Question

2．某学校兴趣小组对食用纯碱和食用小苏打两种粉末进行以下探究．
【查阅资料】两者的热稳定性：
（1）食用纯碱受热不分解．
（2）食用小苏打270℃时完全分解为碳酸钠、二氧化碳、水
【实验探究】
（1）验证两种粉末的稳定性

在老师的指导下，该小组按图1所示装置进行实验操作，观察到乙（填“甲”或“乙”）烧杯中澄清石灰水变浑浊，小试管中发生反应的化学方程式为2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，装置中棉花的作用是防止加热时小苏打粉末进入导管．写出食用小苏打的一点用途治疗胃酸过多症（或焙制糕点的发酵粉）．
（2）测定食用纯碱粉末的纯度
取食用纯碱粉末试样（假设只含少量氯化钠）22g放入烧杯中，向烧杯中加入200g足量的稀盐酸，充分反应后气体全部逸出，烧杯中剩余物的总质量为213.2g．
①反应生成CO₂的质量为8.8g．
②通过计算确定食用纯碱粉末中Na₂CO₃的质量分数96.4%（结果保留一位小数，下同）．
③如果测得的结果比实际纯度高，可能的原因是稀盐酸挥发出的HCl气体随CO₂气体排出，从而导致所测纯度偏大（答一种即可）．
④求反应后所得溶液中溶质的质量分数（请写出计算过程）．

Answer 1

分析 根据已有的知识进行分析，酚酞试液在碱性溶液中为红色，碱性溶液的pH越大，碱性越强；碳酸氢钠在加热时能分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，根据碳酸钠与盐酸反应的质量变化，即可求出生成二氧化碳的质量以及计算碳酸钠的质量分数，据此解答即可．

解答 解：
（1）碳酸氢钠受热能分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，而碳酸钠受热不分解，故乙烧杯中的石灰水会变浑浊，在试管口放一团棉花能防止加热碳酸氢钠时其粉末随气流进入导管，故填：乙，2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，防止加热时小苏打粉末进入导管；碳酸氢钠能与盐酸反应，可以用于治疗胃酸过多，故填：治疗胃酸过多；
（2）①生成二氧化碳的质量为：22g+200g-213.2g=8.8g，故填：8.8．
②设生成8.8g二氧化碳需要碳酸钠的质量为x，生成氯化钠的质量为y
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106          117     44
x             y      8.8
$\frac{106}{x}=\frac{44}{8.8g}$
x=21.2g     
$\frac{117}{y}=\frac{44}{8.8g}$
y=23.4g 
食用纯碱粉末中Na₂CO₃的质量分数为$\frac{23.2g}{22g}×$100%=94.6%
③若计算的结果偏大，则可能是产生的二氧化碳中混有其他物质比如水蒸气或盐酸挥发出的氯化氢，导致二氧化碳的质量偏大，从而计算的碳酸钠的质量偏大的原因；
（4）氯化钠的质量=23.4g+（22g-21.2g）=24.2g
所得溶液中溶质的质量分数为$\frac{24.2g}{213.2g}×$100%=11.4%
答案：
（1）乙；2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O； 防止加热时小苏打粉末进入导管  治疗胃酸过多症（或焙制糕点的发酵粉）
（2）
①8.8；      
②96.4%
③稀盐酸挥发出的HCl气体随CO₂气体排出，从而导致所测纯度偏大
④所得溶液中溶质的质量分数为11.4%．

点评 本题考查了碳酸钠的性质以及有关的计算，完成此题，可以依据已有的知识进行．