Question

碳酸氫鈉是一種在生產、生活實際中有著重要用途的化合物．某課外興趣活動小組的同學進行了以下的實驗活動．
（1）甲同學用如圖所示的裝置進行工業純堿樣品（含少量氯化鈉等不與酸反應的雜質）中碳酸鈉質量分數的測定．廣口瓶中用碳酸氫鈉飽和溶液而不用水．用飽和碳酸氫鈉溶液的優點是

 

．
（2）乙同學給10℃的NaHCO₃飽和溶液加熱，測得該溶液的pH發生了如下的變化．請回答下列問題：

溫度/℃	10	20	30	加熱煮沸后，冷卻至50℃
pH	8.3	8.4	8.5	8.8

①乙同學測定溶液的pH可選用

 

（填序號）．
A．廣泛pH試紙 B．pH計（酸度計）C．酚酞溶液 D．甲基橙溶液
②乙同學認為產生上述現象的原因有兩種可能．預測之一是：加熱時NaHCO₃受熱分解生成了Na₂CO₃；預測二是：

 

．
③查閱資料發現：NaHCO₃的分解溫度為150℃，由此判斷，乙同學對第一種情況的預測是

 

 （填“正確”或“不正確”）．請你設計實驗驗證預測二是否正確

 

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（3）丙同學認為：在飽和的NaHCO₃溶液中，Na⁺、H⁺、HCO₃^-、CO₃^2-、OH^-的離子濃度存在等量關系．c（Na⁺）+c（H⁺）=

 

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Answer 1

考點：性質實驗方案的設計,探究碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質

專題：實驗設計題

分析：（1）根據二氧化碳在碳酸氫鈉飽和溶液的溶解性比在水中小分析；
（2）①根據PH值的具體數值選擇；
②碳酸氫根離子水解生成碳酸和氫氧根離子，水解是吸熱過程，升溫HCO₃^-的水解程度增大，故堿性增強；
③常壓下加熱NaHCO₃的水溶液，溶液的溫度達不到150℃；NaHCO₃為強堿弱酸鹽，在溶液中發生：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，水解呈堿性，可利用再將熱溶液冷卻至30℃、20℃或10℃，看溶液的pH，從而判斷預測二的正誤；
（3）根據溶液中電荷守恒書寫；

解答： 解：（1）因為二氧化碳在碳酸氫鈉飽和溶液的溶解性比在水中小，所以用飽和碳酸氫鈉溶液的優點是降低二氧化碳在水中的溶解性，減小誤差，故答案為：降低二氧化碳在水中的溶解性，減小誤差；
（2）①根據上表中的PH值，精確到了0.1，所以應該選：B，故答案為：B；
②因為碳酸氫根離子水解生成碳酸和氫氧根離子使溶液成堿性，又水解是吸熱過程，升溫HCO₃^-的水解程度增大，故堿性增強，故答案為：水解是吸熱過程，升溫HCO₃^-的水解程度增大；
③如NaHCO₃的分解溫度為150℃，則乙的第一種情況的預測肯定不正確，原因是常壓下加熱NaHCO₃的水溶液，溶液的溫度達不到150℃；在溶液中發生：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，水解呈堿性，可利用再將熱溶液冷卻至30℃、20℃或10℃，看溶液的pH，從而判斷預測二的正誤；
故答案為：不正確；可利用再將熱溶液冷卻至30℃、20℃或10℃，看溶液的pH是否減小，從而判斷預測二的正誤；
（3）在飽和的NaHCO₃溶液中，Na⁺、H⁺、HCO₃^-、CO₃^2-、OH^-的離子存在電荷守恒，即c（Na⁺）+c（H⁺）=C（HCO₃^-）+2C（CO₃^2-）+C（OH^-），故答案為：c（Na⁺）+c（H⁺）=C（HCO₃^-）+2C（CO₃^2-）+C（OH^-）；

點評：本實驗將定性分析和定量考查進行了有效融合，可很好的考查分析或處理實驗數據，得出合理結論以及知識遷移和再加工的能力．