Question

碳酸氢钠是一种在生产、生活实际中有着重要用途的化合物．某课外兴趣活动小组的同学进行了以下的实验活动．
（1）甲同学用如图所示的装置进行工业纯碱样品（含少量氯化钠等不与酸反应的杂质）中碳酸钠质量分数的测定．广口瓶中用碳酸氢钠饱和溶液而不用水．用饱和碳酸氢钠溶液的优点是

 

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（2）乙同学给10℃的NaHCO₃饱和溶液加热，测得该溶液的pH发生了如下的变化．请回答下列问题：

温度/℃	10	20	30	加热煮沸后，冷却至50℃
pH	8.3	8.4	8.5	8.8

①乙同学测定溶液的pH可选用

 

（填序号）．
A．广泛pH试纸 B．pH计（酸度计）C．酚酞溶液 D．甲基橙溶液
②乙同学认为产生上述现象的原因有两种可能．预测之一是：加热时NaHCO₃受热分解生成了Na₂CO₃；预测二是：

 

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③查阅资料发现：NaHCO₃的分解温度为150℃，由此判断，乙同学对第一种情况的预测是

 

 （填“正确”或“不正确”）．请你设计实验验证预测二是否正确

 

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（3）丙同学认为：在饱和的NaHCO₃溶液中，Na⁺、H⁺、HCO₃^-、CO₃^2-、OH^-的离子浓度存在等量关系．c（Na⁺）+c（H⁺）=

 

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Answer 1

考点：性质实验方案的设计,探究碳酸钠与碳酸氢钠的性质

专题：实验设计题

分析：（1）根据二氧化碳在碳酸氢钠饱和溶液的溶解性比在水中小分析；
（2）①根据PH值的具体数值选择；
②碳酸氢根离子水解生成碳酸和氢氧根离子，水解是吸热过程，升温HCO₃^-的水解程度增大，故碱性增强；
③常压下加热NaHCO₃的水溶液，溶液的温度达不到150℃；NaHCO₃为强碱弱酸盐，在溶液中发生：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，水解呈碱性，可利用再将热溶液冷却至30℃、20℃或10℃，看溶液的pH，从而判断预测二的正误；
（3）根据溶液中电荷守恒书写；

解答： 解：（1）因为二氧化碳在碳酸氢钠饱和溶液的溶解性比在水中小，所以用饱和碳酸氢钠溶液的优点是降低二氧化碳在水中的溶解性，减小误差，故答案为：降低二氧化碳在水中的溶解性，减小误差；
（2）①根据上表中的PH值，精确到了0.1，所以应该选：B，故答案为：B；
②因为碳酸氢根离子水解生成碳酸和氢氧根离子使溶液成碱性，又水解是吸热过程，升温HCO₃^-的水解程度增大，故碱性增强，故答案为：水解是吸热过程，升温HCO₃^-的水解程度增大；
③如NaHCO₃的分解温度为150℃，则乙的第一种情况的预测肯定不正确，原因是常压下加热NaHCO₃的水溶液，溶液的温度达不到150℃；在溶液中发生：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，水解呈碱性，可利用再将热溶液冷却至30℃、20℃或10℃，看溶液的pH，从而判断预测二的正误；
故答案为：不正确；可利用再将热溶液冷却至30℃、20℃或10℃，看溶液的pH是否减小，从而判断预测二的正误；
（3）在饱和的NaHCO₃溶液中，Na⁺、H⁺、HCO₃^-、CO₃^2-、OH^-的离子存在电荷守恒，即c（Na⁺）+c（H⁺）=C（HCO₃^-）+2C（CO₃^2-）+C（OH^-），故答案为：c（Na⁺）+c（H⁺）=C（HCO₃^-）+2C（CO₃^2-）+C（OH^-）；

点评：本实验将定性分析和定量考查进行了有效融合，可很好的考查分析或处理实验数据，得出合理结论以及知识迁移和再加工的能力．