Question

9．某實(shí)驗(yàn)小組模擬“侯氏制堿法”制純堿，并進(jìn)行以下探究：
（1）檢驗(yàn)純堿樣品中是否混有NaHCO₃，請(qǐng)選擇下列裝置設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并完成下表：

選擇的裝置 （填編號(hào)）	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
AB或AC或ACB	B變渾濁或C變藍(lán)或C變藍(lán)、B變渾	樣品含 NaHCO3

（2）測(cè)定該純堿樣品的純度：稱取m₁g樣品，置于小燒杯中，加水溶解，滴加足量CaCl₂溶液．將反應(yīng)混和物過(guò)濾、洗滌（填操作）、干燥、稱量為m₂g．該純堿樣品的純度為$\frac{106{m}_{2}}{{m}_{1}}$%．
（3）該小組同學(xué)在0.1mol/LNaHCO₃溶液中滴加酚酞溶液1滴，溶液沒(méi)有什么變化，但加熱后顯淡紅色，加熱較長(zhǎng)時(shí)間后冷卻，紅色不褪去．為探究原因，進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)1：加熱0.1mol/LNaHCO₃溶液，測(cè)得溶液pH變化如下表

溫度（℃）	10	20	30	50	70	80	100
pH	8.3	8.4	8.5	8.9	9.4	9.6	10.1

但當(dāng)溫度恢復(fù)到10℃，測(cè)得溶液pH=9.8．
實(shí)驗(yàn)2：加熱0.1mol/LNaHCO₃溶液，將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水，澄清石灰水變渾濁．
①用離子方程式表示0.1mol/LNaHCO₃溶液中存在的平衡（除水電離平衡外）HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-、HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-．這兩個(gè)平衡以水解平衡為主．
②結(jié)合實(shí)驗(yàn)1、2分析，加熱0.1mol/LNaHCO₃溶液，pH增大的原因可能是NaHCO₃分解生成Na₂CO₃，堿性增強(qiáng)（答一條）．

Answer 1

分析 （1）由于碳酸氫鈉加熱分解生成碳酸鈉、二氧化碳與水，可以利用澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳，或利用無(wú)水硫酸銅檢驗(yàn)水，判斷樣品中含有碳酸氫鈉；
（2）樣品中碳酸鈉與氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，過(guò)濾、洗滌、干燥，稱量碳酸鈣的質(zhì)量，根據(jù)碳酸鈣的質(zhì)量計(jì)算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算該純堿樣品的純度；
（3）①溶液中碳酸氫根發(fā)生電離平衡與水解平衡，由表中數(shù)據(jù)可知，碳酸氫鈉溶液呈堿性，說(shuō)明碳酸氫根的水解程度大于電離程度；
②實(shí)驗(yàn)1加熱后再恢復(fù)到10℃，測(cè)得溶液pH=9.8，溶液堿性增強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)2中將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水，澄清石灰水變渾濁，有二氧化碳生成，說(shuō)明加熱過(guò)程中碳酸氫鈉分解為碳酸鈉、二氧化碳．

解答 解：（1）由于碳酸氫鈉加熱分解生成碳酸鈉、二氧化碳與水，利用二氧化碳使澄清石灰水變渾濁，或利用無(wú)色無(wú)水硫酸銅吸水變藍(lán)色，判斷樣品中含有碳酸氫鈉，故選擇的裝置為：“AB”或“AC”或“ACB”，對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象為：“B變渾濁”或“C變藍(lán)”或“C變藍(lán)、B變渾”，
故答案為：AB或AC或ACB；B變渾濁或C變藍(lán)或C變藍(lán)、B變渾；
（2）樣品中碳酸鈉與氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，過(guò)濾、洗滌、干燥，稱量碳酸鈣的質(zhì)量為m₂g，根據(jù)碳酸根守恒可知樣品中n（碳酸鈉）=n（碳酸鈣）=$\frac{{m}_{2}g}{100g/mol}$=$\frac{{m}_{2}}{100}$mol，故m（碳酸鈉）=n（碳酸鈣）=$\frac{{m}_{2}}{100}$mol×106g/mol=$\frac{106{m}_{2}}{100}$g，該純堿樣品的純度為$\frac{\frac{106{m}_{2}}{100}g}{{m}_{1}}$×100%=$\frac{106{m}_{2}}{{m}_{1}}$%，
故答案為：洗滌；$\frac{106{m}_{2}}{{m}_{1}}$%；
（3）①溶液中碳酸氫根發(fā)生電離平衡與水解平衡，對(duì)應(yīng)離子方程式為：HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-、HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，由表中數(shù)據(jù)可知，碳酸氫鈉溶液呈堿性，說(shuō)明碳酸氫根的水解程度大于電離程度，
故答案為：HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-、HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；水解平衡；
②實(shí)驗(yàn)1加熱后再恢復(fù)到10℃，測(cè)得溶液pH=9.8，溶液堿性增強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)2中將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水，澄清石灰水變渾濁，有二氧化碳生成，說(shuō)明加熱過(guò)程中碳酸氫鈉分解為碳酸鈉、二氧化碳，碳酸鈉的水解程度大于碳酸氫鈉，溶液堿性增強(qiáng)，
故答案為：NaHCO₃分解生成Na₂CO₃，堿性增強(qiáng)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、物質(zhì)含量的測(cè)定、探究實(shí)驗(yàn)等，是對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合應(yīng)用、分析解決問(wèn)題能力的考查，難度中等．