Question

某次化學興趣小組活動上，三組學生分別用圖示甲、乙兩裝置，探究“NaHCO₃和Na₂CO₃與稀鹽酸的反應”，按表中的試劑用量，在相同條件下，將兩個氣球中的固體粉末同時倒入試管中（裝置的氣密性已檢查） 請回答：
（1）各組反應開始時，

甲

裝置中的氣球體積先變大，該裝置中反應的離子方程式是

HCO₃^-+H⁺═H₂O+CO₂↑

．
（2）當試管中不再有氣體生成時，三組實驗出現不同現象．請參照第①組，分析原因的方式填寫下表的空格

Answer 1

分析：（1）根據生成二氧化碳的反應速率判斷；
（2）清楚發(fā)生反應，根據過量計算判斷CO₂氣體產生的量，分析現象的原因．
 （I）先判斷酸是否過量，再計算碳酸鈉、碳酸氫鈉的物質的量的關系，從而確定生成氣體的關系；
（II）先判斷酸是否過量，再計算碳酸鈉、碳酸氫鈉的物質的量的關系，從而確定生成氣體的關系；
（III）根據溶液的成分及二氧化碳的性質分析．

解答：解：（1）甲裝置發(fā)生反應：HCO₃^-+H⁺═H₂O+CO₂↑；乙裝置發(fā)生反應：CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-，HCO₃^-+H⁺═H₂O+CO₂↑，甲裝置內反應速率較快，單位時間產生的CO₂多，故甲裝置中的氣球體積先變大．
故答案為：甲；HCO₃^-+H⁺═H₂O+CO₂↑；
（2）（I）質量相同的碳酸氫鈉和碳酸鈉，碳酸氫鈉的物質的量大于碳酸鈉的物質的量，一個碳酸鈉和碳酸氫鈉分子中含有的碳原子個數相同，所以與過量的鹽酸反應后，碳酸氫鈉生成的二氧化碳多．
故答案為：甲、乙鹽酸均過量，n（NaHCO₃）＞n（Na₂CO₃），V（CO₂）_甲＞V（CO₂）_乙；
（II）鹽酸的物質的量=6×10^-3mol，n（NaHCO₃）=

0.6g

84g/mol

=7.1×10-3mol，
n（Na₂CO₃）=

0.6g

106g/mol

=5.7×10-3mol，通過（1）方程式知，鹽酸均不足量，與相同物質的量的鹽酸反應，消耗的n（NaHCO₃）＞n （Na₂CO₃），生成的 V（CO₂）_甲＞V（CO₂）_乙．
故答案為：甲、乙鹽酸均不足量，消耗的n（NaHCO₃）＞n （Na₂CO₃）   V（CO₂）_甲＞V（CO₂）_乙；
（III）該反應有剩余的碳酸鈉，生成的二氧化碳又和碳酸鈉反應生成碳酸氫鈉，所以氣體體積減少，乙中氣球會縮小，反應的離子方程式為CO₂+H₂O+CO₃^2-=2 HCO₃^-．
故答案為：CO₂+H₂O+CO₃^2-=2 HCO₃^-．

點評：本題考查了碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質，碳酸鈉和酸反應是分步進行的，先生成碳酸氫鈉，后碳酸氫鈉和酸反應生成二氧化碳．