Question

19．校興趣小組對Na₂CO₃和NaHCO₃的性質進行進一步研究，請你參與并完成相關問題．
【資料查閱】
1.20℃時，Na₂CO₃、NaHCO₃的溶解度分別為21.5g和9.6g
2．碳酸氫鈉在270℃時會分解生成Na₂CO₃、H₂0和CO₂，而Na₂CO₃受熱不易分解．
【實驗探究】比較兩種物質的溶解性
20℃時，取2只燒杯，均加入50g水，分別加入5gNa₂CO₃和NaHCO₃，充分攪拌后靜置，則觀察到的現(xiàn)象是：碳酸鈉完全溶解，碳酸氫鈉部分溶解．
比較兩種物質的酸堿性
取2只試管，分別取實驗一中的少量Na₂CO₃和NaHCO₃溶液，滴加紫色石蕊試液，均顯藍色，說明溶液都是堿性的．要比較二者的堿性強弱，可以分別測溶液的pH．
比較兩種物質的熱穩(wěn)定性
設計如圖1裝置：小試管套裝在帶有支管的大試管中，整套裝置氣密性好，其他裝置略去．
（1）為確保安全，實驗結束時，在熄滅酒精燈前必須完成的操作是把把A、B試管中的導管移出液面．

（2）現(xiàn)象與結論：
裝有碳酸氫鈉的試管口生成較多的無色小液滴；試管A和試管B中澄清石灰水只有A（填“A”或“B”）中變渾濁，寫出碳酸氫鈉分解的化學反應方程式為2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂ O+CO₂↑．
結論：在受熱條件下，碳酸鈉比碳酸氫鈉穩(wěn)定．
（3）反思與討論：
加熱大試管時，碳酸鈉的受熱溫度會高于碳酸氫鈉．這能否準確地說明“在受熱條件下，碳酸鈉比碳酸氫鈉穩(wěn)定”這一結論？能_（填“能”或“否”），理由是碳酸鈉受熱的溫度更高卻沒分解，說明受熱條件下碳酸鈉比碳酸氫鈉穩(wěn)定．
比較與鹽酸反應生成相同體積二氧化碳氣體的快慢
取碳酸氫鈉粉末a克放入如圖2Ⅰ裝置的錐形瓶中，取碳酸鈉粉末b克放入另一相同裝置的錐形瓶中，分別加入相同質量、相同濃度的鹽酸（足量）．相同的條件下，分別通過圖2Ⅱ裝置測量出生成氣體的體積，經(jīng)過轉換處理，得到時間-質量關系曲線如圖2Ⅲ所示．
（1）已知二氧化碳不溶于該油層，圖2Ⅱ裝置中油層的作用是防止部分的二氧化碳溶于水，造成實驗誤差．
（2）數(shù)據(jù)分析：根據(jù)圖2Ⅲ數(shù)據(jù)，計算a和b的質量a=8.4g  b=10.6g（要有計算過程）．
（3）結論：在相同的條件下，生成相同體積的二氧化碳，碳酸氫鈉與鹽酸反應比碳酸鈉與鹽酸反應快．
（4）反思與討論：實驗中“取碳酸氫鈉a克、碳酸鈉b克”的目的是生成相同體積的二氧化碳．

Answer 1

分析 【實驗探究】比較兩種物質的溶解性：根據(jù)20℃時，Na₂CO₃、NaHCO₃的溶解度分別為21.5g和9.6g，判斷20℃時，取2只燒杯，均加入50g水，分別加入5gNa₂CO₃和NaHCO₃，充分攪拌后靜置，則觀察到的現(xiàn)象；
比較兩種物質的酸堿性：根據(jù)Na₂CO₃和NaHCO₃溶液均為堿性溶液，判斷滴加紫色石蕊試液后溶液的顏色；
比較兩種物質的熱穩(wěn)定性：根據(jù)碳酸氫鈉在270℃時會分解生成Na₂CO₃、H₂0和CO₂，而Na₂CO₃受熱不易分解分析作答；
比較與鹽酸反應生成相同體積二氧化碳氣體的快慢：根據(jù)圖表信息，完成計算并分析作答．

