Question

【题目】（16分）发酵粉的主要成分中含有碳酸氢钠。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8，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、一种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，说明该气体是 。

（3）欲通过进一步的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Na2CO3

②可能是NaOH

③可能是 。

【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制成溶液，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 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，滴入少量 溶液	无明显现象	假设①成立

【实验结论】NaHCO3受热分解的化学方程式为 。

【延伸拓展】实验室有两瓶失去标签的固体药品，已知它们是碳酸钠和碳酸氢钠，你能否设计一个实验进行鉴别，请简述你的实验方案及现象和结论 。。

Ⅱ．定量探究

为测定某发酵粉中碳酸氢钠的质量分数，设计了如下实验，其主要实验步骤如下：

①按下图组装仪器，取50g样品放入锥形瓶中，关闭活塞b，打开活塞a，从导管A处缓缓鼓入一定量的空气；

②关闭活塞a，打开活塞b，加入足量稀硫酸溶液，直至锥形瓶内不再产生气泡；

③关闭活塞b，打开活塞a，从导管A处缓缓鼓入一定量的空气；

④测量干燥管内碱石灰（氧化钙和氢氧化钠固体的混合物）增加的质量（见上图曲线）；

⑤重复步骤③和④的操作，直至干燥管内物质质量不再增加。

（1）步骤①加入样品前还应 。

（2）装置甲的作用是 ，装置乙的作用是 ；

（3）请利用相关数据计算样品中碳酸氢钠的质量分数。（写出计算过程）

Answer 1

【答案】I、实验一：碱 【实验1】（2）CO2 【提出假设】（3）NaOH和Na2CO3

【实验2】

实验操作	实验现象	实验结论
		②
B．足量BaCl2	产生白色沉淀
C．无色酚酞

【实验结论】2NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑

【延伸拓展】

方案一：取样，分别将两种样品放入试管中加热，若无明显变化的是Na2CO3，若加热后有试管壁有水珠生成，且生成气体能使澄清石灰水变浑浊，则是NaHCO3

方案二：取样，分别将两种样品放入试管中，滴入等量且等浓度的稀盐酸或稀硫酸，反应较快的是NaHCO3，反应较慢的是Na2CO3

II、（1）检查装置气密性 （2）吸收空气中的CO2 吸收水分 （3）84%

【解析】

试题分析：I、实验一：用pH试纸测得碳酸氢钠溶液的pH约为8>7，可知碳酸氢钠溶液呈碱

【实验1】（2）倒入适量的澄清石灰水，振荡，观察到石灰水变浑浊，说明该气体是CO2

（3）根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，故猜想③可能是NaOH和Na2CO3

【实验2】要探究到底是那种猜想正确，应该抓住NaOH和Na2CO3的化学性质，碳酸盐能与酸反应生成二氧化碳气体，且能与钙盐或钡盐生成白色沉淀，NaOH应抓住显碱性，但同时要注意的是，但NaOH和Na2CO3一起存在的时候，由于Na2CO3溶液也显碱性，故若要通过溶液是否显碱性来判断NaOH的存在，则必须先要除去Na2CO3

实验操作	实验现象	实验结论
		②
B．足量BaCl2（合理即可）	产生白色沉淀
C．无色酚酞（合理即可）

【实验结论】通过上面的探究可知，NaHCO3受热分解生成碳酸钠，故NaHCO3受热分解的化学方程式为：2NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑

【延伸拓展】方案一：取样，分别将两种样品放入试管中加热，若无明显变化的是Na2CO3，若加热后有试管壁有水珠生成，且生成气体能使澄清石灰水变浑浊，则是NaHCO3。

方案二：取样，分别将两种样品放入试管中，滴入等量且等浓度的稀盐酸或稀硫酸，反应较快的是NaHCO3，反应较慢的是Na2CO3

II、（1）步骤①加入样品前还应检查装置气密性，以防反应过程中产生的气体跑掉

（2）装置甲NaOH溶液的作用是：吸收空气中的CO2，以免对后面二氧化碳的质量形成干扰；装置乙的浓硫酸具有吸水性，作用是：吸收水分

（3）碱石灰干燥的作用是吸收反应生成的二氧化碳，故其质量的增加就是生成二氧化碳的质量，通过图像可看出，最终反应结束，生成二氧化碳的质量为2.2g，故可根据化学反应方程式2NaHCO3+H2SO4==Na2SO4+2H2O+2CO2↑中NaHCO3与CO2的质量关系，算出NaHCO3的质量，进一步可计算样品中碳酸氢钠的质量分数

解：设样品中碳酸氢钠的质量为x

2NaHCO3+H2SO4==Na2SO4+2H2O+2CO2↑

168 88

x 22g

168/x=88/22g

x=42g

样品中碳酸氢钠的质量分数：42g/50g×100%=84%