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℃
Na2CO312.5g21.5g39.7g49.0g
NaHCO38.1g9.6g11.1g12.7g
(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/g180.0200.0122.2
實驗后物質(zhì)的質(zhì)量/g176.9201.5124.8
【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.

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.

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