Question

13．實驗活動開放日，同學(xué)們帶著對Na₂CO₃、NaHCO₃兩種鹽的性質(zhì)的探究課題進入實驗室：
【實驗一】

實驗裝置	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
	實驗Ⅰ、Ⅱ中均觀察到：白色固體逐漸減少，有氣泡產(chǎn)生；澄清石灰水變渾濁	Na2CO3和NaHCO3都能與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生CO2；NaHCO3與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑

在實驗過程中同學(xué)們用手觸摸試管，發(fā)現(xiàn)盛Na₂CO₃的試管變熱，盛NaHCO₃的試管變冷．
【提出問題】兩個實驗過程中，溫度變化的原因是什么？
【猜想與假設(shè)】甲同學(xué)認為：Na₂CO₃和鹽酸反應(yīng)為放熱反應(yīng)，而NaHCO₃和鹽酸反應(yīng)為吸熱反應(yīng)．乙同學(xué)認為甲的猜想有不足之處．
【設(shè)計實驗】乙同學(xué)實驗步驟如下：
①分別向盛有0.5g Na₂CO₃固體、0.5g NaHCO₃固體的燒杯中加入10mL水（20℃），攪拌，測量溫度t₁；
②靜置一段時間后，測量溫度t₂；
③分別加入10mL 密度為1.1g/mL 20%的鹽酸（20℃），攪拌，測量溫度t₃．
【實驗記錄】多次實驗后取平均值記錄如表：

	t1/℃	t2/℃	t3/℃
Na2CO3	23.3	20.0	23.7
NaHCO3	18.5	20.0	20.8

【分析與結(jié)論】
（1）通過步驟①可得出甲同學(xué)猜想的不足之處是沒有考慮固體溶解時的溫度變化；
（2）通過步驟②和③得到的結(jié)論是：Na₂CO₃和NaHCO₃與鹽酸反應(yīng)都是放熱反應(yīng)．
【反思與評價】
老師指出乙的設(shè)計仍存在不足，并補充做如下實驗：向盛有10mL水（20℃）的燒杯中加入10mL密度為1.1g/mL20%的鹽酸（20℃），攪拌，測得溫度為22.2℃．
結(jié)合此次探究活動，你認為下列說法不正確的是B（填序號）；
A．鹽酸的稀釋過程是放熱過程
B．NaHCO₃與鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)
C．實驗Ⅰ和Ⅱ中的能量變化與化學(xué)反應(yīng)、物質(zhì)的溶解和稀釋有關(guān)
【實驗二】
同學(xué)們實驗中無意將NaOH溶液與NaHCO₃溶液混合，發(fā)現(xiàn)溶液中無明顯現(xiàn)象，遂產(chǎn)生疑問：兩種物質(zhì)是否發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)？在老師的幫助下，他們通過以下探究過程證明NaHCO₃溶液與NaOH溶液發(fā)生了反應(yīng)．
（1）實驗準(zhǔn)備
①查閱資料：NaHCO₃+NaOH═Na₂CO₃+H₂O
②取一定溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的NaHCO₃、NaOH和Na₂CO₃三種溶液進行如下實驗，為設(shè)計實驗方案提供參考．

	NaHCO3溶液	NaOH溶液	Na2CO3溶液
加入澄清石灰水	溶液變渾濁	無明顯變化	現(xiàn)象Ⅰ
加入CaCl2溶液	無明顯變化	溶液變渾濁	溶液變渾濁
加熱溶液至沸騰，將氣體通入澄清石灰水	澄清石灰水變渾濁	澄清石灰水無明顯變化	澄清石灰水無明顯變化

表中的現(xiàn)象Ⅰ對應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH．
（2）實驗過程
【實驗1】證明NaOH與NaHCO₃反應(yīng)生成了Na₂CO₃

同學(xué)們選用上表實驗中的藥品，設(shè)計了如圖所示實驗，先在NaHCO₃溶液中加入A溶液，無明顯現(xiàn)象；再滴入一定量的NaOH溶液，溶液變渾濁，則A溶液是CaCl₂．
有同學(xué)提出這個實驗還不足以證明有Na₂CO₃生成，其理由是CaCl₂和NaOH反應(yīng)生成Ca（OH）₂，氫氧化鈣是微溶物，在溶液中也產(chǎn)生沉淀．若要證明有Na₂CO₃生成，需要繼續(xù)進行的實驗操作是取少量反應(yīng)后的濾渣加入足量的稀鹽酸，若產(chǎn)生無色氣體證明有Na₂CO₃生成，反之則沒有．（寫出實驗操作、現(xiàn)象、結(jié)論）．
【實驗2】證明NaOH與NaHCO₃反應(yīng)后NaHCO₃不存在
同學(xué)們參考上表中的實驗，設(shè)計了一個實驗，雖然沒有觀察到明顯的實驗現(xiàn)象，但可以證明反應(yīng)發(fā)生了，該實驗方案是取少量反應(yīng)后的溶液加熱至沸騰，將氣體通入澄清石灰水，若澄清石灰水變渾濁，證明有NaHCO₃存在，反之則沒有（寫出實驗操作、現(xiàn)象、結(jié)論）．
（3）實驗反思
通過實驗1和實驗2對比，對于沒有明顯現(xiàn)象的化學(xué)反應(yīng)，可從兩個不同的角度證明反應(yīng)的發(fā)生，這兩個角度分別是一是可以通過檢驗反應(yīng)物證明反應(yīng)發(fā)生；二是可以通過檢驗產(chǎn)物證明反應(yīng)發(fā)生．

