Question

【題目】（14分）小組同學查資料知道泡沫滅火器原理是：AlCl3+3NaHCO3=3NaCl +Al(OH)3↓+3CO2↑

【提出問題】此反應發生的原因是是否由于AlCl3呈酸性？

【實驗】測定AlCl3溶液的酸堿性

（1）用 測定溶液的酸堿性。

【提出問題】NH4Cl溶液呈酸性，它是否也能與NaHCO3溶液反應？

【實驗】按下圖進行實驗：

觀察到的現象是：濕潤的紅色石蕊試紙變藍，石灰水變渾濁

（2）說明生成的氣體有 和

（3）C中濃硫酸吸收水蒸氣和 。

（4）A中的反應方程式是 。

【實驗反思】Ⅰ、Na2CO3和 NaHCO3 的性質區別

按下圖進行實驗：

取適量的NaHCO3 粉末加到a試管中，加熱，觀察到a試管口有水生成，b試管中澄清石灰水變渾濁。持續加熱直至兩試管均不再發生變化時，發現a試管中仍殘留有較多白色固體粉末。

（5）小文猜測白色固體粉末可能是：①NaOH；②Na2CO3；③NaCl．小燕認為猜想③一定不正確，理由是 ，小燕從試管內取少量白色固體溶于水，滴加酚酞，溶液變紅，她判斷該固體為NaOH，小美認為她的實驗設計不合理，因為 。

（6）他們繼續探究固體成分，設計了如下實驗：

操作步驟	實驗現象	結論
取少量白色固體于試管中，加水溶解，向其中滴加足量 溶液，		剩余的固體有Na2CO3
靜置，繼續滴加酚酞	不變紅	剩余的固體沒有NaOH

通過實驗證明：2NaHCO3 Na2CO3+ CO2↑ + H2O, NaHCO3熱穩定性較Na2CO3差。

Ⅱ、泡沫滅火器中應用

按下圖進行實驗：U型管中分別加入等質量碳酸鈉和碳酸氫鈉固體，在兩支注射器中分別吸入同溶質質量分數、同體積的足量稀鹽酸，然后同時迅速將鹽酸分別注入U型管中。

（7） 邊U型管乳膠套膨脹更大，等質量碳酸鈉和碳酸氫鈉與鹽酸反應生成的氣體質量比是 ，由此可知泡沫滅火器中用NaHCO3 ，不用Na2CO3的原因 。

Ⅲ、碳酸鈉樣品中碳酸鈉的質量分數測定

（8）有一樣品含有碳酸鈉和碳酸氫鈉，為了測定其中碳酸鈉的含量，取樣品10g，加熱到質量不再減少，稱得剩余固體質量為6.9g ，求樣品中碳酸鈉的質量分數 。

Answer 1

【答案】（1）PH試紙或紫色石蕊試液

（2）CO2 和 NH3

（3）NH3

（4）NH4Cl + NaHCO3 = NaCl + NH3↑+ CO2↑+ H2O

（5）NaHCO3中不含氯元素或不符合質量守恒定律等 Na2CO3溶液呈堿性或若是Na2CO3也有此現象

（6）CaCl2 或 BaCl2或Ca(N O3)2或 Ba(NO3)2 產生白色沉淀

（7）右 42/53 等質量的碳酸氫鈉產生的二氧化碳多

（8）16%

【解析】

試題分析：（1）測定溶液的酸堿性可用PH試紙或紫色石蕊試液

（2）濕潤的紅色石蕊試紙變藍，說明生成了NH3，石灰水變渾濁，說明生成了CO2

（3）氨氣溶于水得到氨水，顯堿性，故 C中濃硫酸吸收水蒸氣和NH3

（4）根據上面的探究，可知反應生成氨氣、二氧化碳及水，故A中的反應方程式是：NH4Cl + NaHCO3=NaCl + NH3↑+ CO2↑+ H2O

（5）猜想③一定不正確，理由是NaHCO3中不含氯元素或不符合質量守恒定律等；小燕從試管內取少量白色固體溶于水，滴加酚酞，溶液變紅，她判斷該固體為NaOH，小美認為她的實驗設計不合理，因為：Na2CO3溶液呈堿性或若是Na2CO3也有此現象

（6）要證明溶液中既有Na2CO3，又有NaOH，應先證明并除去Na2CO3，然后再來通過檢驗溶液的酸堿性來證明NaOH是否存在，故操作步驟：取少量白色固體于試管中，加水溶解，向其中滴加足量的CaCl2 或 BaCl2或Ca(N O3)2或 Ba(N O3)2 溶液，（注意不能加入酸或堿，因為都會影響NaOH的檢驗），實驗現象 ：產生白色沉淀，證明含有Na2CO3

（7）根據化學反應：Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑中Na2CO3與CO2的質量關系為106:44，NaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2↑中NaHCO3與CO2的質量關系為84:44，意味著相同質量的Na2CO3、NaHCO3，NaHCO3產生的二氧化碳質量更大，故右邊U型管乳膠套膨脹更大；等質量碳酸鈉和碳酸氫鈉與鹽酸反應生成的氣體質量比=84/106=42/53；由此可知泡沫滅火器中用NaHCO3 ，不用Na2CO3的原因：等質量的碳酸氫鈉產生的二氧化碳多

（8）根據質量守恒定律，可判斷反應產生的二氧化碳和水的總質量=10g -6.9g=3.1g，然后根據化學方程式：2NaHCO3 △Na2CO3+ CO2↑ + H2O中NaHCO3與CO2和水的質量關系，可先計算出NaHCO3的質量，然后計算樣品中碳酸鈉的質量分數

解：設NaHCO3的質量為x

2NaHCO3 △Na2CO3+ CO2↑ + H2O

168 62

x 3.1g

168:62=x：3.1g

x=8.4g

故樣品中碳酸鈉的質量分數=(10g-8.4g)/10g×100%=16%