Question

3．發(fā)酵粉的主要成分中含有碳酸氫鈉．某化學興趣小組的同學對碳酸氫鈉的性質進行了探究．
Ⅰ．定性探究
實驗一：探究碳酸氫鈉溶液的酸堿性用pH試紙測得碳酸氫鈉溶液的pH約為8，可知碳酸氫鈉溶液堿性．
實驗二：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的固體物質．
【實驗1】取一定質量的碳酸氫鈉放到銅片上加熱，如圖所示．

（1）加熱一段時間后，觀察到燒杯內壁有水珠．
（2）充分加熱后，將燒杯迅速倒轉過來，倒入適量的澄清石灰水，振蕩，觀察到石灰水變渾濁，說明該氣體是CO₂．
（3）欲通過進一步的實驗探究來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
【實驗2】

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結論
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 ②（填序號）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 無色酚酞溶液	無明顯現(xiàn)象	假設①成立

【實驗結論】NaHCO₃受熱分解的化學方程式為2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O．
【延伸拓展】實驗室有兩瓶失去標簽的固體藥品，已知它們是碳酸鈉和碳酸氫鈉，你能否設計一個實驗進行鑒別，請簡述你的實驗方案及現(xiàn)象和結論取樣，分別放入試管中加熱，無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
為測定某發(fā)酵粉中碳酸氫鈉的質量分數(shù)，計了如下實驗，其主要實驗步驟如下：

①按如圖組裝儀器，取50g品放入錐形瓶中，關閉塞b，打開活塞a，從導管A處緩緩鼓入一定量的空氣；
②關閉活塞a，打開活塞b，加入足量稀硫酸溶液，直至錐形瓶內不再產(chǎn)生氣泡；
③關閉活塞b，打開活塞a，從導管A處緩緩鼓入一定量的空氣；
④測量干燥管內堿石灰（氧化鈣和氫氧化鈉固體的混合物）增加的質量（見下圖曲線）；
⑤重復步驟③和④的操作，直至干燥管內物質質量不再增加．
（1）步驟①加入樣品前還應檢查裝置的氣密性．
（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）請利用相關數(shù)據(jù)計算樣品中碳酸氫鈉的質量分數(shù)．（寫出計算過程）

Answer 1

分析 當溶液的pH等于7時，呈中性；當溶液的pH小于7時，呈酸性；當溶液的pH大于7時，呈堿性．根據(jù)碳酸氫鈉的化學性質分析；檢驗生成物是NaOH還是Na₂CO₃，加入氯化鋇溶液可以與碳酸鈉反應產(chǎn)生沉淀的物質，據(jù)此進行分析解答．碳酸氫鈉受熱容易分解，生成水、二氧化碳氣體和Na₂CO₃，寫出反應的化學方程式即可；根據(jù)反應的化學方程式結合題干提供的數(shù)據(jù)進行分析解答即可．

解答 解：Ⅰ：
實驗一：用pH試紙測得碳酸氫鈉溶液的pH為8，大于7，顯堿性，故填：堿；
實驗1：（2）二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，說明碳酸氫鈉受熱能分解生成二氧化碳氣體，故填：CO₂；
（3）受熱分解生成的固體物質還可能是氫氧化鈉和碳酸鈉的混合物，故填：NaOH和Na₂CO₃；
實驗2：加入鹽酸有氣泡產(chǎn)生，說明一定生成了碳酸鈉，故猜想②不合理；檢驗生成物是NaOH還是Na₂CO₃，加入足量的氯化鋇溶液可以與碳酸鈉溶液反應產(chǎn)生沉淀的物質，若有白色沉淀生成，說明固體產(chǎn)物是Na₂CO₃，取反應后的上層清液，向其中滴加酚酞試液，酚酞試液不變紅，說明溶液中不含氫氧根，說明固體產(chǎn)物中不含氫氧化鈉，即猜想①成立；故填：

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結論
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 ②（填序號）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 無色酚酞溶液	無明顯現(xiàn)象	假設①成立

碳酸氫鈉受熱容易分解，生成水、二氧化碳氣體和Na₂CO₃，反應的化學方程式為：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測定結果的影響，防止測定的數(shù)據(jù)不準確；裝置乙：濃硫酸具有吸水性，混合氣體通過濃硫酸時，硫酸吸收氣體中的水，避免水對測定結果的影響；
故填：吸收空氣中的二氧化碳；吸收水分；
（3）分析坐標圖可知：干燥管中增加的質量為22g，則生成的二氧化碳的質量為22g．
解：設樣品中碳酸氫鈉的質量為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量分數(shù)為84%．

點評 本題綜合考查了碳酸鈉、碳酸氫鈉和碳酸氫銨的知識，回答問題時，可以依據(jù)課本已有的知識，靈活應用，所以同學們在平時的學習中要加強知識的理解與應用．