题目内容
【题目】碳酸钠、碳酸氢钠是生活中两种常见的重要的盐。
(1)碳酸钠(俗称纯碱、苏打)与碳酸氢钠(俗称_____),均为________色固体,水溶液均呈_______性,向它们的水溶液中分别滴入无色酚酞试液,酚酞试液均变红色。
(2)碳酸钠、碳酸氢钠均可与稀盐酸反应,其中碳酸钠与稀盐酸反应的化学方程式为_____。但是,碳酸钠、碳酸氢钠与稀盐酸反应产生二氧化碳的速率是否相同?校兴趣小组同学针对于此,展开探究:
(方案设计)
①甲设计的实验如图1所示,实验时,同时全部推出足量稀盐酸后,观察到图2所示现象。于是他得出______和稀盐酸反应产生二氧化碳较快的结论。
②乙同学通过计算可知:0.318 g碳酸氢钠约产生0.167 g二氧化碳,而0.318 g碳酸钠产生二氧化碳的质量为______g,等质量的碳酸钠与碳酸氢钠与足量的稀盐酸作用,碳酸氢钠产生二氧化碳的质量更多,显然甲同学的设计不妥,应取含碳元素质量相同的碳酸钠和碳酸氢钠进行实验。若碳酸钠的质量仍为0.318g,应称取碳酸氢钠的质量为_______g。
③小组同学在老师指导下设计了图3所示实验。连通管除消除稀盐酸滴入占有体积引起的误差,还有______的作用。
分别取等体积、含碳元素质量相同的碳酸钠和碳酸氢钠稀溶液(各滴2滴酚酞溶液)以及相同体积、相同浓度的足量稀盐酸进行实验。实验时,广口瓶内压强随时间变化如图4所示,溶液颜色变化记录如表1。
表1:
滴入酚酞溶液 | 滴入稀盐酸,溶液颜色变化 | |
碳酸钠溶液 | 红色 | 红色→浅红色→无色 |
碳酸氢钠溶液 | 浅红色 | 淺红色→无色 |
(实验结论)分析图4所示的实验数据可得到:相同条件下,碳酸氢钠与稀盐酸反应产生二氧化碳速率更快,你判断的理由是_______。
(实验反思)小组同学分析表1实验现象和图4数据,得出碳酸钠能与稀盐酸反应产生二氧化碳,反应是分步进行的。第一步发生的化学反应方程式是:_______,第二步发生的反应是:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑。
【答案】小苏打 白 碱 碳酸氢钠 0.132 0.252 平衡装置的压强,便于液体顺利流下 产生相同体积的二氧化碳时,碳酸氢钠需要时间短
【解析】
(1)碳酸氢钠俗称小苏打,为白色固体,碳酸钠也是白色固体;
向它们的水溶液中分别滴入无色酚酞试液,酚酞试液均变红色,无色酚酞试液遇碱变红,说明它们的水溶液均呈碱性;
故填:小苏打;白;碱;
(2)碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,该反应的化学方程式为:;
方案设计:① 由图可知,等体积、等浓度的足量稀盐酸与等质量的碳酸钠和碳酸氢钠反应,碳酸氢钠与稀盐酸反应生成的气体使气球胀的更大,说明碳酸氢钠与稀盐酸反应生成二氧化碳的速率快,故填:碳酸氢钠;
②解:设0.318 g碳酸钠产生二氧化碳的质量为x
x=0.132g;
0.318g碳酸钠中碳元素的质量为:;
则含0.036g碳元素的碳酸氢钠的质量为:;
③碳酸钠、碳酸氢钠都能与稀盐酸反应生成二氧化碳气体,使装置内压强增大,大于外界大气压,使得分液漏斗中的稀盐酸不能顺利滴下,故加一个连通管,可以起到平衡压强的作用,使液体顺利流下,故填:平衡装置的压强,便于液体顺利流下;
实验结论:由图4可知,压强相同,即产生相同体积的二氧化碳时,碳酸氢钠所需时间短,故:相同条件下,碳酸氢钠与稀盐酸反应产生二氧化碳速率更快,故填:产生相同体积的二氧化碳时,碳酸氢钠需要时间短;
实验反思:由图4可以看出,一开始,碳酸钠与稀盐酸反应,压强变化不大,说明这时无气体产生,分别向碳酸钠和碳酸氢钠中滴入酚酞试液,滴入酚酞试液后,碳酸钠呈红色,碳酸氢钠呈粉红色,滴入稀盐酸,碳酸钠溶液的颜色变化是:红色→浅红色→无色,碳酸氢钠溶液的颜色变化是:浅红色→无色,说明碳酸钠先和稀盐酸反应生成了碳酸氢钠,然后,碳酸氢钠与稀盐酸反应生成了氯化钠、二氧化碳和水,根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和数目不变,故碳酸钠先和稀盐酸反应生成碳酸氢钠,还生成了氯化钠,该反应的化学方程式为:。