Answer 1

分析 【實驗一】
根據(jù)已有的知識進行分析，碳酸鈉和碳酸氫鈉都能與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體；甲同學(xué)使用的是固體進行實驗，沒有考慮固體溶于水時的溫度變化；乙同學(xué)進行實驗時沒有考慮鹽酸稀釋過程中的溫度變化，據(jù)此解答．
【實驗二】
（1）②根據(jù)稀鹽酸和碳酸氫鈉反應(yīng)生成二氧化碳氣體及氫氧化鈣和碳酸鈉反應(yīng)生成氫氧化鈉和碳酸鈣進行解答；
（2）【實驗1】觀察圖表，根據(jù)碳酸氫鈉和氯化鈣反應(yīng)無明顯現(xiàn)象和氯化鈣與氫氧化鈉反應(yīng)生成不溶物進行解答；
【實驗2】根據(jù)碳酸氫鈉受熱分解生成二氧化碳氣體進行解答．
（3）根據(jù)一是可以通過檢驗反應(yīng)物證明反應(yīng)發(fā)生；二是可以通過檢驗產(chǎn)物證明反應(yīng)發(fā)生進行分析解答．

解答 解：碳酸鈉和碳酸氫鈉都能與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體，故會觀察到有氣泡產(chǎn)生，碳酸氫鈉能與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氯化鈉、水和二氧化碳，故填：

實驗裝置	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
	實驗Ⅰ、Ⅱ中均觀察到：白色固體逐漸減少，有氣泡冒出；澄清石灰水變渾濁	Na2CO3和NaHCO3都能與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生CO2；NaHCO3與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是 NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑

【分析與結(jié)論】（1）甲同學(xué)使用的是固體進行實驗，沒有考慮固體溶于水時的溫度變化；通過步驟①可以看出，碳酸鈉固體溶于水溫度升高，放出熱量，而碳酸氫鈉溶于水溫度減低，吸收熱量，
【反思與評價】（1）向盛有10mL水（20℃）的燒杯中加入10mL密度約為1.1g/mL 20%的鹽酸（20℃），攪拌，測量溫度為22.2℃，目的是探究鹽酸稀釋過程中溫度是否變化；
（2）A、鹽酸中加水稀釋，溫度升高，說明鹽酸稀釋過程中放出熱量，正確；
B、鹽酸和碳酸氫鈉反應(yīng)中溫度升高可能是鹽酸稀釋放出的熱量，錯誤；
C、實驗Ⅰ和Ⅱ中的能量變化與化學(xué)反應(yīng)、物質(zhì)的溶解和稀釋有關(guān)，正確；故填：B．
【實驗二】
（1）氫氧化鈣和碳酸鈉反應(yīng)生成氫氧化鈉和碳酸鈣，反應(yīng)的方程式為：Ca（OH）₂+Na₂CO₃=2NaOH+CaCO₃↓；
（2）【實驗1】由表知，碳酸氫鈉和氯化鈣反應(yīng)無明顯現(xiàn)象，加入氫氧化鈉，碳酸氫鈉與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉，碳酸鈉與氯化鈣反應(yīng)生成沉淀；又由表知，氯化鈣與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鈣，氫氧化鈣是微溶物，在溶液中也產(chǎn)生沉淀；為證明溶液中有生成的碳酸鈉，可以加入適量的稀鹽酸，如有氣泡產(chǎn)生，則有，否則無；故答案為：CaCl₂；CaCl₂ 和NaOH反應(yīng)生成Ca（OH）₂，氫氧化鈣是微溶物，在溶液中也產(chǎn)生沉淀；取少量反應(yīng)后濾渣加入足量的稀鹽酸，若產(chǎn)生無色氣體證明有Na₂CO₃生成，反之則沒有；
【實驗2】因為碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳，所以把反應(yīng)后的溶液加熱，用澄清的石灰水檢驗有沒有二氧化碳即可，故答案為：取少量反應(yīng)后的溶液加熱至沸騰，將氣體通入澄清石灰水，若澄清石灰水變渾濁，證明有：NaHCO₃存在，反之則沒有．
（3）實驗反思：通過實驗1和實驗2說明，對于沒有明顯現(xiàn)象的化學(xué)反應(yīng)，可以從兩個不同的角度證明反應(yīng)的發(fā)生，這兩個角度是一是可以通過檢驗反應(yīng)物證明反應(yīng)發(fā)生，二是可以通過檢驗產(chǎn)物證明反應(yīng)發(fā)生．
答案：
【實驗一】

實驗裝置	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
	有氣泡產(chǎn)生；	NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑．

【分析與結(jié)論】（1）沒有考慮固體溶解時的溫度變化．
【反思與評價】B．【實驗二】Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH．
（2）【實驗1】CaCl₂；CaCl₂和NaOH反應(yīng)生成Ca（OH）₂，氫氧化鈣是微溶物（表中給出）．取少量反應(yīng)后的濾渣加入足量的稀鹽酸，若產(chǎn)生無色氣體證明有Na₂CO₃生成，反之則沒有．
【實驗2】取少量反應(yīng)后的溶液加熱至沸騰，將氣體通入澄清石灰水，若澄清石灰水變渾濁，證明有NaHCO₃存在，反之則沒有．
（3）一是可以通過檢驗反應(yīng)物證明反應(yīng)發(fā)生；二是可以通過檢驗產(chǎn)物證明反應(yīng)發(fā)生．

點評 本題考查的是常見的物質(zhì)的性質(zhì)比較實驗，完成此題，可以依據(jù)已有的物質(zhì)的性質(zhì)以及題干提供的信息進行．本題屬于信息題的考查，能夠考查學(xué)生結(jié)合圖表分析問題解決問題的綜合能力，解題的關(guān)鍵是依據(jù)題目信息結(jié)合相關(guān)的知識加以分析．