Question

12．小紅幫媽媽做菜時，發現媽媽將拌了嫩肉粉的肉類加入食醋腌制時產生大量氣泡，引發了探究的興趣．
【查閱資料】嫩肉粉可破壞肉質纖維結構，使肉質松軟，其成分中含有碳酸氫鈉（NaHCO₃）．小紅聯想已學過的碳酸鈉與碳酸氫鈉比較，組成元素只相差一種氫元素，決定與化學興趣小組的同學一起，對碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質的異同點進行初步探究．請你參與她們的探究活動．
【提出問題】碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質有哪些相同點和不同點？
【猜想一】碳酸氫鈉溶液呈堿性．
【探究實驗一】

實驗操作	實驗現象	實驗結論
取少量碳酸氫鈉于試管中，加適量水溶解， 再滴入幾滴無色酚酞試液	無色酚酞試液變紅色	猜想一正確

【猜想二】碳酸氫鈉能與鹽酸反應
【探究實驗二】將氣球中的碳酸氫鈉粉末、碳酸鈉粉末分別加入試管中，如圖1所示，氣球迅速脹大，說明碳酸氫鈉能與鹽酸發生化學反應．請寫出碳酸氫鈉與鹽酸反應的化學反應方程式NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑．

【交流與討論一】通過上述兩個實驗結果，小紅同學得出結論：碳酸氫鈉與碳酸鈉的化學性質相似．其他同學對小紅的結論提出質疑，認為兩者組成不完全相同，化學性質應有區別．于是，興趣小組的同學在老師的指導下，按如圖2所示裝置用碳酸鈉和碳酸氫鈉做了對比實驗．
【探究實驗三】碳酸鈉和碳酸氫鈉熱穩定性．
充分加熱后，現象：大試管內固體物明顯變化，小試管內壁有水珠生成，試管中留下白色固體．甲燒杯中石灰水無明顯現象，乙燒杯中石灰水出現白色渾濁．試回答：①在實驗結束時，操作上要注意的問題是先把導管移出燒杯，后熄滅酒精燈．
②由實驗可以得出的結論是碳酸氫鈉熱穩定性差，碳酸鈉熱穩定性強．
【探究實驗四】到底加熱后小試管中留下的這種白色固體是什么？化學興趣小組的同學作出如下猜想①Na₂CO₃ ②NaOH ③Na₂CO₃和NaOH的混合物．為了驗證她們的猜想，她們對反應后的白色固體成分進行以下實驗，填寫表空格．

實驗操作	實驗現象	實驗結論
實驗一：取少量反應后的白色固體溶于水， 滴幾滴無色酚酞試液	溶液變成紅色	白色固體一定是NaOH
實驗二：取少量反應后的白色固體溶于水， 加入過量氯化鈣溶液	產生白色沉淀	白色固體含有Na2CO3
實驗三：取實驗二所得的上層清液于試管中， 滴加幾滴無色酚酞試液	無色酚酞試液不變色	白色固體是Na2CO3，而不是NaOH

【交流與討論二】①實驗一的結論與實驗二的結論相反，在討論時，小宇同學認為方案一的結論不正確，他的理由是碳酸鈉溶液顯堿性，能使酚酞試液變紅色．
②設計實驗二的目的是檢驗是否含有碳酸鈉．
【探究實驗五】測定嫩肉粉樣品中碳酸氫鈉的質量分數．興趣小組的同學在老師的初步指導下，設計了如下實驗，其主要實驗步驟如下：（堿石灰為CaO和NaOH的混合物，忽略樣品其他成分與鹽酸的反應，裝置氣密性良好）
①準確稱量25.0g樣品放入B瓶中；②將B瓶分別與A和C相連，打開開關K，從a處緩緩鼓入空氣幾分鐘；③將開關K關閉，再將已稱量過的干燥管D與瓶C連接；④將租來稀鹽酸緩緩注入B瓶中，待反應完全后，再次打開開關K緩緩鼓入空氣幾分鐘；⑤稱量干燥管D，增重11.0g．
回答：（1）A瓶的作用是除去空氣中的二氧化碳．
（2）由此可測出樣品中碳酸氫鈉的質量分數是84%．
（3）實驗測得的結果比實際偏大，可能的原因是堿石灰吸收了空氣中的水蒸氣和二氧化碳．（答一種即可）