解答 解：【實驗探究】比較兩種物質的溶解性：根據(jù)20℃時，Na₂CO₃、NaHCO₃的溶解度分別為21.5g和9.6g，可以判斷20℃時，取2只燒杯，均加入50g水，分別加入5gNa₂CO₃和NaHCO₃，充分攪拌后靜置，則觀察到的現(xiàn)象：碳酸鈉完全溶解，碳酸氫鈉部分溶解；
比較兩種物質的酸堿性：根據(jù)Na₂CO₃和NaHCO₃溶液均為堿性溶液，判斷滴加紫色石蕊試液后溶液的顏色均顯藍色，要比較二者的堿性強弱，可以分別測溶液的pH；
比較兩種物質的熱穩(wěn)定性：根據(jù)碳酸氫鈉在270℃時會分解生成Na₂CO₃、H₂0和CO₂，而Na₂CO₃受熱不易分解分析：設計如圖1裝置：小試管套裝在帶有支管的大試管中，整套裝置氣密性好，其他裝置略去．
（1）為確保安全，防止冷水倒流炸裂試管，實驗結束時，在熄滅酒精燈前必須完成的操作是：把A、B試管中的導管移出液面；
（2）現(xiàn)象與結論：根據(jù)碳酸氫鈉在270℃時會分解生成Na₂CO₃、H₂0和CO₂，而Na₂CO₃受熱不易分解，又裝有碳酸氫鈉的試管口生成較多的無色小液滴；判斷試管A和試管B中澄清石灰水只有 A中變渾濁，碳酸氫鈉分解的化學反應方程式為：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂ O+CO₂↑．
（3）反思與討論：加熱大試管時，碳酸鈉的受熱溫度會高于碳酸氫鈉．這能準確地說明“在受熱條件下，碳酸鈉比碳酸氫鈉穩(wěn)定”這一結論；因為碳酸鈉受熱的溫度更高卻沒分解，說明受熱條件下碳酸鈉比碳酸氫鈉穩(wěn)定；
比較與鹽酸反應生成相同體積二氧化碳氣體的快慢：根據(jù)圖表信息，
（1）已知二氧化碳不溶于該油層，圖2Ⅱ裝置中油層的作用是：防止部分的二氧化碳溶于水，造成實驗誤差
（2）設：消耗碳酸鈉的質量為b，消耗碳酸氫鈉的質 量為a
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂ O+CO₂↑      NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂ O+CO₂↑  
106                  44            84                  44
 b                   4.4g          a                   4.4g
$\frac{106}$=$\frac{44}{4.4g}$                                  $\frac{84}{a}$=$\frac{44}{4.4g}$
b=10.6g                                      a=8.4g
（3）結論：根據(jù)以上信息，在相同的條件下，生成相同體積的二氧化碳，碳酸氫鈉與鹽酸反應比碳酸鈉與鹽酸反應快；
（4）反思與討論：實驗中“取碳酸氫鈉a克、碳酸鈉b克”的目的是生成相同體積的二氧化碳．
故本題答案為：
【實驗探究】
比較兩種物質的溶解性：碳酸鈉完全溶解，碳酸氫鈉部分溶解；
比較兩種物質的酸堿性：藍；pH；
比較兩種物質的熱穩(wěn)定性：
（1）把A、B試管中的導管移出液面；
（2）現(xiàn)象與結論：A； 2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂ O+CO₂↑．
（3）反思與討論：能；碳酸鈉受熱的溫度更高卻沒分解，說明受熱條件下碳酸鈉比碳酸氫鈉穩(wěn)定；
比較與鹽酸反應生成相同體積二氧化碳氣體的快慢：
（1）防止部分的二氧化碳溶于水，造成實驗誤差；
（2）a=8.4g；b=10.6g；     
（3）結論：碳酸氫鈉與鹽酸反應比碳酸鈉與鹽酸反應快；
（4）反思與討論：生成相同體積的二氧化碳．

點評 本題考查了Na₂CO₃和NaHCO₃的性質，完成此題，可以依據(jù)已有的知識進行．