题目内容

4．碳酸氢钠常用于食品和医药工业．某化学兴趣小组的同学对碳酸氢钠的热稳定性进行探究．
【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．
【进行实验】为了验证碳酸氢钠受热时的分解产物，兴趣小组的同学取一定质量的碳酸氢钠放到铜片上充分加热，如图所示．
（1）加热一段时间后，观察到烧杯内壁有无色小液滴，证明生成了水．
（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，观察有关现象，说明生成了二氧化碳．
（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他们的依据是质量守恒定律（或化学反应前后元素种类不变、化学反应前后原子种类不变、NaHCO3中含有Na、H、C、O元素等，合理答案均可）．
②兴趣小组为确定反应后的固体产物成分进行了以下实验，请填写下表：
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，滴入几滴酚酞溶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，加入过量氯化钙溶液产生白色沉淀固体产物是Na2CO3，而不是NaOH
实验三：取少量反应后的固体产物溶于水，加入足量稀盐酸产生大量气泡固体产物是Na2CO3
【讨论与评价】实验一的结论与实验二、实验三的结论相反，兴趣小组的同学认为方案一的结论不正确，他们的理由是碳酸钠溶液呈碱性，也能使溶液变成红色．
【拓展应用】碳酸氢钠常用来治疗胃酸过多，但对于患胃溃疡的病人胃酸（用盐酸表示）过多时，却不宜服用碳酸氢钠，用化学方程式表示其原因是HCl+NaHCO3=NaCl+CO2↑+H2O．

分析 碳酸氢钠在加热的条件下分解：2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+H2O+CO2↑，生成碳酸钠、水和二氧化碳，
【进行实验】
（1）加热一段时间后，观察到烧杯内壁有无色小液滴，证明生成了水；
（2）二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，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，观察澄清的石灰水变浑浊，说明生成了二氧化碳；
（3）①根据质量守恒定律可知化学反应前后元素种类不变解答；
②碱溶液能使酚酞变红；根据Na2CO3有和氯化钙溶液反应生成白色沉淀解答；
【讨论与评价】根据NaOH和Na2CO3溶液都呈碱性，所以不能用滴酚酞试液来设计实验解答；
【拓展应用】碳酸盐与盐酸作用生成二氧化碳气体，加重胃溃疡病情．

解答 解：碳酸氢钠在加热的条件下分解：2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+H2O+CO2↑，生成碳酸钠、水和二氧化碳，
【进行实验】
（1）加热一段时间后，观察到烧杯内壁有无色小液滴，证明生成了水；
（2）二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O，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，观察澄清的石灰水变浑浊，说明生成了二氧化碳；
故答案为：澄清石灰水；
（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，
故答案为：质量守恒定律（或化学反应前后元素种类不变、化学反应前后原子种类不变、NaHCO3中含有Na、H、C、O元素等，合理答案均可）；
②实验一：碱溶液能使滴酚酞试液变红；Na2CO3++CaCl2=CaCO3↓+2NaCl，产生白色沉淀，
故答案为：酚酞；产生白色沉淀；
【讨论与评价】碳酸钠为强碱弱酸盐，钠离子不水解、碳酸根离子水解，水解离子方程式为：CO32-+H2O?HCO3-+OH-，HCO3-+H2O?H2CO3+OH-，导致溶液呈碱性，也能使溶液变成红色，
故答案为：碳酸钠溶液呈碱性，也能使溶液变成红色；
【拓展应用】碳酸盐与盐酸作用HCl+NaHCO3=NaCl+CO2↑+H2O，生成二氧化碳气体，加重胃溃疡病情，故答案为：HCl+NaHCO3=NaCl+CO2↑+H2O．

点评 本题综合性较强，考查碳酸钠及氢氧化钠的化学性质及学生灵活运用进行分析问题、解决问题的能力，掌握碳酸钠、碳酸氢钠性质是解答关键，题目难度中等．

练习册系列答案
相关题目
1．下列变化，应加入还原剂才能实现的是（　　）
A．NH4+→NO3-B．C→COC．SO2→SD．SO2→SO32-
2．要除去氯化钠溶液中含有的少量碳酸钠，可采用的方法是（　　）
A．通入适量的CO2B．加入过量的BaCl2溶液
C．加入适量的稀盐酸D．加入过量的稀硝酸
12．甲、乙两化学活动小组对中学化学教材中氨的催化进行了实验探究．

