Question

某興趣小組對食用純堿和食用小蘇打兩種粉末進行以下探究．
【查閱資料】

名稱	食用純堿	食用小蘇打
主要成分	Na2CO3	NaHCO3
酸堿性	水溶液顯堿性	水溶液顯堿性
熱穩定性	受熱不分解	270℃時完全分解為碳酸鈉、二氧化碳、水

【實驗探究】
（1）探究兩者水溶液酸堿性的差異
小明分別向等濃度的兩種溶液中滴入酚酞試液，發現兩者都變

 

色，但食用純堿溶液中顏色更深，由此推測可能

 

溶液堿性更強．小歡認為要比較兩種溶液的堿性強弱，可直接用

 

進行測定．
（2）驗證兩種粉末的穩定性
在老師的指導下，該小組按如圖1裝置進行實驗操作，觀察到

 

（填“甲”或“乙”）燒杯中澄清石灰水變渾濁，試管中發生反應的化學方程式為

 

，裝置中棉花的作用是

 

．
（3）測定食用純堿粉末的純度
取食用純堿粉末試樣，利用如圖2裝置進行實驗測定．數據記錄如下：

稱量項目	稱量時間	質量/g
試樣		11.0
裝置+稀鹽酸		160.0
裝置+稀鹽酸+試樣	反應開始后20s	167.0
裝置+稀鹽酸+試樣	反應開始后30s	166.6
裝置+稀鹽酸+試樣	反應開始后90s	166.6

①反應生成CO₂的物質的量為

 

mol．
②通過計算確定食用純堿粉末中Na₂CO₃的質量分數．（寫出計算過程，結果保留一位小數．）
③如果測得的結果比實際純度高，可能的原因是

 

．（答一種即可）

Answer 1

考點：探究碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質

專題：幾種重要的金屬及其化合物

分析：（1）根據表中數據判斷碳酸鈉、碳酸氫鈉的酸堿性及強弱，測定溶液酸堿性可以用pH試紙完成；
（2）碳酸氫鈉溫度下小于碳酸鈉，加熱碳酸氫鈉能夠分解生成碳酸鈉、二氧化碳和水，碳酸氫鈉不分解，據此進行解答；棉花可以防止碳酸氫鈉粉末進入導管；
（3）①根據表中數據判斷反應前后質量差，結合反應方程式判斷二氧化碳的質量及物質的量；
②根據碳酸鈉與鹽酸反應的化學方程式計算出碳酸鈉的質量，然后計算出樣品中碳酸鈉的質量分數；
③測定結果偏高，說明測定的二氧化碳的質量偏大，據此進行判斷．

解答： 解：（1）從表中可以看出食用純堿和食用小蘇打的水溶液均顯堿性，遇酚酞均能變紅，且堿性越強顏色越紅，所以食用純堿溶液堿性更強；測定溶液酸堿性強弱程度可直接用pH試紙或PH計測定，
故答案為：紅；食用純堿（或Na₂CO₃）；pH試紙；
（2）由表中數據可知：食用小蘇打可以加熱分解生成二氧化碳，而食用純堿不能，所以分析裝置可知乙燒杯的澄清石灰水變渾濁，其分解方程式為：2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；碳酸氫鈉粉末若加入導致，可能會導致導管被堵塞，裝置中的棉花團可以防止加熱時小蘇打（或NaHCO₃）粉末進入導管，
故答案為：乙； 2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O；防止加熱時小蘇打（或NaHCO₃）粉末進入導管；　
（3）①由表中數據可知，11g樣品與鹽酸完全反應的質量變化是（11g+160g）-166.6g=4.4g，根據反應方程式Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑可知，此質量差即為生成二氧化碳的質量．則生成二氧化碳的物質的量為：

4.4g

44g/mol

=0.1mol，
故答案為：0.1；
②設生成4.4g二氧化碳時需要碳酸鈉的質量是x
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106                   44
x                     4.4g

106

x

=

44

4.4

，
x=

106×4.4g

44

=10.6g，
所以食用純堿粉末中Na₂CO₃的質量分數為：

10.6g

11g

×100%≈96.4%，
答：食用純堿粉末中Na₂CO₃的質量分數96.4；
③通過以上計算可知如果測得的結果比實際純度高，則測量的二氧化碳質量比實際值偏大，可能的原因為稀鹽酸揮發出的HCl氣體隨CO₂氣體排出，從而導致所測純度偏大，
故答案為：稀鹽酸揮發出的HCl氣體隨CO₂氣體排出，從而導致所測純度偏大．

點評：本題考查了碳酸鈉、碳酸氫鈉的性質，題目難度中等，此題是一道實驗探究題，解題的關鍵是利用相關題目中的信息結合探究過程中有關的反應進行分析判斷，題目難度中等，注重基礎，能較好的訓練和強化學生所學的基礎知識．