Question

(1)  高中教材中有這樣一個實驗：在兩支試管中分別加入3 mL稀鹽酸(均足量)(只有濃度

小于1 mol·L^－1的稀鹽酸跟Na₂CO₃和NaHCO₃反應才能根據(jù)反應的劇烈程度區(qū)分開來，濃度較高則反應現(xiàn)象都是同樣的劇烈)，將兩個各裝有0.3 g NaHCO₃和Na₂CO₃粉末的小氣球分別套在兩支試管口上。將氣球內的NaHCO₃或Na₂CO₃同時倒入試管中，觀察到現(xiàn)象如下：

①試管中(填產生沉淀或氣體及反應速率等相關現(xiàn)象)_____________________________ ________________________________________________________________________

________________________________________________________________________；

②試管中氣球大小(包含試管)體積之比約為(填最簡單整數(shù)比)Ⅰ∶Ⅱ＝________；

③甲同學用手觸摸試管，發(fā)現(xiàn)盛NaHCO₃粉末的試管變涼，而盛Na₂CO₃粉末的試管溫度有升高。由此他得出：不管其狀態(tài)如何，NaHCO₃和HCl反應為吸熱反應，而Na₂CO₃和HCl反應為放熱反應。

甲得出的結論是否正確________(填“正確”或“不正確”)。

(2)為研究是吸熱反應還是放熱反應，繼續(xù)進行了下列實驗(每次實驗各做3次平行實驗，取平均值)：(注：每組固體全溶解且完全反應)

序號	試劑1	試劑2	混合前 溫度	混合后最高或 最低溫度
A	50 mL水	2.5 g NaHCO3固體	20℃	18.5℃
B	50 mL水	3.2 g Na2CO3固體	20℃	23.3℃
C	50 mL稀鹽酸	2.5 g NaHCO3固體	20℃	17.4℃
D	50 mL稀鹽酸	3.2 g Na2CO3固體	20℃	24.4℃

請你幫助填寫相關內容：

①     該研究報告的題目是_________________________________________________

________________________________________________________________________；

②該實驗中所用的儀器除試管、藥匙(或V形紙槽)、氣球、下端帶環(huán)狀玻璃棒、燒杯、量筒、保溫瓶外，還需要的儀器名稱為______________和________________；

③通過上述實驗可得出兩條結論：

a．Na₂CO₃溶液和鹽酸的反應是______(吸熱或放熱)反應；

b．NaHCO₃溶液和鹽酸的反應是______(吸熱或放熱)反應。

答案　(1)①兩支試管中都產生大量氣泡，但盛NaHCO₃的試管中反應速率要快得多

②42∶53

③不正確

(2)①《NaHCO₃、Na₂CO₃和鹽酸反應過程中熱效應的研究》

②托盤天平　溫度計

③a.放熱　b．吸熱

Answer 1

解析　(1)①Na₂CO₃、NaHCO₃與酸反應在同一條件下速率不同，NaHCO₃反應速率更快。②等質量時NaHCO₃放出CO₂更多。③甲的操作方法不正確，NaHCO₃反應激烈，產生CO₂速度快，帶出的熱量快，僅根據(jù)手感來確定是不科學的。另外，結論也不正確，反應熱與物質的狀態(tài)有關。

(2)①研究報告的題目是根據(jù)探究的目的來定的，因此要分析整個實驗，弄清實驗目的，然后才能確定探究的課題。

②儀器的選擇是由實驗原理、設計出的實驗方案或裝置確定的。③Na₂CO₃、NaHCO₃固體與鹽酸反應的熱效應由固體溶解和形成的溶液與鹽酸反應的熱效應兩個部分組成。

NaHCO₃(s)===Na^＋(aq)＋HCO(aq)　ΔH₁>0

HCO(aq)＋H^＋(aq)===H₂O(l)＋CO₂(g)

ΔH₂>0

NaHCO₃(s)＋H^＋(aq)===Na^＋(aq)＋H₂O(l)＋CO₂(g)　ΔH₃>0

NaHCO₃溶解是吸熱過程，HCO(aq)和H^＋(aq)的反應是吸熱反應，NaHCO₃(s)和鹽酸反應的反應熱近似等于ΔH₁和ΔH₂之和(因為還需加上NaHCO₃的飽和溶液稀釋成無限稀溶液所吸收的熱量)，降溫更明顯；

Na₂CO₃(s)===2Na^＋(aq)＋CO(aq)　ΔH₄<0

CO(aq)＋2H^＋(aq)===H₂O(l)＋CO₂(g)　ΔH₅<0

Na₂CO₃(s)＋2H^＋(aq)===2Na^＋(aq)＋H₂O(l)＋CO₂(g)　ΔH₆<0

Na₂CO₃的溶解是放熱過程，CO(aq)和H^＋(aq)的反應是放熱反應，Na₂CO₃(s)和鹽酸反應的反應熱近似等于ΔH₄和ΔH₅之和(因為還需加上Na₂CO₃的飽和溶液稀釋成無限稀溶液所放出的熱量)，升溫更明顯。

由于NaHCO₃固體溶解過程吸收的熱量(ΔH₁)小于NaHCO₃固體與鹽酸反應吸收的熱量(ΔH₃)，即ΔH₁<ΔH₃，而(近似于)ΔH₃＝ΔH₁＋ΔH₂，即所得到ΔH₂>0，所以說明鹽酸與NaHCO₃溶液反應為吸熱反應。同理Na₂CO₃的溶液和鹽酸的反應是放熱反應。