Question

（1）高中教材中有這樣一個實驗：在兩支試管中分別加入3mL稀鹽酸，將兩個各裝有0.3g NaHCO₃或Na₂CO₃粉末的小氣球分別套在兩支試管口．將氣球內(nèi)的NaHCO₃或Na₂CO₃粉末同時倒入試管中，觀察到現(xiàn)象如下：
①試管中（填產(chǎn)生沉淀或氣體及反應(yīng)速率等相關(guān)現(xiàn)象）

 

．
②盛

 

的試管中氣球變得更大，大小氣球（包含試管）體積之比約為（填最簡單整數(shù)比）

 

；
③甲同學(xué)用手觸摸試管，發(fā)現(xiàn)盛NaHCO₃的粉末的試管變冷，而盛Na₂CO₃的試管溫度有升高．由此他得出：不管其狀態(tài)如何，NaHCO₃和HCl反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，而Na₂CO₃和HCl反應(yīng)為放熱反應(yīng)，類似如中和熱，甲同學(xué)寫出了下列熱化學(xué)方程式（其中“aq”代表水合或無限稀釋的含義）：
HCO₃（aq）+H⁺（aq）=H₂O（l）+CO₂（g）    吸熱
CO₃^2-（aq）+2H⁺（aq）=H₂O（l）+CO₂（g）   放熱
甲下結(jié)論的方法是否正確

 

（填正確或不正確）
（2）為研究是吸熱還是放熱反應(yīng)，繼續(xù)進(jìn)行了下列實驗（每次實驗各做3次平行實驗，取平均值）：

序號	試劑1	試劑2	混合前溫度	混合后最高或最低溫度
①	35mL水	2.5gNaHCO3固體	20℃	18.5℃
②	35mL水	2.5g Na2CO3固體	20℃	24.3℃
③	35mL稀鹽酸	含2.5g NaHCO3的飽和溶液32.5mL	20℃	19℃
④	35mL稀鹽酸	含3.2g Na2CO3的飽和溶液23.1mL+10mL水	20℃	24.2℃
⑤	35mL稀鹽酸	2.5g NaHCO3固體	20℃	16.2℃
⑥	35mL稀鹽酸	2.5g Na2CO3固體	20℃	25.1℃

請你幫助填寫相關(guān)內(nèi)容：
①該研究報告的題目是《

 

》
②該實驗中所用的儀器除試管、藥匙（或V型紙槽）、氣球、玻璃棒、燒杯、量筒、保溫瓶外，還需要的儀器名稱為

 

和

 

；通過上述實驗可得出五條結(jié)論：
a：NaHCO₃ 的溶解是

 

（吸熱或放熱）過程；
b：Na₂CO₃ 溶解是

 

（吸熱或放熱）過程；
c：NaHCO₃的飽和溶液和鹽酸的反應(yīng)是

 

（吸熱或放熱）反應(yīng)；
d：Na₂CO₃的飽和溶液和鹽酸的反應(yīng)是

 

（吸熱或放熱）反應(yīng)；
e：Na₂CO₃固體與稀鹽酸反應(yīng)的反應(yīng)熱是由

 

（填a→d的字母）的熱效應(yīng)之和．

Answer 1

考點：探究碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質(zhì)

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）①向碳酸鈉溶液中加入鹽酸，鹽酸先和碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸氫鈉，碳酸氫鈉再和鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳，由此判斷碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳的速率快，碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳的速率慢；
②根據(jù)反應(yīng)方程式判斷等質(zhì)量時放出二氧化碳較大的物質(zhì)，并計算出大小氣球（包含試管）體積之比；
③不能根據(jù)用手感覺判斷反應(yīng)的吸熱、放熱；
（2）①由該實驗的實驗步驟與實驗現(xiàn)象來推斷其實驗課題；
②由圖表知，該實驗中缺少測量溫度和測量固體質(zhì)量的儀器；
根據(jù)NaHCO₃、Na₂CO₃的分別溶于水的溫度變化來判斷它們?nèi)苡谒畷r是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)；根據(jù)NaHCO₃、Na₂CO₃的分別與鹽酸反應(yīng)的溫度變化來判斷它們?nèi)苡谒畷r是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)．

