Question

1．某同學(xué)在實驗室研究Na₂CO₃和NaHCO₃的性質(zhì)及相互轉(zhuǎn)化．
（1）分別向濃度均為0.1mol/LNa₂CO₃及NaHCO₃溶液中滴加幾滴酚酞試劑：
①Na₂CO₃溶液由無色變?yōu)榧t色，其原因是CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-．
②NaHCO₃溶液也由無色變?yōu)榧t色，其原因是HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-，水解程度大于電離程度．
③比較兩份溶液的顏色，紅色較淺的是NaHCO₃（填化學(xué)式）．
（2）研究NaHCO₃與CaCl₂的反應(yīng)．

實驗序號	實驗操作	實驗現(xiàn)象
實驗1	向2mL 0.001mol/L NaHCO3溶液中加入1mL 0.1mol/LCaCl2溶液	無明顯變化．用激光筆照射，沒有出現(xiàn)光亮的通路．
實驗2	向2mL 0.1mol/L NaHCO3溶液中加入1mL 0.1mol/LCaCl2溶液	略顯白色均勻的渾濁，用激光筆照射，出現(xiàn)光亮的通路．

①實驗1中沒有出現(xiàn)白色渾濁的原因是HCO₃^-濃度低，電離出的CO₃^2-濃度更低，導(dǎo)致c（Ca²⁺）•c（CO₃^2-）＜Ksp（CaCO₃）．
②實驗2中形成的分散系屬于膠體．
③用離子方程式表示實驗2中發(fā)生的反應(yīng)Ca²⁺+2HCO₃^-=CaCO₃↓+CO₂+H₂O．
（3）在不引入其他雜質(zhì)的前提下，實現(xiàn)Na₂CO₃與NaHCO₃之間的轉(zhuǎn)化，請在圖中標(biāo)出所用的試劑、用量或物質(zhì)的濃度（反應(yīng)前后溶液體積的變化可忽略）．

Answer 1

分析 （1）濃度均為0.1mol/LNa₂CO₃及NaHCO₃溶液中碳酸根離子水解溶液呈堿性，碳酸氫根離子水解程度大于電離程度，所以溶液也呈堿性，相等濃度時，Na₂CO₃水解產(chǎn)生的氫氧根溶液大于NaHCO₃水解產(chǎn)生的氫氧根，所以Na₂CO₃溶液的堿性強(qiáng)于NaHCO₃的溶液；
（2）根據(jù)題中的實驗現(xiàn)象可知，0.001mol/L NaHCO₃溶液中電離出的CO₃^2-濃度更低，導(dǎo)致c（Ca²⁺）•c（CO₃^2-）＜Ksp（CaCO₃）因而溶液中不出現(xiàn)沉淀，0.1mol/L NaHCO₃溶液中電離出的碳酸根離子濃度高一些，與鈣離子形成了碳酸鈣沉淀及膠體；
（3）在碳酸鈉溶液中通入二氧化碳可以將碳酸鈉轉(zhuǎn)化成碳酸氫鈉，在碳酸氫鈉溶液中加入氫氧化鈉可以將碳酸氫鈉轉(zhuǎn)化為碳酸鈉，根據(jù)各物質(zhì)的量的關(guān)系，確定有關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量及濃度；

解答 解：（1）濃度均為0.1mol/LNa₂CO₃及NaHCO₃溶液中碳酸根離子水解溶液呈堿性，碳酸氫根離子水解程度大于電離程度，所以溶液也呈堿性，相等濃度時，Na₂CO₃水解產(chǎn)生的氫氧根溶液大于NaHCO₃水解產(chǎn)生的氫氧根，所以Na₂CO₃溶液的堿性強(qiáng)于NaHCO₃的溶液，所以有①Na₂CO₃溶液由無色變?yōu)榧t色，其原因是 CO₃^2-+H₂OHCO₃^-+OH^-；②NaHCO₃溶液也由無色變?yōu)榧t色，其原因是 HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-，水解程度大于電離程度；③比較兩份溶液的顏色，紅色較淺的是NaHCO₃，
故答案為：①CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；②HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-，水解程度大于電離程度；③NaHCO₃；
（2）根據(jù)題中的實驗現(xiàn)象可知，0.001mol/L NaHCO₃溶液中電離出的CO₃^2-濃度更低，導(dǎo)致c（Ca²⁺）•c（CO₃^2-）＜Ksp（CaCO₃）因而溶液中不出現(xiàn)沉淀，0.1mol/L NaHCO₃溶液中電離出的碳酸根離子濃度高一些，與鈣離子形成了碳酸鈣沉淀及膠體，所以有
①實驗1中沒有出現(xiàn)白色渾濁的原因是 HCO₃^-濃度低，電離出的CO₃^2-濃度更低，導(dǎo)致c（Ca²⁺）•c（CO₃^2-）＜Ksp（CaCO₃），
故答案為：HCO₃^-濃度低，電離出的CO₃^2-濃度更低，導(dǎo)致c（Ca²⁺）•c（CO₃^2-）＜Ksp（CaCO₃）；
②用激光筆照射，出現(xiàn)光亮的通路為膠體的性質(zhì)，所以實驗2中形成的分散系屬于膠體，
故答案為：膠體；
③實驗2中發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式為Ca²⁺+2HCO₃^-=CaCO₃↓+CO₂+H₂O，
故答案為：Ca²⁺+2HCO₃^-=CaCO₃↓+CO₂+H₂O；
（3）100mL0.1mol/LNa₂CO₃及中通入CO₂生成碳酸氫鈉，根據(jù)鈉元素守恒可知，得到的碳酸氫鈉溶液的濃度為0.2mol/L，將100mL0.1mol/LNaHCO₃溶液轉(zhuǎn)化為碳酸鈉溶液，則加入0.01mol的氫氧化鈉固體即可，
故答案為：CO₂；0.2；NaOH；0.01．

點評 本題主要考查鹽類水解和弱電解質(zhì)的電離等，難度中等，注意碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質(zhì)的靈活運用．