Question

某化學(xué)小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究碳酸鈉、碳酸氫鈉的性質(zhì)，實(shí)驗(yàn)如下：取兩支試管分別加入10mL相同濃度的稀鹽酸，將兩個(gè)各裝有0.5g的Na₂CO₃和NaHCO₃粉末的小氣球分別套在兩個(gè)試管上，將氣球內(nèi)的固體粉末同時(shí)倒人試管中，已知鹽酸足量，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．

（1）兩支試管中均產(chǎn)生氣體，其中產(chǎn)生氣體較快的為

 

（填“試管I”或“試管Ⅱ”），投入

 

（填化學(xué)式）的試管中氣球變得比較大．
（2）甲同學(xué)觸摸上述兩試管，發(fā)現(xiàn)試管I變冷，試管Ⅱ變熱，由此提出不管其狀態(tài)如何，NaHCO₃與HCl反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，Na₂CO₃與HCl反應(yīng)為放熱反應(yīng)．
為進(jìn)一步探究Na₂CO₃、NaHCO₃與鹽酸反應(yīng)的能量變化，乙同學(xué)進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，操作步驟為：①向試劑1中加入試劑2，攪拌、測定溫度；②靜置、測定溫度；③再加入試劑3．?dāng)嚢�、測定溫度、記錄．得到以下數(shù)據(jù)：

試劑1	試劑2	溶解后溫度/℃	靜止后溫度/℃	試劑3	混合后溫度/℃
0.5g碳酸鈉	10mL 19.0℃的水	22.3	19.0	10mL 19.0℃的鹽酸（20%）	22.7
0.5g碳酸氫鈉	10mL 19.0℃的水	17.5	19.0	10mL 19.0℃的鹽酸（20%）	18.3

上述實(shí)驗(yàn)需要用到的玻璃儀器有

 

．乙同學(xué)可得出結(jié)論：
①NaHCO₃的溶解過程

 

（填“吸熱”或“放熱”，下同）；Na₂CO₃的溶解過程

 

．
②CO₃^2-與H⁺反應(yīng)為

 

反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”，下同），HCO₃^-與H⁺反應(yīng)為

 

反應(yīng)．
（3）比較甲乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為

 

（填“甲”或“乙”）的實(shí)驗(yàn)方案更合理、更嚴(yán)密．

Answer 1

考點(diǎn)：探究碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質(zhì)

專題：幾種重要的金屬及其化合物

分析：（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，由此判斷生成二氧化碳的快慢；相同質(zhì)量的碳酸鈉和碳酸氫鈉，碳酸氫鈉的物質(zhì)的量大于碳酸鈉的物質(zhì)的量，再根據(jù)鹽與二氧化碳的關(guān)系式判斷生成二氧化碳的多少．
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作步驟選用儀器；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(shí)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(shí)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)；
（3）甲用手觸摸的方法判斷是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)，該方法不嚴(yán)密，缺乏說服力，而乙通過具體的實(shí)驗(yàn)操作及測量反應(yīng)溫度得出結(jié)論，所以乙的方案更科學(xué)、嚴(yán)密．

解答： 解：（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，即試管I產(chǎn)生氣體較快；
相同質(zhì)量的碳酸鈉和碳酸氫鈉，碳酸氫鈉的物質(zhì)的量大于碳酸鈉的物質(zhì)的量，根據(jù)碳原子守恒知，碳酸鈉、碳酸氫鈉與二氧化碳的物質(zhì)的量相等，所以相同質(zhì)量的碳酸鈉和碳酸氫鈉與足量的鹽酸反應(yīng)，碳酸氫鈉生成的二氧化碳體積大，即：投入碳酸氫鈉的試管中氣球變得比較大，
故答案為：試管I；NaHCO₃；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作過程可知，需要使用的玻璃儀器有：試管、燒杯、玻璃棒、溫度計(jì)、量筒；
從圖表的數(shù)據(jù)知，①當(dāng)NaHCO₃溶于水后，混合溶液的溫度降低，故碳酸氫鈉的溶解過程為吸熱；當(dāng)Na₂CO₃溶于水后，混合溶液的溫度升高，故碳酸鈉的溶解過程為放熱，
故答案為：吸熱；放熱；
②當(dāng)Na₂CO₃與鹽酸反應(yīng)后，混合溶液的溫度升高，故碳酸根離子與氫離子的反應(yīng)為放熱反應(yīng)；
當(dāng)NaHCO₃與鹽酸反應(yīng)后，混合溶液的溫度降低，故碳酸氫根離子與氫離子的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，
故答案為：放熱；吸熱；
（3）根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)方案可知，甲只是通過觸摸試管溫度判斷反應(yīng)為吸熱、放熱反應(yīng)，而乙通過實(shí)驗(yàn)操作中溫度變化判斷反應(yīng)是吸熱還是放熱，所以乙的方案比甲的實(shí)驗(yàn)方案嚴(yán)密更合理、更嚴(yán)密，
故答案為：乙．

點(diǎn)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，注意掌握碳酸鈉、碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)，明確探究吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)的方法，要求學(xué)生能夠結(jié)合課本基礎(chǔ)知識(shí)及題中圖表信息綜合分析問題、歸納，得出正確結(jié)論，試題培養(yǎng)了學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力．