Question

某校興趣小組對碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質進行進一步研究，請你參與并完成相關問題．
【資料查閱】．
（1）20℃時，碳酸鈉、碳酸氫鈉的溶解度分別為21.3g和9.6g．
（2）碳酸氫鈉在270℃時會分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳，而碳酸鈉受熱不易分解．
【實驗探究】
【實驗一】比較兩種物質的溶解性
　　 20℃時，取2只燒杯，均加入50g水，分別加入5g碳酸鈉和碳酸氫鈉，充分攪拌后靜置，則觀察到的現象是：________．
【實驗二】比較兩種物質的酸堿性：
　 取2只試管，分別取實驗一中的少量碳酸鈉和碳酸氫鈉溶液，滴加紫色石蕊試液，均顯________色，說明溶液都是堿性的．要比較二者的堿性強弱，可以分別測溶液的________．
【實驗三】比較兩種物質的熱穩定性：
　　 設計如圖裝置：小試管套裝在帶有支管的大試管中，整套裝置氣密性好，其他裝置略去．

（1）為確保安全，實驗結束時，在熄滅酒精燈前必須完成的操作是把________．
（2）現象與結論：裝有碳酸氫鈉的試管口生成較多的無色小液滴；試管A和試管B中澄清石灰水只有________（填“A”或“B”）中變渾濁，該反應的化學反應方程式為________．結論：在受熱條件下，碳酸鈉比碳酸氫鈉穩定．
（3）反思與討論：
加熱大試管時，碳酸鈉的受熱溫度會高于碳酸氫鈉．這能否準確地說明“在受熱條件下，碳酸鈉比碳酸氫鈉穩定”這一結論？________（填“能”或“否”），理由是________．
【實驗四】比較與鹽酸反應生成相同體積二氧化碳氣體的快慢
取碳酸氫鈉a克放入如圖Ⅰ裝置的錐形瓶中，取碳酸鈉b克放入另一相同裝置的錐形瓶中，分別加入相同質量、相同濃度的鹽酸（足量）．相同的條件下，分別通過圖Ⅱ裝置測量出生成氣體的體積，經過轉換處理，得到時間-質量關系曲線如圖Ⅲ所示．

（1）已知二氧化碳不溶于該油層，圖Ⅱ裝置中油層的作用是________
（2）數據分析：根據圖Ⅲ數據，計算a和b的質量
（3）結論：在相同的條件下，生成相同體積的二氧化碳，________．
（4）反思與討論：實驗中“取碳酸氫鈉a克、碳酸鈉b克”的目的是________．

Answer 1

解：〖實驗一〗20℃時，碳酸鈉、碳酸氫鈉的溶解度分別為21.3g和9.6g，20℃時，取2只燒杯，均加入50g水，分別加入5g碳酸鈉和碳酸氫鈉，5g碳酸鈉全部溶解，而碳酸氫鈉只能溶解4.8g，不能全部溶解，故填：碳酸鈉完全溶解，碳酸氫鈉部分溶解；
〖實驗二〗碳酸鈉和碳酸氫鈉的水溶液呈堿性，能使石蕊試液變藍，要比較二者的堿性強弱，可以分別測溶液的pH，故填：藍，pH；
〖實驗三〗（1）實驗結束時，在熄滅酒精燈前必須完成的操作是把A、B試管中的導管移出液面，防止水倒流引起試管破裂，故填：A、B試管中的導管移出液面；
（2）碳酸鈉受熱不分解，而碳酸氫鈉受熱能分解生成二氧化碳，故A試管中的石灰水變渾濁，二氧化碳與氫氧化鈣反應能生成碳酸鈣和水，故填：A，CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
（3）碳酸鈉受熱的溫度更高卻沒分解，說明受熱條件下碳酸鈉比碳酸氫鈉穩定，故填：能；碳酸鈉受熱的溫度更高卻沒分解，說明受熱條件下碳酸鈉比碳酸氫鈉穩定；
〖實驗四〗（1）二氧化碳能溶于水，油層能將二氧化碳與水隔絕，防止二氧化碳溶于水，造成實驗誤差，故填：防止部分的二氧化碳溶于水，造成實驗誤差；
（2）設：消耗碳酸鈉的質量為b，消耗碳酸氫鈉的質量為a
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂ O+CO₂↑ NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂ O+CO₂↑
106 44 84 44
b 4.4g a 4.4g

b=10.6g a=8.4g
（3）據圖可知，碳酸氫鈉與鹽酸反應生成二氧化碳的速率比碳酸鈉與鹽酸反應的速率大，故填：碳酸氫鈉與鹽酸反應比碳酸鈉與鹽酸反應快；
（4）實驗中“取碳酸氫鈉a克、碳酸鈉b克”的目的是生成相同體積的二氧化碳，故填：生成相同體積的二氧化碳．
分析：根據題干提供的信息結合物質的性質進行分析，根據碳酸鈉和碳酸氫鈉的溶解度確定溶解的現象；
碳酸鈉和碳酸氫鈉的溶液都呈堿性，確定溶液的酸堿度可以測定溶液的pH；
加熱試管結束時要先將導管從水中移出再熄滅酒精燈，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁；
根據加熱反應時的溫度，能確定物質的穩定性；
二氧化碳能溶于水，要收集二氧化碳，需要將二氧化碳與水隔絕，防止二氧化碳溶于水，根據坐標中提供的數據即可求得物質的質量．
點評：本題考查了碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質，完成此題，可以依據題干提供的信息結合已有的物質的性質進行．