Question

疫情期间宅出“面点热”，发酵粉一时成为很多网友热议的话题，很多人在假期迷上了做包子、油条、手撕面包等面食，根据发酵粉（含碳酸氢钠和有机酸等）可与面粉、水混合直接制作发面食品的事实，说明碳酸氢钠能与酸反应。碳酸氢钠的俗称叫_______。发酵粉的主要成分中含有碳酸氢钠，某化学兴趣小组的同学对碳酸氢钠的性质进行了探究。

Ⅰ．定性探究

一.探究碳酸氢钠的热稳定性

（查阅资料]碳酸氢钠受热容易分解，生成水、一种气体和一种常见的固体物质。

（实验1）取一定质量的碳酸氢钠放到铜片上加热，如图所示。

（1）加热一段时间后，观察到烧杯内壁有水珠。

（2）充分加热后，将烧杯迅速倒转过来，倒入适量的澄清石灰水，振荡，观察到石灰水变浑浊，说明该气体是_______。

（3）欲通过进一步的实验探究来确定充分加热后的固体产物的成分。

①可能是Na₂CO₃②可能是NaOH    ③可能是_______

（实验2）

实验操作	实验现象	实验结论
A．将该固体溶于蒸馏水配制成溶液，取少量溶液于试管中，滴加足量稀盐酸	有气体产生	假设_______（填序号）不成立
B．另取少量溶液于试管中，滴加足量的氯化钡溶液	_______	固体产物中有Na2CO3
C．取上述B步骤静置后所得上层清液，滴入少量_______溶液	无明显现象	假设①成立

（实验结论）NaHCO₃受热分解的化学方程式为_______。

（延伸拓展）实验室有两瓶失去标签的固体药品，已知它们是碳酸钠和碳酸氢钠，为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，设计了不同的方法做了以下实验，如下图所示：

（1）图I、II、Ⅲ、IV所示实验方案中，能够达到实验目的的是（填装置序号）_______。

（2）实验IV在试管B中装入的固体最好是_______。

Ⅱ．定量探究

为测定某发酵粉中碳酸氢钠的质量分数（杂质不与酸反应），按如图组装仪器（装置气密性良好），取50g样品放入锥形瓶中，计了如下实验，其主要实验步骤如下：

正确的顺序是________（填序号，可重复选择）

a 称量干燥管内碱石灰（氧化钙和氢氧化钠固体的混合物）的质量

b 关闭塞b，打开活塞a，从导管A处缓缓鼓入一定量的空气；

c 关闭活塞a，打开活塞b，加入足量稀盐酸溶液，直至锥形瓶内不再产生气泡；

（1）装置甲的作用是_______，装置乙的作用是_______；

（2）请利用图中相关数据计算样品中碳酸氢钠的质量分数________（写出计算过程）。

Answer

小苏打 CO2 NaOH、Na2CO3 ② 有白色沉淀产生 酚酞（或硫酸铜溶液等） Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ NaHCO3 b a c b a 除去空气中的CO2 吸收水，干燥CO2 84%

【解析】

碳酸氢钠的俗称是小苏打；

Ⅰ．定性探究

（2）充分加热后，将烧杯迅速倒转过来，倒入适量的澄清石灰水，振荡，观察到石灰水变浑浊，说明该气体是CO2；

（3）根据质量守恒定律推断，充分加热后的固体产物可能是氢氧化钠、碳酸钠或氢氧化钠和碳酸钠的混合物；

实验2

实验A：将该固体溶于蒸馏水配制成溶液，取少量溶液于试管中，滴加足量稀盐酸，有气体产生，碳酸钠和稀盐酸反应生成二氧化碳，说明固体中有碳酸钠，则假设②不成立；

实验B：另取少量溶液于试管中，滴加足量的氯化钡溶液，有白色沉淀产生，碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡白色沉淀和氯化钠，说明固体产物中有碳酸钠；

实验C：取上述B步骤静置后所得上层清液，滴入少量酚酞溶液，若固体中含有氢氧化钠，则溶液变红，若无明显现象，说明无氢氧化钠，实验现象是无明显现象，则假设①成立；

实验结论：

根据上述分析可知，碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，化学方程式为：；

延伸拓展：

（1）碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，碳酸氢钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，所以都能使澄清石灰水变浑浊，图I不能鉴别；碳酸钠和碳酸氢钠都能和稀盐酸反应，但碳酸氢钠反应速率较快，产生气泡的速率较快，图II能鉴别；碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，能使澄清的石灰水变浑浊，碳酸钠受热不反应，图III能鉴别；图IV和图III原理一样，能使澄清的石灰水变浑浊的是碳酸氢钠，也能鉴别；

（2）实验IV在试管B中装入的固体最好是NaHCO3，因为外试管温度大于内试管温度，若内试管中的碳酸氢钠分解了，那外试管中碳酸钠若能分解也已经分解，澄清石灰水没变化，说明碳酸钠不能分解；

Ⅱ．定量探究

若按图中装置测定某发酵粉中碳酸氢钠的质量分数，应先关闭塞b，打开活塞a，从导管A处缓缓鼓入一定量的空气，然后称量干燥管内碱石灰的质量，再关闭活塞a，打开活塞b，加入足量稀盐酸溶液，直至锥形瓶内不再产生气泡，关闭塞b，打开活塞a，从导管A处缓缓鼓入一定量的空气，将装置内的二氧化碳都让碱石灰吸收，再次称量干燥管内碱石灰的质量，故正确的顺序是b a c b a；

（1）装置甲的作用是除去空气中的CO2，装置乙的作用是吸收水，干燥CO2；

（2）根据图中信息可知，碱石灰增加的质量是22g，则二氧化碳的质量是22g，设样品中碳酸氢钠的质量为x

则样品中碳酸氢钠的质量分数。