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3mL、4 mol·L^－1稀鹽酸，將兩個各裝有0.3g 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： 　　　

HCO₃^－(aq)＋H⁺(aq)＝H₂O(l)＋CO₂(g)；  △H>0  

    CO₃^2－(aq)＋2H⁺(aq)＝H₂O(l)＋CO₂(g)；  △H<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	35mL水	2.5g NaHCO3固體	20℃	18.5℃
②	35mL水	3.2g Na2CO3固體	20℃	24.3℃
③	35mL稀鹽酸	含2.5g NaHCO3的飽和溶液32.5mL	20℃	19℃
④	35mL稀鹽酸	含3.2g Na2CO3的飽和溶液23.1 mL+10ml水	20℃	24.2℃
⑤	35mL稀鹽酸	2.5gNaHCO3固體	20℃	16.2℃
⑥	35mL稀鹽酸	3.2g 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

（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與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

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3mL4mol·L^－1鹽酸完全反應時，需二者的質量分別為：1.008g、0.636g，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。

同學僅通過感官的冷、熱得出“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”的結論是不正確的。因為NaHCO₃、Na₂CO₃固體與稀鹽酸反應的反應熱是通過NaHCO₃、Na₂CO₃固體溶解的熱效應和其飽和溶液與鹽酸反的應熱效應之和來計算的。

（2）該實驗是研究物質反應的熱量變化的，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。