Answer 1

分析 顯堿性的溶液能使酚酞試液變紅色；
碳酸氫鈉和稀鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳；
碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳；
碳酸鈉和氯化鈣反應生成白色沉淀碳酸鈣和氯化鈉；
氫氧化鈉溶液能夠吸收空氣中的二氧化碳，并且能和二氧化碳反應生成碳酸鈉和水；
干燥管D中增重的質量即為反應生成二氧化碳的質量，根據二氧化碳質量可以計算碳酸氫鈉質量，進一步可以計算樣品中碳酸氫鈉的質量分數；
堿石灰能夠吸收水蒸氣和二氧化碳．

解答 解：【探究實驗一】
實驗過程如下表所示：

實驗操作	實驗現象	實驗結論
取少量碳酸氫鈉于試管中，加適量水溶解， 再滴入幾滴無色酚酞試液	無色酚酞試液變紅色	猜想一正確

【探究實驗二】
碳酸氫鈉能與鹽酸發生化學反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，反應的化學反應方程式為：NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑．
故填：NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑．
【探究實驗三】
①在實驗結束時，操作上要注意的問題是：先把導管移出燒杯，后熄滅酒精燈，目的是防止液體倒流入試管，把試管炸裂；
②甲燒杯中石灰水無明顯現象，說明碳酸鈉受熱不發生化學反應，乙燒杯中石灰水出現白色渾濁，說明碳酸氫鈉受熱分解生成了二氧化碳，由實驗可以得出的結論是：碳酸氫鈉熱穩定性差，碳酸鈉熱穩定性強．
故填：先把導管移出燒杯，后熄滅酒精燈；碳酸氫鈉熱穩定性差，碳酸鈉熱穩定性強．
【探究實驗四】
實驗過程如下表所示：

實驗操作	實驗現象	實驗結論
實驗一：取少量反應后的白色固體溶于水， 滴幾滴無色酚酞試液	溶液變成紅色	白色固體一定是NaOH
實驗二：取少量反應后的白色固體溶于水， 加入過量氯化鈣溶液	產生白色沉淀	白色固體含有Na2CO3
實驗三：取實驗二所得的上層清液于試管中， 滴加幾滴無色酚酞試液	無色酚酞試液不變色	白色固體是Na2CO3，而不是NaOH

【交流與討論二】
①方案一的結論之所以不正確，是因為碳酸鈉溶液顯堿性，能使酚酞試液變紅色；
②設計實驗二的目的是檢驗是否含有碳酸鈉．
故填：碳酸鈉溶液顯堿性，能使酚酞試液變紅色；檢驗是否含有碳酸鈉．
【探究實驗五】
①準確稱量25.0g樣品放入B瓶中；②將B瓶分別與A和C相連，打開開關K，從a處緩緩鼓入空氣幾分鐘；③將開關K關閉，再將已稱量過的干燥管D與瓶C連接；④將租來稀鹽酸緩緩注入B瓶中，待反應完全后，再次打開開關K緩緩鼓入空氣幾分鐘；⑤稱量干燥管D，增重11.0g．
（1）A瓶的作用是除去空氣中的二氧化碳．
故填：除去空氣中的二氧化碳．
（2）設碳酸氫鈉的質量為x，
NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑，
 84                  44
 x                   11.0g
$\frac{84}{x}$=$\frac{44}{11.0g}$，
x=21g，
樣品中碳酸氫鈉的質量分數是：$\frac{21g}{25.0g}$×100%=84%，
故填：84%．
（3）實驗測得的結果比實際偏大，可能的原因是堿石灰吸收了空氣中的水蒸氣和二氧化碳，導致計算出的碳酸氫鈉質量偏大，進一步導致碳酸氫鈉質量分數偏大．
故填：堿石灰吸收了空氣中的水蒸氣和二氧化碳．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．