Question

（1）高中教材中有这样一个实验：在两支试管中分别加入3mL稀盐酸（均足量）（只有浓度小于1mol?L^-1的稀盐酸跟Na₂CO₃和NaHCO₃反应才能根据反应的剧烈程度区分开来，浓度较高则反应现象都是同样的剧烈），将两个各装有0.3g NaHCO₃和Na₂CO₃粉末的小气球分别套在两支试管口上．将气球内的NaHCO₃和Na₂CO₃同时倒入试管中，观察到现象如下：
①试管中（填产生沉淀或气体及反应速率等相关现象）

 

；
②试管中气球大小（包含试管）体积之比约为（填最简单整数比）Ⅰ?Ⅱ=

 

；
③甲同学用手触摸试管，发现盛NaHCO₃粉末的试管变冷，而盛Na₂CO₃粉末的试管温度有升高．由此他得出：不管其状态如何，NaHCO₃和HCl反应为吸热反应，而Na₂CO₃和HCl反应为放热反应．
其中得出的结论是否正确

 

．（填“正确”或“不正确”）
（2）为研究是吸热还是放热反应，继续进行了下列实验（每次实验各做3次平行实验，取平均值）：（注：每组固体完全溶解且完全反应）

序号	试剂1	试剂2	混合前温度	混合后最高或最低温度
A	50mL水	2.5g NaHCO3固体	20℃	18.5℃
B	50mL水	3.2g Na2CO3固体	20℃	23.3℃
C	50mL稀盐酸	2.5g NaHCO3固体	20℃	17.4℃
D	50mL稀盐酸	3.2g Na2CO3固体	20℃	24.4℃

请你帮助填写相关内容：
①该研究报告的题目是

 

；
②该实验中所用的仪器除试管、药匙（或V形纸槽）、气球、下端带环状玻璃棒、烧杯、量筒、保温瓶外，还需要的仪器名称为

 

和

 

；通过上述实验可得出两条结论：
a：Na₂CO₃溶液和盐酸的反应是

 

（吸热或放热）反应；
b：NaHCO₃溶液和盐酸的反应是

 

（吸热或放热）反应．

Answer 1

考点：探究吸热反应和放热反应

专题：实验设计题

分析：（1）①NaHCO₃和Na₂CO₃与盐酸反应在同一条件下的速率不同，碳酸氢钠反应速率更快；
②根据碳酸钠、碳酸氢钠与二氧化碳的关系式计算大小气球体积之比；
③物质溶解吸热，会使温度降低；
（2）①反应前温度相同，改变酸及固体的量，探究反应中的热效应；
②测量温度需要温度计、称量固体需要托盘天平；
a．由实验B、D反应中溶液温度变化判断碳酸钠与盐酸的反应中能量变化；
b．由实验A、C中温度变化判断碳酸氢钠与盐酸反应的能量变化．

解答： 解：（1）①装有NaHCO₃溶液的试管中很快产生气泡，而装有Na₂CO₃溶液的试管中开始没有气泡产生，但随着滴入稀盐酸的量增加，才会产生气泡，
故答案是：两支试管中都产生气泡，但装有NaHCO₃的试管中反应速率快得多；
②盐酸与碳酸钠反应的化学方程式为：Na₂CO₃+HCl=NaCl+NaHCO₃，
盐酸与碳酸氢钠反应的化学方程为：NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑，
根据二者与盐酸反应的化学方程式可知，Na₂CO₃的相对分子质量比NaHCO₃的大，故相同质量的Na₂CO₃与NaHCO₃中，NaHCO₃与盐酸反应生成的CO₂气体多一些．
碳酸钠、碳酸氢钠与二氧化碳的关系式分别为：
Na₂CO₃----CO₂；      NaHCO₃----CO₂；
106g     22.4L      84g       22.4L
0.3g    0.063L      0.3g      0.08L
所以试管中气球大小（包含试管）体积之比约为：Ⅰ：Ⅱ=0.063：0.08：=42：53，
故答案为：42：53；
③由于碳酸钠、碳酸氢钠溶解过程中会吸收热量，且物质的状态影响放出能量大小，不能根据用手触摸试管的冷热判断碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的反应热情况，
故答案为：不正确；
（2）①反应前温度相同，改变酸及固体的量，探究反应中的热效应，则该研究报告的题目是碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应过程中热效应的探究，
故答案为：碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应过程中热效应的探究；
②测量温度需要温度计、称量固体需要托盘天平，
故答案为：温度计；托盘天平；
a．由实验B、D可知，碳酸钠与盐酸的反应后溶液的温度升高，可知该反应过程中放热热量，则碳酸钠与盐酸的反应为放热反应，
故答案为：放热；
b．根据实验A、C可知，当NaHCO₃与盐酸反应后，混合溶液的温度降低，说明碳酸氢钠与盐酸的反应为吸热反应，
故答案为：吸热．

点评：本题以实验探究考查碳酸钠、碳酸氢钠的性质及与酸反应的热效应，题目难度中等，把握表格中实验数据的分析为解答的关键，注意变量控制法的应用．