Question

【題目】（16分）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)對碳酸氫鈉的性質(zhì)進(jìn)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，可知碳酸氫鈉溶液呈 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(zhì)。

【實驗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 。

（3）欲通過進(jìn)一步的實驗探究來確定充分加熱后的固體產(chǎn)物的成分。

【提出假設(shè)】①可能是Na2CO3

②可能是NaOH

③可能是 。

【實驗2】

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(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) （填序號）不成立
B．另取少量溶液于試管中，滴加 溶液		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 溶液	無明顯現(xiàn)象	假設(shè)①成立

【實驗結(jié)論】NaHCO3受熱分解的化學(xué)方程式為 。

【延伸拓展】實驗室有兩瓶失去標(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)計一個實驗進(jìn)行鑒別，請簡述你的實驗方案及現(xiàn)象和結(jié)論 。。

Ⅱ．定量探究

為測定某發(fā)酵粉中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計了如下實驗，其主要實驗步驟如下：

①按下圖組裝儀器，取50g樣品放入錐形瓶中，關(guān)閉活塞b，打開活塞a，從導(dǎo)管A處緩緩鼓入一定量的空氣；

②關(guān)閉活塞a，打開活塞b，加入足量稀硫酸溶液，直至錐形瓶內(nèi)不再產(chǎn)生氣泡；

③關(guān)閉活塞b，打開活塞a，從導(dǎo)管A處緩緩鼓入一定量的空氣；

④測量干燥管內(nèi)堿石灰（氧化鈣和氫氧化鈉固體的混合物）增加的質(zhì)量（見上圖曲線）；

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) 。

（2）裝置甲的作用是 ，裝置乙的作用是 ；

（3）請利用相關(guān)數(shù)據(jù)計算樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（寫出計算過程）

Answer 1

【答案】I、實驗一：堿 【實驗1】（2）CO2 【提出假設(shè)】（3）NaOH和Na2CO3

【實驗2】

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
		②
B．足量BaCl2	產(chǎn)生白色沉淀
C．無色酚酞

【實驗結(jié)論】2NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑

【延伸拓展】

方案一：取樣，分別將兩種樣品放入試管中加熱，若無明顯變化的是Na2CO3，若加熱后有試管壁有水珠生成，且生成氣體能使澄清石灰水變渾濁，則是NaHCO3

方案二：取樣，分別將兩種樣品放入試管中，滴入等量且等濃度的稀鹽酸或稀硫酸，反應(yīng)較快的是NaHCO3，反應(yīng)較慢的是Na2CO3

II、（1）檢查裝置氣密性 （2）吸收空氣中的CO2 吸收水分 （3）84%

【解析】

試題分析：I、實驗一：用pH試紙測得碳酸氫鈉溶液的pH約為8>7，可知碳酸氫鈉溶液呈堿

【實驗1】（2）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）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后，元素的種類不變，故猜想③可能是NaOH和Na2CO3

【實驗2】要探究到底是那種猜想正確，應(yīng)該抓住NaOH和Na2CO3的化學(xué)性質(zhì)，碳酸鹽能與酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，且能與鈣鹽或鋇鹽生成白色沉淀，NaOH應(yīng)抓住顯堿性，但同時要注意的是，但NaOH和Na2CO3一起存在的時候，由于Na2CO3溶液也顯堿性，故若要通過溶液是否顯堿性來判斷NaOH的存在，則必須先要除去Na2CO3

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
		②
B．足量BaCl2（合理即可）	產(chǎn)生白色沉淀
C．無色酚酞（合理即可）

【實驗結(jié)論】通過上面的探究可知，NaHCO3受熱分解生成碳酸鈉，故NaHCO3受熱分解的化學(xué)方程式為：2NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑

【延伸拓展】方案一：取樣，分別將兩種樣品放入試管中加熱，若無明顯變化的是Na2CO3，若加熱后有試管壁有水珠生成，且生成氣體能使澄清石灰水變渾濁，則是NaHCO3。

方案二：取樣，分別將兩種樣品放入試管中，滴入等量且等濃度的稀鹽酸或稀硫酸，反應(yīng)較快的是NaHCO3，反應(yīng)較慢的是Na2CO3

II、（1）步驟①加入樣品前還應(yīng)檢查裝置氣密性，以防反應(yīng)過程中產(chǎn)生的氣體跑掉

（2）裝置甲NaOH溶液的作用是：吸收空氣中的CO2，以免對后面二氧化碳的質(zhì)量形成干擾；裝置乙的濃硫酸具有吸水性，作用是：吸收水分

（3）堿石灰干燥的作用是吸收反應(yīng)生成的二氧化碳，故其質(zhì)量的增加就是生成二氧化碳的質(zhì)量，通過圖像可看出，最終反應(yīng)結(jié)束，生成二氧化碳的質(zhì)量為2.2g，故可根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式2NaHCO3+H2SO4==Na2SO4+2H2O+2CO2↑中NaHCO3與CO2的質(zhì)量關(guān)系，算出NaHCO3的質(zhì)量，進(jìn)一步可計算樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

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

168/x=88/22g

x=42g

樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：42g/50g×100%=84%