碳酸鈉和碳酸氫鈉在食品工業(yè)中均可用作食品添加劑,它們也是生活中常見的日用化學(xué)品。小澤和小泮兩位同學(xué)對(duì)碳酸鈉和碳酸氫鈉的制備和性質(zhì)等開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)。
任務(wù)一:了解碳酸氫鈉和碳酸鈉的制備(圖1)
【查閱資料】
①通常情況下,1體積水大約能溶解700體積NH3,1體積水大約能溶解1體積CO2;
②步驟Ⅱ、Ⅲ發(fā)生的總反應(yīng)為:NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl(常溫下,NaHCO3的溶解度為9.6g,NH4Cl的溶解度為37.2g)。
(1)流程中得到的溶液A中的溶質(zhì)除NaCl外,還一定含有的溶質(zhì)是
NaHCO3和固體NH4Cl
NaHCO3和固體NH4Cl
。
任務(wù)二:探究NaHCO3和Na2CO3的溶解性和水溶液的酸堿性。
|
實(shí)驗(yàn)操作 |
觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
Na2CO3 |
NaHCO3 |
① |
在2支試管里分別加入1gNaHCO3和Na2CO3,各加入10mL水,振蕩 |
全部溶解,得到透明溶液 |
部分溶解,試管底部有少許固體 |
② |
將步驟①的試管中溶液分別分成兩份,其中1份溶液中各滴加2滴酚酞溶液 |
溶液變紅色 |
溶液變淺紅色 |
③ |
在步驟②的另兩份溶液中各滴加2滴10%鹽酸,振蕩 |
沒(méi)有氣泡產(chǎn)生 |
產(chǎn)生少量氣泡 |
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,回答下列問(wèn)題:
(2)常溫下,NaHCO
3的溶解度
小于
小于
(填“大于”“小于”或“等于”)Na
2CO
3的溶解度。
(3)下列推斷正確的是
B
B
(填字母)。
A.碳酸鈉溶液呈堿性,碳酸氫鈉溶液呈酸性
B.碳酸鈉溶液、碳酸氫鈉溶液都呈堿性
C.碳酸鈉溶液、碳酸氫鈉溶液都呈酸性
D.碳酸鈉溶液呈堿性,碳酸氫鈉溶液呈中性
任務(wù)三:探究NaHCO
3和Na
2CO
3的熱穩(wěn)定性。(圖2)
觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如表所示:
物質(zhì) |
裝置B中現(xiàn)象 |
裝置C中現(xiàn)象 |
Na2CO3 |
無(wú)明顯變化 |
開始斷斷續(xù)續(xù)產(chǎn)生氣泡,一會(huì)兒后,沒(méi)有氣泡,溶液保持澄清 |
NaHCO3 |
白色粉末變藍(lán) |
開始斷斷續(xù)續(xù)產(chǎn)生氣泡,一會(huì)兒后產(chǎn)生連續(xù)氣泡,溶液變渾濁 |
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,回答下列問(wèn)題:
(4)加熱Na
2CO
3時(shí),裝置C中產(chǎn)生氣泡的原因是
加熱時(shí)裝置中的空氣受熱膨脹,導(dǎo)致部分氣體逸出
加熱時(shí)裝置中的空氣受熱膨脹,導(dǎo)致部分氣體逸出
。
(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)論是
碳酸鈉熱穩(wěn)定性強(qiáng),碳酸氫鈉熱穩(wěn)定性差
碳酸鈉熱穩(wěn)定性強(qiáng),碳酸氫鈉熱穩(wěn)定性差
。
(6)A裝置試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為
。
任務(wù)四:測(cè)定樣品中碳酸鈉含量
準(zhǔn)確稱取2g干燥純堿樣品(雜質(zhì)中不含碳元素),加水溶解,逐滴加入溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.65%的稀鹽酸,邊滴加邊攪拌,當(dāng)兩者恰好完全反應(yīng)時(shí)(含碳物質(zhì)全部轉(zhuǎn)化為CO
2),消耗鹽酸體積為37.00mL。(該鹽酸的密度近似等于1g/mL,雜質(zhì)不與鹽酸反應(yīng))
(7)通過(guò)計(jì)算判斷該純堿樣品的等級(jí)。(寫出計(jì)算過(guò)程)
無(wú)水碳酸鈉等級(jí)規(guī)定如下:
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優(yōu)等品 |
一等品 |
合格品 |
碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù) |
≥99.2% |
≥98.8% |
≥98.0% |
(8)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)?shù)稳臌}酸體積略少于37.00mL時(shí),溶液pH就降至7以下,溶液pH小于7的原因是
反應(yīng)生成的二氧化碳溶于水,與水反應(yīng)生成碳酸
反應(yīng)生成的二氧化碳溶于水,與水反應(yīng)生成碳酸
。將此時(shí)的溶液煮沸,pH會(huì)略有升高,其原因
碳酸分解生成的二氧化碳從溶液中逸出
碳酸分解生成的二氧化碳從溶液中逸出
。
【答案】NaHCO
3和固體NH
4Cl;小于;B;加熱時(shí)裝置中的空氣受熱膨脹,導(dǎo)致部分氣體逸出;碳酸鈉熱穩(wěn)定性強(qiáng),碳酸氫鈉熱穩(wěn)定性差;2NaHCO
3Na
2CO
3+H
2O+CO
2↑;反應(yīng)生成的二氧化碳溶于水,與水反應(yīng)生成碳酸;碳酸分解生成的二氧化碳從溶液中逸出