Question

某學生在0.1mol/LNaHCO₃溶液中滴加酚酞溶液1滴，整個溶液幾乎沒有什么變化，但溶液加熱后，顯明顯淡紅色，加熱較長時間后冷卻，紅色不褪去。
該學生為了了解該過程的原因，進行了下列探究過程：
【實驗探究】
實驗1: 加熱0.1mol/LNaHCO₃溶液，測得溶液pH變化如下表

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

 
實驗2：10℃時，在燒杯中加入0.1mol/LNaHCO₃溶液200mL，測得該溶液pH=8.3，加熱到100℃，測得pH=10.2，恢復到10℃，pH=9.8。
實驗3：加熱0.1mol/LNaHCO₃溶液，將產生的氣體通入澄清石灰水，溶液變渾濁。
實驗4：
①配制0.1mol/LNaHCO₃溶液和0.1mol/LNa₂CO₃溶液各200mL，10℃時，分別測得NaHCO₃溶液pH=8.3，Na₂CO₃溶液pH=11.5。
②加熱蒸發0.1mol/L NaHCO₃溶液200mL，至溶液體積100mL，停止加熱，加水至200mL，冷卻至原溫度，測得溶液pH=9.8。
③將0.1mol/L NaHCO₃溶液200mL敞口放置三天，再加水至200mL，測得溶液pH=10.1。
請根據上述實驗回答下列問題：
（1）用離子方程式表示0.1mol/LNaHCO₃溶液中存在的平衡（除水電離平衡外）___________
________________、_______________________________。這兩個平衡以_______________
為主，理由是_______________________________.
（1）實驗3得到的結論是__________________________________________________。
（1）結合實驗2、3分析，加熱0.1mol/LNaHCO₃溶液，pH增大的原因可能是_____________
__________、______________________、________________________________。
（1）實驗4①得到的結論是_______________________________________________。
（1）實驗4②“加水至200mL”的目的是____________________________________________。
實驗4③可以得到的結論是_______________________________________。
（1）要確定NaHCO₃溶液加熱后pH增大的主要原因還需要解決的問題是________________。

Answer 1

（本題共12分，每空1分）
（1）、水解平衡，溶液顯堿性
（2）加熱0.1mol/LNaHCO₃溶液，NaHCO₃發生分解反應或促進水解平衡，產生二氧化碳。
（3）水分蒸發，NaHCO₃發生分解反應，NaHCO₃水解平衡被促進
（4）相同溫度下，Na₂CO₃的水解能力和溶液堿性大于NaHCO₃
（5）排除因水分蒸發導致pH增大的因素。NaHCO₃常溫下即可發生分解反應或碳酸氫鈉水解平衡和二氧化碳溶解平衡移動。
（6）是NaHCO₃發生分解生成碳酸鈉？還是水解平衡向右移動？還是兩者皆有。（相關合理答案均可得分）

解析試題分析：（1）NaHCO₃為弱酸酸式鹽，可發生電離，也發生水解反應，根據實驗1表中數據可知NaHCO₃溶液呈堿性，所以以水解為主。
（2）加熱0.1mol/LNaHCO₃溶液，將產生的氣體通入澄清石灰水，溶液變渾濁，說明生成的氣體為CO₂。
（3）實驗2溫度升高，溶液的pH增大，說明加熱促進了NaHCO₃的水解，實驗三生成了CO₂，可能為NaHCO₃發生了分解反應。
（4）Na₂CO₃溶液的pH大，說明Na₂CO₃溶液的堿性強，水解程度大。
（5）加水至200mL，與原溶液體積相同，排除因水分蒸發而導致pH增大；常溫下溶液的pH增大，可能是NaHCO₃在常溫下分解，也可能是NaHCO₃的水解程度增大，或CO₂的溶解平衡移動造成的后果。
（6）NaHCO₃溶液加熱后pH增大，可能為NaHCO₃發生分解生成碳酸鈉，也可能是NaHCO₃水解平衡向右移動，或者兩種都有，需要進一步研究。
考點：本題考查弱電解質的電離、鹽類的水解、實驗方案的設計與分析。