Question

6．碳酸氫鈉常用于食品和醫(yī)藥工業(yè)，某化學(xué)興趣小組對碳酸氫鈉進(jìn)行探究．
【查閱資料】
Ⅰ．碳酸氫鈉受熱容易分解，生成水、二氧化碳?xì)怏w和一種常見的固體物質(zhì)．
Ⅱ．碳酸鈉溶液呈堿性．
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】為了驗(yàn)證碳酸氫鈉受熱時會分解，興趣小組的同學(xué)取一定質(zhì)量的碳酸氫鈉到銅片上加熱，如圖所示．
（1）加熱一段時間后，觀察到燒杯內(nèi)壁有水珠（或水霧等）．
（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．寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．
（3）興趣小組的同學(xué)認(rèn)為：充分加熱后的固體產(chǎn)物可能是NaOH或Na₂CO₃．
①他們的依據(jù)是量守恒定律（或化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變或化學(xué)反應(yīng)前后原子種類不變或NaHCO₃中含有Na、H、C、O元素）．
②興趣小組為了確定反應(yīng)后的固體產(chǎn)物成分進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)，請?zhí)顚懭绫恚?br />

實(shí)驗(yàn)	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
實(shí)驗(yàn)一：取少量反應(yīng)后的固體產(chǎn)物溶于水，滴入幾滴酚酞試液	溶液變成紅色	固體產(chǎn)物是NaOH， 而不是Na2CO3
實(shí)驗(yàn)二：取少量反應(yīng)后的固體產(chǎn)物溶于水，加入氯化鈣溶液	產(chǎn)生白色沉淀	固體產(chǎn)物是Na2CO3， 而不是NaOH
實(shí)驗(yàn)三：取少量反應(yīng)后的固體產(chǎn)物，加入過量稀鹽酸（或稀硫酸、稀硝酸、醋酸）	產(chǎn)生大量氣泡	固體產(chǎn)物是Na2CO3， 而不是NaOH

【討論與評價】實(shí)驗(yàn)一的結(jié)論與實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)三的結(jié)論相反，在討論時興趣小組的同學(xué)認(rèn)為方案一的結(jié)論不正確，他們的理由是碳酸鈉溶液呈堿性，也能使無色酚酞變成紅色．
【總結(jié)】請寫出碳酸氫鈉受熱分解的化學(xué)方程式2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O．
（4）某堿廠的主要產(chǎn)品之一是小蘇打（碳酸氫鈉），為了測定產(chǎn)品中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（假設(shè)該樣品中只含氯化鈉一種雜質(zhì)），取樣品10.0g逐滴加入稀鹽酸，所得氣體的質(zhì)量為4.4g．
求：樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)部分由于已經(jīng)假設(shè)了加熱后的固體產(chǎn)物是NaOH或Na₂CO₃，所以應(yīng)分析下面肯定是要利用NaOH和Na₂CO₃性質(zhì)的不同點(diǎn)來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，才能得到正確結(jié)論．而不能用NaOH和Na₂CO₃的共同性質(zhì)來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，如NaOH和Na₂CO₃溶液都呈堿性，所以不能用滴酚酞試液來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)．碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)，生成氯化鈉、水和二氧化碳；根據(jù)質(zhì)量關(guān)系圖，當(dāng)加入25.1稀鹽酸時恰好完全反應(yīng)，放出氣體二氧化碳的質(zhì)量為4.4g；
由產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w的質(zhì)量計(jì)算樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量；

解答 解：（1）因?yàn)橐呀?jīng)知道碳酸氫鈉受熱分解時有水生成，所以加熱一段時間后，倒扣的燒杯內(nèi)壁有水珠出現(xiàn)；
（2）二氧化碳使澄清石灰水變渾濁的化學(xué)方程式為：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O
（3）①根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變，因?yàn)镹aHCO₃中含有Na、H、C、O元素，所以興趣小組的同學(xué)認(rèn)為充分加熱后的固體產(chǎn)物可能是NaOH或Na₂CO₃．
②實(shí)驗(yàn)二：取少量反應(yīng)后的固體產(chǎn)物溶于水，加入過量氯化鈣溶液，因?yàn)镹aOH和Na₂CO₃中只Na₂CO₃有和氯化鈣溶液反應(yīng)生成白色沉淀，所以實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為：產(chǎn)生白色沉淀；實(shí)驗(yàn)三的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是產(chǎn)生大量氣泡，而NaOH和Na₂CO₃中只有Na₂CO₃和酸反應(yīng)會產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，所以實(shí)驗(yàn)步驟為：取少量反應(yīng)后的固體產(chǎn)物，加入過量稀鹽酸．
【討論與評價】實(shí)驗(yàn)一的結(jié)論明顯是不正確的，因?yàn)镹aOH和Na₂CO₃的溶液都顯堿性，都能使滴酚酞試液變紅．
【總結(jié)】通過實(shí)驗(yàn)二和實(shí)驗(yàn)三可知碳酸氫鈉受熱分解后的固體產(chǎn)物是Na₂CO₃，所以碳酸氫鈉受熱分解的化學(xué)方程式為：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O．
（4）設(shè)樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量為x，生成氯化鈉的質(zhì)量為y
NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑
84                                     44
 x                                     4.4g
$\frac{84}{x}=\frac{44}{4.4g}$
x=8.4g 
樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{8.4g}{10g}$×100%=84%
故答案為：（1）水珠（或水霧等）；
（2）Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
（3）①質(zhì)量守恒定律（或化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變或化學(xué)反應(yīng)前后原子種類不變或NaHCO₃中含有Na、H、C、O元素）
②

實(shí)驗(yàn)	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
方案二：	產(chǎn)生白色沉淀
方案三：取少量反應(yīng)后的固體產(chǎn)物，加入過量稀鹽酸（或稀硫酸、稀硝酸、醋酸）

【討論與評價】碳酸鈉溶液呈堿性，也能使無色酚酞變成紅色
【總結(jié)】2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；
（4）84%．

點(diǎn)評 此題是一道實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題，因?yàn)榇祟}已經(jīng)給出了碳酸氫鈉受熱分解后的固體產(chǎn)物可能是NaOH或Na₂CO₃，不用學(xué)生探究碳酸氫鈉受熱分解后的固體是什么，使此題的難度有所降低．另外此題也很好的考查了學(xué)生們對重要化學(xué)方程式的記憶．