（1）甲小组设计了如图1所示的实验装置（固定装置已略去）．
①若A中使用的药品是NH4HCO3固体，则A需要的仪器有试管、导管、橡胶塞和b（填序号）．
a．锥形瓶  b．酒精灯  c．烧瓶  d．蒸发皿
②装置B的作用是与水和二氧化碳反应，产生C中所需的反应物氧气．
③装置C中发生反应的化学方程式为4NH3+5O2$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H2O．
④若A、B中药品足量，则要以观察到E中溶液发生变化，其现象是溶液变为黄色．
⑤某同学从安全与环保的角度考虑，指出该装置有两处明显的缺陷，你认为这两处缺陷应该是：D中液体可能会倒吸；尾气会污染环境．
⑥若A中固体质量减少了7.9g，则通过B（过氧化钠足量）后，气体的体积变为4.48L（标准状况）．
（2）如图2，乙小组认为可将甲小组的装置中A、B部分换成如图所示装置（其余部分相同）进行实验，烧瓶中加入的是过氧钠固体，则分液漏斗中加入的最佳试剂是浓氨水；U形管中加入的试剂是碱石灰（或氢氧化钠、氧化钙）．
19．甲、乙两组同学分别对铜、铁与硝酸的反应进行探究，请你参与并完成对有关问题的解答．
（1）甲组同学采用如图所示装置验证铜与硝酸的反应．已知仪器a中盛有足量一定浓度的硝酸溶液，试管b中盛有6.4g铜．
①仪器c中收集的气体主要是NO（填化学式）．
②请写出铜与稀硝酸反应的离子反应方程式3Cu+8H++2NO3-═3Cu2++4H2O+2NO↑．
③在铜与硝酸的反应中，硝酸所表现出的化学性质主要有酸性和强氧化性．
④待试管b中反应进行完全，如果向b中液体里加入足量氢氧化钠溶液，可生成沉淀的质量是9.8 g．
（2）乙组同学对铁与稀硝酸的反应进行探究．他们用a mol Fe和含有b mol HNO3的稀硝酸进行实验，若两种物质恰好反应都无剩余，且HNO3只被还原成NO，反应结束后溶液中含有Fe3+和Fe2+．则
①反应结束后的溶液中NO3- 的物质的量 n 的取值范围是2a＜n（NO3-）＜3a（用含a的代数式等表示）．
②若反应结束后的溶液中Fe3+、Fe2+的物质的量之比n（Fe3+）：n（Fe2+）为1：1，则b：a的值为10：3．
9．在一定温度下，反应A2（g）+A2（g）?2AB（g）达到平衡状态的标志是（　　）
A．容器内总的压强不随时间变化
B．容器内的总物质的量不随时间变化
C．单位时间内生成2nmolAB的同时生成nmolB2
D．容器内A2、B2、AB的物质的量之比是1：1：2时的状态
16．在火箭推进器中装有强还原剂肼（N2H4）和强氧化剂（H2O2），当它们混合时，即产生大量的N2和水蒸气，并放出大量热．已知0.4mol液态肼和足量H2O2反应，生成氮气和液态水，放出327.04kJ的热量．
（1）写出该反应的热化学方程式N2H4（g）+2H2O2（l）=N2（g）+4H2O（l）△H=-817.6kJ/mol．
（2）已知H2O（l）═H2O（g）；△H=+44kJ•mol-1，则16g液态肼燃烧生成氮气和气态水时，放出的热量是320.8kJ．
（3）上述反应应用于火箭推进剂，除释放大量的热和快速产生大量气体外，还有一个很突出的优点是产物无污染．
（4）已知：N2 （g）+2O2（g）=2NO2 （g）△H=+67.7kJ/mol
N2H4 （g）+O2 （g）=N2（g）+2H2O （g）△H=-543kJ/mol
$\frac{1}{2}$H2 （g）+$\frac{1}{2}$F2 （g）=HF （g）△H=-269kJ/mol
H2（g）+$\frac{1}{2}$2O2（g）=H2O （g）△H=-242kJ/mol
有人认为若用氟代替二氧化氮作氧化剂，则反应释放能量更大，肼和氟反应的热化学方程式：N2H4（g）+2F2（g）=N2（g）+4HF （g）△H=-1135kJ•mol-1．
13．苹果和香蕉中都含有一种具有香味的分子式为C10H20O2的物质，它属于（　　）
A．单质B．氧化物C．盐D．有机物
14．（1）5mol的CO2与8mol的SO2的分子数之比是5：8；原子数之比是5：8；质子数之比是55：128；质量之比55：128；体积之比（标准状况）5：8．
（2）73.5 g H2SO4分子与1.806×1024个水分子含有相同的氧原子数．
（3）4.5g水与24.5g硫酸所含的分子数相等，它们所含氧原子数之比是1：4，其中氢原子数之比是1：1．

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