Question

12．碳酸氫鈉是一種重要的鹽類物質(zhì)，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(xué)設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)，以探究碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)．
【探究實(shí)驗(yàn)1】碳酸氫鈉溶液的酸堿性
【實(shí)驗(yàn)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(cè)定溶液的pH，正確的方法是根據(jù)pH試紙的使用方法進(jìn)行分析．測(cè)定溶液pH的具體操作方法為：用干凈的玻璃棒蘸取待測(cè)溶液并滴在pH試紙上，把試紙顯示的顏色與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照，讀出相同顏色的pH值，測(cè)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(lán)，由此得出結(jié)論是酸氫鈉溶液呈堿性．
【探究實(shí)驗(yàn)2】碳酸氫鈉的熱穩(wěn)定性
【實(shí)驗(yàn)方案2】用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
現(xiàn)象：充分加熱后，大試管口有水珠出現(xiàn)，管底有白色固體殘留，小試管中澄清石灰水變渾濁．
結(jié)論：碳酸氫鈉受熱能生成二氧化碳、水和一種白色固體．
驗(yàn)證：小江通過實(shí)驗(yàn)證明試管中留下的白色固體是Na₂CO₃，請(qǐng)寫出碳酸氫鈉受熱分解的化學(xué)方程式2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
【繼續(xù)探究】小江向?qū)嶒?yàn)2中完全反應(yīng)后的試管中加水溶解后，滴入無色酚酞試液，發(fā)現(xiàn)溶液變成紅色，說明碳酸鈉溶液也呈堿性．于是他想通過實(shí)驗(yàn)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(xiàn)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(qǐng)你幫助小江設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象和結(jié)論．

Answer 1

分析 根據(jù)碳酸氫鈉的性質(zhì)推測(cè)其用途；
【實(shí)驗(yàn)方案1】用PH試紙檢驗(yàn)物質(zhì)的酸堿度，是較為簡(jiǎn)便的方法．只需用滴有試液的試紙與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比即可；堿性溶液能使紫色石蕊試液變藍(lán)；
【實(shí)驗(yàn)方案2】根據(jù)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(shè)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(jù)所學(xué)知識(shí)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(zhì)，俗稱小蘇打；碳酸氫鈉能和酸反應(yīng)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(shí)驗(yàn)方案1】根據(jù)pH試紙的使用方法進(jìn)行分析．測(cè)定溶液pH的具體操作方法為：用干凈的玻璃棒蘸取待測(cè)溶液并滴在pH試紙上，把試紙顯示的顏色與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照，讀出相同顏色的pH值．測(cè)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(lán)；由此得出結(jié)論是碳酸氫鈉溶液呈堿性；
【實(shí)驗(yàn)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(yīng)的化學(xué)方程式 是2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
【繼續(xù)探究】首先假設(shè)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(jù)所學(xué)知識(shí)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(shè)計(jì)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，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(jìn)行鑒別，若氯化鈉溶液不藍(lán)色，碳酸鈉溶液變藍(lán)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(huì)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(lán)色，使石蕊試液變藍(lán)色的只能是CO₃^2-．
故答案為：
小蘇打；治療胃酸的藥物；
【實(shí)驗(yàn)方案1】根據(jù)pH試紙的使用方法進(jìn)行分析．測(cè)定溶液pH的具體操作方法為：用干凈的玻璃棒蘸取待測(cè)溶液并滴在pH試紙上，把試紙顯示的顏色與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照，讀出相同顏色的pH值；溶液變藍(lán)；酸氫鈉溶液呈堿性；
【實(shí)驗(yàn)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(huì)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(lán)色，使石蕊試液變藍(lán)色的只能是CO₃^2-．

點(diǎn)評(píng) 掌握碳酸鹽和酸反應(yīng)放出二氧化碳?xì)怏w，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(zhì)，是解答的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，此外，該題還較好的考查了學(xué)生根據(jù)題意分析解決問題、應(yīng)用知識(shí)解決問題的能力．