Question

（7分）碳酸氫鈉常用于食品和醫藥工業。某化學興趣小組的同學對碳酸氫鈉的熱穩定性進行探究。
【查閱資料】 1．碳酸氫鈉受熱容易分解，生成水、二氧化碳氣體和一種常見的固體物質。
2．碳酸鈉溶液呈堿性。
【進行實驗】為了驗證碳酸氫鈉受熱時會分解，興趣小組的同學取一定質量的碳酸氫鈉到銅片上加熱，如圖所示。

（1）加熱一段時間后，觀察到燒杯內壁有                      。
（2）充分加熱后，將燒杯迅速倒轉過來，倒入適量的澄清石灰水，振蕩，觀察到石灰水變渾濁。寫出該反應的化學方程式：            。
（3）興趣小組的同學認為：充分加熱后的固體產物可能是NaOH或Na₂CO₃。
①他們的依據是                                                     。
②興趣小組為了確定反應后的固體產物成分進行以下實驗，請填寫下表：

實驗	實驗現象	結論
實驗一:取少量反應后的固體產物溶于水，滴入幾滴酚酞試液	溶液變成紅色	固體產物是NaOH,而不是Na2CO3
實驗二:取少量反應后的固體產物溶于水，加入過量氯化鈣溶液		固體產物是Na2CO3,而不是NaOH
實驗三:	產生大量氣泡	固體產物是Na2CO3,而不是NaOH

 
【討論與評價】實驗一的結論與實驗二、實驗三的結論相反，在討論時，興趣小組的同學認為方案一的結論不正確，他們的理由是                                          
                                                                            。
【總結】請寫出碳酸氫鈉受熱分解的化學方程式                                  。

Answer 1

（每空1分，共7分）（1）水珠（或水霧等，合理答案均可）
（2）Ca(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃↓ + H₂O
（3）①質量守恒定律或化學反應前后元素種類不變或化學反應前后原子種類不變或NaHCO₃中含有Na、H、C、O等元素等合理答案均可
②

實  驗	實驗現象
方案二:	產生白色沉淀
方案三: 取少量反應后的固體產物，加入過量稀鹽酸（或稀硫酸、稀硝酸、醋酸等合理均可）

 
碳酸鈉溶液呈堿性，也能使溶液變成紅色
2NaHCO₃ Na₂CO₃ + CO₂↑+ H₂O

分析：實驗部分由于已經假設了加熱后的固體產物是NaOH或Na₂CO₃，所以應分析下面肯定是要利用NaOH和Na₂CO₃性質的不同點來設計實驗，才能得到正確結論．而不能用NaOH和Na₂CO₃的共同性質來設計實驗，如NaOH和Na₂CO₃溶液都呈堿性，所以不能用滴酚酞試液來設計實驗．
解：（1）因為已經知道碳酸氫鈉受熱分解時有水生成，所以加熱一段時間后，倒扣的燒杯內壁有水珠出現；
（2）二氧化碳使澄清石灰水變渾濁的化學方程式為：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O
（3）①根據質量守恒定律可知化學反應前后元素種類不變，因為NaHCO₃中含有Na、H、C、O元素，所以興趣小組的同學認為充分加熱后的固體產物可能是NaOH或Na₂CO₃．
②實驗二：取少量反應后的固體產物溶于水，加入過量氯化鈣溶液，因為NaOH和Na₂CO₃中只Na₂CO₃有和氯化鈣溶液反應生成白色沉淀，所以實驗現象為：產生白色沉淀；實驗三的實驗現象是產生大量氣泡，而NaOH和Na₂CO₃中只有Na₂CO₃和酸反應會產生二氧化碳氣體，所以實驗步驟為：取少量反應后的固體產物，加入過量稀鹽酸．
【討論與評價】實驗一的結論明顯是不正確的，因為NaOH和Na₂CO₃的溶液都顯堿性，都能使滴酚酞試液變紅．
【總結】通過實驗二和實驗三可知碳酸氫鈉受熱分解后的固體產物是Na₂CO₃，所以碳酸氫鈉受熱分解的化學方程式為：2NaHCO₃Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O．
故答案為：（1）水珠（或水霧等）
（2）Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O
（3）①質量守恒定律（或化學反應前后元素種類不變或化學反應前后原子種類不變或NaHCO₃中含有Na、H、C、O元素）
②

實驗	實驗現象
方案二：	產生白色沉淀
方案三：取少量反應后的固體產物，加入過量稀鹽酸（或稀硫酸、稀硝酸、醋酸）

【討論與評價】碳酸鈉溶液呈堿性，也能使溶液變成紅色
【總結】2NaHCO₃Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O
點評：此題是一道實驗設計題，因為此題已經給出了碳酸氫鈉受熱分解后的固體產物可能是NaOH或Na₂CO₃，不用學生探究碳酸氫鈉受熱分解后的固體是什么，使此題的難度有所降低．另外此題也很好的考查了學生們對重要化學方程式的記憶．