Question

19．小苏打（碳酸氢钠）在日常生活中有广泛的用途，工业上制取小苏打有多种方法，其中有一种是气相固碳法，其利用的原理是：Na₂CO₃+H₂O+CO₂=2NaHCO₃
资料1：NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O
资料2：碳酸钠和碳酸氢钠的溶解度表（一个标准大气压下）（部分）

温度/℃	0	15	20	30	40	50	60
碳酸氢钠溶解度/g	6.9	8.72	9.6	11.1	12.7	14.45	16.4
碳酸钠溶解度/g	7.7	13.25	21.8	39.7	48.8	47.3	46.4

学校实验小组验证反应原理，在室温为15℃时，同学们将10g氢氧化钠固体完全溶解溶于80g水中（见图1烧杯），而后匀速的通入二氧化碳气体．同时用传感器测定溶液的pH变化，同时用数据采集器记录并绘制图象如图2所示．

（1）图1所示实验中，用“分液漏斗”而不用“长颈漏斗”其原因是控制稀盐酸滴入速率，从而控制二氧化碳生成速率；
（2）通过图象分析，小苏打溶液是显碱性（填“酸性”、“中性”或“碱性”），图象中M点处发生的主要化学反应方程式为2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；
（3）为了确定M处溶液的成分，同学们进行如下实验：

实验步骤	加入试剂	实验现象	初步实验结论
①	加入 足量氯化钙溶液	有白色沉淀	有碳酸钠和氢氧化钠物质
②	滴入 酚酞试液	酚酞试液变红色

（4）实验过程中，同学们发现18min后溶液的pH基本不再变化，则此时烧杯中就可观察到的现象有出现白色不溶物．

Answer 1

分析 （1）分液漏斗能够控制液体药品的流量，从而可以控制反应速率；
（2）pH大于7的溶液显碱性；
氢氧化钠溶液中通入二氧化碳时，二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水；
（3）碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠；
氢氧化钠溶液显碱性，能使酚酞试液变红色；
（4）实验过程中，发现18min后溶液的pH基本不再变化，说明反应生成的碳酸氢钠溶液已经达到饱和状态．

解答 解：（1）图1所示实验中，用“分液漏斗”而不用“长颈漏斗”其原因是控制稀盐酸滴入速率，从而控制二氧化碳生成速率．
故填：控制稀盐酸滴入速率，从而控制二氧化碳生成速率．
（2）通过图象分析可知，随着反应进行，溶液pH始终等于7，说明小苏打溶液显碱性；
图象中M点处发生的主要化学反应是：二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式为：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O．
故填：碱性；2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O．
（3）为了确定M处溶液的成分，进行如下实验：①取M处少量溶液于试管中，加入足量氯化钙溶液，产生白色沉淀，说明溶液中含有碳酸钠；
②静置后向试管中滴加适量的酚酞试液，酚酞试液变红色，说明溶液中含有氢氧化钠，实验过程如下表所示：

实验步骤	加入试剂	实验现象	初步实验结论
①	加入足量氯化钙溶液	有白色沉淀	有碳酸钠和氢氧化钠
②	滴入酚酞试液	酚酞试液变红色

（4）实验过程中，发现18min后溶液的pH基本不再变化，说明反应生成的碳酸氢钠溶液已经达到饱和状态，碳酸氢钠不能继续溶解，则此时烧杯中就可观察到的现象有出现白色不溶物．
故填：出现白色不溶物．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．