Question

【题目】（14分）小组同学查资料知道泡沫灭火器原理是：AlCl3+3NaHCO3=3NaCl +Al(OH)3↓+3CO2↑

【提出问题】此反应发生的原因是是否由于AlCl3呈酸性？

【实验】测定AlCl3溶液的酸碱性

（1）用 测定溶液的酸碱性。

【提出问题】NH4Cl溶液呈酸性，它是否也能与NaHCO3溶液反应？

【实验】按下图进行实验：

观察到的现象是：湿润的红色石蕊试纸变蓝，石灰水变浑浊

（2）说明生成的气体有 和

（3）C中浓硫酸吸收水蒸气和 。

（4）A中的反应方程式是 。

【实验反思】Ⅰ、Na2CO3和 NaHCO3 的性质区别

按下图进行实验：

取适量的NaHCO3 粉末加到a试管中，加热，观察到a试管口有水生成，b试管中澄清石灰水变浑浊。持续加热直至两试管均不再发生变化时，发现a试管中仍残留有较多白色固体粉末。

（5）小文猜测白色固体粉末可能是：①NaOH；②Na2CO3；③NaCl．小燕认为猜想③一定不正确，理由是 ，小燕从试管内取少量白色固体溶于水，滴加酚酞，溶液变红，她判断该固体为NaOH，小美认为她的实验设计不合理，因为 。

（6）他们继续探究固体成分，设计了如下实验：

操作步骤	实验现象	结论
取少量白色固体于试管中，加水溶解，向其中滴加足量 溶液，		剩余的固体有Na2CO3
静置，继续滴加酚酞	不变红	剩余的固体没有NaOH

通过实验证明：2NaHCO3 Na2CO3+ CO2↑ + H2O, NaHCO3热稳定性较Na2CO3差。

Ⅱ、泡沫灭火器中应用

按下图进行实验：U型管中分别加入等质量碳酸钠和碳酸氢钠固体，在两支注射器中分别吸入同溶质质量分数、同体积的足量稀盐酸，然后同时迅速将盐酸分别注入U型管中。

（7） 边U型管乳胶套膨胀更大，等质量碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应生成的气体质量比是 ，由此可知泡沫灭火器中用NaHCO3 ，不用Na2CO3的原因 。

Ⅲ、碳酸钠样品中碳酸钠的质量分数测定

（8）有一样品含有碳酸钠和碳酸氢钠，为了测定其中碳酸钠的含量，取样品10g，加热到质量不再减少，称得剩余固体质量为6.9g ，求样品中碳酸钠的质量分数 。

Answer 1

【答案】（1）PH试纸或紫色石蕊试液

（2）CO2 和 NH3

（3）NH3

（4）NH4Cl + NaHCO3 = NaCl + NH3↑+ CO2↑+ H2O

（5）NaHCO3中不含氯元素或不符合质量守恒定律等 Na2CO3溶液呈碱性或若是Na2CO3也有此现象

（6）CaCl2 或 BaCl2或Ca(N O3)2或 Ba(NO3)2 产生白色沉淀

（7）右 42/53 等质量的碳酸氢钠产生的二氧化碳多

（8）16%

【解析】

试题分析：（1）测定溶液的酸碱性可用PH试纸或紫色石蕊试液

（2）湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明生成了NH3，石灰水变浑浊，说明生成了CO2

（3）氨气溶于水得到氨水，显碱性，故 C中浓硫酸吸收水蒸气和NH3

（4）根据上面的探究，可知反应生成氨气、二氧化碳及水，故A中的反应方程式是：NH4Cl + NaHCO3=NaCl + NH3↑+ CO2↑+ H2O

（5）猜想③一定不正确，理由是NaHCO3中不含氯元素或不符合质量守恒定律等；小燕从试管内取少量白色固体溶于水，滴加酚酞，溶液变红，她判断该固体为NaOH，小美认为她的实验设计不合理，因为：Na2CO3溶液呈碱性或若是Na2CO3也有此现象

（6）要证明溶液中既有Na2CO3，又有NaOH，应先证明并除去Na2CO3，然后再来通过检验溶液的酸碱性来证明NaOH是否存在，故操作步骤：取少量白色固体于试管中，加水溶解，向其中滴加足量的CaCl2 或 BaCl2或Ca(N O3)2或 Ba(N O3)2 溶液，（注意不能加入酸或碱，因为都会影响NaOH的检验），实验现象 ：产生白色沉淀，证明含有Na2CO3

（7）根据化学反应：Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑中Na2CO3与CO2的质量关系为106:44，NaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2↑中NaHCO3与CO2的质量关系为84:44，意味着相同质量的Na2CO3、NaHCO3，NaHCO3产生的二氧化碳质量更大，故右边U型管乳胶套膨胀更大；等质量碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应生成的气体质量比=84/106=42/53；由此可知泡沫灭火器中用NaHCO3 ，不用Na2CO3的原因：等质量的碳酸氢钠产生的二氧化碳多

（8）根据质量守恒定律，可判断反应产生的二氧化碳和水的总质量=10g -6.9g=3.1g，然后根据化学方程式：2NaHCO3 △Na2CO3+ CO2↑ + H2O中NaHCO3与CO2和水的质量关系，可先计算出NaHCO3的质量，然后计算样品中碳酸钠的质量分数

解：设NaHCO3的质量为x

2NaHCO3 △Na2CO3+ CO2↑ + H2O

168 62

x 3.1g

168:62=x：3.1g

x=8.4g

故样品中碳酸钠的质量分数=(10g-8.4g)/10g×100%=16%