Question

【題目】某化學興趣小組對酸、堿、鹽的部分性質進行探究。

（探究一）氫氧化鈉與二氧化碳反應

甲同學設計實驗方案如圖1所示：

（1）圖1中的實驗現象為_____________，甲同學由此判斷氫氧化鈉和二氧化碳發(fā)生了反應。

（2）小組內其他同學認為甲同學方案不完善，理由是________________。并對實驗進行了改進，改進裝置如圖2所示：在A處放置適量干冰，B處裝入適量的濃NaOH溶液，量筒中加入足量的稀鹽酸，實驗過程中，觀察到量筒中有氣泡冒出，原因是______________。一段時間后，觀察到的現象是：①量筒中溶液倒吸入B中；②_________________，說明二氧化碳確實與氫氧化鈉發(fā)生了反應。

（探究二）氫氧化鈉和鹽酸發(fā)生中和反應時放出熱量

乙同學向一定量10﹪的氫氧化鈉溶液中滴加10﹪的鹽酸，滴加過程中溫度變化如下表：

加入鹽酸體積V/mL	2	4	6	8	10	12	14	16	18	20
混合溶液溫度T/℃	15.2	19.6	22.0	26.0	28.2	26.7	25.7	24.7	23.7	22.9

（3）反應的化學方程式為________________。

（4）根據表中數據分析混合溶液溫度變化的原因_______________。

（5）小組內其他同學提出“將10﹪的鹽酸直接滴入氫氧化鈉固體中也能得出相同結論”，你認為是否合理并說明理由_______________。

（6）丙同學將甲同學和乙同學實驗后的溶液混合，未發(fā)現明顯現象�，F將混合液中的氯化鈉進行提純，具體的操作為____________。

（探究三）碳酸鈉溶液與稀鹽酸的分步反應

（查閱資料）向碳酸鈉溶液中逐滴加入稀鹽酸的反應是分步反應，第一步反應生成碳酸氫鈉和氯化鈉，當碳酸鈉反應完后才發(fā)生第二步反應。

丁同學向106g質量分數為10﹪的碳酸鈉溶液中逐滴加入質量分數為3.65﹪的稀鹽酸，生成二氧化碳的質量變化如圖3所示（不考慮CO2的溶解）。

（7）A→Cspan>段發(fā)生反應的化學方程式為________________。

（8）若B點橫坐標為150，則其縱坐標為______________。

Answer 1

【答案】試管內液面上升 CO2溶于水且與水反應，也會出現試管內液面上升現象 干冰升華，產生大量氣體 有氣泡產生 HCl+NaOH=NaCl+H2O 氫氧化鈉與稀鹽酸反應放熱，使混合溶液溫度逐漸升高；反應結束后，繼續(xù)滴加鹽酸，過量鹽酸起冷卻降溫作用，同時熱量散失，使混合溶液溫度下降 不合理，氫氧化鈉固體溶于水也會放熱 向溶液中滴加過量稀鹽酸至不再產生氣體，蒸發(fā)結晶 NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ 2.2

【解析】

（1）圖1中二氧化碳與氫氧化鈉反應，試管中的氣體減少，壓強減小，大氣壓大于試管中的壓強，所以會看到試管中的液面上升。故填：試管內液面上升。

（2）小組內其他同學認為甲同學方案不完善，因為二氧化碳能溶于水且與水反應，也會使試管中的壓強減小。也會看到試管中的液面上升；改進裝置如圖2中，A處放置適量干冰，干冰在常溫下會升華為大量的二氧化碳氣體，所以量筒中有氣泡冒出；二氧化碳會與氫氧化鈉反應而被吸收，所以一段時間后，圖2中左側Y型管內的壓強減小，大氣壓會將稀鹽酸壓入Y形管中；鹽酸進入Y形管后，又與二氧化碳和氫氧化鈉反應生成的碳酸鈉反應產生氣泡。所以會觀察到的現象是：①量筒中溶液倒吸入B中；②有氣泡產生，證明有生成物碳酸鈉存在，說明二氧化碳確實與氫氧化鈉發(fā)生了反應。

故填：CO2溶于水且與水反應，也會出現試管內液面上升現象；干冰升華，產生大量氣體；有氣泡產生。

（3）乙同學向一定量10﹪的氫氧化鈉溶液中滴加10﹪的鹽酸，鹽酸與氫氧化鈉發(fā)生反應生成氯化鈉和水，方程式為HCl+NaOH=NaCl+H2O。故填：HCl+NaOH=NaCl+H2O。

（4）根據表中數據，溫度先是逐漸上升，再逐漸降低，因為氫氧化鈉與鹽酸的反應屬于放熱反應，隨著反應進行放出熱量逐漸增多，溫度逐漸上升；反應結束后，繼續(xù)滴加的過量鹽酸起冷卻降溫作用，同時熱量散失，使混合溶液溫度逐漸下降。故填：氫氧化鈉與稀鹽酸反應放熱，使混合溶液溫度逐漸升高；反應結束后，繼續(xù)滴加鹽酸，過量鹽酸起冷卻降溫作用，同時熱量散失，使混合溶液溫度下降。

（5）將10﹪的鹽酸直接滴入氫氧化鈉固體中，氫氧化鈉固體會溶解在溶劑水中，該溶解過程放熱。故不合理。故填：不合理，氫氧化鈉固體溶于水也會放熱。

（6）甲同學實驗發(fā)生二氧化碳與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水，乙同學實驗發(fā)生HCl+NaOH=NaCl+H2O反應，生成氯化鈉和水，甲乙兩同學實驗后的溶液混合，沒有氣泡產生，說明混合液中沒有鹽酸，溶質一定有碳酸鈉、氯化鈉，可能有氫氧化鈉，要提純氯化鈉，只要除去過量的碳酸鈉和氫氧化鈉（如果含有）即可。碳酸鈉與鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳（跑走），氫氧化鈉與鹽酸反應生成氯化鈉和水。故加入過量稀鹽酸可以除去碳酸鈉和氫氧化鈉（如果含有），再經過蒸發(fā)結晶，過量鹽酸會揮發(fā)出去，得到的是純凈的氯化鈉固體。故填：向溶液中滴加過量稀鹽酸至不再產生氣體，蒸發(fā)結晶。

（7）根據資料，向碳酸鈉溶液中逐滴加入稀鹽酸的反應是分步反應，第一步反應生成碳酸氫鈉和氯化鈉，當碳酸鈉反應完后才發(fā)生第二步反應。根據圖像，原點至A點發(fā)生第一步反應，A→C段發(fā)生第二步反應，第二步反應的化學方程式為：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑。故填：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑。

（8）若B點橫坐標為150，根據圖像，這150g鹽酸分別發(fā)生兩步反應。設第一步反應消耗鹽酸的溶質質量為x，第二步生成二氧化碳的質量為y（即B點的縱坐標）。

解得：x=3.65g

則第二步消耗的鹽酸質量為：

解得：y=2.2g

答：（略）。

即B點的縱坐標為2.2。