Question

15．某小组同学通过对比实验了解Na₂CO₃和NaHCO₃性质的异同，如表是他们撰写实验报告的一部分．

实验序号	实验步骤（内容）	现象
①	在贴有标签a、b的试管中分别加入1.0 g Na2CO3固体和NaHCO3固体，观察外观．	/
②	分别滴入几滴水，振荡，摸试管底部．	试管 a吸热现象更明显（填“a”或“b”）
③	继续向两试管中分别加入10.0 mL水，用力振荡，观察现象．	/
④	再分别向两试管中滴加2滴酚酞溶液，观察现象．	溶液均变红，颜色较深的试管是 a（填“a”或“b”）．
⑤	最后分别向两溶液中滴加足量盐酸．	红色褪去，均有无色气体产生．经计算生成气体的是a ＜b（填“＞”“＜”或“=”）
⑥	加热大试管一段时间．（注：棉花球沾有无水硫酸铜粉末）	/

（1）请帮助该小组同学完成实验报告中的内容．
（2）已知：20℃时，Na₂CO₃的溶解度为20.5g．由实验③（填实验序号）现象可知，20℃时NaHCO₃的溶解度小于20.5g；如果向饱和Na₂CO₃溶液中不断通入CO₂气体，离子方程式是2Na⁺+CO₃^2-+CO₂+H₂O═2NaHCO₃↓．
（3）用化学方程式说明实验⑥得出结论的原因2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O．

Answer 1

分析 （1）②碳酸钠、碳酸氢钠都为强碱弱酸盐，水解吸热，但碳酸钠水解程度大；
④同温下，相同浓度下，碳酸钠的水解程度大，碱性强；
⑤根据n=$\frac{m}{M}$结合方程式可知：质量相同的碳酸钠和碳酸氢钠，碳酸钠产生的CO₂比碳酸氢钠产生的CO₂少；
（2）溶解度的高低需要看加水溶解的情况，由实验③现象可知，饱和碳酸钠转变成了碳酸氢钠有白色沉淀生成；
（3）根据棉花球变蓝，说明产生了水，烧杯变浑浊，说明生成了CO₂，因此说明碳酸钠的稳定性强于碳酸氢钠．

解答 解：（1）②碳酸钠、碳酸氢钠都为强碱弱酸盐，碳酸钠、碳酸氢钠溶于水都吸热，但碳酸钠的水解程度大于碳酸氢钠的水解程度，因此碳酸钠溶于水吸热更明显，
故答案为：a；
④碳酸钠水解的离子方程式为CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃^-+OH^-；碳酸氢钠水解的离子方程式为HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃^-+OH^-；同温下，相同浓度下，碳酸钠的pH大于碳酸氢钠的，酚酞遇碱变红，碱性越强，红色越深，因此颜色较深的试管是a，
故答案为：a；
⑤Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O，NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O，质量相同的碳酸钠和碳酸氢钠，假设质量都为m，则放出二氧化碳的物质的量分别为：$\frac{m}{106}$mol、$\frac{m}{84}$mol，
碳酸钠产生的CO₂比碳酸氢钠产生的CO₂少，
填答案为：＜；
（2）溶解度的高低需要看加水溶解的情况，因此实验③说明了溶解度的高低；Na₂CO₃+CO₂+H₂O=2NaHCO₃↓，离子反应为：2Na⁺+CO₃^2-+CO₂+H₂O═2NaHCO₃↓，饱和碳酸钠转变成了碳酸氢钠，因为碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠的溶解度，因此有白色沉淀生成，
故答案为：③；2Na⁺+CO₃^2-+CO₂+H₂O═2NaHCO₃↓；
（3）根据实验现象，棉花球变蓝，说明产生了水，烧杯变浑浊，说明生成了CO₂，说明碳酸钠的稳定性强于碳酸氢钠，因此反应方程式：2NaHCO₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃ +CO₂↑+H₂O，
故答案为：2NaHCO₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃ +CO₂↑+H₂O．

点评 本题考查Na₂CO₃和NaHCO₃化学性质差异，侧重热稳定性、溶解性的比较，把握碳酸氢钠受热易分解及对比性为解答的关键，侧重对学生能力的培养和训练，有利于培养学生灵活运用知识解答问题的能力，本题综合性较强，题目难度中等．