解答： 解：（1）①因為“鹽酸首先與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸氫鈉，沒有二氧化碳產(chǎn)生，然后與碳酸氫鈉反應(yīng)，生成二氧化碳”，所以，裝有NaHCO₃溶液的試管中很快產(chǎn)生氣泡，而裝有Na₂CO₃溶液的試管中開始沒有氣泡產(chǎn)生，但隨著滴入稀鹽酸的量增加，才會產(chǎn)生氣泡；
故答案是：兩支試管中都產(chǎn)生大量氣泡，但盛有NaHCO₃溶液中反應(yīng)速率要快得多；
②鹽酸與碳酸鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na₂CO₃+HCl=NaCl+NaHCO₃，
鹽酸與碳酸氫鈉反應(yīng)的化學(xué)方程為：NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑，
根據(jù)二者與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式可知，Na₂CO₃的相對分子質(zhì)量比的大NaHCO₃的大，故相同質(zhì)量的Na₂CO₃與NaHCO₃中，NaHCO₃含有的分子多一些，即NaHCO₃與鹽酸反應(yīng)生成的CO₂氣體多一些．
NaHCO₃ ～CO₂，
1mol      1mol

0.3g

84g/mol

 

0.3g

84g/mol

，
 Na₂CO₃ ～CO₂，
1mol       1mol

0.3g

106g/mol

 

0.3g

106g/mol

則0.3gNaHCO₃或Na₂CO₃粉末與足量鹽酸發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生的氣體體積之比為：

0.3g

84g/mol

：

0.3g

106g/mol

=53：42；
故答案是：NaHCO₃溶液；53：42；
③用手觸摸試管顯然不科學(xué)，因為反應(yīng)放熱、吸熱后量及濃度的相對多少、反應(yīng)時間長短、晶體溶于水還有溶解熱效應(yīng)，
故答案為：不正確；
（2）①根據(jù)本實驗的數(shù)據(jù)與實驗結(jié)論知，該實驗的課題是《NaHCO₃、Na₂CO₃和鹽酸反應(yīng)過程中熱效應(yīng)的研究》；
故答案是：NaHCO₃、Na₂CO₃ 和鹽酸反應(yīng)過程中熱效應(yīng)的研究；
②由圖表知，該實驗中缺少測量溫度的儀器-溫度計和測量固體質(zhì)量的儀器-天平，
故答案為：溫度計；天平；
a：根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)NaHCO₃溶于水后，混合溶液的溫度降低，則NaHCO₃的溶解是為吸熱過程，
故答案為：吸熱；
b：碳酸鈉溶于水后，混合液溫度升高，則Na₂CO₃溶解是放熱過程，
故答案為：放熱；
c：NaHCO₃的飽和溶液和鹽酸反應(yīng)后，混合溶液的溫度比碳酸氫鈉與水反應(yīng)后的溫度更低，說明碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，
故答案為：吸熱；
d：Na₂CO₃的飽和溶液和鹽酸反應(yīng)后，混合液溫度比碳酸鈉與水反應(yīng)后的溫度更高，說明碳酸鈉與鹽酸的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，
故答案為：放熱；
e：根據(jù)蓋斯定律，Na₂CO₃固體與稀鹽酸反應(yīng)的反應(yīng)熱是由碳酸鈉固體溶于水的熱效應(yīng)與碳酸鈉溶液與稀鹽酸反應(yīng)的熱效應(yīng)之和，
故答案為：bd．

點評：本題考查了碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)，題目難度中等，結(jié)合課本基礎(chǔ)知識進(jìn)行解答，試題有利于培養(yǎng)學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實驗?zāi)芰Γ?/div>