Question

15．同學(xué)們對制作糕點常用膨松劑Na₂CO₃或NaHCO₃進行了下列探究．
【查閱資料】

20℃	8%Na2CO3溶液	8%NaHCO3溶液
pH	10.6	8.0

溶解度	10℃	20℃	30℃	40℃
Na2CO3	12.5g	21.5g	39.7g	49.0g
NaHCO3	8.1g	9.6g	11.1g	12.7g

【探究一】NaHCO₃和Na₂CO₃性質(zhì)差異的探究
（1）現(xiàn)有20℃時溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的Na₂CO₃和NaHCO₃溶液
酸堿性：取樣于試管中，分別滴加紫色石蕊試液，均顯藍(lán)色；
酸堿度：NaHCO₃溶液＜Na₂CO₃溶液（填“＞”或”“＜”）．
（2）穩(wěn)定性：按圖1，實驗中可觀察乙燒杯中的石灰水變渾濁，對應(yīng)試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑．
結(jié)論：在受熱條件下，碳酸鈉比碳酸氫鈉穩(wěn)定性強（填“強”或“弱”）．
（3）利用溶解度鑒別NaHCO₃和Na₂CO₃：分別取Xg兩種固體粉末加入20℃，10g水中充分溶解，通過觀察溶解現(xiàn)象來區(qū)分，X可以是下列的A．（選填A(yù)、B或C）
A．2g      B．0.96g      C．0.5g
【問題討論】
（4）實驗結(jié)束時，應(yīng)先B（選填A(yù)或B）．
A．熄滅酒精燈   B．將甲、乙燒杯移開
（5）甲認(rèn)為探究穩(wěn)定性實驗中，由于受熱時兩物質(zhì)溫度不同，不能得到（2）中的結(jié)論，經(jīng)對裝置設(shè)計討論后一致認(rèn)為可以得到上述結(jié)論，理由是加熱時碳酸鈉的溫度比碳酸氫鈉溫度高．
【探究二】測定NaHCO₃和Na₂CO₃混合物10.0g中NaHCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（圖2，夾持裝置略）

【問題討論】
（6）實驗前先通一段時間的空氣的目的是排盡裝置內(nèi)的空氣（或二氧化碳）；
（7）A的作用是吸收鼓入空氣中的二氧化碳，若沒有裝置E，NaHCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定結(jié)果會偏大（填“偏大”、“不變”或“偏小”）．
（8）停止加熱后，仍繼續(xù)通入空氣一段時間，目的是使反應(yīng)生成的二氧化碳全部被D吸收．
【含量測定】
（9）測得裝置D的質(zhì)量實驗前為122.2g，實驗后為124.4g，計算該樣品中NaHCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（要有計算過程）
【知識拓展】
（10）向Na₂CO₃溶液中通入CO₂氣體可以生成NaHCO₃，該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為：Na₂CO₃+CO₂+H₂O═2NaHCO₃．

Answer 1

分析 【探究一】
（1）根據(jù)溶液pH值分析酸堿性解答；據(jù)測定溶液酸堿度的方法以及溶液的酸堿度與酸堿性的關(guān)系來分析；
（2）根據(jù)碳酸氫鈉加熱分解為碳酸鈉、水和二氧化碳來分析；
（3）根據(jù)20℃時碳酸鈉和碳酸氫鈉的溶解度來分析；
【問題討論】
（4）根據(jù)實驗結(jié)束時，為防止燒杯中的水到吸入試管，將試管炸裂，應(yīng)先將甲、乙燒杯移開解答；
（5）根據(jù)加熱時碳酸鈉的溫度比碳酸氫鈉溫度高解答；
【探究二】
（6）根據(jù)實驗前先通一段時間的空氣的目的是排盡裝置內(nèi)的空氣（或二氧化碳）解答；
（7）根據(jù)空氣經(jīng)過裝置A時，其中的二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水，若沒有此裝置，則裝置D增重偏大，認(rèn)為生成的二氧化碳質(zhì)量偏大解答；
（8）根據(jù)停止加熱后，仍繼續(xù)通入空氣一段時間，目的是使反應(yīng)生成的二氧化碳全部被D吸收解答；
【含量測定】
（9）根據(jù)反應(yīng)前后固體減少的質(zhì)量為生成的二氧化碳的質(zhì)量，利用反應(yīng)的化學(xué)方程計算解答；
（10）根據(jù)反應(yīng)原理寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式解答．

