Question

14．在两支试管中分别加入3mL稀盐酸（均足量），将两个各装有0.3g NaHCO₃和Na₂CO₃粉末的小气球分别套在两支试管口上．将气球内的NaHCO₃和Na₂CO₃同时倒入试管中．
（1）①Ⅰ试管和Ⅱ试管中分别发生反应的离子方程式：HCO₃^-+H⁺═CO₂↑+H₂O、CO₃^2-+2H⁺═CO₂↑+H₂O
②两支试管中的现象为两支试管中都产生气泡，但装有NaHCO₃的试管中反应速率快得多
③两试管中气球大小（不包含试管）体积之比约为Ⅰ：Ⅱ=42：53（填最简单整数比）
④甲同学用手触摸试管，发现盛NaHCO₃粉末的试管变冷，而盛Na₂CO₃粉末的试管温度有升高．由此他得出：不管其状态如何，NaHCO₃和HCl反应为吸热反应，而Na₂CO₃和HCl反应为放热反应．甲得出的结论是否正确不正确．（填“正确”或“不正确”）
（2）为研究是吸热还是放热反应，继续进行了下列实验（每次实验各做3次平行实验，取平均值）：

序号	试剂1	试剂2	混合前温度	混合后最高或最低温度
①	50mL水	2.5gNaHCO3固体	20℃	18.5℃
②	35mL水	3.2gNa2CO3固体	20℃	23.3℃
③	35mL稀盐酸	含2.5gNaHCO3的 饱和溶液15mL	20℃	18.8℃
④	50mL稀盐酸	含3.2gNa2CO3的 饱和溶液15mL	20℃	21.2℃
⑤	50mL稀盐酸	2.5gNaHCO3固体	20℃	17.4℃
⑥	50mL稀盐酸	3.2gNa2CO3固体	20℃	24.4℃

请你帮助填写相关内容：
该实验中所用的仪器除试管、药匙（或V形纸槽）、气球、环形玻璃搅拌棒、胶头滴管、烧杯、量筒、保温瓶外，还需要的仪器名称为温度计和托盘天平．
通过上述实验可得出三条结论：
a：NaHCO₃的溶解是吸热（吸热或放热）过程
b：Na₂CO₃的饱和溶液和盐酸的反应是放热（吸热或放热）反应；
C：NaHCO₃的饱和溶液和盐酸的反应是吸热（吸热或放热）反应．

Answer 1

分析 （1）①碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，据此书写；
②NaHCO₃和Na₂CO₃与盐酸反应在同一条件下的速率不同，碳酸氢钠反应速率更快；
③根据碳酸钠、碳酸氢钠与二氧化碳的关系式计算大小气球体积之比；
④物质溶解吸热，会使温度降低；
（2）由图表知，该实验中缺少测量温度和测量固体质量的仪器；
根据NaHCO₃、Na₂CO₃的分别溶于水的温度变化来判断它们溶于水时是吸热反应还是放热反应；根据NaHCO₃、Na₂CO₃的分别与盐酸反应的温度变化来判断它们溶于水时是吸热反应还是放热反应．

解答 解：（1）①碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，离子方程式为：HCO₃^-+H⁺═CO₂↑+H₂O，碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，离子方程式为：CO₃^2-+2H⁺═CO₂↑+H₂O，故答案为：HCO₃^-+H⁺═CO₂↑+H₂O；CO₃^2-+2H⁺═CO₂↑+H₂O；
②装有NaHCO₃溶液的试管中很快产生气泡，而装有Na₂CO₃溶液的试管中开始没有气泡产生，但随着滴入稀盐酸的量增加，才会产生气泡，
故答案是：两支试管中都产生气泡，但装有NaHCO₃的试管中反应速率快得多；
③盐酸与碳酸钠反应的化学方程式为：Na₂CO₃+HCl=NaCl+NaHCO₃，
盐酸与碳酸氢钠反应的化学方程为：NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑，
根据二者与盐酸反应的化学方程式可知，Na₂CO₃的相对分子质量比NaHCO₃的大，故相同质量的Na₂CO₃与NaHCO₃中，NaHCO₃与盐酸反应生成的CO₂气体多一些．
碳酸钠、碳酸氢钠与二氧化碳的关系式分别为：
Na₂CO₃----CO₂； NaHCO₃----CO₂；
106g 22.4L 84g 22.4L
0.3g 0.063L 0.3g 0.08L
所以试管中气球大小（包含试管）体积之比约为：Ⅰ：Ⅱ=0.063：0.08：=42：53，
故答案为：42：53；
④由于碳酸钠、碳酸氢钠溶解过程中会吸收热量，且物质的状态影响放出能量大小，不能根据用手触摸试管的冷热判断碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的反应热情况，
故答案为：不正确；
（2）测量温度需要温度计、称量固体需要托盘天平，
故答案为：温度计；托盘天平；
a．根据表中数据可知，当NaHCO₃溶于水后，混合溶液的温度降低，则NaHCO₃的溶解是为吸热过程，故答案为：吸热；
b．Na₂CO₃的饱和溶液和盐酸反应后，反应后混合液温度比碳酸钠与水反应后的温度更高，说明碳酸钠与盐酸的反应为放热反应，
故答案为：放热；
c．NaHCO₃的饱和溶液和盐酸反应后，反应后混合溶液的温度比碳酸氢钠与水反应后的温度更低，说明碳酸氢钠与盐酸反应为吸热反应，
故答案为：吸热．

点评 本题以实验探究考查碳酸钠、碳酸氢钠的性质及与酸反应的热效应，题目难度中等，把握表格中实验数据的分析为解答的关键，注意变量控制法的应用．