Question

小组同学查资料知道泡沫灭火器原理是：AlCl₃+3NaHCO₃═3NaCl+Al（OH）₃↓+3CO₂↑

【提出问题】此反应发生的原因是否由于AlCl₃呈酸性？
【实验】测定AlCl₃溶液的酸碱性
（1）用

 

测定溶液的酸碱性．
【提出问题】NH₄Cl溶液呈酸性，它是否也能与NaHCO₃溶液反应？
【实验】按如图1进行实验：观察到的现象是：湿润的红色石蕊试纸变蓝，石灰水变浑浊
（2）说明生成的气体有

 

和

 

（3）C中浓硫酸吸收水蒸气和

 

（4）A中的反应方程式是

 

．
【实验反思】
Ⅰ、Na₂CO₃和　NaHCO₃的性质区别
按如图2进行实验：
取适量的NaHCO₃　粉末加到a试管中，加热，观察到a试管口有水生成，b试管中澄清石灰水变浑浊．持续加热直至两试管均不再发生变化时，发现a试管中仍残留有较多白色固体粉末．
（5）小文猜测白色固体粉末可能是：①NaOH；②Na₂CO₃；③NaCl．小燕认为猜想③一定不正确，理由是

 

，小燕从试管内取少量白色固体溶于水，滴加酚酞，溶液变红，她判断该固体为NaOH，小美认为她的实验设计不合理，因为

 

．
（6）他们继续探究固体成分，设计了如表实验：

操作步骤	实验现象	结论
取少量白色固体于试管中，加水溶解，向其中滴加足量   溶液，		剩余的固体有Na2CO3
静置，继续滴加酚酞	不变红	剩余的固体没有NaOH

通过实验证明：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，NaHCO₃热稳定性较Na₂CO₃差．
Ⅱ、泡沫灭火器中应用
按如图3进行实验：U型管中分别加入等质量碳酸钠和碳酸氢钠固体，在两支注射器中分别吸入同溶质质量分数、同体积的足量稀盐酸，然后同时迅速将盐酸分别注入U型管中．
（7）

 

边U型管乳胶套膨胀更大，等质量碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应生成的气体质量比是

 

，由此可知泡沫灭火器中用NaHCO₃，不用Na₂CO₃的原因

 

．
Ⅲ、碳酸钠样品中碳酸钠的质量分数测定
（8）有一样品含有碳酸钠和碳酸氢钠，为了测定其中碳酸钠的含量，取样品10g，加热到质量不再减少，称得剩余固体质量为6.9g，求样品中碳酸钠的质量分数

 

．

Answer 1

考点：实验探究物质的性质或变化规律,常见气体的检验与除杂方法,溶液的酸碱性测定,盐的化学性质,根据化学反应方程式的计算

专题：科学探究

分析：（1）根据用酸碱指示剂测定溶液的酸碱性进行解答；
（2）根据氨气溶于水呈碱性，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；二氧化碳能使石灰水变浑浊进行解答；
（3）根据浓硫酸具有吸水性且能和氨气反应生成硫酸铵进行解答；
（4）根据氯化铵和碳酸氢钠溶液反应生成氯化钠、二氧化碳、氨气和水进行解答；
（5）根据质量守恒定律及化学反应的实质进行分析并完成解答即可；
（6）根据碳酸钠溶液能和氯化钙溶液反应生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠，氢氧化钠溶液呈碱性，能使酚酞试液变红进行解答．
（7）根据产生的二氧化碳的质量进行比较；
（8）根据质量差是产生的二氧化碳和水的知识来进行分析解答．

解答：解：（1）用紫色石蕊试液测定溶液的酸碱性；故填：紫色石蕊试液；
（2）氨气溶于水呈碱性，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；二氧化碳能使石灰水变浑浊，所以湿润的红色石蕊试纸变蓝，石灰水变浑浊，说明生成的气体有氨气和二氧化碳；故填：NH₃；CO₂；
（3）浓硫酸具有吸水性且能和氨气反应生成硫酸铵，所以C中浓硫酸吸收水蒸气和氨气；故填：氨气；
（4）氯化铵和碳酸氢钠溶液反应生成氯化钠、二氧化碳、氨气和水，反应方程式是NaHCO₃+NH₄Cl=NaCl+NH₃↑+CO₂↑+H₂O；故填：NaHCO₃+NH₄Cl=NaCl+NH₃↑+CO₂↑+H₂O；
（5）根据质量守恒定律及化学反应的实质可以知道反应前后元素的种类不变，反应小苏打中没有氯元素，所以反应后剩余的物质不可能为氯化钠，即猜想③不正确；碳酸钠溶液呈碱性，可以使酚酞变红，所以不能根据溶液变红就判断该物质为氢氧化钠；故填：小苏打中不含氯元素；碳酸钠溶液也可以使酚酞变红；
（6）碳酸钠溶液能和氯化钙溶液反应生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠，氢氧化钠溶液呈碱性，能使酚酞试液变红，所以实验方案为：

操作步骤	实验现象	结论
取少量白色固体于试管中，加水溶解，向其中滴加足量氯化钙溶液，	出现白色沉淀	剩余的固体有Na2CO3
静置，继续滴加酚酞	不变红	剩余的固体没有NaOH

（7）设固体的质量为106g
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
106                        44
则碳酸钠产生二氧化碳的质量为44g
设碳酸氢钠产生的二氧化碳的质量为x
NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑
84                               44
106                               x

84

106

=

44

x

  x=

106×44

84

g≈55.5g
可以看出106g碳酸氢钠产生的二氧化碳的质量大于44g，故右边U型管乳胶套膨胀更大，等质量碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应生成的气体质量比是44g：

106×44

84

g=42：53，故填：右，42：53，等质量的碳酸氢钠产生的是二氧化碳多；
（8）减少的物质的质量是二氧化碳和是的质量和，其数值为：10g-6.9g=3.1g，设碳酸氢钠的质量为y
2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑
168               62
y                 3.1g

168

y

=

62

3.1g

  y=8.4g
故碳酸钠的质量为：10g-8.4g=1.6g
碳酸钠的质量分数为：

1.6g

10g

×100%=16%，
故填：16%

点评：本题考查了盐类的应用，溶液酸碱性分析判断，化学方程式的书写产物判断，题目难度中等．