Question

12．碳酸氫鈉是一種重要的鹽類物質，俗稱小蘇打，在生活中用途廣泛，試舉出碳酸氫鈉在生活中的一種用途治療胃酸的藥物．
小江同學設計了以下實驗，以探究碳酸氫鈉的化學性質．
【探究實驗1】碳酸氫鈉溶液的酸堿性
【實驗方案1】取少量固體于試管中，加入適量水溶解，若用pH試紙測定溶液的pH，正確的方法是根據pH試紙的使用方法進行分析．測定溶液pH的具體操作方法為：用干凈的玻璃棒蘸取待測溶液并滴在pH試紙上，把試紙顯示的顏色與標準比色卡對照，讀出相同顏色的pH值，測得溶液的pH＞7，向溶液中滴加紫色石蕊試液，觀察到溶液變藍，由此得出結論是酸氫鈉溶液呈堿性．
【探究實驗2】碳酸氫鈉的熱穩(wěn)定性
【實驗方案2】用如圖所示裝置進行實驗
現象：充分加熱后，大試管口有水珠出現，管底有白色固體殘留，小試管中澄清石灰水變渾濁．
結論：碳酸氫鈉受熱能生成二氧化碳、水和一種白色固體．
驗證：小江通過實驗證明試管中留下的白色固體是Na₂CO₃，請寫出碳酸氫鈉受熱分解的化學方程式2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
【繼續(xù)探究】小江向實驗2中完全反應后的試管中加水溶解后，滴入無色酚酞試液，發(fā)現溶液變成紅色，說明碳酸鈉溶液也呈堿性．于是他想通過實驗證明碳酸鈉溶液也呈堿性是由碳酸根離子引起，而不是由鈉離子引起的．現在提供如下試劑：碳酸鈉溶液、碳酸鉀溶液、氯化鈉溶液、氯化鈣溶液、酚酞試液，（如果需要你也可以自己選擇合適的試劑）請你幫助小江設計實驗來證明碳酸鈉溶液呈堿性是由CO${\;}_{3}^{2+}$引起，而不是由Na⁺引起的，并寫出實驗步驟、現象和結論．

Answer 1

分析 根據碳酸氫鈉的性質推測其用途；
【實驗方案1】用PH試紙檢驗物質的酸堿度，是較為簡便的方法．只需用滴有試液的試紙與標準比色卡對比即可；堿性溶液能使紫色石蕊試液變藍；
【實驗方案2】根據碳酸氫鈉受熱分解生成了碳酸鈉、水和二氧化碳解答；
【繼續(xù)探究】首先假設鈉離子引起溶液呈堿性，那么鈉鹽溶液都是呈堿性的，但根據所學知識知氯化鈉溶液呈中性，說明堿性不是鈉離子引起的；那么如果碳酸鈉溶液呈堿性的話就一定是碳酸根離子引起的．

解答 解：碳酸氫鈉是一種重要的鹽類物質，俗稱小蘇打；碳酸氫鈉能和酸反應生成二氧化碳，故可以用作治療胃酸的藥物；受熱可分解生成二氧化碳，故也可作發(fā)酵粉；
【實驗方案1】根據pH試紙的使用方法進行分析．測定溶液pH的具體操作方法為：用干凈的玻璃棒蘸取待測溶液并滴在pH試紙上，把試紙顯示的顏色與標準比色卡對照，讀出相同顏色的pH值．測得溶液的pH＞7，向溶液中滴加紫色石蕊試液，觀察到溶液變藍；由此得出結論是碳酸氫鈉溶液呈堿性；
【實驗方案2】碳酸氫鈉受熱分解生成了碳酸鈉、水和二氧化碳，反應的化學方程式 是2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
【繼續(xù)探究】首先假設鈉離子引起溶液呈堿性，那么鈉鹽溶液都是呈堿性的，但根據所學知識知氯化鈉溶液呈中性，說明堿性不是鈉離子引起的；那么如果碳酸鈉溶液呈堿性的話就一定是碳酸根離子引起的．
所以可以設計兩個實驗，一是證明氯化鈉溶液不顯堿性，二是證明碳酸鈉溶液呈堿性．可分別加入紫色石蕊試液進行鑒別，若氯化鈉溶液不藍色，碳酸鈉溶液變藍色，則證明呈堿性是碳酸根離子引起的．
取5%NaCl溶液1mL加入試管中，滴加幾滴石蕊試液，石蕊試液為紫色（或不變色），Na⁺不會使溶液顯堿性；
 取5%Na₂CO₃溶液1mL加入試管中，滴加幾滴石蕊試液，石蕊試液變藍色，使石蕊試液變藍色的只能是CO₃^2-．
故答案為：
小蘇打；治療胃酸的藥物；
【實驗方案1】根據pH試紙的使用方法進行分析．測定溶液pH的具體操作方法為：用干凈的玻璃棒蘸取待測溶液并滴在pH試紙上，把試紙顯示的顏色與標準比色卡對照，讀出相同顏色的pH值；溶液變藍；酸氫鈉溶液呈堿性；
【實驗方案2】2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
【繼續(xù)探究】取5%NaCl溶液1mL加入試管中，滴加幾滴石蕊試液，石蕊試液為紫色（或不變色），Na⁺不會使溶液顯堿性；
 取5%Na₂CO₃溶液1mL加入試管中，滴加幾滴石蕊試液，石蕊試液變藍色，使石蕊試液變藍色的只能是CO₃^2-．

點評 掌握碳酸鹽和酸反應放出二氧化碳氣體，酚酞試液的變色情況、方程式的書寫，以及碳酸鈉、氫氧化鈉的性質，是解答的基礎和關鍵，此外，該題還較好的考查了學生根據題意分析解決問題、應用知識解決問題的能力．