Question

3．發(fā)酵粉的主要成分中含有碳酸氫鈉．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)對(duì)碳酸氫鈉的性質(zhì)進(jìn)行了探究．
Ⅰ．定性探究
實(shí)驗(yàn)一：探究碳酸氫鈉溶液的酸堿性用pH試紙測(cè)得碳酸氫鈉溶液的pH約為8，可知碳酸氫鈉溶液堿性．
實(shí)驗(yàn)二：探究碳酸氫鈉的熱穩(wěn)定性
【查閱資料]碳酸氫鈉受熱容易分解，生成水、一種氣體和一種常見(jiàn)的固體物質(zhì)．
【實(shí)驗(yàn)1】取一定質(zhì)量的碳酸氫鈉放到銅片上加熱，如圖所示．

（1）加熱一段時(shí)間后，觀察到燒杯內(nèi)壁有水珠．
（2）充分加熱后，將燒杯迅速倒轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，倒入適量的澄清石灰水，振蕩，觀察到石灰水變渾濁，說(shuō)明該氣體是CO₂．
（3）欲通過(guò)進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)探究來(lái)確定充分加熱后的固體產(chǎn)物的成分．
①可能是Na₂CO₃  ②可能是NaOH
③可能是NaOH和Na₂CO₃
【實(shí)驗(yàn)2】

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
A．將該固體溶于蒸餾水配制成溶液，取少量溶液于試 管中，滴加足量稀鹽酸	有氣體產(chǎn)生	假設(shè) ②（填序號(hào)）不成立
B．另取少量溶液于試管中，滴加 足量BaCl2溶液	產(chǎn)生白色沉淀	固體產(chǎn)物中有 Na2CO3
C．取上述B步驟靜置后所得上層清液，滴入少量 無(wú)色酚酞溶液	無(wú)明顯現(xiàn)象	假設(shè)①成立

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】NaHCO₃受熱分解的化學(xué)方程式為2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O．
【延伸拓展】實(shí)驗(yàn)室有兩瓶失去標(biāo)簽的固體藥品，已知它們是碳酸鈉和碳酸氫鈉，你能否設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行鑒別，請(qǐng)簡(jiǎn)述你的實(shí)驗(yàn)方案及現(xiàn)象和結(jié)論取樣，分別放入試管中加熱，無(wú)明顯變化的是碳酸鈉，試管壁有水珠且產(chǎn)生的氣體能使澄清石灰水變渾濁的是碳酸氫鈉．
Ⅱ．定量探究
為測(cè)定某發(fā)酵粉中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，其主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①按如圖組裝儀器，取50g品放入錐形瓶中，關(guān)閉塞b，打開(kāi)活塞a，從導(dǎo)管A處緩緩鼓入一定量的空氣；
②關(guān)閉活塞a，打開(kāi)活塞b，加入足量稀硫酸溶液，直至錐形瓶?jī)?nèi)不再產(chǎn)生氣泡；
③關(guān)閉活塞b，打開(kāi)活塞a，從導(dǎo)管A處緩緩鼓入一定量的空氣；
④測(cè)量干燥管內(nèi)堿石灰（氧化鈣和氫氧化鈉固體的混合物）增加的質(zhì)量（見(jiàn)下圖曲線(xiàn)）；
⑤重復(fù)步驟③和④的操作，直至干燥管內(nèi)物質(zhì)質(zhì)量不再增加．
（1）步驟①加入樣品前還應(yīng)檢查裝置的氣密性．
（2）裝置甲的作用是吸收空氣中的二氧化碳，裝置乙的作用是吸收水分；
（3）請(qǐng)利用相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）

