Question

碳酸氫鈉常用于食品和醫藥工業．某化學興趣小組的同學對碳酸氫鈉的熱穩定性進行探究．
【查閱資料】
1．碳酸氫鈉受熱容易分解，生成水、二氧化碳氣體和一種

 

常見的固體物質．
2．碳酸鈉溶液呈堿性．
【進行實驗】
為了驗證碳酸氫鈉受熱時會分解，興趣小組的同學取一定質量的碳酸氫鈉到銅片上加熱，如右上圖所示．
（1）加熱一段時間后，觀察到燒杯內壁有

 

．
（2）充分加熱后，將燒杯迅速倒轉過來，倒入適量的澄清石灰水，振蕩，觀察到石灰水變渾濁．寫出該反應的化學方程式：

 

．
（3）興趣小組的同學認為：充分加熱后的固體產物可能是NaOH或Na₂CO₃．
①他們的依據是

 

．
②興趣小組為了確定反應后的固體產物成分進行以下實驗，請填寫下表：

實驗	實驗現象	結論
實驗一：取少量反應后的固體產物溶于水，滴入幾滴酚酞試液	溶液變成紅色	固體產物是NaOH，而不是Na2CO3
實驗二：取少量反應后的固體產物溶于水，加入過量氯化鈣溶液		固體產物是Na2CO3，而不是NaOH
實驗三：	產生大量氣泡	固體產物是Na2CO3，而不是NaOH

【討論與評價】實驗一的結論與實驗二、實驗三的結論相反，在討論時，興趣小組的同學認為方案一的結論不正確，他們的理由是

 

．
【總結】請寫出碳酸氫鈉受熱分解的化學方程式

 

．

Answer 1

分析：實驗部分由于已經假設了加熱后的固體產物是NaOH或Na₂CO₃，所以應分析下面肯定是要利用NaOH和Na₂CO₃性質的不同點來設計實驗，才能得到正確結論．而不能用NaOH和Na₂CO₃的共同性質來設計實驗，如NaOH和Na₂CO₃溶液都呈堿性，所以不能用滴酚酞試液來設計實驗．

解答：解：（1）因為已經知道碳酸氫鈉受熱分解時有水生成，所以加熱一段時間后，倒扣的燒杯內壁有水珠出現；
（2）二氧化碳使澄清石灰水變渾濁的化學方程式為：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O
（3）①根據質量守恒定律可知化學反應前后元素種類不變，因為NaHCO₃中含有Na、H、C、O元素，所以興趣小組的同學認為充分加熱后的固體產物可能是NaOH或Na₂CO₃．
②實驗二：取少量反應后的固體產物溶于水，加入過量氯化鈣溶液，因為NaOH和Na₂CO₃中只Na₂CO₃有和氯化鈣溶液反應生成白色沉淀，所以實驗現象為：產生白色沉淀；實驗三的實驗現象是產生大量氣泡，而NaOH和Na₂CO₃中只有Na₂CO₃和酸反應會產生二氧化碳氣體，所以實驗步驟為：取少量反應后的固體產物，加入過量稀鹽酸．
【討論與評價】實驗一的結論明顯是不正確的，因為NaOH和Na₂CO₃的溶液都顯堿性，都能使滴酚酞試液變紅．
【總結】通過實驗二和實驗三可知碳酸氫鈉受熱分解后的固體產物是Na₂CO₃，所以碳酸氫鈉受熱分解的化學方程式為：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O．
故答案為：（1）水珠（或水霧等）
（2）Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O
（3）①質量守恒定律（或化學反應前后元素種類不變或化學反應前后原子種類不變或NaHCO₃中含有Na、H、C、O元素）
②

實驗	實驗現象
方案二：	產生白色沉淀
方案三：取少量反應后的固體產物，加入過量稀鹽酸（或稀硫酸、稀硝酸、醋酸）

【討論與評價】碳酸鈉溶液呈堿性，也能使無色酚酞變成紅色
【總結】2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O

點評：此題是一道實驗設計題，因為此題已經給出了碳酸氫鈉受熱分解后的固體產物可能是NaOH或Na₂CO₃，不用學生探究碳酸氫鈉受熱分解后的固體是什么，使此題的難度有所降低．另外此題也很好的考查了學生們對重要化學方程式的記憶．