Question

5．某校化學(xué)興趣小組為了解碳酸氫鈉粉末（NaHCO₃）的化學(xué)性質(zhì)，進(jìn)行了如下探究．該小組成員將少量碳酸氫鈉粉末置于如圖裝置的試管中，充分加熱至反應(yīng)完全，發(fā)現(xiàn)試管口出現(xiàn)無色液體，澄清石灰水變渾濁，且試管底部有白色固體殘余．兩位同學(xué)提出以下猜想：
（1）提出問題：殘余白色固體的成分是什么？
（2）猜想與假設(shè)：根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變，兩位同學(xué)提出以下猜想：
【猜想一】甲同學(xué)：“白色固體是氫氧化鈉（NaOH）”；
【猜想二】乙同學(xué)：“白色固體是碳酸鈉（Na₂CO₃）”．
（3）實(shí)驗(yàn)與結(jié)論：①澄清石灰水變渾濁的反應(yīng)方程式：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
②為了驗(yàn)證自己的猜想，甲同學(xué)設(shè)計(jì)了以下方案并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：

實(shí)驗(yàn)步驟	現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取少量殘余固體于試管中，加入適量的水使之溶解，往試管中滴加2滴無色酚酞溶液，觀察現(xiàn)象	溶液變紅	白色固體是氫氧化鈉

根據(jù)甲同學(xué)的猜想與驗(yàn)證，乙同學(xué)認(rèn)為甲的結(jié)論不準(zhǔn)確，因?yàn)镹aOH與Na₂CO₃的水溶液均顯堿性，都能使無色酚酞試液變紅．
③以下是乙同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取少量殘余固體于試管中， 加入適量稀鹽酸，觀察現(xiàn)象	試管中產(chǎn)生大量氣泡	白色固體是碳酸鈉

④根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)探究內(nèi)容，寫出碳酸氫鈉受熱分解的化學(xué)方程式：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑．
（4）討論交流：你還能設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)方案來驗(yàn)證乙同學(xué)的猜想嗎？

實(shí)驗(yàn)步驟	現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
		白色固體是碳酸鈉

Answer 1

分析 （3）①根據(jù)二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁來解答；
②根據(jù)碳酸鈉氫氧化鈉溶液均呈堿性來分析；
③根據(jù)碳酸鈉的性質(zhì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，碳酸鈉遇酸能生成二氧化碳?xì)怏w；
④從反應(yīng)現(xiàn)象推出反應(yīng)的生成物，然后根據(jù)反應(yīng)物和生成物書寫化學(xué)方程式；
（4）根據(jù)碳酸鈉能與某些鹽如氯化鈣反應(yīng)生成沉淀來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)．

解答 解：（3）①能使澄清石灰水變渾濁的氣體應(yīng)為二氧化碳，所以化學(xué)方程式為：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
②因?yàn)樘妓釟溻c溶液也是呈堿性的，所以不能根據(jù)酚酞變紅色來推斷一定是氫氧化鈉；
③碳酸鈉遇酸能生成二氧化碳?xì)怏w；取少量殘余固體于試管中，加入適量稀鹽酸，試管中產(chǎn)生大量氣泡，說明該固體產(chǎn)物為碳酸鈉；
④利用試管壁上的水珠判斷有水生成，且生成的氣體通入澄清石灰水中，石灰水中變渾濁，所以確定有二氧化碳生成，碳酸氫鈉加熱分解的化學(xué)方程式：2NaHCO₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
（4）根據(jù)物質(zhì)的溶解性可知，鑒別碳酸鹽可以用鋇離子來檢驗(yàn)，可以加入氯化鋇溶液，

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取少量殘余固體于試管中，加水充分溶解，加入足量的BaCl2溶液，	有白色沉淀產(chǎn)生	白色固體是碳酸鈉

故答案為：
（3）①CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
②NaOH與Na₂CO₃的水溶液均顯堿性，都能使無色酚酞試液變紅；
③稀鹽酸，白色固體是碳酸鈉；
④2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
（4）

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取少量殘余固體于試管中，加水充分溶解，加入足量的BaCl2溶液，	有白色沉淀產(chǎn)生	白色固體是碳酸鈉

點(diǎn)評(píng) 此題主要探究NaHCO₃的化學(xué)性質(zhì)，探究的過程注意其步驟：步驟、現(xiàn)象、結(jié)論，屬于一道綜合實(shí)驗(yàn)題．