Question

11．某次化學(xué)興趣小組活動(dòng)上，三組學(xué)生分別用圖示甲、乙兩裝置，探究“NaHCO₃和Na₂CO₃與稀鹽酸的反應(yīng)”，按表中的試劑用量，在相同條件下，將兩個(gè)氣球中的固體粉末同時(shí)倒入試管中（裝置的氣密性已檢查） 請(qǐng)回答：

（1）各組反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，甲裝置中的氣球體積先變大，該裝置中反應(yīng)的離子方程式是HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O．
（2）當(dāng)試管中不再有氣體生成時(shí)，兩組實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)不同現(xiàn)象，填寫(xiě)下表的空格．

	試劑用量	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 （氣球體積變化）	分析原因
第 ① 組	42g NaHCO3 53g Na2CO3 300mL4mol/L鹽酸	甲中氣球與乙中 氣球的體積相等	甲、乙鹽酸均過(guò)量 n（NaHCO3）=n （Na2CO3） V甲（CO2）=V乙（CO2）
第 ② 組	42g NaHCO3 53g Na2CO3 300mL3mol/L鹽酸	甲中氣球體積大于乙中氣球的體積（填“大于”或“小于” 或“等于”）

Answer 1

分析 （1）甲裝置發(fā)生反應(yīng)HCO₃^-+H⁺═H₂O+CO₂↑，乙裝置發(fā)生反應(yīng)CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-，HCO₃^-+H⁺═H₂O+CO₂↑，據(jù)此判斷反應(yīng)速率大小；
（2）根據(jù)n=$\frac{m}{M}$分別計(jì)算出碳酸氫鈉、碳酸鈉的物質(zhì)的量，再根據(jù)n=cV計(jì)算出鹽酸中含有HCl的物質(zhì)的量，然后根據(jù)反應(yīng)方程式判斷過(guò)量情況，從而可知甲和乙的反應(yīng)現(xiàn)象及原因．

解答 解：（1）甲裝置發(fā)生反應(yīng)為：HCO₃^-+H⁺═H₂O+CO₂↑，乙裝置發(fā)生反應(yīng)為：CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-，HCO₃^-+H⁺═H₂O+CO₂↑，甲裝置內(nèi)反應(yīng)速率較快，單位時(shí)間產(chǎn)生的CO₂多，故甲裝置中的氣球體積先變大，
故答案為：甲；HCO₃^-+H⁺═H₂O+CO₂↑；
（2）第②組中碳酸氫鈉的物質(zhì)的量為：n=$\frac{m}{M}$=$\frac{42g}{84g/mol}$=0.5mol，碳酸鈉的物質(zhì)的量為：n=$\frac{m}{M}$=$\frac{53g}{106g/mol}$=0.5mol，則n（NaHCO₃）=n（Na₂CO₃），300mL3 mol/L鹽酸中含有HCl的物質(zhì)的量為：3mol/L×0.3L=0.9mol
HCO₃^-+H⁺═H₂O+CO₂↑，0.5mol碳酸氫鈉完全反應(yīng)消耗0.5molHCl，而0.5mol碳酸鈉CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-，HCO₃^-+H⁺═H₂O+CO₂↑，完全反應(yīng)消耗1molHCl，顯然甲中鹽酸過(guò)量，乙中鹽酸不足量，則甲乙裝置中放出二氧化碳的體積大小為：V（CO₂）_甲＞V（CO₂）_乙，所以甲中氣球比乙中氣球的體積大，
故答案為：大于；甲中鹽酸過(guò)量，乙中鹽酸不足量、n（NaHCO₃）=n（Na₂CO₃）、V（CO₂）_甲＞V（CO₂）_乙．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了碳酸鈉、碳酸氫鈉的性質(zhì)，題目難度中等，明確發(fā)生反應(yīng)的實(shí)質(zhì)為解答關(guān)鍵，注意熟練掌握碳酸鈉、碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>