Question

12．小红帮妈妈做菜时，发现妈妈将拌了嫩肉粉的肉类加入食醋腌制时产生大量气泡，引发了探究的兴趣．
【查阅资料】嫩肉粉可破坏肉质纤维结构，使肉质松软，其成分中含有碳酸氢钠（NaHCO₃）．小红联想已学过的碳酸钠与碳酸氢钠比较，组成元素只相差一种氢元素，决定与化学兴趣小组的同学一起，对碳酸钠和碳酸氢钠的性质的异同点进行初步探究．请你参与她们的探究活动．
【提出问题】碳酸钠和碳酸氢钠的性质有哪些相同点和不同点？
【猜想一】碳酸氢钠溶液呈碱性．
【探究实验一】

实验操作	实验现象	实验结论
取少量碳酸氢钠于试管中，加适量水溶解， 再滴入几滴无色酚酞试液	无色酚酞试液变红色	猜想一正确

【猜想二】碳酸氢钠能与盐酸反应
【探究实验二】将气球中的碳酸氢钠粉末、碳酸钠粉末分别加入试管中，如图1所示，气球迅速胀大，说明碳酸氢钠能与盐酸发生化学反应．请写出碳酸氢钠与盐酸反应的化学反应方程式NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑．

【交流与讨论一】通过上述两个实验结果，小红同学得出结论：碳酸氢钠与碳酸钠的化学性质相似．其他同学对小红的结论提出质疑，认为两者组成不完全相同，化学性质应有区别．于是，兴趣小组的同学在老师的指导下，按如图2所示装置用碳酸钠和碳酸氢钠做了对比实验．
【探究实验三】碳酸钠和碳酸氢钠热稳定性．
充分加热后，现象：大试管内固体物明显变化，小试管内壁有水珠生成，试管中留下白色固体．甲烧杯中石灰水无明显现象，乙烧杯中石灰水出现白色浑浊．试回答：①在实验结束时，操作上要注意的问题是先把导管移出烧杯，后熄灭酒精灯．
②由实验可以得出的结论是碳酸氢钠热稳定性差，碳酸钠热稳定性强．
【探究实验四】到底加热后小试管中留下的这种白色固体是什么？化学兴趣小组的同学作出如下猜想①Na₂CO₃ ②NaOH ③Na₂CO₃和NaOH的混合物．为了验证她们的猜想，她们对反应后的白色固体成分进行以下实验，填写表空格．

实验操作	实验现象	实验结论
实验一：取少量反应后的白色固体溶于水， 滴几滴无色酚酞试液	溶液变成红色	白色固体一定是NaOH
实验二：取少量反应后的白色固体溶于水， 加入过量氯化钙溶液	产生白色沉淀	白色固体含有Na2CO3
实验三：取实验二所得的上层清液于试管中， 滴加几滴无色酚酞试液	无色酚酞试液不变色	白色固体是Na2CO3，而不是NaOH

【交流与讨论二】①实验一的结论与实验二的结论相反，在讨论时，小宇同学认为方案一的结论不正确，他的理由是碳酸钠溶液显碱性，能使酚酞试液变红色．
②设计实验二的目的是检验是否含有碳酸钠．
【探究实验五】测定嫩肉粉样品中碳酸氢钠的质量分数．兴趣小组的同学在老师的初步指导下，设计了如下实验，其主要实验步骤如下：（碱石灰为CaO和NaOH的混合物，忽略样品其他成分与盐酸的反应，装置气密性良好）
①准确称量25.0g样品放入B瓶中；②将B瓶分别与A和C相连，打开开关K，从a处缓缓鼓入空气几分钟；③将开关K关闭，再将已称量过的干燥管D与瓶C连接；④将租来稀盐酸缓缓注入B瓶中，待反应完全后，再次打开开关K缓缓鼓入空气几分钟；⑤称量干燥管D，增重11.0g．
回答：（1）A瓶的作用是除去空气中的二氧化碳．
（2）由此可测出样品中碳酸氢钠的质量分数是84%．
（3）实验测得的结果比实际偏大，可能的原因是碱石灰吸收了空气中的水蒸气和二氧化碳．（答一种即可）

Answer 1

分析 显碱性的溶液能使酚酞试液变红色；
碳酸氢钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳；
碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳；
碳酸钠和氯化钙反应生成白色沉淀碳酸钙和氯化钠；
氢氧化钠溶液能够吸收空气中的二氧化碳，并且能和二氧化碳反应生成碳酸钠和水；
干燥管D中增重的质量即为反应生成二氧化碳的质量，根据二氧化碳质量可以计算碳酸氢钠质量，进一步可以计算样品中碳酸氢钠的质量分数；
碱石灰能够吸收水蒸气和二氧化碳．

解答 解：【探究实验一】
实验过程如下表所示：

实验操作	实验现象	实验结论
取少量碳酸氢钠于试管中，加适量水溶解， 再滴入几滴无色酚酞试液	无色酚酞试液变红色	猜想一正确

【探究实验二】
碳酸氢钠能与盐酸发生化学反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应的化学反应方程式为：NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑．
故填：NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑．
【探究实验三】
①在实验结束时，操作上要注意的问题是：先把导管移出烧杯，后熄灭酒精灯，目的是防止液体倒流入试管，把试管炸裂；
②甲烧杯中石灰水无明显现象，说明碳酸钠受热不发生化学反应，乙烧杯中石灰水出现白色浑浊，说明碳酸氢钠受热分解生成了二氧化碳，由实验可以得出的结论是：碳酸氢钠热稳定性差，碳酸钠热稳定性强．
故填：先把导管移出烧杯，后熄灭酒精灯；碳酸氢钠热稳定性差，碳酸钠热稳定性强．
【探究实验四】
实验过程如下表所示：

实验操作	实验现象	实验结论
实验一：取少量反应后的白色固体溶于水， 滴几滴无色酚酞试液	溶液变成红色	白色固体一定是NaOH
实验二：取少量反应后的白色固体溶于水， 加入过量氯化钙溶液	产生白色沉淀	白色固体含有Na2CO3
实验三：取实验二所得的上层清液于试管中， 滴加几滴无色酚酞试液	无色酚酞试液不变色	白色固体是Na2CO3，而不是NaOH

【交流与讨论二】
①方案一的结论之所以不正确，是因为碳酸钠溶液显碱性，能使酚酞试液变红色；
②设计实验二的目的是检验是否含有碳酸钠．
故填：碳酸钠溶液显碱性，能使酚酞试液变红色；检验是否含有碳酸钠．
【探究实验五】
①准确称量25.0g样品放入B瓶中；②将B瓶分别与A和C相连，打开开关K，从a处缓缓鼓入空气几分钟；③将开关K关闭，再将已称量过的干燥管D与瓶C连接；④将租来稀盐酸缓缓注入B瓶中，待反应完全后，再次打开开关K缓缓鼓入空气几分钟；⑤称量干燥管D，增重11.0g．
（1）A瓶的作用是除去空气中的二氧化碳．
故填：除去空气中的二氧化碳．
（2）设碳酸氢钠的质量为x，
NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑，
 84                  44
 x                   11.0g
$\frac{84}{x}$=$\frac{44}{11.0g}$，
x=21g，
样品中碳酸氢钠的质量分数是：$\frac{21g}{25.0g}$×100%=84%，
故填：84%．
（3）实验测得的结果比实际偏大，可能的原因是碱石灰吸收了空气中的水蒸气和二氧化碳，导致计算出的碳酸氢钠质量偏大，进一步导致碳酸氢钠质量分数偏大．
故填：碱石灰吸收了空气中的水蒸气和二氧化碳．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．