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（均足量）（只有濃度小于1mol?L^-1的稀鹽酸跟Na₂CO₃和NaHCO₃反應才能根據(jù)反應的劇烈程度區(qū)分開來，濃度較高則反應現(xiàn)象都是同樣的劇烈），將兩個各裝有0.3g NaHCO₃和Na₂CO₃粉末的小氣球分別套在兩支試管口上．將氣球內的NaHCO₃和Na₂CO₃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速率等相關現(xiàn)象）

 

；
②試管中氣球大�。ò�含試管）體積之比約為（填最簡單整數(shù)比）Ⅰ?Ⅱ=

 

；
③甲同學用手觸摸試管，發(fā)現(xiàn)盛NaHCO₃粉末的試管變冷，而盛Na₂CO₃粉末的試管溫度有升高．由此他得出：不管其狀態(tài)如何，NaHCO₃和HCl反應為吸熱反應，而Na₂CO₃和HCl反應為放熱反應．
其中得出的結論是否正確

 

．（填“正確”或“不正確”）
（2）為研究是吸熱還是放熱反應，繼續(xù)進行了下列實驗（每次實驗各做3次平行實驗，取平均值）：（注：每組固體完全溶解且完全反應）

序號	試劑1	試劑2	混合前溫度	混合后最高或最低溫度
A	50mL水	2.5g NaHCO3固體	20℃	18.5℃
B	50mL水	3.2g Na2CO3固體	20℃	23.3℃
C	50mL稀鹽酸	2.5g NaHCO3固體	20℃	17.4℃
D	50mL稀鹽酸	3.2g Na2CO3固體	20℃	24.4℃

請你幫助填寫相關內容：
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形紙槽）、氣球、下端帶環(huán)狀玻璃棒、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兩條結論：
a：Na₂CO₃溶液和鹽酸的反應是

 

（吸熱或放熱）反應；
b：NaHCO₃溶液和鹽酸的反應是

 

（吸熱或放熱）反應．

Answer 1

考點：探究吸熱反應和放熱反應

專題：實驗設計題

分析：（1）①NaHCO₃和Na₂CO₃與鹽酸反應在同一條件下的速率不同，碳酸氫鈉反應速率更快；
②根據(jù)碳酸鈉、碳酸氫鈉與二氧化碳的關系式計算大小氣球體積之比；
③物質溶解吸熱，會使溫度降低；
（2）①反應前溫度相同，改變酸及固體的量，探究反應中的熱效應；
②測量溫度需要溫度計、稱量固體需要托盤天平；
a．由實驗B、D反應中溶液溫度變化判斷碳酸鈉與鹽酸的反應中能量變化；
b．由實驗A、C中溫度變化判斷碳酸氫鈉與鹽酸反應的能量變化．

解答： 解：（1）①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)生氣泡，但裝有NaHCO₃的試管中反應速率快得多；
②鹽酸與碳酸鈉反應的化學方程式為：Na₂CO₃+HCl=NaCl+NaHCO₃，
鹽酸與碳酸氫鈉反應的化學方程為：NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑，
根據(jù)二者與鹽酸反應的化學方程式可知，Na₂CO₃的相對分子質量比NaHCO₃的大，故相同質量的Na₂CO₃與NaHCO₃中，NaHCO₃與鹽酸反應生成的CO₂氣體多一些．
碳酸鈉、碳酸氫鈉與二氧化碳的關系式分別為：
Na₂CO₃----CO₂；      NaHCO₃----CO₂；
106g     22.4L      84g       22.4L
0.3g    0.063L      0.3g      0.08L
所以試管中氣球大�。ò�含試管）體積之比約為：Ⅰ：Ⅱ=0.063：0.08：=42：53，
故答案為：42：53；
③由于碳酸鈉、碳酸氫鈉溶解過程中會吸收熱量，且物質的狀態(tài)影響放出能量大小，不能根據(jù)用手觸摸試管的冷熱判斷碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽酸反應的反應熱情況，
故答案為：不正確；
（2）①反應前溫度相同，改變酸及固體的量，探究反應中的熱效應，則該研究報告的題目是碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽酸反應過程中熱效應的探究，
故答案為：碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽酸反應過程中熱效應的探究；
②測量溫度需要溫度計、稱量固體需要托盤天平，
故答案為：溫度計；托盤天平；
a．由實驗B、D可知，碳酸鈉與鹽酸的反應后溶液的溫度升高，可知該反應過程中放熱熱量，則碳酸鈉與鹽酸的反應為放熱反應，
故答案為：放熱；
b．根據(jù)實驗A、C可知，當NaHCO₃與鹽酸反應后，混合溶液的溫度降低，說明碳酸氫鈉與鹽酸的反應為吸熱反應，
故答案為：吸熱．

點評：本題以實驗探究考查碳酸鈉、碳酸氫鈉的性質及與酸反應的熱效應，題目難度中等，把握表格中實驗數(shù)據(jù)的分析為解答的關鍵，注意變量控制法的應用．