Question

（1）某化學小組的同學在學習了NaHCO₃和Na₂CO₃的有關知識后，進行如下實驗：在兩支試管中分別加入3 mL 4 mol·L^-1稀鹽酸，將兩個各裝有0.3 g NaHCO₃或 Na₂CO₃粉末的小氣球分別套在兩支試管口。將氣球內的NaHCO₃或Na₂CO₃同時倒入試管中，觀察到現象如下：

①試管中（填產生沉淀或氣體及反應速率等相關現象）__________________________。

②盛_____________的試管中氣球變得更大，大小氣球（包含試管）體積之比約為（填最簡單整數比）_____________。

③甲同學用手觸摸試管，發現盛NaHCO₃粉末的試管變冷，而盛Na₂CO₃的試管溫度有升高。由此他得出：不管其狀態如何，NaHCO₃和HCl反應為吸熱反應，而Na₂CO₃和HCl反應為放熱反應。類似如中和熱，甲同學寫出了下列熱化學方程式：

(aq)+H⁺(aq)====H₂O(l)+CO₂(g)；ΔH＞0

(aq)+2H⁺(aq)====H₂O(l)+CO₂(g)；ΔH＜0

甲下結論的方法是否正確？_______________（填“正確”或“不正確”）。

（2）為研究是吸熱還是放熱反應，繼續進行了下列實驗（每次實驗各做3次平行實驗，取平均值）：

序號	試劑1	試劑2	混合前溫度	混合后最高或最低溫度
①	35 mL水	2.5 g NaHCO3固體	20 ℃	18.5 ℃
②	35 mL水	3.2 g Na2CO3固體	20 ℃	24.3 ℃
③	35 mL稀鹽酸	含2.5 g NaHCO3的飽和溶液32.5 mL	20 ℃	19 ℃
④	35 mL稀鹽酸	含3.2 g Na2CO3的飽和溶液23.1 mL+10 mL水	20 ℃	24.2 ℃
⑤	35 mL稀鹽酸	2.5 g NaHCO3固體	20 ℃	16.2 ℃
⑥	35 mL稀鹽酸	3.2 g Na2CO3固體	20 ℃	25.1 ℃

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型紙槽）、氣球、玻璃棒、燒杯、量筒、保溫瓶外，還需要的儀器名稱為___________和___________；通過上述實驗可得出五條結論：

a.NaHCO₃的溶解是___________（“吸熱”或“放熱”）過程；

b.Na₂CO₃的溶解是___________（“吸熱”或“放熱”）過程；

c.NaHCO₃的飽和溶液和鹽酸的反應是___________（“吸熱”或“放熱”）反應；

d.Na₂CO₃的飽和溶液和鹽酸的反應是___________（“吸熱”或“放熱”）反應；

e.NaHCO₃固體與稀鹽酸反應的反應熱是___________（填a→d的字母）的熱效應之和。

Answer 1

解析：（1）NaHCO₃和Na₂CO₃與稀鹽酸的反應，前者反應速率塊，故反應開始時，盛碳酸氫鈉的試管中放出氣泡快，產生的CO₂氣體多，氣球體積先變大。由關系式NaHCO₃—HCl—CO₂，Na₂CO₃—2HCl—CO₂可知，NaHCO₃、Na₂CO₃分別與3 mL 4 mol·L^-1鹽酸完全反應時，需二者的質量分別為：1.008 g、0.636 g，故均為0.3 g的NaHCO₃、Na₂CO₃不足，二者全反應掉。產生CO₂的體積比約為(0.3/84)∶(0.3/106)=53∶42。

（2）該實驗是研究物質反應熱量變化的，所以該研究報告的題目是《關于碳酸氫鈉與碳酸鈉與鹽酸反應熱效應的研究》。該實驗中所用的儀器有試管、藥匙、氣球、玻璃棒、燒杯、量筒、保溫瓶、溫度計、托盤天平等。通過分析上述表中的數據，知：NaHCO₃的溶解是吸熱過程；Na₂CO₃的溶解是放熱過程；NaHCO₃的飽和溶液和鹽酸的反應是吸熱反應；Na₂CO₃的飽和溶液和鹽酸的反應是放熱反應。NaHCO₃固體與稀鹽酸反應的反應熱是NaHCO₃的溶解和NaHCO₃的飽與溶液和鹽酸的反應二者的熱效應之和。

答案：（1）①碳酸氫鈉放出氣泡快  ②碳酸氫鈉53∶42  ③不正確

（2）①關于碳酸氫鈉與碳酸鈉和鹽酸反應熱效應的研究  ②溫度計  托盤天平  吸熱  放熱  吸熱  放熱  a、c