Question

【题目】碳酸氢钠是小苏打的主要成分，在生产和生活中有许多重要的用途。

Ⅰ．定性探究

化学课上，同学们为了解碳酸氢钠的性质，将一定质量的碳酸氢钠和稀硫酸混合，充分反应后，有气体逸出，写出该反应的化学方程式_________________________，同学们对反应后溶液中溶质的成分进行了探究。认为除一定含有硫酸钠外可能还含有其他成分，因此进行了猜想并做了如下实验：

（实验用品）pH试纸、锌片、氧化铜粉末、稀硫酸、氢氧化钠溶液、氯化钡溶液。

（猜想与假设）反应后溶液中溶质的可能组成成分

猜想一：硫酸钠 猜想二：硫酸钠、碳酸氢钠 猜想三：硫酸钠、硫酸

（实验探究）同学们取反应后的溶液用不同方案进行如下实验，请根据结论完成下表实验现象中的①②③。

实验方案	A	B	C	D
实验操作
实验现象	________	产生白色沉淀	试纸变色，对照标准比色卡，pH________7	_________
实验结论	猜想二不正确	猜想三正确	猜想三正确	猜想三正确

（得出结论）猜想三正确。

（评价反思）

（1）老师对同学们能用多种方案进行探究，并且得出正确的实验结论给予了肯定，同时指出探究中存在一处明显操作错误是：_____；

（2）有同学对实验方案B的结论提出了质疑，认为仅凭此现象不能得出猜想三正确，请说明理由________。

（总结提高）依据所给实验用品，设计不同的方案确认猜想三是正确的。请写出你的实验方案________。

Ⅱ．定量探究

（1）取一定量的碳酸氢钠样品，加入到盛有足量稀硫酸的烧杯中（烧杯质量为118.1克），不断用玻璃棒搅拌。反应过程用精密仪器测得烧杯和混合物的总质量（m）与反应时间（t）关系如图所示，求所得溶液中溶质质量分数________。

Answer 1

【答案】2NaHCO3+H2SO4═Na2SO4+2H2O+2CO2↑ 无明显现象 小于 锌片溶解，产生气泡 把pH试纸伸入溶液中 硫酸钠也能和氯化钡反应生成白色沉淀 实验步骤：把少量氧化铜放入试管中，加入适量反应后的溶液；实验现象：氧化铜溶解，溶液由无色变蓝色；实验结论：溶液中含有硫酸（合理方案均可） 14.2%

【解析】

Ⅰ．定性探究
碳酸氢钠和稀硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，该反应的化学方程式为：2NaHCO3+H2SO4═Na2SO4+2H2O+2CO2↑。
故填：2NaHCO3+H2SO4═Na2SO4+2H2O+2CO2↑。
[实验探究]
实验过程如下所示：

实验方案	A	B	C	D
实验操作
实验现象	无明显现象	产生白色沉淀	试纸变色，对照标准比色卡，pH小于7	锌片溶解，产生气泡
实验结论	猜想二不正确	猜想三正确	猜想三正确	猜想三正确

[评价反思]
（1）探究中存在一处明显操作错误是把pH试纸伸入溶液中。
故填：把pH试纸伸入溶液中。
（2）仅凭此现象不能得出猜想三正确，理由：硫酸钠也能和氯化钡反应生成白色沉淀。
故填：硫酸钠也能和氯化钡反应生成白色沉淀。
[总结提高]
实验方案：实验步骤：把少量氧化铜放入试管中，加入适量反应后的溶液；
实验现象：氧化铜溶解，溶液由无色变蓝色；
实验结论：溶液中含有硫酸。
故填：实验步骤：把少量氧化铜放入试管中，加入适量反应后的溶液；
实验现象：氧化铜溶解，溶液由无色变蓝色；
实验结论：溶液中含有硫酸。
Ⅱ．定量探究
（1）设反应生成硫酸钠质量为x，
反应生成二氧化碳质量为：172.5g-168.1g=4.4g，

x=7.1g，
所得溶液中溶质质量分数为：×100%=14.2%，
答：所得溶液中溶质质量分数为14.2%。