Question

某興趣小組對食用純堿和食用小蘇打兩種粉末進行以下探究．
【查閱資料】

名稱	食用純堿	食用小蘇打
主要成分	Na2CO3	NaHCO3
酸堿性	水溶液顯堿性	水溶液顯堿性
熱穩(wěn)定性	受熱不分解	270℃時完全分解為碳酸鈉、二氧化碳、水

【實驗探究】
（1）探究兩者水溶液酸堿性的差異
小明分別向等濃度的兩種溶液中滴入酚酞試液，發(fā)現(xiàn)兩者都變

 

色，但食用純堿溶液中顏色更深，由此推測可能

 

溶液堿性更強．小歡認為要比較兩種溶液的堿性強弱，可直接用

 

進行測定．
（2）驗證兩種粉末的穩(wěn)定性
在老師的指導(dǎo)下，該小組按如圖1裝置進行實驗操作，觀察到

 

（填“甲”或“乙”）燒杯中澄清石灰水變渾濁，試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

，裝置中棉花的作用是

 

．
（3）測定食用純堿粉末的純度
取食用純堿粉末試樣，利用如圖2裝置進行實驗測定．數(shù)據(jù)記錄如下：

稱量項目	稱量時間	質(zhì)量/g
試樣		11.0
裝置+稀鹽酸		160.0
裝置+稀鹽酸+試樣	反應(yīng)開始后20s	167.0
裝置+稀鹽酸+試樣	反應(yīng)開始后30s	166.6
裝置+稀鹽酸+試樣	反應(yīng)開始后90s	166.6

①反應(yīng)生成CO₂的物質(zhì)的量為

 

mol．
②通過計算確定食用純堿粉末中Na₂CO₃的質(zhì)量分數(shù)．（寫出計算過程，結(jié)果保留一位小數(shù)．）
③如果測得的結(jié)果比實際純度高，可能的原因是

 

．（答一種即可）

Answer 1

考點：探究碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質(zhì)

專題：幾種重要的金屬及其化合物

分析：（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷碳酸鈉、碳酸氫鈉的酸堿性及強弱，測定溶液酸堿性可以用pH試紙完成；
（2）碳酸氫鈉溫度下小于碳酸鈉，加熱碳酸氫鈉能夠分解生成碳酸鈉、二氧化碳和水，碳酸氫鈉不分解，據(jù)此進行解答；棉花可以防止碳酸氫鈉粉末進入導(dǎo)管；
（3）①根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷反應(yīng)前后質(zhì)量差，結(jié)合反應(yīng)方程式判斷二氧化碳的質(zhì)量及物質(zhì)的量；
②根據(jù)碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式計算出碳酸鈉的質(zhì)量，然后計算出樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)；
③測定結(jié)果偏高，說明測定的二氧化碳的質(zhì)量偏大，據(jù)此進行判斷．

解答： 解：（1）從表中可以看出食用純堿和食用小蘇打的水溶液均顯堿性，遇酚酞均能變紅，且堿性越強顏色越紅，所以食用純堿溶液堿性更強；測定溶液酸堿性強弱程度可直接用pH試紙或PH計測定，
故答案為：紅；食用純堿（或Na₂CO₃）；pH試紙；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知：食用小蘇打可以加熱分解生成二氧化碳，而食用純堿不能，所以分析裝置可知乙燒杯的澄清石灰水變渾濁，其分解方程式為：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；碳酸氫鈉粉末若加入導(dǎo)致，可能會導(dǎo)致導(dǎo)管被堵塞，裝置中的棉花團可以防止加熱時小蘇打（或NaHCO₃）粉末進入導(dǎo)管，
故答案為：乙； 2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；防止加熱時小蘇打（或NaHCO₃）粉末進入導(dǎo)管；　
（3）①由表中數(shù)據(jù)可知，11g樣品與鹽酸完全反應(yīng)的質(zhì)量變化是（11g+160g）-166.6g=4.4g，根據(jù)反應(yīng)方程式Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑可知，此質(zhì)量差即為生成二氧化碳的質(zhì)量．則生成二氧化碳的物質(zhì)的量為：

4.4g

44g/mol

=0.1mol，
故答案為：0.1；
②設(shè)生成4.4g二氧化碳時需要碳酸鈉的質(zhì)量是x
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106                   44
x                     4.4g

106

x

=

44

4.4

，
x=

106×4.4g

44

=10.6g，
所以食用純堿粉末中Na₂CO₃的質(zhì)量分數(shù)為：

10.6g

11g

×100%≈96.4%，
答：食用純堿粉末中Na₂CO₃的質(zhì)量分數(shù)96.4；
③通過以上計算可知如果測得的結(jié)果比實際純度高，則測量的二氧化碳質(zhì)量比實際值偏大，可能的原因為稀鹽酸揮發(fā)出的HCl氣體隨CO₂氣體排出，從而導(dǎo)致所測純度偏大，
故答案為：稀鹽酸揮發(fā)出的HCl氣體隨CO₂氣體排出，從而導(dǎo)致所測純度偏大．

點評：本題考查了碳酸鈉、碳酸氫鈉的性質(zhì)，題目難度中等，此題是一道實驗探究題，解題的關(guān)鍵是利用相關(guān)題目中的信息結(jié)合探究過程中有關(guān)的反應(yīng)進行分析判斷，題目難度中等，注重基礎(chǔ)，能較好的訓(xùn)練和強化學(xué)生所學(xué)的基礎(chǔ)知識．