解答 解：
【探究一】（1）根據(jù)溶液pH值可知：Na₂CO₃溶液和NaHCO₃溶液顯堿性，滴加紫色石蕊試液，均藍(lán)色；溶液的堿性越強，pH越大，NaHCO₃溶液＜Na₂CO₃溶液；
（2）碳酸氫鈉加熱分解為碳酸鈉、水和二氧化碳，試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；在受熱條件下，碳酸鈉比碳酸氫鈉穩(wěn)定性強；
（3）20℃時碳酸鈉和碳酸氫鈉的溶解度分別為21.5g和9.6g，那么在該溫度下，10g水中最多溶解2.15g碳酸鈉達(dá)到飽和，最多溶解0.96g碳酸氫鈉達(dá)到飽和，因此可分別加入2g固體，充分?jǐn)嚢韬�，若完全溶解則為碳酸鈉，若不能完全溶解則為碳酸氫鈉；故填：A；
【問題討論】
（4）實驗結(jié)束時，為防止燒杯中的水到吸入試管，將試管炸裂，應(yīng)先將甲、乙燒杯移開；
（5）甲認(rèn)為探究穩(wěn)定性實驗中，由于受熱時兩物質(zhì)溫度不同，不能得到（2）中的結(jié)論，經(jīng)對裝置設(shè)計討論后一致認(rèn)為可以得到上述結(jié)論，理由是加熱時碳酸鈉的溫度比碳酸氫鈉溫度高；
【探究二】
（6）實驗前先通一段時間的空氣的目的是排盡裝置內(nèi)的空氣（或二氧化碳）；
（7）氣經(jīng)過裝置A時，其中的二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水，若沒有此裝置，則裝置D增重偏大，認(rèn)為生成的二氧化碳質(zhì)量偏大；造成測定結(jié)果偏大；
（8）停止加熱后，仍繼續(xù)通入空氣一段時間，目的是使反應(yīng)生成的二氧化碳全部被D吸收；
【含量測定】
（9）設(shè)10.0g樣品中含碳酸氫鈉的質(zhì)量x
2NaHCO₃=Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑     
168                   44
x                   124.4g-122.2g
$\frac{168}{x}=\frac{44}{124.4g-122.2g}$                
x=8.4g     
該樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{8.4g}{10g}$×100%=84%
（10）向Na₂CO₃溶液中通入CO₂氣體可以生成NaHCO₃，該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為：Na₂CO₃+CO₂+H₂O═2NaHCO₃
答案：
【探究一】
（1）藍(lán)色；＜
（2）2NaHCO₃=Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；   強；
（3）A；
【問題討論】
（4）B
（5）加熱時碳酸鈉的溫度比碳酸氫鈉溫度高
【探究二】
【問題討論】
（6）排盡裝置內(nèi)的空氣（或二氧化碳）；
（7）吸收鼓入空氣中的二氧化碳，偏大
（8）使反應(yīng)生成的二氧化碳全部被D吸收．
【含量測定】
（9）解：設(shè)10.0g樣品中含碳酸氫鈉的質(zhì)量X
2NaHCO₃=Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑     
168                44
x                 124.4g-122.2g
$\frac{168}{x}=\frac{44}{124.4g-122.2g}$
x=8.4g     
該樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.4g/10.0g×100%=84%
【知識拓展】
（10）Na₂CO₃+CO₂+H₂O═2NaHCO₃

點評 本題考查碳酸氫鈉含量的測定實驗，為高頻考點，把握實驗裝置的作用及實驗?zāi)康臑榻獯鸬年P(guān)鍵，側(cè)重分析、計算及實驗?zāi)芰Φ木C合考查，題目難度中等．