Question

10℃時，在燒杯中加入0.1mol/L的 NaHCO₃溶液400mL，加熱，測得該溶液的pH發生如下變化：

溫度（℃）	10	20	30	50	70
pH	8.3	8.4	8.5	8.9	9.4

（1）甲同學認為，該溶液的pH升高的原因是HCO₃^-的水解程度增大，故堿性增強，該反應的離子方程式為______；
（2）乙同學認為，溶液pH升高的原因是NaHCO₃受熱分解，生成了Na₂CO₃，并推斷Na₂CO₃的水解程度
______（填“大于”或“小于”）NaHCO₃；
（3）丙同學認為，要確定上述哪種說法合理，只要把加熱后的溶液冷卻到10℃后再測定溶液pH，若pH______8.3（填“＞”、“＜”或“=”），說明甲正確，若pH______8.3（填“＞”、“＜”或“=”），說明乙正確；
（4）丁同學設計如下實驗方案對甲、乙同學的解釋進行判斷：
實驗裝置如圖，加熱煮沸NaHCO₃溶液，發現試管A中產生沉淀，說明______（填“甲”或“乙”）推測正確；
（5）將一定體積0.1mol/L的 NaHCO₃溶液置于燒杯中加熱至微沸（溶液體積不變），測其pH為9.8；將燒杯冷卻至室溫，過一段時間（溶液體積不變）測得pH為10.1．據此資料可以判斷______（填“甲”或“乙”）推測正確，原因是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）水解是吸熱過程，升溫HCO₃^-的水解程度增大，故堿性增強，碳酸氫根離子水解生成碳酸和氫氧根離子；
（2）碳酸鈉是強堿弱酸鹽能水解，且碳酸鈉的水解程度大于碳酸氫鈉的水解程度；
（3）若加熱后碳酸氫鈉不分解，溶液仍然是碳酸氫鈉溶液，溫度不變溶液的pH值也不變；
（4）加熱碳酸氫鈉A試管氫氧化鈣出現沉淀，證明反應生成了二氧化碳氣體；
（5）依據冷卻到室溫溶液PH中的分析反應過程中生成了新的物質；碳酸鈉水解程度大于碳酸氫鈉，溶液減小增強；
解答：（1）碳酸氫鈉是強堿弱酸酸式鹽，能水解導致溶液呈堿性，水解方程式為：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；
故答案為：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；
（2）碳酸鈉是強堿弱酸鹽能水解，碳酸是二元弱酸，第一步電離程度遠遠大于第二步電離，所以碳酸根離子的第一步水解程度遠遠大于第二步水解程度，導致碳酸鈉的水解程度大于碳酸氫鈉的水解程度，
故答案為：大于；
（3）若加熱后碳酸氫鈉不分解，溶液仍然是碳酸氫鈉溶液，溫度不變溶液的PH值也不變，由此證明甲是正確的；PH＞8.3，溶液pH升高的原因是NaHCO₃受熱分解，生成了Na₂CO₃，說明乙正確；
故答案為：═，＞；            
（4）加熱煮沸NaHCO₃溶液，發現試管A中產生沉淀，說明加熱分解算錯了二氧化碳氣體，證明乙正確；
故答案為：乙；
（5）將一定體積0.1mol/L的 NaHCO₃溶液置于燒杯中加熱至微沸（溶液體積不變），測其pH為9.8；將燒杯冷卻至室溫，過一段時間（溶液體積不變）測得pH為10.1，溶液冷卻至室溫后pH大于8.4，說明此實驗過程中溶液有新物質生成；所以乙正確；
故答案為：乙；溶液冷卻至室溫后pH大于8.4，說明此實驗過程中溶液有新物質生成；
點評：本題碳酸氫鈉考查了碳酸氫鈉的性質，實驗探究物質性質的設計方案，反應產物的判斷，鹽類水解的分析應用，題目難度中等．