Question

碳酸氫鈉常用于食品和醫(yī)藥工業(yè)，某化學(xué)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(zhì)．
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(xué)取一定質(zhì)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(nèi)壁有

水珠

．
（2）充分加熱后，將燒杯迅速倒轉(zhuǎn)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(yīng)的化學(xué)方程式：

CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O

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

根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變

．
②興趣小組為了確定反應(yīng)后的固體產(chǎn)物成分進行以下實驗，請?zhí)顚懕恚?br />

實驗	實驗現(xiàn)象	結(jié)論
實驗一：取少量反應(yīng)后的固體產(chǎn)物溶于水，滴入幾滴酚酞試液	溶液變成紅色	固體產(chǎn)物是NaOH，而不是Na2CO3
實驗二：取少量反應(yīng)后的固體產(chǎn)物溶于水，加入氯化鈣溶液	產(chǎn)生白色沉淀	固體產(chǎn)物是Na2CO3，而不是NaOH
實驗三： 取少量反應(yīng)后的固體產(chǎn)物溶于水，加入稀鹽酸（或稀硫酸）	產(chǎn)生大量氣泡	固體產(chǎn)物是Na2CO3，而不是NaOH

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

碳酸鈉溶液呈堿性，也能觀察到溶液變成紅色的現(xiàn)象

．
【總結(jié)】請寫出碳酸氫鈉受熱分解的化學(xué)方程式

2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑

．
（4）某堿廠的主要產(chǎn)品之一是小蘇打（碳酸氫鈉），為了測定產(chǎn)品中碳酸氫鈉的質(zhì)量分數(shù)（假設(shè)該樣品中只含氯化鈉一種雜質(zhì)），取樣品10.0g逐滴加入稀鹽酸，所得氣體的質(zhì)量為4.4g．求：樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量分數(shù)．

Answer 1

分析：（1）據(jù)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(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，據(jù)反應(yīng)原理書寫方程式；
（3）①根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變進行分析；
②利用NaOH和Na₂CO₃性質(zhì)的不同點來設(shè)計實驗，才能得到正確結(jié)論，碳酸鈉溶液顯堿性，能與酸反應(yīng)生成二氧化碳；并據(jù)碳酸氫鈉分解的反應(yīng)原理書寫方程式；
（4）碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)，生成氯化鈉、水和二氧化碳；根據(jù)生成氣體二氧化碳的質(zhì)量為4.4g，結(jié)合方程式可計算出碳酸氫鈉的質(zhì)量，并據(jù)；樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量分數(shù)=

樣品中碳酸氫鈉質(zhì)量

樣品質(zhì)量10g

×100%進行計算．

解答：解：（1）據(jù)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(nèi)壁有水珠出現(xiàn)；
（2）二氧化碳使澄清石灰水變渾濁的化學(xué)方程式為：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
（3）①根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知化學(xué)反應(yīng)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(xué)認為充分加熱后的固體產(chǎn)物可能是NaOH或Na₂CO₃；
②實驗二：取少量反應(yīng)后的固體產(chǎn)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(yīng)生成白色沉淀，所以實驗現(xiàn)象為：產(chǎn)生白色沉淀；實驗三的實驗現(xiàn)象是產(chǎn)生大量氣泡，而NaOH和Na₂CO₃中只有Na₂CO₃和酸反應(yīng)會產(chǎn)生二氧化碳氣體，所以實驗步驟為：取少量反應(yīng)后的固體產(chǎn)物，加入稀鹽酸或稀硫酸；
【討論與評價】實驗一的結(jié)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(jié)】通過實驗二和實驗三可知碳酸氫鈉受熱分解后的固體產(chǎn)物是Na₂CO₃，所以碳酸氫鈉受熱分解的化學(xué)方程式為：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O．
（4）設(shè)樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量為x
NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑
84                  44
 x                 4.4g

84

x

=

44

4.4g

x=8.4g 
樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量分數(shù)=

8.4g

10g

×100%=84%
答：樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量分數(shù)是84%；
故答案為：（1）水珠；
（2）CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（3）①根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變；
②產(chǎn)生白色沉淀；
取少量反應(yīng)后的固體產(chǎn)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(xiàn)象；
【總結(jié)】2NaHCO₃  

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；
（4）84%．

點評：此題是一道實驗設(shè)計題，掌握NaOH或Na₂CO₃的性質(zhì)，才能依據(jù)題意靈活分析解答，并考查了學(xué)生分析信息、運用信息解題的能力，及對重要化學(xué)方程式的記憶，利用方程式計算的能力．