题目内容
17．某研究小组为探究饱和NaHCO3溶液中是否还能溶解少量NaHCO3固体，设计并完成了下列实验．| 实验 编号 | 实验操作 | 现象或结论 |
| ① | 测饱和NaHCO3溶液的pH | pH为8.3 |
| ② | 向2mL Na2CO3溶液中加入MgCl2溶液 | 有白色沉淀生成 |
| ③ | 向2mL饱和NaHCO3溶液中加入MgCl2溶液 | 无明显现象 |
| ④ | 向20mL 饱和NaHCO3溶液中加入少量的NaHCO3固体，静置24小时 | 溶液中微小的气体缓慢地从底部固体逸出，最终固体全部溶解 |
碳酸的电离常数：H2CO3?HCO3-+H+ K1=4.3×10-7
HCO3-?CO32-+H+ K2=5.6×10-12
Mg（OH）2沉淀范围：pH 9.4～12.4
（1）用化学用语解释饱和NaHCO3溶液pH为8.3的原因：HCO3-+H2O?H2CO3+OH-．
（2）实验③中若用CaCl2溶液代替MgCl2溶液完成实验，会观察到白色沉淀．现象不同的原因是溶液中存在平衡HCO3-?CO32-+H+，Ksp（CaCO3）＜Ksp（MgCO3），说明Ca2+结合CO32-能力比Mg2+强，所以可以得到CaCO3沉淀．
（3）为探究NaHCO3固体溶解的原理，取实验④反应后的溶液，检验其产物．
Ⅰ．收集反应产生的气体，发现气体能使澄清的石灰水变浑浊．
Ⅱ．测得反应后烧杯中溶液的pH为8.7．
Ⅲ．向反应后的溶液中滴加MgCl2溶液，有白色沉淀生成．
①步骤Ⅲ中白色沉淀是MgCO3．
②结合化学用语解释饱和NaHCO3溶液中固体溶解的原因体系中存在平衡：2HCO3-（aq）?CO32-（aq）+CO2↑+H2O（l）．由于CO2不断逸出，平衡正向移动，固体溶解．
③固体全部溶解后溶液pH升高的原因是反应生成了CO32-，由碳酸电离的常数可推出Na2CO3碱性大于NaHCO3，所以溶液pH升高．
（4）实验③的目的是验证检验饱和NaHCO3溶液中CO32-很少，不能与MgCl2溶液产生沉淀．
（5）根据上述实验得出的结论是饱和NaHCO3溶液中可以溶解少量的NaHCO3固体．
分析 （1）为强碱弱酸盐，水解呈碱性；
（2）已知Ksp（CaCO3）=4.96×10-9，Ksp（MgCO3）=6.82×10-6，易生成碳酸钙沉淀；
（3）①向反应后的溶液中滴加MgCl2溶液，有白色沉淀生成，生成沉淀为碳酸镁；
②饱和NaHCO3溶液中固体溶解，溶液中存在2HCO3-（aq）?CO32- （aq）+CO2↑+H2O （l），由于CO2不断逸出，可使平衡正向移动；
③生成CO32-，溶液碱性增强；
（4）实验③加入氯化镁，没有沉淀生成，可说明碳酸根离子浓度减小；
（5）由实验④可知饱和NaHCO3溶液还能溶解少量NaHCO3固体．
解答 解：（1）碳酸氢钠为强碱弱酸盐，水解呈碱性，离子方程式为HCO3-+H2O?H2CO3+OH-，故答案为：HCO3-+H2O?H2CO3+OH-；
（2）溶液中存在平衡HCO3-?CO32-+H+，已知Ksp（CaCO3）=4.96×10-9，Ksp（MgCO3）=6.82×10-6，Ksp（CaCO3）＜Ksp（MgCO3），说明Ca2+结合CO32-能力比Mg2+强，所以可以得到CaCO3沉淀，
故答案为：溶液中存在平衡HCO3-?CO32-+H+，Ksp（CaCO3）＜Ksp（MgCO3），说明Ca2+结合CO32-能力比Mg2+强，所以可以得到CaCO3沉淀；
（3）①向反应后的溶液中滴加MgCl2溶液，有白色沉淀生成，生成沉淀为碳酸镁，故答案为：MgCO3；
②饱和NaHCO3溶液中固体溶解，溶液中存在2HCO3-（aq）?CO32- （aq）+CO2↑+H2O （l），由于CO2不断逸出，可使平衡正向移动，
故答案为：体系中存在平衡：2HCO3-（aq）?CO32- （aq）+CO2↑+H2O （l）．由于CO2不断逸出，平衡正向移动，固体溶解；
③生成CO32-，水解程度大于碳酸氢根离子，溶液碱性增强，所以溶液pH升高，
故答案为：反应生成了CO32-，由碳酸电离的常数可推出Na2CO3碱性大于NaHCO3，所以溶液pH升高；
（4）实验③加入氯化镁，没有沉淀生成，可说明碳酸根离子浓度减小，不能与MgCl2溶液产生沉淀，
故答案为：验证检验饱和NaHCO3溶液中CO32-很少，不能与MgCl2溶液产生沉淀；
（5）由实验④可知饱和NaHCO3溶液还能溶解少量NaHCO3固体，故答案为：饱和NaHCO3溶液中可以溶解少量的NaHCO3固体．
点评 本题考查物质的含量的测定，为高频考点，侧重考查学生的分析能力和实验能力，注意把握物质的性质以及实验的原理，难度中等．
| A． | 2mol/L NaOH溶液 | B． | 2mol/LH2SO4溶液 | C． | 2mol/LMgSO4溶液 | D． | FeCl3溶液 |
| A． | CH3CH（OH）CH2COOH系统命名法命名3-羟基丁酸 | |
| B． | 四苯基乙烯（ ）中所有碳原子一定处于同一平面 | |
| C． | lmol  分别与足量的Na、NaOH溶液、NaHCO3溶液反应，消耗这三种物质的物质的量分别是3mol、4mol、1mol | |
| D． | 在一定条件下，苯与液溴、浓硝酸生成溴苯、硝基苯的反应都属于取代反应 |
【实验I】如图1，探究SO2催化氧化的反应：
（1）装置 A模拟工业生产中SO2催化氧化的反应，其化学方程式是2SO2+O2$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$2SO3．
（2）为检验反应后的气体成分，将上图装置依次连接的合理顺序为A、（按气流方向，用字母表示）DFBCE．
（3）能证明气体中有SO2的实验现象是B中品红溶液褪色，有SO3的实验现象是F中有白色沉淀．
【实验II】如图2，探究SO2与Fe（NO3）3，溶液的反应：
（4）X中滴加浓硫酸之前应进行的操作是打开弹簧夹，通入一段时间N2，再关闭弹簧夹，目的是排尽装置内的空气，排除O2的干扰．
（5）装置Y中产生了白色沉淀，其成分是BaSO4；该研究小组对产生白色沉淀的原因进行了假设：
假设1：在酸性条件下SO2与NO3-反应；
假设2：SO2与Fe3+反应；
假设3：SO2与Fe3+、NO3-都反应．
（6）某同学设计实验验证假设1，请帮他完成表中内容．
| 实验步骤 | 现象和结论 |
| ①测定Y中混合溶液的pH； ②配制与步骤①有相同pH的稀硝酸与BaCl2的混合液，并通入适量N2； ③将SO2通入步骤②中溶液． | 若出现白色沉淀则假设1成立，若不出现白色沉淀则假设1不成立． |
