Question

某化學小組設(shè)計實驗探究碳酸鈉、碳酸氫鈉的性質(zhì)，實驗如下：取兩支試管分別加入10mL相同濃度的稀鹽酸，將兩個各裝有0.5g的Na₂CO₃和NaHCO₃粉末的小氣球分別套在兩個試管上，將氣球內(nèi)的固體粉末同時倒人試管中，已知鹽酸足量，觀察實驗現(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

 

（填化學式）的試管中氣球變得比較大．
（2）甲同學觸摸上述兩試管，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反應為吸熱反應，Na₂CO₃與HCl反應為放熱反應．
為進一步探究Na₂CO₃、NaHCO₃與鹽酸反應的能量變化，乙同學進行下列實驗，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．攪拌、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

上述實驗需要用到的玻璃儀器有

 

．乙同學可得出結(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⁺反應為

 

反應（填“放熱”或“吸熱”，下同），HCO₃^-與H⁺反應為

 

反應．
（3）比較甲乙同學的實驗，你認為

 

（填“甲”或“乙”）的實驗方案更合理、更嚴密．

Answer 1

考點：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生成碳酸氫鈉，碳酸氫鈉再和鹽酸反應生成二氧化碳，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)實驗操作步驟選用儀器；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是吸熱反應還是放熱反應；根據(jù)NaHCO₃、Na₂CO₃的分別與鹽酸反應的溫度變化來判斷它們?nèi)苡谒畷r是吸熱反應還是放熱反應；
（3）甲用手觸摸的方法判斷是吸熱反應還是放熱反應，該方法不嚴密，缺乏說服力，而乙通過具體的實驗操作及測量反應溫度得出結(jié)論，所以乙的方案更科學、嚴密．

解答： 解：（1）向碳酸鈉溶液中加入鹽酸，鹽酸先和碳酸鈉反應生成碳酸氫鈉，碳酸氫鈉再和鹽酸反應生成二氧化碳，由此判斷碳酸氫鈉與鹽酸反應生成二氧化碳的速率快，碳酸鈉與鹽酸反應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，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)實驗操作過程可知，需要使用的玻璃儀器有：試管、燒杯、玻璃棒、溫度計、量筒；
從圖表的數(shù)據(jù)知，①當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Na₂CO₃與鹽酸反應后，混合溶液的溫度升高，故碳酸根離子與氫離子的反應為放熱反應；
當NaHCO₃與鹽酸反應后，混合溶液的溫度降低，故碳酸氫根離子與氫離子的反應為吸熱反應，
故答案為：放熱；吸熱；
（3）根據(jù)以上實驗方案可知，甲只是通過觸摸試管溫度判斷反應為吸熱、放熱反應，而乙通過實驗操作中溫度變化判斷反應是吸熱還是放熱，所以乙的方案比甲的實驗方案嚴密更合理、更嚴密，
故答案為：乙．

點評：本題考查了碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學性質(zhì)，題目難度中等，注意掌握碳酸鈉、碳酸氫鈉的化學性質(zhì)，明確探究吸熱反應與放熱反應的方法，要求學生能夠結(jié)合課本基礎(chǔ)知識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)了學生靈活應用所學知識的能力．