Question

（1）高中教材中有這樣一個實驗：在兩支試管中分別加入3mL（足量）稀鹽酸，將兩個各裝有0.3g NaHCO₃或Na₂CO₃粉末的小氣球分別套在兩支試管口．（已知：Na₂CO₃與稀鹽酸時先發生：Na₂CO₃+HCl=NaCl+NaHCO₃，然后NaHCO₃發生：NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑）當將氣球內的NaHCO₃或Na₂CO₃粉末同時倒入試管中，觀察到現象如下：
①試管中（填產生沉淀或氣體及反應速率等相關現象）

裝有NaHCO₃溶液的氣球膨脹的較快

．
②盛

NaHCO₃溶液

的試管中氣球變得更大，大小氣球（包含試管）體積之比約為（填最簡整數比）

53：42

；
③等質量的兩種固體完全反應后生成氣體質量不等，但等質量的稀鹽酸完全反應后生成氣體質量相等，這個結論正確嗎？

正確

④綜上所述，在泡沫滅火器中常選用

NaHCO₃

來產生CO₂（選填NaHCO₃或Na₂CO₃）
（2）為研究是吸熱還是放熱反應，繼續進行了下列實驗（每個實驗各做3次，取平均值）：

序號	試劑1	試劑2	混合前溫度	混合后最高或最低溫度
①	35mL水	2.5gNaHCO3固體	20℃	18.5℃
②	35mL水	2.5g Na2CO3固體	20℃	24.3℃
③	35mL稀鹽酸	含2.5g NaHCO3的飽和溶液32.5mL	20℃	19℃
④	35mL稀鹽酸	含3.2g Na2CO3的飽和溶液23.1mL+10mL水	20℃	24.2℃
⑤	35mL稀鹽酸	2.5g NaHCO3固體	20℃	16.2℃
⑥	35mL稀鹽酸	2.5g Na2CO3固體	20℃	25.1℃

請你幫助填寫相關內容：
①該研究報告的題目是《

NaHCO₃、Na₂CO₃ 和鹽酸反應過程中熱效應的研究

》
②該實驗中所用的儀器除試管、藥匙（或V型紙槽）、氣球、玻璃棒、燒杯、量筒、保溫瓶外，還需要的儀器名稱為

溫度計

和

天平

；通過上述實驗可得出四條結論：
a：NaHCO₃ 的溶解是

吸熱

（吸熱或放熱）過程；
b：Na₂CO₃ 溶解是

放熱

（吸熱或放熱）過程；
c：NaHCO₃的飽和溶液和鹽酸的反應是

吸熱

（吸熱或放熱）反應；
d：Na₂CO₃的飽和溶液和鹽酸的反應是

放熱

（吸熱或放熱）反應．

Answer 1

分析：（1）根據“鹽酸首先與碳酸鈉反應生成碳酸氫鈉，沒有二氧化碳產生，然后與碳酸氫鈉反應，生成二氧化碳”、質量守恒定律解答；
（2）①由該實驗的實驗步驟與實驗現象來推斷其實驗課題；
②根據NaHCO₃、Na₂CO₃的分別溶于水的溫度變化來判斷它們溶于水時是吸熱反應還是放熱反應；根據NaHCO₃、Na₂CO₃的分別與鹽酸反應的溫度變化來判斷它們溶于水時是吸熱反應還是放熱反應．

解答：解：（1）①因為“鹽酸首先與碳酸鈉反應生成碳酸氫鈉，沒有二氧化碳產生，然后與碳酸氫鈉反應，生成二氧化碳”，所以，裝有NaHCO₃溶液的試管中很快產生氣泡，而裝有Na₂CO₃溶液的試管中開始沒有氣泡產生，但隨著滴入稀鹽酸的量增加，才會產生氣泡；
故答案是：裝有NaHCO₃溶液的氣球膨脹的較快；
②鹽酸與碳酸鈉反應的化學方程式為：Na₂CO₃+HCl=NaCl+NaHCO₃，
鹽酸與碳酸氫鈉反應的化學方程為：NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑，
根據二者與鹽酸反應的化學方程式可知，Na₂CO₃的相對分子質量比的大NaHCO₃的大，故相同質量的Na₂CO₃與NaHCO₃中，NaHCO₃含有的分子多一些，即NaHCO₃與鹽酸反應生成的CO₂氣體多一些．
NaHCO₃ ～CO₂，
1mol          1mol

0.3g

84g/moL

，

0.3g

84g/moL

，
Na₂CO₃ ～CO₂，
1mol          1mol

0.3g

106g/moL

，

0.3g

106g/moL

則0.3gNaHCO₃或Na₂CO₃粉末與足量鹽酸發生反應產生的氣體體積之比為：

0.3g

84g/moL

：

0.3g

106g/moL

=53：42；
故答案是：NaHCO₃溶液；53：42；
③等質量是稀鹽酸與NaHCO₃或Na₂CO₃粉末完全反應后，根據碳元素質量守恒定律知，它們所產生的二氧化碳的質量相等；
故答案是：正確；
④選用滅火器時，應該是第一時間需要二氧化碳來滅火，所以應該選擇能夠迅速產生大量CO₂的碳酸氫鈉；
故答案是：NaHCO₃；
（2）①根據本實驗的數據與實驗結論知，該實驗的課題是《NaHCO₃、Na₂CO₃ 和鹽酸反應過程中熱效應的研究》；
故答案是：NaHCO₃、Na₂CO₃ 和鹽酸反應過程中熱效應的研究；
②由圖表知，該實驗中缺少測量溫度和測量固體質量的儀器；
從圖表的數據知，當NaHCO₃溶于水后，混合溶液的溫度升高；當NaHCO₃與鹽酸反應后，混合溶液的溫度升高；當Na₂CO₃溶于水后，混合溶液的溫度降低；當Na₂CO₃與鹽酸反應后，混合溶液的溫度降低；
故答案是：溫度計；天平；吸熱；放熱；吸熱；放熱．

點評：本題考查了碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學性質，結合課本基礎知識，學生學會結合題中圖表信息綜合分析問題、解決問題的能力．