Question

【題目】由于溶解度不同（如圖所示），飽和碳酸鈉溶液中通入CO 2會析出碳酸氫鈉晶體而使溶液變渾濁。某化學課外小組同學發(fā)現(xiàn)不同條件下出現(xiàn)渾濁的時間不同。

（提出問題）影響碳酸氫鈉晶體產(chǎn)生速率的因素有哪些?

（猜想與假設）碳酸氫鈉晶體產(chǎn)生速率的影響因素有溫度、試管內(nèi)徑、CO2流速、飽和碳酸鈉溶液的體積。

（進行實驗）實驗裝置如圖所示。每次實驗時均在試管里加入1mL飽和碳酸鈉溶液并在試管后放置一張寫有黑色字跡的白紙，從垂直于試管的方向觀察白紙上字跡的清晰程度，記錄時間，用于判斷碳酸氫鈉晶體的產(chǎn)生速率。部分實驗記錄如下表所示：

序號	溫度（℃）	試管內(nèi)經(jīng)（mm）	CO2流速 （個氣泡/s）	產(chǎn)生不同現(xiàn)象的時間（s）
				字跡變淺	字跡模糊	字跡消失
①	25	10	5～8	517"	719"	817"
②	32	10	5～8	350"	409"	428"
③	40	10	5～8	348"	406"	418"
④	25	14	5～8	636"	738"	828"
⑤	25	25	5～8	X	943"	1022"
⑥	25	10	10～13	502"	640"	758"
⑦	25	10	2～5	540"	1045"	1236"

（解釋與結論）

（1）由上述溶解度曲線圖可知溶解度受溫度影響相對更大的物質(zhì)是_________________。

（2）錐形瓶中是利用碳酸氫鈉與稀硫酸反應來制取二氧化碳。除生成二氧化碳外，還有水和硫酸鈉生成，該反應的化學方程式為_____________________。

（3） 同學們?nèi)粢�研究飽和碳酸鈉溶液的體積對碳酸氫鈉晶體產(chǎn)生速率是否有影響，需要控制的變量有__________________。

（4）由實驗①②③，可得出的結論是____________________。

（5）實驗①④⑤研究的影響因素是___________________。

（6）通過對數(shù)據(jù)的觀察和分析,小倩認為“二氧化碳流速越快，碳酸氫鈉晶體產(chǎn)生速率越快”，得到該結論的依據(jù)是______________(填實驗序號)。

（反思與評價）

（7）表中X的取值范圍應該是_______________。

（8）該實驗采用硫酸而不是鹽酸來制備二氧化碳的原因是__________________。

（9）如圖中使用橡皮管連接分液漏斗與錐形瓶的目的是__________________。

（10）如何除去碳酸鈉中混有的少量碳酸氫鈉？___________________。

Answer 1

【答案】碳酸鈉（Na2CO3） 2NaHCO3+H2SO4=2CO2+2H2O+Na2SO4 試管內(nèi)徑、CO2流速、飽和碳酸鈉溶液的體積 溫度越高，晶體產(chǎn)生速率越快 試管內(nèi)徑 ①⑥⑦ 502"~636" 防止鹽酸揮發(fā)出的氯化氫氣體對反應造成的影響 保證裝置內(nèi)部壓強保持不變，以免對反應產(chǎn)生影響 降溫結晶

【解析】

[解釋與結論]

（1）由上述溶解度曲線圖可知溶解度受溫度影響相對更大的物質(zhì)是：碳酸鈉（Na2CO3）。

（2）錐形瓶中是利用碳酸氫鈉與稀硫酸反應來制取二氧化碳。除生成二氧化碳外，還有水和硫酸鈉生成，該反應的化學方程式為：2NaHCO3+H2SO4=2CO2+2H2O+Na2SO4。

（3）由表中數(shù)據(jù)可知，溫度是變量，故同學們?nèi)粢�研究飽和碳酸鈉溶液的體積對碳酸氫鈉晶體產(chǎn)生速率是否有影響，需要控制的變量有：試管內(nèi)徑、CO2流速、飽和碳酸鈉溶液的體積。

（4）由表中數(shù)據(jù)可知，溫度是變量，由實驗①②③，可得出的結論是：溫度越高，晶體產(chǎn)生速率越快。

（5）由表中數(shù)據(jù)可知，試管內(nèi)徑是變量，故實驗①④⑤研究的影響因素是：試管內(nèi)徑。

（6）通過對數(shù)據(jù)的觀察和分析，小倩認為“二氧化碳流速越快，碳酸氫鈉晶體產(chǎn)生速率越快”，得到該結論的依據(jù)是：①⑥⑦。

[反思與評價]

（7）由溫度為25℃可知，X的取值最小為502"，由CO2流速為5～8個氣泡/s可知，X的最大值為636"，故表中X的取值范圍應該是502"~636"。

（8）由于鹽酸有揮發(fā)性，故該實驗采用硫酸而不是鹽酸來制備二氧化碳的原因是：防止鹽酸揮發(fā)出的氯化氫氣體對反應造成的影響。

（9）如圖中使用橡皮管連接分液漏斗與錐形瓶的目的是：保證裝置內(nèi)部壓強保持不變，以免對反應產(chǎn)生影響。

（10）由圖可知，碳酸鈉的溶解度受溫度的影響變化較大，碳酸氫鈉的溶解度受溫度的影響變化較小，且都隨溫度的升高而增大，故除去碳酸鈉中混有的少量碳酸氫鈉應采取降溫結晶的方法。