Question

某学生在0.1mol/LNaHCO₃溶液中滴加酚酞溶液1滴，整个溶液几乎没有什么变化，但溶液加热后，显明显淡红色，加热较长时间后冷却，红色不褪去。
该学生为了了解该过程的原因，进行了下列探究过程：
【实验探究】
实验1: 加热0.1mol/LNaHCO₃溶液，测得溶液pH变化如下表

温度（℃）	10	20	30	50	70	80	100
pH	8.3	8.4	8.5	8.9	9.4	9.6	10.1

 
实验2：10℃时，在烧杯中加入0.1mol/LNaHCO₃溶液200mL，测得该溶液pH=8.3，加热到100℃，测得pH=10.2，恢复到10℃，pH=9.8。
实验3：加热0.1mol/LNaHCO₃溶液，将产生的气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊。
实验4：
①配制0.1mol/LNaHCO₃溶液和0.1mol/LNa₂CO₃溶液各200mL，10℃时，分别测得NaHCO₃溶液pH=8.3，Na₂CO₃溶液pH=11.5。
②加热蒸发0.1mol/L NaHCO₃溶液200mL，至溶液体积100mL，停止加热，加水至200mL，冷却至原温度，测得溶液pH=9.8。
③将0.1mol/L NaHCO₃溶液200mL敞口放置三天，再加水至200mL，测得溶液pH=10.1。
请根据上述实验回答下列问题：
（1）用离子方程式表示0.1mol/LNaHCO₃溶液中存在的平衡（除水电离平衡外）___________
________________、_______________________________。这两个平衡以_______________
为主，理由是_______________________________.
（1）实验3得到的结论是__________________________________________________。
（1）结合实验2、3分析，加热0.1mol/LNaHCO₃溶液，pH增大的原因可能是_____________
__________、______________________、________________________________。
（1）实验4①得到的结论是_______________________________________________。
（1）实验4②“加水至200mL”的目的是____________________________________________。
实验4③可以得到的结论是_______________________________________。
（1）要确定NaHCO₃溶液加热后pH增大的主要原因还需要解决的问题是________________。

Answer 1

（本题共12分，每空1分）
（1）、水解平衡，溶液显碱性
（2）加热0.1mol/LNaHCO₃溶液，NaHCO₃发生分解反应或促进水解平衡，产生二氧化碳。
（3）水分蒸发，NaHCO₃发生分解反应，NaHCO₃水解平衡被促进
（4）相同温度下，Na₂CO₃的水解能力和溶液碱性大于NaHCO₃
（5）排除因水分蒸发导致pH增大的因素。NaHCO₃常温下即可发生分解反应或碳酸氢钠水解平衡和二氧化碳溶解平衡移动。
（6）是NaHCO₃发生分解生成碳酸钠？还是水解平衡向右移动？还是两者皆有。（相关合理答案均可得分）

试题分析：（1）NaHCO₃为弱酸酸式盐，可发生电离，也发生水解反应，根据实验1表中数据可知NaHCO₃溶液呈碱性，所以以水解为主。
（2）加热0.1mol/LNaHCO₃溶液，将产生的气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，说明生成的气体为CO₂。
（3）实验2温度升高，溶液的pH增大，说明加热促进了NaHCO₃的水解，实验三生成了CO₂，可能为NaHCO₃发生了分解反应。
（4）Na₂CO₃溶液的pH大，说明Na₂CO₃溶液的碱性强，水解程度大。
（5）加水至200mL，与原溶液体积相同，排除因水分蒸发而导致pH增大；常温下溶液的pH增大，可能是NaHCO₃在常温下分解，也可能是NaHCO₃的水解程度增大，或CO₂的溶解平衡移动造成的后果。
（6）NaHCO₃溶液加热后pH增大，可能为NaHCO₃发生分解生成碳酸钠，也可能是NaHCO₃水解平衡向右移动，或者两种都有，需要进一步研究。