Question

【題目】制作糕點(diǎn)常用 Na2CO3或 NaHCO3 作膨松劑，我校化學(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。

（探究一）NaHCO3 和Na2CO3 溶解度差異的探究。

小方同學(xué)分別取 xg 兩種固體粉末加入 20℃10 g 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 2 B 0.96 C 0.5 D 3

（探究二）測(cè)定某 Na2CO3和NaHCO3混合物中 NaHCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

[方案一]稱取一定質(zhì)量樣品，置于坩堝中加熱至恒重后，冷卻，稱量剩余固體質(zhì)量，計(jì)算。

(1)坩堝中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：_________________；

(2)實(shí)驗(yàn)中，需加熱至恒重的目的是_________________。

[方案二]利用下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)步驟）

(1)檢查裝置的氣密性； (2)稱取樣品 10 g，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(shí)驗(yàn)前物質(zhì)的質(zhì)量/g	180.0	200.0
試驗(yàn)后物質(zhì)的質(zhì)量/g	176.9	201.5	124.8

（問題回答）

①上圖裝置 C 的作用是_________________，裝置 C 中一個(gè)明顯的錯(cuò)誤是_________________。

②實(shí)驗(yàn)過程中必須向裝置內(nèi)通入空氣，裝置 A 中發(fā)生的化學(xué)方程式為_________________，若沒有裝置 A，造成測(cè)定結(jié)果_________________ (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(jì)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(jì)算，其理由是_________________；改進(jìn)方法：_________________；小王又認(rèn)為用裝置 D 的質(zhì)量差會(huì)偏大而影響計(jì)算，應(yīng)增加一個(gè)操作：_________________，目的是_________________。

（數(shù)據(jù)處理）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(jì)算NaHCO3和Na2CO3混合物中NaHCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)_________________。

（拓展應(yīng)用）固體Na2CO3中混有少量NaHCO3，可通過_________________方法除去。

Answer 1

【答案】A 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O 使碳酸氫鈉完全反應(yīng) 吸收碳酸氫鈉分解生成的水蒸氣 右側(cè)導(dǎo)氣管伸入過長，氣體無法排出 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 偏大 C裝置吸收的水蒸氣不僅包括碳酸氫鈉分解生成的水蒸氣，還包括從A進(jìn)入的水蒸氣 在AB之間加一個(gè)濃硫酸干燥裝置 連接D裝置前，緩緩鼓入空氣 排凈裝置內(nèi)的二氧化碳?xì)怏w 84% 加熱分解

【解析】

[探究一]

20℃碳酸鈉和碳酸氫鈉，溶解度分別為21.5g和9.6g10g水可溶解2.15g碳酸鈉和0.96g碳酸氫鈉，假如加入10g水中的碳酸鈉和碳酸氫鈉質(zhì)量小于2.15g大于0.96g，則碳酸鈉全部溶解，碳酸氫鈉部分溶解，則可區(qū)分碳酸鈉和碳酸氫鈉，故選：A。

[探究二]

（1）坩堝中碳酸氫鈉分解生成碳酸鈉二氧化碳和水，化學(xué)方程式為2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O ，故填：2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。

（2）實(shí)驗(yàn)中，需加熱至恒重的目的是，使碳酸氫鈉完全反應(yīng)，故填：使碳酸氫鈉完全反應(yīng)。

[問題回答]

①裝置 C 的作用是吸收碳酸氫鈉分解生成的水蒸氣，裝 置 C 中一個(gè)明顯的錯(cuò)誤是右側(cè)導(dǎo)氣管伸入過長，氣體無法排出，故填：吸收碳酸氫鈉分解生成的水蒸氣；右側(cè)導(dǎo)氣管伸入過長，氣體無法排出。

②實(shí)驗(yàn)過程中必須向裝置內(nèi)通入空氣，裝置 A 中氫氧化鈉可以吸收空氣中二氧化碳，發(fā)生的化學(xué)方程式為2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O若沒有裝置 A，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(cè)定結(jié)果偏大，故填：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；偏大。

[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(jì)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(jì)算，其理由是C裝置吸收的水蒸氣不僅包括碳酸氫鈉分解生成的水蒸氣，還包括從A進(jìn)入的水蒸氣；改進(jìn)方法：在AB之間加一個(gè)濃硫酸干燥裝置，小王又認(rèn)為用裝置 D 的質(zhì)量差會(huì)偏大而影響計(jì)算，應(yīng)增加一個(gè)操作：連接D裝置前，緩緩鼓入空氣，目的是排凈裝置內(nèi)的二氧化碳?xì)怏w，故填：C裝置吸收的水蒸氣不僅包括碳酸氫鈉分解生成的水蒸氣，還包括從A進(jìn)入的水蒸氣；在AB之間加一個(gè)濃硫酸干燥裝置；連接D裝置前，緩緩鼓入空氣；排凈裝置內(nèi)的二氧化碳?xì)怏w。

[數(shù)據(jù)處理]

利用表格中的裝置 B 的質(zhì)量變化進(jìn)行計(jì)算 NaHCO3和 Na2CO3混合物中 NaHCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)碳酸氫鈉質(zhì)量為x，

混合物中 NaHCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：，故填：84%。

[拓展應(yīng)用]

固體Na2CO3中混有少量NaHCO3，可通過加熱分解方法除去，故填：加熱分解。