Question

19．校兴趣小组对Na₂CO₃和NaHCO₃的性质进行进一步研究，请你参与并完成相关问题．
【资料查阅】
1.20℃时，Na₂CO₃、NaHCO₃的溶解度分别为21.5g和9.6g
2．碳酸氢钠在270℃时会分解生成Na₂CO₃、H₂0和CO₂，而Na₂CO₃受热不易分解．
【实验探究】比较两种物质的溶解性
20℃时，取2只烧杯，均加入50g水，分别加入5gNa₂CO₃和NaHCO₃，充分搅拌后静置，则观察到的现象是：碳酸钠完全溶解，碳酸氢钠部分溶解．
比较两种物质的酸碱性
取2只试管，分别取实验一中的少量Na₂CO₃和NaHCO₃溶液，滴加紫色石蕊试液，均显蓝色，说明溶液都是碱性的．要比较二者的碱性强弱，可以分别测溶液的pH．
比较两种物质的热稳定性
设计如图1装置：小试管套装在带有支管的大试管中，整套装置气密性好，其他装置略去．
（1）为确保安全，实验结束时，在熄灭酒精灯前必须完成的操作是把把A、B试管中的导管移出液面．

（2）现象与结论：
装有碳酸氢钠的试管口生成较多的无色小液滴；试管A和试管B中澄清石灰水只有A（填“A”或“B”）中变浑浊，写出碳酸氢钠分解的化学反应方程式为2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂ O+CO₂↑．
结论：在受热条件下，碳酸钠比碳酸氢钠稳定．
（3）反思与讨论：
加热大试管时，碳酸钠的受热温度会高于碳酸氢钠．这能否准确地说明“在受热条件下，碳酸钠比碳酸氢钠稳定”这一结论？能_（填“能”或“否”），理由是碳酸钠受热的温度更高却没分解，说明受热条件下碳酸钠比碳酸氢钠稳定．
比较与盐酸反应生成相同体积二氧化碳气体的快慢
取碳酸氢钠粉末a克放入如图2Ⅰ装置的锥形瓶中，取碳酸钠粉末b克放入另一相同装置的锥形瓶中，分别加入相同质量、相同浓度的盐酸（足量）．相同的条件下，分别通过图2Ⅱ装置测量出生成气体的体积，经过转换处理，得到时间-质量关系曲线如图2Ⅲ所示．
（1）已知二氧化碳不溶于该油层，图2Ⅱ装置中油层的作用是防止部分的二氧化碳溶于水，造成实验误差．
（2）数据分析：根据图2Ⅲ数据，计算a和b的质量a=8.4g  b=10.6g（要有计算过程）．
（3）结论：在相同的条件下，生成相同体积的二氧化碳，碳酸氢钠与盐酸反应比碳酸钠与盐酸反应快．
（4）反思与讨论：实验中“取碳酸氢钠a克、碳酸钠b克”的目的是生成相同体积的二氧化碳．

Answer 1

分析 【实验探究】比较两种物质的溶解性：根据20℃时，Na₂CO₃、NaHCO₃的溶解度分别为21.5g和9.6g，判断20℃时，取2只烧杯，均加入50g水，分别加入5gNa₂CO₃和NaHCO₃，充分搅拌后静置，则观察到的现象；
比较两种物质的酸碱性：根据Na₂CO₃和NaHCO₃溶液均为碱性溶液，判断滴加紫色石蕊试液后溶液的颜色；
比较两种物质的热稳定性：根据碳酸氢钠在270℃时会分解生成Na₂CO₃、H₂0和CO₂，而Na₂CO₃受热不易分解分析作答；
比较与盐酸反应生成相同体积二氧化碳气体的快慢：根据图表信息，完成计算并分析作答．

解答 解：【实验探究】比较两种物质的溶解性：根据20℃时，Na₂CO₃、NaHCO₃的溶解度分别为21.5g和9.6g，可以判断20℃时，取2只烧杯，均加入50g水，分别加入5gNa₂CO₃和NaHCO₃，充分搅拌后静置，则观察到的现象：碳酸钠完全溶解，碳酸氢钠部分溶解；
比较两种物质的酸碱性：根据Na₂CO₃和NaHCO₃溶液均为碱性溶液，判断滴加紫色石蕊试液后溶液的颜色均显蓝色，要比较二者的碱性强弱，可以分别测溶液的pH；
比较两种物质的热稳定性：根据碳酸氢钠在270℃时会分解生成Na₂CO₃、H₂0和CO₂，而Na₂CO₃受热不易分解分析：设计如图1装置：小试管套装在带有支管的大试管中，整套装置气密性好，其他装置略去．
（1）为确保安全，防止冷水倒流炸裂试管，实验结束时，在熄灭酒精灯前必须完成的操作是：把A、B试管中的导管移出液面；
（2）现象与结论：根据碳酸氢钠在270℃时会分解生成Na₂CO₃、H₂0和CO₂，而Na₂CO₃受热不易分解，又装有碳酸氢钠的试管口生成较多的无色小液滴；判断试管A和试管B中澄清石灰水只有 A中变浑浊，碳酸氢钠分解的化学反应方程式为：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂ O+CO₂↑．
（3）反思与讨论：加热大试管时，碳酸钠的受热温度会高于碳酸氢钠．这能准确地说明“在受热条件下，碳酸钠比碳酸氢钠稳定”这一结论；因为碳酸钠受热的温度更高却没分解，说明受热条件下碳酸钠比碳酸氢钠稳定；
比较与盐酸反应生成相同体积二氧化碳气体的快慢：根据图表信息，
（1）已知二氧化碳不溶于该油层，图2Ⅱ装置中油层的作用是：防止部分的二氧化碳溶于水，造成实验误差
（2）设：消耗碳酸钠的质量为b，消耗碳酸氢钠的质 量为a
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂ O+CO₂↑      NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂ O+CO₂↑  
106                  44            84                  44
 b                   4.4g          a                   4.4g
$\frac{106}{b}$=$\frac{44}{4.4g}$                                  $\frac{84}{a}$=$\frac{44}{4.4g}$
b=10.6g                                      a=8.4g
（3）结论：根据以上信息，在相同的条件下，生成相同体积的二氧化碳，碳酸氢钠与盐酸反应比碳酸钠与盐酸反应快；
（4）反思与讨论：实验中“取碳酸氢钠a克、碳酸钠b克”的目的是生成相同体积的二氧化碳．
故本题答案为：
【实验探究】
比较两种物质的溶解性：碳酸钠完全溶解，碳酸氢钠部分溶解；
比较两种物质的酸碱性：蓝；pH；
比较两种物质的热稳定性：
（1）把A、B试管中的导管移出液面；
（2）现象与结论：A； 2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂ O+CO₂↑．
（3）反思与讨论：能；碳酸钠受热的温度更高却没分解，说明受热条件下碳酸钠比碳酸氢钠稳定；
比较与盐酸反应生成相同体积二氧化碳气体的快慢：
（1）防止部分的二氧化碳溶于水，造成实验误差；
（2）a=8.4g；b=10.6g；     
（3）结论：碳酸氢钠与盐酸反应比碳酸钠与盐酸反应快；
（4）反思与讨论：生成相同体积的二氧化碳．

点评 本题考查了Na₂CO₃和NaHCO₃的性质，完成此题，可以依据已有的知识进行．