Question

碳酸氫鈉常用于食品和醫藥工業，某化學興趣小組對碳酸氫鈉進行探究．
【查閱資料】Ⅰ．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．
Ⅱ．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______．
（4）某堿廠的主要產品之一是小蘇打（碳酸氫鈉），為了測定產品中碳酸氫鈉的質量分數（假設該樣品中只含氯化鈉一種雜質），取樣品10.0g逐滴加入稀鹽酸，所得氣體的質量為4.4g．求：樣品中碳酸氫鈉的質量分數．

Answer 1

解：（1）據資料可知：碳酸氫鈉受熱容易分解生成水，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，加入稀鹽酸或稀硫酸；
【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：2NaHCO₃Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O．
（4）設樣品中碳酸氫鈉的質量為x
NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑
84 44
x 4.4g
=
x=8.4g
樣品中碳酸氫鈉的質量分數=×100%=84%
答：樣品中碳酸氫鈉的質量分數是84%；
故答案為：（1）水珠；
（2）CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（3）①根據質量守恒定律，化學反應前后元素種類不變；
②產生白色沉淀；
取少量反應后的固體產物溶于水，加入稀鹽酸；
【討論與評價】碳酸鈉溶液呈堿性，也能觀察到溶液變成紅色的現象；
【總結】2NaHCO₃ Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
（4）84%．
分析：（1）據資料可知：碳酸氫鈉受熱容易分解生成水進行分析；
（2）二氧化碳和石灰水反應生成碳酸鈣沉淀和水，據反應原理書寫方程式；
（3）①根據質量守恒定律，化學反應前后元素種類不變進行分析；
②利用NaOH和Na₂CO₃性質的不同點來設計實驗，才能得到正確結論，碳酸鈉溶液顯堿性，能與酸反應生成二氧化碳；并據碳酸氫鈉分解的反應原理書寫方程式；
（4）碳酸氫鈉與鹽酸反應，生成氯化鈉、水和二氧化碳；根據生成氣體二氧化碳的質量為4.4g，結合方程式可計算出碳酸氫鈉的質量，并據；樣品中碳酸氫鈉的質量分數=×100%進行計算．
點評：此題是一道實驗設計題，掌握NaOH或Na₂CO₃的性質，才能依據題意靈活分析解答，并考查了學生分析信息、運用信息解題的能力，及對重要化學方程式的記憶，利用方程式計算的能力．