Question

糕点疏松剂的主要成分中有碳酸氢钠．某化学兴趣小组的同学对碳酸氢钠的性质进行了探究．
Ⅰ．定性探究
实验一：探究碳酸氢钠溶液的酸碱性
用pH试纸测得碳酸氢钠溶液的pH约为10，由此可知碳酸氢钠溶液呈

 

性．
实验二：探究碳酸氢钠的热稳定性
【查阅资料】碳酸氢钠受热容易分解，生成水、二氧化碳气体和一种常见的固体物质．
【实验1】取一定质量的碳酸氢钠放到铜片上加热，如图1所示．
（1）加热一段时间后，观察到烧杯内壁有水珠．
（2）充分加热后，将烧杯迅速倒转过来，倒入适量的澄清石灰水，振荡，观察到石灰水变浑浊．
（3）欲通过进一步实验探究来确定充分加热后的固体产物的成分．
【提出假设】①可能是NaCO₃②可能是NaOH③可能是NaOH和NaCO₃
【实验2】

实验操作	实验现象	实验结论
A、将该固体溶于蒸馏水配置成溶液，取少量溶液于试管中，滴加足量稀盐酸	有气体产生	假设   （填序号）不成立
B、另取少量溶液于试管中，滴加足量氯化钡溶液		固体产物中有Na2CO3
C、取上述B步骤静置后所得上层清液，滴加少量酚酞溶液	无明显现象	固体产物中

【实验结论】NaHCO₃受热分解的化学方程式为

 

．
Ⅱ、定量探究
为测定某疏松剂中碳酸氢钠的质量分数，设计如下实验，其主要实验步骤如下：
①按如图2组装仪器，将50.0g样品放入锥形瓶中，加入足量稀硫酸溶液；
②测量一定时间内干燥管内碱石灰（氧化钙和氢氧化钠固体的混合物）增加的质量（见如图3曲线）；
③待锥形瓶中不再产生气泡时，关闭活塞b，从导管A处缓缓鼓入一定量的空气；
④再次称量干燥管内物质增加的质量；
⑤重复步骤③和④的操作，直至干燥管内物质质量不变．
（1）步骤①加入样品前还应

 

．
（2）装置乙的作用是

 

；实验步骤③中，装置甲的作用是

 

．
（3）请利用有关数据计算试样中碳酸氢钠的质量分数．（写出计算过程）

 

．

Answer 1

考点：实验探究物质的性质或变化规律,溶液的酸碱性与pH值的关系,盐的化学性质,根据化学反应方程式的计算

专题：科学探究

分析：Ⅰ．定性探究
实验一：当溶液的pH等于7时，呈中性；当溶液的pH小于7时，呈酸性；当溶液的pH大于7时，呈碱性．
【实验2】实验二：检验生成物是NaOH还是Na₂CO₃，可以加入盐酸，产生气体的就是碳酸钠，或加入氯化钡溶液可以与碳酸钠反应产生沉淀的物质，据此进行分析解答．
【实验结论】碳酸氢钠受热容易分解，生成水、二氧化碳气体和Na₂CO₃，写出反应的化学方程式即可．
Ⅱ、定量探究
（1）要测定二氧化碳的质量，必须保证装置不漏气，所以进行实验前要检查装置的气密性．
（2）从浓硫酸的物性分析实验中的用途；根据空气的组成及氢氧化钠的性质，分析通过氢氧化钠溶液中空气组成的改变，判断氢氧化钠溶液的作用；
（3）根据数据，利用化学方程式，进行计算．

解答：解：
Ⅰ．定性探究
实验一：用pH试纸测得碳酸氢钠溶液的pH为10，大于7，显碱性．
实验二：【实验2】检验生成物是NaOH还是Na₂CO₃，可以加入盐酸，有气体产生，说明固体产物是Na₂CO₃；或加入氯化钡溶液可以与碳酸钠溶液反应产生沉淀的物质，如氯化钙溶液、氢氧化钙溶液等，若有白色沉淀生成，说明固体产物是Na₂CO₃．
【实验结论】碳酸氢钠受热容易分解，生成水、二氧化碳气体和Na₂CO₃，反应的化学方程式为：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O．
Ⅱ、定量探究
（1）步骤①加入样品前还应检查装置的气密性．
（2）装置乙：浓硫酸具有吸水性，混合气体通过浓硫酸时，硫酸吸收气体中的水，避免水对测定结果的影响；
装置甲：空气中的二氧化碳能被NaOH溶液吸收，通过NaOH溶液后的空气中不再含有二氧化碳，避免了空气中二氧化碳对测定结果的影响，防止测定的数据不准确；
（3）分析坐标图可知：干燥管中增加的质量为22g，则生成的二氧化碳的质量为22g．
则设碳酸氢钠的质量为x．
2NaHCO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+2CO₂↑+2H₂O
168                 88
 x                  22g
 则

168

x

=

88

22g

，解得 x=42g
所以试样中碳酸氢钠的质量分数为

42g

50g

×100%=84%
故答案为：
实验一：碱
实验二：（1）水珠（或水雾等合理答案均可）
（2）Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；
（3）①质量守恒定律；②

实验操作	实验现象	实验结论
		②
	有白色沉淀
		固体产物中 无氢氧化钠

[小 结]2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O．
Ⅱ、定量探究
（1）检查装置的气密性．
（2）吸收水分； 除去空气中的二氧化碳．
（3）84%．

点评：本题综合考查了碳酸钠、碳酸氢钠和碳酸氢铵的知识，回答问题时，可以依据课本已有的知识，灵活应用，所以同学们在平时的学习中要加强知识的理解与应用．