Question

【题目】（15分）制作糕点常用Na2CO3或NaHCO3作膨松剂，我校化学兴趣小组的同学根据Na2CO3和NaHCO3的性质进行了一系列探究。

【查阅资料】

（1）溶解度比较：

（2）已知碳酸氢钠在270℃左右就能分解为碳酸钠、水和二氧化碳，而碳酸钠受热不分解。

（3）常温下，浓度相同的Na2 CO3溶液比NaHCO3溶液的碱性强。

【探究一】NaHCO3和Na2CO溶解度差异的探究。

小方同学分别取xg两种固体粉末加入20℃10 g水中充分溶解，通过观察现象区分出碳酸钠和碳酸氢钠，x可能是_______。

A．2 B．0．96 C．0．5 D．3

【探究二】Na2CO3和NaHCO3鉴别探究

【猜想与假设】

（1）甲同学认为可用澄清石灰水鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液．

（3）乙同学认为固体Na2CO3、NaHCO3可用加热的方法鉴别．

【实验探究】（1）甲同学在两支分别盛有少量Na2CO3、NaHCO3溶液的试管中，各加入澄清石灰水，观察到两支试管中的现象相同，均产生了白色沉淀，实验结果与猜想不一致，即不能用澄清石灰水鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液．

（3）乙同学分别取了一定量的Na2CO3、NaHCO3固体于大试管中加热（如图所示）：

①加热Na2CO3时，开始即见小试管中有少量气泡产生，继续加热，气泡逐渐减少，未见澄清石灰水变浑浊，

②加热NaHCO3时，丙同学观察到实验现象与①不同，证实了自己的猜想是合理的．

【问题讨论】

小组同学对上述实验展开了讨论，对甲同学的两个实验进行了比较，并从物质在溶液中解离出不同离子的微观角度分析了原因（如图1、图2）．请写出Na2CO3与澄清石灰水发生反应的化学方程式________；写出NaHCO3与澄清石灰水混合时参与反应的离子：________．

【探究三】测定某Na2CO3和NaHCO3混合物中NaHCO3的质量分数

[方案一]称取一定质量样品，置于坩埚中加热至恒重后，冷却，称量剩余固体质量，计算。

（1）坩埚中发生反应的化学方程式为： ；

（2）实验中，需加热至恒重的目的是 。

[方案二]利用下图装置进行实验，装置B中放有样品（整套装置气密性良好，各装置中气体吸收剂足量）。

【实验步骤】

（1）检查装置的气密性；（2）称取样品10 g，加到装置B中；（3）称量装置B、C、D的质量（含药品）；（4）连接装置；（5）加热；（6）停止加热继续通入空气；（7）再次称量装置B、C、D的质量（含药品）。

【数据记录】

【问题回答】

①上图装置C的作用是_______，装置C中一个明显的错误是______________。

②实验过程中必须向装置内通入空气，装置A中发生反应的化学方程式为_______。若没有装置A，造成测定结果_______（填“偏大”“不变”或“偏小”）

【讨论分析】

小红同学认为，表格中三组数据都可以计算该样品中NaHCO3的质量分数，但小张认为不能用C装置的质量变化来计算，其理由是_______；改进方法：_______。小王又认为用装置D的质量差会偏大而影响计算，应增加一个操作：_______，目的是______________。

【数据处理】经过反复讨论，大家一致赞成应该利用表格中的装置B的质量变化进行计算NaHCO3和Na2CO3混合物中NaHCO3的质量分数 。

【拓展应用】固体Na2CO3中混有少量NaHCO3，可通过________方法除去．

Answer 1

【答案】【探究一】A

【探究二】【问题讨论】（1）Na2CO3+Ca(OH)2＝CaCO3↓+2NaOH OH-、HCO3-、Ca2+

【探究三】[方案一]（1）2NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑ （2）保证NaHCO3 全部分解

[方案二]①吸收水蒸气 右侧导管伸入液面以下 ②2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 偏大

【讨论分析】装置A中逸出的水蒸气会进入装置C中

在装置A、B之间增加一个浓硫酸的干燥装置

连接D装置前，缓缓鼓入空气 排尽装置内的二氧化碳气体

【数据处理】84% 【拓展应用】加热

【解析】

试题分析：【探究一】根据表格中的溶解度数据，在20℃时，NaHCO3的溶解度为9．6g，Na2CO3的溶解度为21．5g，故10g水中最多能溶解NaHCO3和Na2CO3的质量分别为0．96g和2．15g，故可以加入0．96g<x<2．15g，故可以加入2g物质，观察溶解的情况，若全部溶解为Na2CO3，若部分溶解为NaHCO3，故选A

【探究二】【问题讨论】（1）Na2CO3溶液与澄清石灰水发生反应的化学方程式为：Na2CO3+Ca(OH)2＝CaCO3↓+2NaOH；通过观察图2，NaHCO3与澄清石灰水混合时参与反应的离子：OH-、HCO3-、Ca2+

【探究三】[方案一]（1）根据信息，碳酸氢钠在270℃左右就能分解为碳酸钠、水和二氧化碳，而碳酸钠受热不分解，故坩埚中发生反应的化学方程式为：2NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑

（2）实验中，需加热至恒重的目的是：保证NaHCO3 全部分解

[方案二]①装置C中的药品是浓硫酸，浓硫酸具有吸水性，故装置C的作用是：吸收水蒸气；装置C中一个明显的错误是：右侧导管伸入液面以下，应采用短管，否则气体排不出来

②实验过程中必须向装置内通入空气，装置A中氢氧化钠溶液能吸收空气中的二氧化碳，故发生反应的化学方程式为：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；若没有装置A，则空气中的二氧化碳就会进如到装置D中，从而使二氧化碳的质量偏大，造成测定结果偏大

【讨论分析】小红同学认为，表格中三组数据都可以计算该样品中NaHCO3的质量分数，但小张认为不能用C装置的质量变化来计算，其理由是：装置A中逸出的水蒸气会进入装置C中；改进方法：在装置A、B之间增加一个浓硫酸的干燥装置；小王又认为用装置D的质量差会偏大而影响计算，应增加一个操作：连接D装置前，缓缓鼓入空气；目的是：排尽装置内的二氧化碳气体

【数据处理】利用表格中的装置B的质量变化进行计算NaHCO3和Na2CO3混合物中NaHCO3的质量分数，即装置B中反应前后减少的质量为碳酸氢钠分解产生的水和二氧化碳的质量，故可根据化学方程式：2NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑中NaHCO3与水和二氧化碳的质量关系为168:62，而装置B反应前后的质量差=180g-176．9g=3．1g，故可计算出NaHCO3的质量=168×3．1g÷62=8．4g，故混合物中NaHCO3的质量分数=8．4g/10g×100%=84%

【拓展应用】固体Na2CO3中混有少量NaHCO3，可通过加热方法除去