Question

17．制作糕點常用Na₂CO₃或NaHCO₃作膨松劑，我�；瘜W(xué)興趣小組的同學(xué)根據(jù)Na₂CO₃和NaHCO₃的性質(zhì)進(jìn)行了一系列探究．
【查閱資料】
（1）溶解度比較：

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

（2）已知碳酸氫鈉在270℃左右就能分解為碳酸鈉、水和二氧化碳，而碳酸鈉受熱不分解．
（3）常溫下，濃度相同的Na₂ CO₃溶液比NaHCO₃溶液的堿性強(qiáng)．
【探究一】NaHCO₃和Na₂CO₃性質(zhì)差異的探究．
①驗證水溶液的酸堿性的差異：分別測兩種物質(zhì)等濃度溶液的pH，請寫出，測定pH的方法：將pH試紙放在表面皿上，用玻璃棒蘸取待測溶液滴在pH試紙上，然后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照，讀出pH．測定結(jié)果：NaHCO₃溶液的pH＜（填“＞”或“＜”）Na₂CO₃溶液．
②利用溶解度的差異鑒別NaHCO₃和Na₂CO₃：小方同學(xué)分別取xg兩種固體粉末加入20℃10g水中充分溶解，通過觀察現(xiàn)象區(qū)分出碳酸鈉和碳酸氫鈉，x可能是A．
A．2    B．0.96    C．0.5    D．3
【探究二】測定某NaHCO₃和Na₂CO₃混合物中NaHCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)利用圖①裝置進(jìn)行實驗，裝置B中放有樣品（整套裝置氣密性良好，各裝置中氣體吸收劑足量）．

【實驗步驟】
（1）檢查裝置的氣密性；（2）稱取樣品10g，加到裝置B中；（3）稱量裝置B、C、D的質(zhì)量（含藥品）；（4）連接裝置；（5）加熱；（6）停止加熱繼續(xù)通入空氣；（7）再次稱量裝置B、C、D的質(zhì)量（含藥品）．
【數(shù)據(jù)記錄】

	裝置B	裝置C	裝置D
實驗前物質(zhì)的質(zhì)量/g	180.0	200.0	122.2
實驗后物質(zhì)的質(zhì)量/g	176.9	201.5	124.8

【問題回答】
①寫出碳酸氫鈉受熱分解的化學(xué)方程式：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，B裝置中盛樣品的儀器名稱是玻璃管．
②圖1裝置C的作用是吸收水蒸氣，裝置C中一個明顯的錯誤是右側(cè)導(dǎo)管伸入液面以下．
③實驗過程中必須向裝置內(nèi)通入空氣，裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O．若沒有裝置A，造成測定結(jié)果偏大（填“偏大”“不變”或“偏小”）
【討論分析】小紅同學(xué)認(rèn)為，表格中三組數(shù)據(jù)都可以計算該樣品中NaHCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，但小張認(rèn)為不能用C裝置的質(zhì)量變化來計算，其理由是裝置A中逸出的水蒸氣會進(jìn)入裝置C中；改進(jìn)方法：在裝置A、B之間增加一個濃硫酸的干燥裝置．小王又認(rèn)為用裝置D的質(zhì)量差會偏大而影響計算，應(yīng)增加一個操作：連接D裝置前，緩緩鼓入空氣，目的是排盡裝置內(nèi)的二氧化碳?xì)怏w．
小陳經(jīng)過認(rèn)真思考，認(rèn)為D中的氣流會帶出水蒸氣，用裝置D的質(zhì)量差會偏小而影響計算，在D裝置的右邊需要再接上一個裝置．他認(rèn)為可以用圖②兩個中的一個，可老師認(rèn)為最好選用其中的乙（填“甲”或“乙”）裝置，其理由是堿石灰不僅能吸收D裝置逸出的水蒸氣，也能吸收D裝置可能逸出的二氧化碳?xì)怏w，與C裝置整體計算，結(jié)果更準(zhǔn)確（不考慮右側(cè)空氣的影響）．經(jīng)過反復(fù)討論，大家一致贊成應(yīng)該利用表格中的裝置B的質(zhì)量變化進(jìn)行計算NaHCO₃和Na₂CO₃混合物中NaHCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（寫出計算過程）

