Question

7．高中教材中有這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：在兩支試管中分別加入3mL稀鹽酸（均足量）（只有濃度小于1mol•L^-1的稀鹽酸跟Na₂CO₃和NaHCO₃反應(yīng)才能根據(jù)反應(yīng)的劇烈程度區(qū)分開來，濃度較高則反應(yīng)現(xiàn)象都是同樣的劇烈），將兩個(gè)各裝有0.3g NaHCO₃和Na₂CO₃粉末的小氣球分別套在兩支試管口上．將氣球內(nèi)的NaHCO3或NNa₂CO₃同時(shí)倒入試管中，觀察到現(xiàn)象如下：
①試管中（填產(chǎn)生沉淀或氣體及反應(yīng)速率等相關(guān)現(xiàn)象）兩支試管中都產(chǎn)生大量氣泡，但盛NaHCO₃的試管中反應(yīng)速率要快得多；
②試管中氣球大小（包含試管）體積之比約為（填最簡(jiǎn)單整數(shù)比）Ⅰ：Ⅱ=42：53；
③甲同學(xué)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(yīng)為吸熱反應(yīng)，而Na₂CO₃和HCl反應(yīng)為放熱反應(yīng)．
甲得出的結(jié)論是否正確不正確（填“正確”或“不正確”）．
為研究是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)，繼續(xù)進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)（每次實(shí)驗(yàn)各做3次平行實(shí)驗(yàn)，取平均值）：（注：每組固體全溶解且完全反應(yīng)）

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

請(qǐng)你幫助填寫相關(guān)內(nèi)容：
（1）該研究報(bào)告的題目是《NaHCO₃、Na₂CO₃和鹽酸反應(yīng)過程中熱效應(yīng)的研究》；
（2）該實(shí)驗(yàn)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托盤天平和溫度計(jì)；
（3）通過上述實(shí)驗(yàn)可得出兩條結(jié)論：
a．Na₂CO₃溶液和鹽酸的反應(yīng)是放熱（吸熱或放熱）反應(yīng)；
b．NaHCO₃溶液和鹽酸的反應(yīng)是吸熱（吸熱或放熱）反應(yīng)．

Answer 1

分析 ①NaHCO₃和Na₂CO₃與鹽酸反應(yīng)在同一條件下的速率不同，碳酸氫鈉反應(yīng)速率更快；
②根據(jù)碳酸鈉、碳酸氫鈉與二氧化碳的關(guān)系式計(jì)算大小氣球體積之比；
③物質(zhì)溶解吸熱，會(huì)使溫度降低；
（1）反應(yīng)前溫度相同，改變酸及固體的量，探究反應(yīng)中的熱效應(yīng)；
（2）測(cè)量溫度需要溫度計(jì)、稱量固體需要托盤天平；
（3）a．由實(shí)驗(yàn)B、D反應(yīng)中溶液溫度變化判斷碳酸鈉與鹽酸的反應(yīng)中能量變化；
b．由實(shí)驗(yàn)A、C中溫度變化判斷碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)的能量變化．

解答 解：①裝有NaHCO₃溶液的試管中很快產(chǎn)生氣泡，而裝有Na₂CO₃溶液的試管中開始沒有氣泡產(chǎn)生，但隨著滴入稀鹽酸的量增加，才會(huì)產(chǎn)生氣泡，
故答案是：兩支試管中都產(chǎn)生氣泡，但裝有NaHCO₃的試管中反應(yīng)速率快得多；
②鹽酸與碳酸鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na₂CO₃+HCl=NaCl+NaHCO₃，
鹽酸與碳酸氫鈉反應(yīng)的化學(xué)方程為：NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑，
根據(jù)二者與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式可知，Na₂CO₃的相對(duì)分子質(zhì)量比NaHCO₃的大，故相同質(zhì)量的Na₂CO₃與NaHCO₃中，NaHCO₃與鹽酸反應(yīng)生成的CO₂氣體多一些．
碳酸鈉、碳酸氫鈉與二氧化碳的關(guān)系式分別為：
Na₂CO₃ ～CO₂；      NaHCO₃ ～CO₂；
106g     22.4L      84g       22.4L
0.3g    0.063L      0.3g      0.08L
所以試管中氣球大�。ò�含試管）體積之比約為：Ⅰ：Ⅱ=0.063：0.08：=42：53，
故答案為：42：53；
③由于碳酸鈉、碳酸氫鈉溶解過程中會(huì)吸收熱量，且物質(zhì)的狀態(tài)影響放出能量大小，不能根據(jù)用手觸摸試管的冷熱判斷碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)的反應(yīng)熱情況，
故答案為：不正確；
（1）反應(yīng)前溫度相同，改變酸及固體的量，探究反應(yīng)中的熱效應(yīng)，則該研究報(bào)告的題目是碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)過程中熱效應(yīng)的探究，
故答案為：《碳酸鈉、碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)過程中熱效應(yīng)的探究》；
（2）稱量固體需要托盤天平、測(cè)量溫度需要溫度計(jì)，
故答案為：托盤天平；溫度計(jì)；
（3）a．由實(shí)驗(yàn)B、D可知，碳酸鈉與鹽酸的反應(yīng)后溶液的溫度升高，可知該反應(yīng)過程中放熱熱量，則碳酸鈉與鹽酸的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，
故答案為：放熱；
b．根據(jù)實(shí)驗(yàn)A、C可知，當(dāng)NaHCO₃與鹽酸反應(yīng)后，混合溶液的溫度降低，說明碳酸氫鈉與鹽酸的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，
故答案為：吸熱．

點(diǎn)評(píng) 本題以實(shí)驗(yàn)探究碳酸鈉、碳酸氫鈉的性質(zhì)及與酸反應(yīng)的熱效應(yīng)，題目難度中等，把握表格中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析為解答的關(guān)鍵，注意變量控制法的應(yīng)用．