Question

碳酸氢钠常用于食品和医药工业，某化学兴趣小组对碳酸氢钠进行探究．
【查阅资料】Ⅰ．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．
Ⅱ．碳酸钠溶液呈碱性．
【进行实验】为了验证碳酸氢钠受热时会分解，兴趣
小组的同学取一定质量的碳酸氢钠到铜
片上加热，如图所示．
（1）加热一段时间后，观察到烧杯内壁有______．
（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．写出
该反应的化学方程式：______．
（3）兴趣小组的同学认为：充分加热后的固体产物可能是NaOH或Na₂CO₃．
①他们的依据是______．
②兴趣小组为了确定反应后的固体产物成分进行以下实验，请填写表：

实验	实验现象	结论
实验一：取少量反应后的固体产物溶于水，滴入几滴酚酞试液	溶液变成红色	固体产物是NaOH，而不是Na2CO3
实验二：取少量反应后的固体产物溶于水，加入氯化钙溶液	______	固体产物是Na2CO3，而不是NaOH
实验三：______	产生大量气泡	固体产物是Na2CO3，而不是NaOH

【讨论与评价】实验一的结论与实验二、实验三的结论相反，在讨论时兴趣小组的同学认为方案一的结论不正确，他们的理由是______．
【总结】请写出碳酸氢钠受热分解的化学方程式______．
（4）某碱厂的主要产品之一是小苏打（碳酸氢钠），为了测定产品中碳酸氢钠的质量分数（假设该样品中只含氯化钠一种杂质），取样品10.0g逐滴加入稀盐酸，所得气体的质量为4.4g．求：样品中碳酸氢钠的质量分数．

Answer 1

解：（1）据资料可知：碳酸氢钠受热容易分解生成水，所以加热一段时间后，倒扣的烧杯内壁有水珠出现；
（2）二氧化碳使澄清石灰水变浑浊的化学方程式为：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
（3）①根据质量守恒定律可知化学反应前后元素种类不变，因为NaHCO₃中含有Na、H、C、O元素，所以兴趣小组的同学认为充分加热后的固体产物可能是NaOH或Na₂CO₃；
②实验二：取少量反应后的固体产物溶于水，加入过量氯化钙溶液，因为NaOH和Na₂CO₃中只Na₂CO₃有和氯化钙溶液反应生成白色沉淀，所以实验现象为：产生白色沉淀；实验三的实验现象是产生大量气泡，而NaOH和Na₂CO₃中只有Na₂CO₃和酸反应会产生二氧化碳气体，所以实验步骤为：取少量反应后的固体产物，加入稀盐酸或稀硫酸；
【讨论与评价】实验一的结论明显是不正确的，因为NaOH和Na₂CO₃的溶液都显碱性，都能使滴酚酞试液变红．
【总结】通过实验二和实验三可知碳酸氢钠受热分解后的固体产物是Na₂CO₃，所以碳酸氢钠受热分解的化学方程式为：2NaHCO₃Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O．
（4）设样品中碳酸氢钠的质量为x
NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑
84 44
x 4.4g
=
x=8.4g
样品中碳酸氢钠的质量分数=×100%=84%
答：样品中碳酸氢钠的质量分数是84%；
故答案为：（1）水珠；
（2）CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（3）①根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变；
②产生白色沉淀；
取少量反应后的固体产物溶于水，加入稀盐酸；
【讨论与评价】碳酸钠溶液呈碱性，也能观察到溶液变成红色的现象；
【总结】2NaHCO₃ Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
（4）84%．
分析：（1）据资料可知：碳酸氢钠受热容易分解生成水进行分析；
（2）二氧化碳和石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水，据反应原理书写方程式；
（3）①根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变进行分析；
②利用NaOH和Na₂CO₃性质的不同点来设计实验，才能得到正确结论，碳酸钠溶液显碱性，能与酸反应生成二氧化碳；并据碳酸氢钠分解的反应原理书写方程式；
（4）碳酸氢钠与盐酸反应，生成氯化钠、水和二氧化碳；根据生成气体二氧化碳的质量为4.4g，结合方程式可计算出碳酸氢钠的质量，并据；样品中碳酸氢钠的质量分数=×100%进行计算．
点评：此题是一道实验设计题，掌握NaOH或Na₂CO₃的性质，才能依据题意灵活分析解答，并考查了学生分析信息、运用信息解题的能力，及对重要化学方程式的记忆，利用方程式计算的能力．