Answer 1

分析 【探究一】①根據(jù)測定溶液酸堿度的方法以及溶液的酸堿度與酸堿性的關(guān)系來分析；
②根據(jù)20℃時碳酸鈉和碳酸氫鈉的溶解度來分析；
【探究二】
【問題回答】①根據(jù)碳酸氫鈉加熱分解為碳酸鈉、水和二氧化碳來分析；
②根據(jù)濃硫酸具有吸水性以及裝置的存在問題來分析；
③A中的氫氧化鈉能吸收空氣中的二氧化碳?xì)怏w；
【討論分析】根據(jù)溶液中會揮發(fā)出水蒸氣，導(dǎo)致測定結(jié)果偏大來分析，空氣中含有二氧化碳來分析；根據(jù)實驗數(shù)據(jù)來分析解答．固體減少的質(zhì)量就是碳酸氫鈉分解生成水和二氧化碳的總質(zhì)量．

解答 【探究一】①用滴管吸取待測液體，滴在pH試紙上（或用玻璃棒沾取待測液體，涂在pH試紙），然后把試紙顯示的顏色與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照，從而確定溶液的pH；溶液的堿性越強(qiáng)，pH越大；故填：將pH試紙放在表面皿上，用玻璃棒蘸取待測溶液滴在pH試紙上，然后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照，讀出pH；＜；
②20℃時碳酸鈉和碳酸氫鈉的溶解度分別為21.5g和9.6g，那么在該溫度下，10g水中最多溶解2.15g碳酸鈉達(dá)到飽和，最多溶解0.96g碳酸氫鈉達(dá)到飽和，因此可分別加入2g固體，充分?jǐn)嚢韬�，若完全溶解則為碳酸鈉，若不能完全溶解則為碳酸氫鈉；故填：A；
【探究二】
【問題回答】①碳酸氫鈉加熱分解為碳酸鈉、水和二氧化碳；該儀器是玻璃管；故填：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；玻璃管；　
②濃硫酸具有吸水性，可以做干燥劑，除去水蒸氣，洗氣時應(yīng)該是長管進(jìn)氣，短管出氣，所以右側(cè)導(dǎo)管不能伸入液面以下；故填：吸收水蒸氣；右側(cè)導(dǎo)管伸入液面以下；　
③空氣經(jīng)過裝置A時，其中的二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水，若沒有此裝置，則裝置D增重偏大，認(rèn)為生成的二氧化碳質(zhì)量偏大；造成測定結(jié)果偏大；故填：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；偏大；
【討論分析】表格中三組數(shù)據(jù)都可以計算該樣品中NaHCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，但小張認(rèn)為不能用C裝置的質(zhì)量變化來計算，其理由是裝置A中逸出的水蒸氣會進(jìn)入裝置C中；改進(jìn)方法：在裝置A、B之間增加一個濃硫酸的干燥裝置．小王又認(rèn)為用裝置D的質(zhì)量差會偏大而影響計算，應(yīng)增加一個操作連接D裝置前，緩緩鼓入空氣，目的是排盡裝置內(nèi)的二氧化碳?xì)怏w．
小陳經(jīng)過認(rèn)真思考，認(rèn)為D中的氣流會帶出水蒸氣，用裝置D的質(zhì)量差會偏小而影響計算，在D裝置的右邊需要再接上一個裝置．他認(rèn)為可以用圖②兩個中的一個，可老師認(rèn)為最好選用其中的乙裝置，其理由是堿石灰不僅能吸收D裝置逸出的水蒸氣，也能吸收D裝置可能逸出的二氧化碳?xì)怏w，與C裝置整體計算，結(jié)果更準(zhǔn)確（不考慮右側(cè)空氣的影響）．故填：裝置A中逸出的水蒸氣會進(jìn)入裝置C中；在裝置A、B之間增加一個濃硫酸的干燥裝置；連接D裝置前，緩緩鼓入空氣；排盡裝置內(nèi)的二氧化碳?xì)怏w；乙；堿石灰不僅能吸收D裝置逸出的水蒸氣，也能吸收D裝置可能逸出的二氧化碳?xì)怏w，與C裝置整體計算，結(jié)果更準(zhǔn)確；
解：設(shè)其中含碳酸氫鈉的質(zhì)量為x
2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑
 168             （18+44=62）
  x              180.0g-176.9g=3.1g
$\frac{168}{62}=\frac{x}{3.1g}$
x=8.4g
NaHCO₃和Na₂CO₃混合物中NaHCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{8.4g}{10g}×100%$=84%．
答：NaHCO₃和Na₂CO₃混合物中NaHCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為84%．
故答案為：84%．

點評 本題考查碳酸氫鈉含量的測定實驗，為高頻考點，把握實驗裝置的作用及實驗?zāi)康臑榻獯鸬年P(guān)鍵，側(cè)重分析、計算及實驗?zāi)芰Φ木C合考查，題目難度中等．