Question

19．小蘇打（碳酸氫鈉）在日常生活中有廣泛的用途，工業(yè)上制取小蘇打有多種方法，其中有一種是氣相固碳法，其利用的原理是：Na₂CO₃+H₂O+CO₂=2NaHCO₃
資料1：NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O
資料2：碳酸鈉和碳酸氫鈉的溶解度表（一個標準大氣壓下）（部分）

溫度/℃	0	15	20	30	40	50	60
碳酸氫鈉溶解度/g	6.9	8.72	9.6	11.1	12.7	14.45	16.4
碳酸鈉溶解度/g	7.7	13.25	21.8	39.7	48.8	47.3	46.4

學校實驗小組驗證反應原理，在室溫為15℃時，同學們將10g氫氧化鈉固體完全溶解溶于80g水中（見圖1燒杯），而后勻速的通入二氧化碳氣體．同時用傳感器測定溶液的pH變化，同時用數據采集器記錄并繪制圖象如圖2所示．

（1）圖1所示實驗中，用“分液漏斗”而不用“長頸漏斗”其原因是控制稀鹽酸滴入速率，從而控制二氧化碳生成速率；
（2）通過圖象分析，小蘇打溶液是顯堿性（填“酸性”、“中性”或“堿性”），圖象中M點處發(fā)生的主要化學反應方程式為2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；
（3）為了確定M處溶液的成分，同學們進行如下實驗：

實驗步驟	加入試劑	實驗現象	初步實驗結論
①	加入 足量氯化鈣溶液	有白色沉淀	有碳酸鈉和氫氧化鈉物質
②	滴入 酚酞試液	酚酞試液變紅色

（4）實驗過程中，同學們發(fā)現18min后溶液的pH基本不再變化，則此時燒杯中就可觀察到的現象有出現白色不溶物．

Answer 1

分析 （1）分液漏斗能夠控制液體藥品的流量，從而可以控制反應速率；
（2）pH大于7的溶液顯堿性；
氫氧化鈉溶液中通入二氧化碳時，二氧化碳和氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水；
（3）碳酸鈉和氯化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉；
氫氧化鈉溶液顯堿性，能使酚酞試液變紅色；
（4）實驗過程中，發(fā)現18min后溶液的pH基本不再變化，說明反應生成的碳酸氫鈉溶液已經達到飽和狀態(tài)．

解答 解：（1）圖1所示實驗中，用“分液漏斗”而不用“長頸漏斗”其原因是控制稀鹽酸滴入速率，從而控制二氧化碳生成速率．
故填：控制稀鹽酸滴入速率，從而控制二氧化碳生成速率．
（2）通過圖象分析可知，隨著反應進行，溶液pH始終等于7，說明小蘇打溶液顯堿性；
圖象中M點處發(fā)生的主要化學反應是：二氧化碳和氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水，反應的化學方程式為：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O．
故填：堿性；2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O．
（3）為了確定M處溶液的成分，進行如下實驗：①取M處少量溶液于試管中，加入足量氯化鈣溶液，產生白色沉淀，說明溶液中含有碳酸鈉；
②靜置后向試管中滴加適量的酚酞試液，酚酞試液變紅色，說明溶液中含有氫氧化鈉，實驗過程如下表所示：

實驗步驟	加入試劑	實驗現象	初步實驗結論
①	加入足量氯化鈣溶液	有白色沉淀	有碳酸鈉和氫氧化鈉
②	滴入酚酞試液	酚酞試液變紅色

（4）實驗過程中，發(fā)現18min后溶液的pH基本不再變化，說明反應生成的碳酸氫鈉溶液已經達到飽和狀態(tài)，碳酸氫鈉不能繼續(xù)溶解，則此時燒杯中就可觀察到的現象有出現白色不溶物．
故填：出現白色不溶物．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．