Question

同学们对制作糕点常用膨松剂Na₂CO₃或NaHCO₃进行了下列探究．

【查阅资料】

溶解度	10℃	20℃	30℃	40℃
Na2CO3	12.5g	21.5g	39.7g	49.0g
NaHCO3	8.1g	9.6g	11.1g	12.7g

【探究一】NaHCO₃和Na₂CO₃性质差异的探究

（1）现有20℃时溶质质量分数为8%的Na₂CO₃和NaHCO₃溶液

酸碱性：取样于试管中，分别滴加紫色石蕊试液，均显　　色；

酸碱度：NaHCO₃溶液　　Na₂CO₃溶液（填“＞”或”“＜”）．

（2）稳定性：按图1，实验中可观察乙烧杯中的石灰水变浑浊，

甲烧杯不变，则乙烧杯中发生反应的化学方程式为：　．

结论：在受热条件下，碳酸钠比碳酸氢钠稳定性　　（填“强”或“弱”）．

（3）利用溶解度鉴别NaHCO₃和Na₂CO₃：分别取Xg两种固体粉末加入20℃，10g水中充分溶解，通过观察溶解现象来区分，X可以是下列的　　．（选填A、B或C）

A．1.5g      B．0.96g      C．0.5g

【探究二】测定NaHCO₃和Na₂CO₃混合物10.0g中NaHCO₃的质量分数（图2，夹持装置略）

【问题讨论】

（4）实验前先通一段时间的空气的目的是　　；

（5）A的作用是　　，若没有装置E，NaHCO₃的质量分数测定结果会　　（填“偏大”、“不变”或“偏小”）．

（6）停止加热后，仍继续通入空气一段时间，目的是　　．

【含量测定】

（7）测得装置D的质量实验前为120.2g，实验后为122.4g，计算该样品中NaHCO₃的质量分数．（要有计算过程）

【知识拓展】

（8）向Na₂CO₃溶液中通入CO₂气体可以生成NaHCO₃，该反应的化学反应方程式为：　N　．

Answer 1

【分析】【探究一】

（1）根据溶液pH值分析酸碱性解答；据测定溶液酸碱度的方法以及溶液的酸碱度与酸碱性的关系来分析；

（2）根据碳酸氢钠加热分解为碳酸钠、水和二氧化碳，二氧化碳能和澄清的石灰水变浑浊来分析；

（3）根据20℃时碳酸钠和碳酸氢钠的溶解度来分析；

【探究二】

（4）根据实验前先通一段时间的空气的目的是排尽装置内的空气（或二氧化碳）解答；

（5）根据空气经过装置A时，其中的二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，若没有此装置，则装置D增重偏大，认为生成的二氧化碳质量偏大解答；

（6）根据停止加热后，仍继续通入空气一段时间，目的是使反应生成的二氧化碳全部被D吸收解答；

【含量测定】

（7）根据反应前后固体减少的质量为生成的二氧化碳的质量，利用反应的化学方程计算解答；

（8）根据反应原理写出反应的化学方程式解答．

【解答】解：

【探究一】（1）根据溶液pH值可知：Na₂CO₃溶液和NaHCO₃溶液显碱性，滴加紫色石蕊试液，均蓝色；溶液的碱性越强，pH越大，NaHCO₃溶液＜Na₂CO₃溶液；

（2）碳酸氢钠加热分解为碳酸钠、水和二氧化碳，氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙和水，反应的化学方程式为：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；在受热条件下，碳酸钠比碳酸氢钠稳定性强；

（3）20℃时碳酸钠和碳酸氢钠的溶解度分别为21.5g和9.6g，那么在该温度下，10g水中最多溶解2.15g碳酸钠达到饱和，最多溶解0.96g碳酸氢钠达到饱和，因此可分别加入2g固体，充分搅拌后，若完全溶解则为碳酸钠，若不能完全溶解则为碳酸氢钠；故填：A；

【探究二】

（4）实验前先通一段时间的空气的目的是排尽装置内的空气（或二氧化碳）；

（5）气经过装置A时，其中的二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，若没有此装置，则装置D增重偏大，认为生成的二氧化碳质量偏大；造成测定结果偏大；

（6）停止加热后，仍继续通入空气一段时间，目的是使反应生成的二氧化碳全部被D吸收；

【含量测定】

（7）设10.0g样品中含碳酸氢钠的质量x

2NaHCO₃Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；    

168                   44

x                   124.4g﹣122.2g

=

x=8.4g    

该样品中碳酸氢钠的质量分数为×100%=84%

（8）向Na₂CO₃溶液中通入CO₂气体可以生成NaHCO₃，该反应的化学反应方程式为：Na₂CO₃+CO₂+H₂O═2NaHCO₃

故答案：

【探究一】

（1）蓝色；＜

（2）CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；强；

（3）A；

【探究二】

【问题讨论】

（4）排尽装置内的空气（或二氧化碳）；

（5）吸收鼓入空气中的二氧化碳，偏大

（6）使反应生成的二氧化碳全部被D吸收．

【含量测定】

（7）解：设10.0g样品中含碳酸氢钠的质量X

2NaHCO₃Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑    

168                44

x                 124.4g﹣122.2g

=

x=8.4g    

该样品中碳酸氢钠的质量分数为8.4g/10.0g×100%=84%

【知识拓展】

（8）Na₂CO₃+CO₂+H₂O═2NaHCO₃