Question

某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)NaHCO₃溶液進(jìn)行如下探究．
Ⅰ探究NaHCO₃溶液在不同溫度下pH變化的原因
（1）小組同學(xué)測(cè)得飽和NaHCO₃溶液在不同溫度下的pH如下：

溫度/℃

10

20

30

加熱煮沸后冷卻至 50℃

pH

8.3

8.4

8.5

8.8

分析上述溶液pH增大的原因：
①甲同學(xué)認(rèn)為是溫度升高促進(jìn)了HCO₃^-的水解，溶液pH增大．寫出HCO₃^-水解的離子方程式：

 

．
②乙同學(xué)認(rèn)為溶液pH增大的原因還與NaHCO₃在水溶液中受熱分解產(chǎn)生Na₂CO₃有關(guān)．Na₂CO₃水解程度

 

（填“大于”或“小于”）NaHCO₃．
③丙同學(xué)為驗(yàn)證甲、乙兩同學(xué)的觀點(diǎn)，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)1：將加熱后的溶液冷卻至 10℃，測(cè)得此時(shí)溶液pH大于8.3；
實(shí)驗(yàn)2：在加熱煮沸后已冷卻的溶液中加入足量的試劑X，產(chǎn)生沉淀．
分析上述驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，可說(shuō)明乙同學(xué)觀點(diǎn)是

 

（填“合理”或“不合理”）的．
實(shí)驗(yàn)2中試劑X是

 

．
A．Ba（OH）₂溶液　　　 B．BaCl₂溶液　　　 C．NaOH溶液　　　 D．澄清石灰水
Ⅱ配制1.00mol?L^-1NaHCO₃溶液，測(cè)定其分解率
（2）配制1.00mol?L^-1NaHCO₃溶液100mL．容量瓶上可以看到的標(biāo)記是

 

．
A．溫度　　　 B．容量　　　 C．刻度線　　　 D．溶液物質(zhì)的量濃度
（3）小組同學(xué)取室溫下已敞口放置一段時(shí)間的上述NaHCO₃溶液50.00mL，與足量的稀鹽酸反應(yīng)，測(cè)定產(chǎn)生CO₂的量，設(shè)計(jì)了如下裝置．

①上述裝置C中盛裝的試劑為

 

．
②往A中加入稀鹽酸前，為趕出裝置中的空氣，先通入N₂一段時(shí)間．此過(guò)程應(yīng)進(jìn)行的操作是

 

．
③若實(shí)驗(yàn)測(cè)得D裝置增重 2.14g，則溶液中NaHCO₃的分解率是

 

．

Answer 1

分析：（1）①升高溫度促進(jìn)碳酸氫根離子水解，生成碳酸和氫氧根離子；
②Na₂CO₃水解程度大于碳酸氫鈉的水解程度；
③此時(shí)溶液pH大于8.3，水解程度增大，加入足量的試劑X，產(chǎn)生沉淀，X可以為氯化鋇，說(shuō)明存在碳酸根離子，說(shuō)明乙同學(xué)分析合理；
（2）容量瓶具有固定的規(guī)格，上面標(biāo)有溫度、容積、刻度線；
（3）由圖可知，A中反應(yīng)生成二氧化碳，B除去混有的HCl，C為干燥裝置，吸收水，D中增重為二氧化碳質(zhì)量，E防止空氣的二氧化碳和水被D吸收，以此解答．

解答：解：（1）①升高溫度促進(jìn)碳酸氫根離子水解，生成碳酸和氫氧根離子，水解離子反應(yīng)為HCO₃^-+H₂OH₂CO₃+OH^-，故答案為：HCO₃^-+H₂OH₂CO₃+OH^-；
②Na₂CO₃水解程度大于碳酸氫鈉的水解程度，混有碳酸鈉，導(dǎo)致pH增大，故答案為：大于；
③此時(shí)溶液pH大于8.3，水解程度增大，加入足量的試劑X，產(chǎn)生沉淀，X可以為氯化鋇，說(shuō)明存在碳酸根離子，說(shuō)明乙同學(xué)分析合理，即說(shuō)明pH增大與混有碳酸鈉有關(guān)，
故答案為：合理；B；
（2）容量瓶具有固定的規(guī)格，上面標(biāo)有溫度、容積、刻度線，而濃度不能確定，故答案為：ABC；
（3）由圖可知，A中反應(yīng)生成二氧化碳，B除去混有的HCl，C為干燥裝置，吸收水，D中增重為二氧化碳質(zhì)量，E防止空氣的二氧化碳和水被D吸收，
①由上述分析可知，C中為濃硫酸，故答案為：濃硫酸；
②為趕出裝置中的空氣，先通入N₂一段時(shí)間，應(yīng)防止空氣進(jìn)入D，此過(guò)程應(yīng)進(jìn)行的操作為先關(guān)閉c，再先后打開(kāi)b、a，故答案為：先關(guān)閉c，再先后打開(kāi)b、a；
③若實(shí)驗(yàn)測(cè)得D裝置增重 2.14g，n（CO₂）=

2.14g

44g/mol

=0.0486mol，上述NaHCO₃溶液50.00mL，n（Na）=0.05mol，
設(shè)碳酸鈉和碳酸氫鈉分別為x、y，由原子守恒可知，

2x+y=0.05 x+y=0.0486

，解得x=0014mol，y=0.0472mol，
由2NaHCO₃=Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O可知，分解的碳酸氫鈉為0.0014mol×2=0.0028mol，
則溶液中NaHCO₃的分解率是

0.0028mol

(0.0028+0.0472)mol

×100%=5.45%，故答案為：5.45%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)探究，側(cè)重學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究及分析、解決問(wèn)題能力、計(jì)算能力的考查，（3）中計(jì)算為解答的難點(diǎn)，注意利用守恒確定分解生成的碳酸鈉，題目難度中等．