Question

制作糕点常用 Na₂CO₃或 NaHCO₃ 作膨松剂，我校化学兴趣小组的同学根据 Na₂CO₃ 和 NaHCO₃的性质进行了一系列探究。

（查阅资料）

(1)溶解度比较：

溶解度	10℃	20℃	30℃	40℃
Na2CO3	12.5g	21.5g	39.7g	49.0g
NaHCO3	8.1g	9.6g	11.1g	12.7g

(2)已知碳酸氢钠在270℃左右就能分解为碳酸钠、水和二氧化碳，而碳酸钠受热不分解。

（探究一）NaHCO₃ 和Na₂CO₃ 溶解度差异的探究。

小方同学分别取 xg 两种固体粉末加入 20℃10 g 水中充分溶解，通过观察现象区分出碳酸钠和碳酸氢钠，x 可能是_________________。

A 2        B 0.96         C 0.5        D 3

（探究二）测定某 Na₂CO₃和NaHCO₃混合物中 NaHCO₃的质量分数

[方案一]称取一定质量样品，置于坩埚中加热至恒重后，冷却，称量剩余固体质量，计算。

(1)坩埚中发生反应的化学方程式为：_________________；

(2)实验中，需加热至恒重的目的是_________________。

[方案二]利用下图装置进行实验，装置B中放有样品(整套装置气密性良好，各装置中气体吸收剂足量)。

（实验步骤）

(1)检查装置的气密性； (2)称取样品 10 g，加到装置 B 中； (3)称量装置 B、C、D 的质量(含药品)；(4) 连接装置； (5)加热；(6)停止加热继续通入空气；(7)再次称量装置 B、C、D 的质量(含药品)。

（数据记录）

	装置B	装置C	装置D
实验前物质的质量/g	180.0	200.0	122.2
试验后物质的质量/g	176.9	201.5	124.8

（问题回答）

①上图装置 C 的作用是_________________，装置 C 中一个明显的错误是_________________。

②实验过程中必须向装置内通入空气，装置 A 中发生的化学方程式为_________________，若没有装置 A，造成测定结果_________________ (填“偏大”“不变”或“偏小”)。

（讨论分析）

小红同学认为，表格中三组数据都可以计算该样品中 NaHCO₃的质量分数，但小张认为不能用 C 装置的质量变化来计算，其理由是_________________；改进方法：_________________；小王又认为用装置 D 的质量差会偏大而影响计算，应增加一个操作：_________________，目的是_________________。

（数据处理）经过反复讨论，大家一致赞成应该利用表格中的装置 B 的质量变化进行计算NaHCO₃和Na₂CO₃混合物中NaHCO₃的质量分数_________________。

（拓展应用）固体Na₂CO₃中混有少量NaHCO₃，可通过_________________方法除去。

Answer

A 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O 使碳酸氢钠完全反应 吸收碳酸氢钠分解生成的水蒸气 右侧导气管伸入过长，气体无法排出 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 偏大 C装置吸收的水蒸气不仅包括碳酸氢钠分解生成的水蒸气，还包括从A进入的水蒸气 在AB之间加一个浓硫酸干燥装置 连接D装置前，缓缓鼓入空气 排净装置内的二氧化碳气体 84% 加热分解

【解析】

[探究一]

20℃碳酸钠和碳酸氢钠，溶解度分别为21.5g和9.6g10g水可溶解2.15g碳酸钠和0.96g碳酸氢钠，假如加入10g水中的碳酸钠和碳酸氢钠质量小于2.15g大于0.96g，则碳酸钠全部溶解，碳酸氢钠部分溶解，则可区分碳酸钠和碳酸氢钠，故选：A。

[探究二]

（1）坩埚中碳酸氢钠分解生成碳酸钠二氧化碳和水，化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O ，故填：2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。

（2）实验中，需加热至恒重的目的是，使碳酸氢钠完全反应，故填：使碳酸氢钠完全反应。

[问题回答]

①装置 C 的作用是吸收碳酸氢钠分解生成的水蒸气，装 置 C 中一个明显的错误是右侧导气管伸入过长，气体无法排出，故填：吸收碳酸氢钠分解生成的水蒸气；右侧导气管伸入过长，气体无法排出。

②实验过程中必须向装置内通入空气，装置 A 中氢氧化钠可以吸收空气中二氧化碳，发生的化学方程式为2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O若没有装置 A，则装置D增重偏大，认为生成的二氧化碳质量偏大，造成测定结果偏大，故填：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；偏大。

[讨论分析]

小红同学认为，表格中三组数据都可以计算该样品中 NaHCO3的质量分数，但小张认为不能用 C 装置的质量变化来计算，其理由是C装置吸收的水蒸气不仅包括碳酸氢钠分解生成的水蒸气，还包括从A进入的水蒸气；改进方法：在AB之间加一个浓硫酸干燥装置，小王又认为用装置 D 的质量差会偏大而影响计算，应增加一个操作：连接D装置前，缓缓鼓入空气，目的是排净装置内的二氧化碳气体，故填：C装置吸收的水蒸气不仅包括碳酸氢钠分解生成的水蒸气，还包括从A进入的水蒸气；在AB之间加一个浓硫酸干燥装置；连接D装置前，缓缓鼓入空气；排净装置内的二氧化碳气体。

[数据处理]

利用表格中的装置 B 的质量变化进行计算 NaHCO3和 Na2CO3混合物中 NaHCO3的质量分数，设碳酸氢钠质量为x，

混合物中 NaHCO3的质量分数：，故填：84%。

[拓展应用]

固体Na2CO3中混有少量NaHCO3，可通过加热分解方法除去，故填：加热分解。