Question

碳酸氢钠在生活中有广泛的用途。工业上制取它有多种方法，其中有一种是气相固碳法，其原理是。

（实验操作）

某实验小组在室温15℃下，将10 g氢氧化钠固体完全溶解于80 g水中（图中烧杯），而后匀速通入CO₂，同时用传感器测定溶液的pH变化，用数据采集器记录并绘制图像（如图）。

 

（问题及分析）

（1）碳酸氢钠的俗称是____。

（2）图中，用分液漏斗而不用长颈漏斗的原因是____。

（3）通过图分析，①NaOH溶液、②Na₂CO₃溶液、③NaHCO₃溶液的碱性由小到大的顺序为____（填序号）；M点处反应的化学方程式为____，N点处溶液中的溶质是____。

（4）为确定M处溶液的成分，同学们进行了如下实验：

实验	实验操作	实验现象	实验结论
①	加入足量____，过滤。	___	M点处溶液中含有碳酸钠和氢氧化钠
②	在滤液中滴加少量__。	___

（数据处理）

小组同学想进一步探究M点处溶液中碳酸钠的质量分数，设计了两套不同的实验方案进行实验并测得数据（如图）。

 

（5）根据方案①所得数据，计算M点处溶液中碳酸钠的质量分数为____。

（实验反思）

（6）另一组同学根据方案②所得数据计算出的碳酸钠的质量分数与方案①相比明显偏大，你分析其中可能的原因是____。

Answer

小苏打 可控制产生二氧化碳的速率 ③②① NaHCO3 氯化钙溶液（或其它合理答案） 有白色沉淀产生（或其它合理答案） 酚酞溶液 溶液变红 21.2% 过滤后的沉淀未进行洗涤、干燥

【解析】

（1）碳酸氢钠俗称小苏打。

（2）图1所示实验中，用“分液漏斗”而不用“长颈漏斗”其原因是通过分液漏斗可以控制稀盐酸的流量，从而可控制产生二氧化碳的速率。

（3）由题意知，气相固碳法的反应的原理是：，在室温为15℃时，将10g氢氧化钠固体完全溶解溶于80g水中（见图1烧杯），而后匀速的通入二氧化碳，pH逐渐减小，则碳酸氢钠溶液的酸碱度最小，氢氧化钠溶液的酸碱度最大，碳酸钠溶液的酸碱度居中，①NaOH溶液、②Na2CO3溶液、③NaHCO3溶液的碱性由小到大的顺序为③②①。

图象中M点处发生的主要反应是：氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式为：；由，N点处溶液中溶质是。

（4）碳酸钠和氢氧化钠均显碱性，要证明氢氧化钠的存在，应先排除碳酸钠的干扰，可加入足量氯化钙（或氯化钡等，合理即可）溶液，碳酸钠能与氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，过滤，产生白色沉淀，说明含有碳酸钠；在滤液中滴入少量酚酞溶液，溶液变红色，说明含有氢氧化钠；

实验

实验操作

实验现象

实验结论

①

加入足量氯化钙溶液，过滤。

产生白色沉淀

M点处溶液中含有碳酸钠和氢氧化钠

②

在滤液中滴加少量酚酞溶液。

溶液变红

（5）设碳酸钠质量为x，则

解得x=1.06g；

M点处溶液中碳酸钠的质量分数为。

（6）另一组同学根据方案②所得数据计算出的碳酸钠质量分数与方案①相比明显偏大，方案②是根据生成沉淀的质量计算参加反应的碳酸钠的质量的，其中的可能原因是过滤后的沉淀未进行洗涤、干燥，导致沉淀质量偏大。