Question

某學生在0.1mol/LNaHCO₃溶液中滴加酚酞溶液1滴，整個溶液幾乎沒有什么變化，但溶液加熱后，顯明顯淡紅色，加熱較長時間后冷卻，紅色不褪去．該學生為了了解該過程的原因，進行了下列探究過程：
[實驗探究]
實驗1：加熱0.1mol/LNaHCO₃溶液，測得溶液pH變化如下表

溫度（℃）	10	20	30	50	70	80	100
pH	8.3	8.4	8.5	8.9	9.4	9.6	10.1

實驗2：10℃時，在燒杯中加入0.1mol/LNaHCO₃溶液200mL，測得該溶液pH=8.3，加熱到100℃，測得pH=10.2，恢復到10℃，pH=9.8．
實驗3：加熱0.1mol/LNaHCO₃溶液，將產生的氣體通入澄清石灰水，溶液變渾濁．
實驗4：
①配制0.1mol/LNaHCO₃溶液和0.1mol/LNa₂CO₃溶液各200mL，10℃時，分別測得NaHCO₃溶液pH=8.3，Na₂CO₃溶液pH=11.5．
②加熱蒸發0.1mol/L NaHCO₃溶液200mL，至溶液體積100mL，停止加熱，加水至200mL，冷卻至原溫度，測得溶液pH=9.8．
③將0.1mol/L NaHCO₃溶液200mL敞口放置三天，再加水至200mL，測得溶液pH=10.1．
請根據上述實驗回答下列問題：
（1）用離子方程式表示0.1mol/LNaHCO₃溶液中存在的平衡（除水電離平衡外）______、______．這兩個平衡以______為主，理由是______．
（2）實驗3得到的結論是______．
（3）結合實驗2、3分析，加熱0.1mol/LNaHCO₃溶液，pH增大的原因可能是______、______、______．
（4）實驗4①得到的結論是______．
（5）實驗4②“加水至200mL”的目的是______．
實驗4③可以得到的結論是______．
（6）要確定NaHCO₃溶液加熱后pH增大的主要原因還需要解決的問題是______．

Answer 1

解：（1）0.1mol/LNaHCO₃溶液中存在HCO₃^-的電離平衡HCO₃^-?CO₃^2-+H⁺，水解平衡HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，溶液呈堿性，水解程度大于電離程度，
故答案為：HCO₃^-?CO₃^2-+H⁺、HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；水解平衡；溶液顯堿性；
（2）產生的氣體通入澄清石灰水，溶液變渾濁，該氣體為二氧化碳，說明加熱0.1mol/LNaHCO₃溶液，NaHCO₃發生分解反應，產生二氧化碳，
故答案為：加熱0.1mol/LNaHCO₃溶液，NaHCO₃發生分解反應，產生二氧化碳；
（3）由實驗2、3可知，加熱后溶液堿性增強，pH增大的原因可能是：加熱水分蒸發，NaHCO₃濃度增大，堿性增強；溫度升高促進HCO₃^-的水解，溶液堿性增強；NaHCO₃發生分解生成碳酸鈉，溶液堿性增強；
故答案為：水分蒸發，NaHCO₃發生分解反應，NaHCO₃水解平衡被促進；
（4）相同溫度下，相同濃度的NaHCO₃溶液和Na₂CO₃溶液，Na₂CO₃溶液的堿性更強，說明Na₂CO₃的水解能力更大，
故答案為：相同溫度下，Na₂CO₃的水解能力和溶液堿性大于NaHCO₃；
（5）排除因水分蒸發導致pH增大的因素；
放置0.1mol/LNaHCO₃溶液，溶液堿性增強，應是生成水解能力更強的Na₂CO₃；
故答案為：排除因水分蒸發導致pH增大的因素；NaHCO₃常溫下即可發生分解反應；
（6）確定NaHCO₃溶液加熱后pH增大的主要原因還需要解決：NaHCO₃發生分解生成碳酸鈉？還是水解平衡向右移動？還是兩者皆有，
故答案為：NaHCO₃發生分解生成碳酸鈉？還是水解平衡向右移動？還是兩者皆有．
分析：（1）0.1mol/LNaHCO₃溶液中存在HCO₃^-的電離平衡與水解平衡，溶液呈堿性，水解程度大于電離程度；
（2）產生的氣體通入澄清石灰水，溶液變渾濁，該氣體為二氧化碳，說明加熱NaHCO₃發生分解反應生成二氧化碳；
（3）由實驗2、3可知，加熱后溶液堿性增強，加熱水分蒸發，NaHCO₃濃度增大，堿性增強；溫度升高促進HCO₃^-的水解，溶液堿性增強；NaHCO₃發生分解生成碳酸鈉，溶液堿性增強；
（4）相同溫度下，相同濃度的NaHCO₃溶液和Na₂CO₃溶液，Na₂CO₃溶液的堿性更強，說明Na₂CO₃的水解能力更大；
（5）排除因水分蒸發導致pH增大的因素；
放置0.1mol/LNaHCO₃溶液，溶液堿性增強，應是生成水解能力更強的Na₂CO₃；
（6）確定NaHCO₃溶液加熱后pH增大的主要原因還需要解決：NaHCO₃發生分解生成碳酸鈉？還是水解平衡向右移動？還是兩者皆有．
點評：本題考查物質性質探究實驗、鈉化合物性質、鹽類水解等，是對基礎知識的綜合利用，難度較大．