Answer 1

分析 當(dāng)溶液的pH等于7時(shí)，呈中性；當(dāng)溶液的pH小于7時(shí)，呈酸性；當(dāng)溶液的pH大于7時(shí)，呈堿性．根據(jù)碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)分析；檢驗(yàn)生成物是NaOH還是Na₂CO₃，加入氯化鋇溶液可以與碳酸鈉反應(yīng)產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)，據(jù)此進(jìn)行分析解答．碳酸氫鈉受熱容易分解，生成水、二氧化碳?xì)怏w和Na₂CO₃，寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式即可；根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式結(jié)合題干提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析解答即可．

解答 解：Ⅰ：
實(shí)驗(yàn)一：用pH試紙測(cè)得碳酸氫鈉溶液的pH為8，大于7，顯堿性，故填：堿；
實(shí)驗(yàn)1：（2）二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，說(shuō)明碳酸氫鈉受熱能分解生成二氧化碳?xì)怏w，故填：CO₂；
（3）受熱分解生成的固體物質(zhì)還可能是氫氧化鈉和碳酸鈉的混合物，故填：NaOH和Na₂CO₃；
實(shí)驗(yàn)2：加入鹽酸有氣泡產(chǎn)生，說(shuō)明一定生成了碳酸鈉，故猜想②不合理；檢驗(yàn)生成物是NaOH還是Na₂CO₃，加入足量的氯化鋇溶液可以與碳酸鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)，若有白色沉淀生成，說(shuō)明固體產(chǎn)物是Na₂CO₃，取反應(yīng)后的上層清液，向其中滴加酚酞試液，酚酞試液不變紅，說(shuō)明溶液中不含氫氧根，說(shuō)明固體產(chǎn)物中不含氫氧化鈉，即猜想①成立；故填：

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
A．將該固體溶于蒸餾水配制成溶液，取少量溶液于試 管中，滴加足量稀鹽酸	有氣體產(chǎn)生	假設(shè) ②（填序號(hào)）不成立
B．另取少量溶液于試管中，滴加 足量BaCl2溶液	產(chǎn)生白色沉淀	固體產(chǎn)物中有 Na2CO3
C．取上述B步驟靜置后所得上層清液，滴入少量 無(wú)色酚酞溶液	無(wú)明顯現(xiàn)象	假設(shè)①成立

碳酸氫鈉受熱容易分解，生成水、二氧化碳?xì)怏w和Na₂CO₃，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O．故填：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；
【拓展延伸】碳酸鈉受熱不分解，碳酸氫鈉受熱易分解，故可以取樣加熱，觀察現(xiàn)象，故答案為：取樣，分別放入試管中加熱，無(wú)明顯變化的是碳酸鈉，試管壁有水珠且產(chǎn)生的氣體能使澄清石灰水變渾濁的是碳酸氫鈉；
II（1）步驟①加入樣品前還應(yīng)檢查裝置的氣密性，故填：檢查裝置的氣密性．
（2）裝置甲：空氣中的二氧化碳能被NaOH溶液吸收，通過(guò)NaOH溶液后的空氣中不再含有二氧化碳，避免了空氣中二氧化碳對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響，防止測(cè)定的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確；裝置乙：濃硫酸具有吸水性，混合氣體通過(guò)濃硫酸時(shí)，硫酸吸收氣體中的水，避免水對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響；
故填：吸收空氣中的二氧化碳；吸收水分；
（3）分析坐標(biāo)圖可知：干燥管中增加的質(zhì)量為22g，則生成的二氧化碳的質(zhì)量為22g．
解：設(shè)樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量為x
2NaHCO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O+2CO₂↑  
 168                       88
  x                        22g
$\frac{168}{88}=\frac{x}{22g}$
x=42g               
$\frac{42g}{50g}×100%$=84%
答：樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為84%．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查了碳酸鈉、碳酸氫鈉和碳酸氫銨的知識(shí)，回答問(wèn)題時(shí)，可以依據(jù)課本已有的知識(shí)，靈活應(yīng)用，所以同學(xué)們?cè)谄綍r(shí)的學(xué)習(xí)中要加強(qiáng)知識(shí)的理解與應(yīng)用．