）坩堝中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
（2）實驗中，需加熱至恒重的目的是保證NaHCO₃全部分解．
[方案二]利用如圖裝置進行實驗，裝置B中放有樣品（整套裝置氣密性良好，各裝置中氣體吸收劑足量）．

【實驗步驟】
（1）檢查裝置的氣密性；  （2）稱取樣品10g，加到裝置B中；  （3）稱量裝置B、C、D的質(zhì)量（含藥品）；  （4）連接裝置；  （5）加熱；  （6）停止加熱繼續(xù)通入空氣；  （7）再次稱量裝置B、C、D的質(zhì)量（含藥品）．
【數(shù)據(jù)記錄】

	裝置B	裝置C	裝置D
實驗前物質(zhì)的質(zhì)量/g	180.0	200.0	122.2
實驗后物質(zhì)的質(zhì)量/g	176.9	201.5	124.8

【問題回答】
①上圖裝置C的作用是除去水蒸氣，裝置C中一個明顯的錯誤是右側(cè)導(dǎo)管伸入液面以下．
②實驗過程中必須向裝置內(nèi)通入空氣，裝置A中發(fā)生的化學(xué)方程式為2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O，若沒有裝置A，造成測定結(jié)果偏大（填“偏大”“不變”或“偏小”）
【討論分析】小紅同學(xué)認為，表格中三組數(shù)據(jù)都可以計算該樣品中NaHCO₃的質(zhì)量分數(shù)，但小張認為不能用C裝置的質(zhì)量變化來計算，其理由是裝置A中逸出的水蒸氣會進入裝置C中，改進方法：在裝置A、B之間增加一個濃硫酸的干燥裝置．小王又認為用裝置D的質(zhì)量差會偏大而影響計算，應(yīng)增加一個操作：連接D裝置前，緩緩鼓入空氣，目的是排盡裝置內(nèi)的二氧化碳氣體．
【數(shù)據(jù)處理】經(jīng)過反復(fù)討論，大家一致贊成應(yīng)該利用表格中的裝置B的質(zhì)量變化進行計算NaHCO₃和Na₂CO₃混合物中NaHCO₃的質(zhì)量分數(shù)84%．
【拓展應(yīng)用】固體Na₂CO₃中混有少量NaHCO₃，可通過加熱方法除去．

Answer 1

分析 【探究一】根據(jù)20℃時碳酸鈉和碳酸氫鈉的溶解度進行分析；
【探究二】
【方案一】
（1）根據(jù)碳酸氫鈉在加熱的條件下生成碳酸鈉、水和二氧化碳進行分析；
（2）根據(jù)加熱至恒重可以使碳酸氫鈉完全分解進行分析；
[方案二]：
①根據(jù)濃硫酸有吸水性，洗氣時應(yīng)該是長進短出進行分析；
②根據(jù)二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水進行分析
【討論分析】根據(jù)溶液中會揮發(fā)出水蒸氣，導(dǎo)致測定結(jié)果偏大來分析，空氣中含有二氧化碳來分析；根據(jù)實驗數(shù)據(jù)來分析解答，固體減少的質(zhì)量就是碳酸氫鈉分解生成水和二氧化碳的總質(zhì)量；
【數(shù)據(jù)處理】根據(jù)題中的數(shù)據(jù)，結(jié)合化學(xué)方程式進行計算；
【拓展應(yīng)用】根據(jù)碳酸氫鈉受熱會分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳進行分析．

解答 解：
【探究一】20℃時碳酸鈉和碳酸氫鈉的溶解度分別為21.5g和9.6g，那么在該溫度下，10g水中最多溶解2.15g碳酸鈉達到飽和，最多溶解0.96g碳酸氫鈉達到飽和，因此可分別加入2g固體，充分攪拌后，若完全溶解則為碳酸鈉，若不能完全溶解則為碳酸氫鈉，故選：A；
【探究二】
[方案一]
（1）碳酸氫鈉在加熱的條件下生成碳酸鈉、水和二氧化碳，化學(xué)方程式為：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
（2）加熱至恒重可以使碳酸氫鈉完全分解；
[方案二]：
①濃硫酸有吸水性，洗氣時應(yīng)該是長進短出，所以裝置C的作用是吸收水蒸氣，裝置C中一個明顯的錯誤是：右側(cè)導(dǎo)管伸入液面以下；
②空氣經(jīng)過裝置A時，其中的二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水，化學(xué)方程式為：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O，若沒有此裝置，則裝置D增重偏大，認為生成的二氧化碳質(zhì)量偏大，造成測定結(jié)果偏大；
【討論分析】小張認為不能用C裝置的質(zhì)量變化來計算，其理由是：裝置A中逸出的水蒸氣會進入裝置C中，改進方法是：在裝置A、B之間增加一個濃硫酸的干燥裝置，小王又認為用裝置D的質(zhì)量差會偏大而影響計算，應(yīng)增加一個操作：連接D裝置前，緩緩鼓入空氣，目的是：排盡裝置內(nèi)的二氧化碳氣體；
【數(shù)據(jù)處理】解：設(shè)其中含碳酸氫鈉的質(zhì)量為x
2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑
 168             （18+44=62）
  x              180.0g-176.9g=3.1g
$\frac{168}{x}=\frac{62}{3.1g}$
x=8.4g
NaHCO₃和Na₂CO₃混合物中NaHCO₃的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{8.4g}{10g}$×100%x=8.4g
【拓展應(yīng)用】碳酸氫鈉受熱會分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳，所以固體Na₂CO₃中混有少量NaHCO₃，可通過加熱方法除去．
故答案為：
【探究一】A
【探究二】
[方案一]（1）2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑（2）保證NaHCO₃ 全部分解；
[方案二]
①除去水蒸氣；右側(cè)導(dǎo)管伸入液面以下；
②2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；偏大；
【討論分析】裝置A中逸出的水蒸氣會進入裝置C中；在裝置A、B之間增加一個濃硫酸的干燥裝置；連接D裝置前，緩緩鼓入空氣；排盡裝置內(nèi)的二氧化碳氣體；
【數(shù)據(jù)處理】84%．
【拓展應(yīng)用】加熱

點評 本題考查碳酸氫鈉含量的測定實驗，為高頻考點，把握實驗裝置的作用及實驗?zāi)康臑榻獯鸬年P(guān)鍵，側(cè)重分析、計算及實驗?zāi)芰Φ木C合考查，題目難度中等．