Question

Ⅰ．化學(xué)課上老師演示了如圖的實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)時(shí)，將兩氣球內(nèi)的NaHCO₃和Na₂CO₃同時(shí)倒入試管中．已知鹽酸是足量的，且整套裝置氣密性良好，回答下列問題：
（1）實(shí)驗(yàn)過程中觀察到的現(xiàn)象是：

 

．
（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，

 

（填A(yù)或B）試管的氣球大，大小氣球（包含試管） 體積之比約為（填最簡單整數(shù)比）

 

．
Ⅱ．當(dāng)甲同學(xué)用手觸摸上述試管時(shí)，意外發(fā)現(xiàn)A試管變冷，而B試管發(fā)熱，他把這個發(fā)現(xiàn)告訴了同桌乙同學(xué)，并由此得出結(jié)論：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)．乙同學(xué)卻對此結(jié)論卻持懷疑的態(tài)度．為此，兩位同學(xué)在課外活動中繼續(xù)進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)（每次實(shí)驗(yàn)各做3次平行實(shí)驗(yàn)，取平均值）：

序號	試劑1	試劑2	混合前 溫度	混合后溫度
①	35mL水	2.5g NaHCO3固體	20℃	18.5℃
②	35mL水	3.2Na2CO3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	2.5gNaHCO3固體	20℃	16.2℃
⑥	35mL稀鹽酸	3.2g Na2CO3固體	20℃	25.1℃

請你幫助填寫相關(guān)內(nèi)容：
（1）該研究報(bào)告的題目是《

 

》．
（2）該實(shí)驗(yàn)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

 

．
（3）實(shí)驗(yàn)①和②的目的是

 

．
（4）通過上述實(shí)驗(yàn)可得出的結(jié)論是：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：探究碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質(zhì)

專題：實(shí)驗(yàn)題

分析：Ⅰ．（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(shí)放出二氧化碳較大的物質(zhì)，并計(jì)算出大小氣球（包含試管）體積之比；
Ⅱ．（1）由該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來推斷其實(shí)驗(yàn)課題；
（2）由圖表知，該實(shí)驗(yàn)中缺少測量溫度和測量固體質(zhì)量的儀器；
（3）實(shí)驗(yàn)①和②探究硅酸鈉、碳酸氫鈉溶于水的熱效應(yīng)，從而判斷NaHCO₃固體、Na₂CO₃固體與鹽酸反應(yīng)時(shí)溫度的變化是否是由于固體溶于水引起的；
（4）根據(jù)表中溫度變化判斷碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)的熱效應(yīng)．

解答： 解：Ⅰ．（1）因?yàn)椤胞}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；
故答案為：兩支試管中都產(chǎn)生大量氣泡，氣球膨脹，A試管中產(chǎn)生氣體的反應(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，所以A試管的氣球大，
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；
故答案為：A；53：42；
Ⅱ．（1）根據(jù)本實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)結(jié)論知，該實(shí)驗(yàn)的課題是《NaHCO₃、Na₂CO₃和鹽酸反應(yīng)過程中熱效應(yīng)的研究》；
故答案為：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(shí)驗(yàn)中缺少測量溫度的儀器-溫度計(jì)和測量固體質(zhì)量的儀器-天平，故答案為：溫度計(jì)；天平；
（3）實(shí)驗(yàn)①和②分別為碳酸氫鈉、碳酸鈉固體溶于水的熱效應(yīng)，其目的是研究NaHCO₃固體、Na₂CO₃固體與鹽酸反應(yīng)時(shí)溫度的變化是否是由于固體溶于水引起的，
故答案為：研究NaHCO₃固體、Na₂CO₃固體與鹽酸反應(yīng)時(shí)溫度的變化是否是由于固體溶于水引起的；
（4）根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)可知：①NaHCO₃固體與鹽酸反應(yīng)時(shí)，溫度降低，原因是NaHCO₃固體溶于水時(shí)吸熱，NaHCO₃與鹽酸的反應(yīng)也是吸熱反應(yīng)；
②Na₂CO₃固體與鹽酸反應(yīng)時(shí)，溫度升高，原因是Na₂CO₃固體溶于水時(shí)放熱，Na₂CO₃與鹽酸的反應(yīng)也是放熱反應(yīng)，
故答案為：①NaHCO₃固體與鹽酸反應(yīng)時(shí)，溫度降低，原因是NaHCO₃固體溶于水時(shí)吸熱，NaHCO₃與鹽酸的反應(yīng)也是吸熱反應(yīng)；
②Na₂CO₃固體與鹽酸反應(yīng)時(shí)，溫度升高，原因是Na₂CO₃固體溶于水時(shí)放熱，Na₂CO₃與鹽酸的反應(yīng)也是放熱反應(yīng)．

點(diǎn)評：本題以實(shí)驗(yàn)探究考查碳酸鈉、碳酸氫鈉的性質(zhì)及與酸反應(yīng)的熱效應(yīng)，題目難度中等，把握表格中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析為解答的關(guān)鍵，注意變量控制法的應(yīng)用．