Question

【題目】小蘇打（碳酸氫鈉）在日常生活中有廣泛的用途，工業上制取小蘇打有多種方法，其中有一種是氣相固碳法，其利用的原理是：Na2CO3 + H2O + CO2 =2NaHCO3

資料： 碳酸鈉和碳酸氫鈉的溶解度表（一個標準大氣壓下）（部分）

溫度/℃	0	15	20	30	40	50	60
碳酸氫鈉溶解度/g	6.9	8.72	9.6	11.1	12.7	14.45	16.4
碳酸鈉溶解度/g	7.1	13.25	21.8	39.7	48.8	47.3	46.4

學校實驗小組驗證反應原理，在室溫為15℃時，同學們將10g氫氧化鈉固體完全溶解溶于80g水中，而后勻速的通入二氧化碳氣體。同時用傳感器測定溶液的pH變化，同時用數據采集器記錄并繪制圖像如圖2所示。

⑴ 圖1所示實驗中，用“分液漏斗”而不用“長頸漏斗”其原因是______________；

⑵ 通過圖像分析，小蘇打溶液是顯________（填“酸性”、“中性”或“堿性”），圖像中M點處發生的主要化學反應方程式為________________；

⑶ 為了確定M處溶液的成分，同學們進行如下實驗：

實驗步驟	加入試劑	實驗現象	初步實驗結論
①	滴入________	溶液變紅	有________物質
②	加入________	______________

⑷ 實驗過程中，同學們發現18min后溶液的pH基本不再變化，則此時燒杯中就可觀察到的現象有________。

Answer 1

【答案】 便于控制生成二氧化碳的速率 堿性 2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O 滴入無色酚酞 加入過量的 CaCl2溶液 有白色沉淀生成，且紅色不消失 既有氫氧化鈉，又有碳酸鈉 有不溶物析出

【解析】（1）由于題目要求勻速的通入二氧化碳氣體，使用分液漏斗便于控制稀鹽酸滴加的速率，從而控制生成二氧化碳的速率。

（2）通過圖像可知，溶液的pH值始終大于7，可見當二氧化碳足量時，生成的碳酸氫鈉溶液也顯堿性，圖像中M點處發生的主要化學反應為氫氧化鈉與二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，方程式為2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O；

（3）為了確定M處溶液的成分，即驗證溶液中溶質為氫氧化鈉或氫氧化鈉和碳酸鈉，再加入滴入無色酚酞溶液，如果溶液變紅色，說明溶液顯堿性，再加入過量的 CaCl2溶液或BaCl2溶液，除去碳酸根離子，將其轉化為碳酸鈣或碳酸鋇的白色沉淀，并且溶液仍未紅色，說明溶液中既有氫氧化鈉，又有碳酸鈉；

（4）實驗過程中，同學們發現18min后溶液的pH基本不再變化，此時溶液中溶液轉化為碳酸氫鈉，根據2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O；Na2CO3 + H2O + CO2 =2NaHCO3可知，10g氫氧化鈉轉化為碳酸氫鈉時質量大于10g，水的質量仍未80g，由于15℃時，碳酸氫鈉的溶解度較�。�8.72g），所以碳酸氫鈉溶液達到飽和，進而析出。