Question

某學(xué)生在0.1mol/LNaHCO₃溶液中滴加酚酞溶液1滴，整個(gè)溶液幾乎沒(méi)有什么變化，但溶液加熱后，顯明顯淡紅色，加熱較長(zhǎng)時(shí)間后冷卻，紅色不褪去．該學(xué)生為了了解該過(guò)程的原因，進(jìn)行了下列探究過(guò)程：
[實(shí)驗(yàn)探究]
實(shí)驗(yàn)1：加熱0.1mol/LNaHCO₃溶液，測(cè)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(shí)驗(yàn)2：10℃時(shí)，在燒杯中加入0.1mol/LNaHCO₃溶液200mL，測(cè)得該溶液pH=8.3，加熱到100℃，測(cè)得pH=10.2，恢復(fù)到10℃，pH=9.8．
實(shí)驗(yàn)3：加熱0.1mol/LNaHCO₃溶液，將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水，溶液變渾濁．
實(shí)驗(yàn)4：
①配制0.1mol/LNaHCO₃溶液和0.1mol/LNa₂CO₃溶液各200mL，10℃時(shí)，分別測(cè)得NaHCO₃溶液pH=8.3，Na₂CO₃溶液pH=11.5．
②加熱蒸發(fā)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(cè)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(cè)得溶液pH=10.1．
請(qǐng)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)回答下列問(wèn)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）

HCO₃^-?CO₃^2-+H⁺

、

HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-

．這兩個(gè)平衡以

水解平衡

為主，理由是

溶液顯堿性

．
（2）實(shí)驗(yàn)3得到的結(jié)論是

加熱0.1mol/LNaHCO₃溶液，NaHCO₃發(fā)生分解反應(yīng)，產(chǎn)生二氧化碳

．
（3）結(jié)合實(shí)驗(yàn)2、3分析，加熱0.1mol/LNaHCO₃溶液，pH增大的原因可能是

水分蒸發(fā)

、

NaHCO₃發(fā)生分解反應(yīng)

、

NaHCO₃水解平衡被促進(jìn)

．
（4）實(shí)驗(yàn)4①得到的結(jié)論是

相同溫度下，Na₂CO₃的水解能力和溶液堿性大于NaHCO₃

．
（5）實(shí)驗(yàn)4②“加水至200mL”的目的是

排除因水分蒸發(fā)導(dǎo)致pH增大的因素

．
實(shí)驗(yàn)4③可以得到的結(jié)論是

NaHCO₃常溫下即可發(fā)生分解反應(yīng)

．
（6）要確定NaHCO₃溶液加熱后pH增大的主要原因還需要解決的問(wèn)題是

NaHCO₃發(fā)生分解生成碳酸鈉？還是水解平衡向右移動(dòng)？還是兩者皆有

．

Answer 1

分析：（1）0.1mol/LNaHCO₃溶液中存在HCO₃^-的電離平衡與水解平衡，溶液呈堿性，水解程度大于電離程度；
（2）產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水，溶液變渾濁，該氣體為二氧化碳，說(shuō)明加熱NaHCO₃發(fā)生分解反應(yīng)生成二氧化碳；
（3）由實(shí)驗(yàn)2、3可知，加熱后溶液堿性增強(qiáng)，加熱水分蒸發(fā)，NaHCO₃濃度增大，堿性增強(qiáng)；溫度升高促進(jìn)HCO₃^-的水解，溶液堿性增強(qiáng)；NaHCO₃發(fā)生分解生成碳酸鈉，溶液堿性增強(qiáng)；
（4）相同溫度下，相同濃度的NaHCO₃溶液和Na₂CO₃溶液，Na₂CO₃溶液的堿性更強(qiáng)，說(shuō)明Na₂CO₃的水解能力更大；
（5）排除因水分蒸發(fā)導(dǎo)致pH增大的因素；
放置0.1mol/LNaHCO₃溶液，溶液堿性增強(qiáng)，應(yīng)是生成水解能力更強(qiáng)的Na₂CO₃；
（6）確定NaHCO₃溶液加熱后pH增大的主要原因還需要解決：NaHCO₃發(fā)生分解生成碳酸鈉？還是水解平衡向右移動(dòng)？還是兩者皆有．

解答：解：（1）0.1mol/LNaHCO₃溶液中存在HCO₃^-的電離平衡HCO₃^-?CO₃^2-+H⁺，水解平衡HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，溶液呈堿性，水解程度大于電離程度，
故答案為：HCO₃^-?CO₃^2-+H⁺、HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；水解平衡；溶液顯堿性；
（2）產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水，溶液變渾濁，該氣體為二氧化碳，說(shuō)明加熱0.1mol/LNaHCO₃溶液，NaHCO₃發(fā)生分解反應(yīng)，產(chǎn)生二氧化碳，
故答案為：加熱0.1mol/LNaHCO₃溶液，NaHCO₃發(fā)生分解反應(yīng)，產(chǎn)生二氧化碳；
（3）由實(shí)驗(yàn)2、3可知，加熱后溶液堿性增強(qiáng)，pH增大的原因可能是：加熱水分蒸發(fā)，NaHCO₃濃度增大，堿性增強(qiáng)；溫度升高促進(jìn)HCO₃^-的水解，溶液堿性增強(qiáng)；NaHCO₃發(fā)生分解生成碳酸鈉，溶液堿性增強(qiáng)；
故答案為：水分蒸發(fā)，NaHCO₃發(fā)生分解反應(yīng)，NaHCO₃水解平衡被促進(jìn)；
（4）相同溫度下，相同濃度的NaHCO₃溶液和Na₂CO₃溶液，Na₂CO₃溶液的堿性更強(qiáng)，說(shuō)明Na₂CO₃的水解能力更大，
故答案為：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(fā)導(dǎo)致pH增大的因素；
放置0.1mol/LNaHCO₃溶液，溶液堿性增強(qiáng)，應(yīng)是生成水解能力更強(qiáng)的Na₂CO₃；
故答案為：排除因水分蒸發(fā)導(dǎo)致pH增大的因素；NaHCO₃常溫下即可發(fā)生分解反應(yīng)；
（6）確定NaHCO₃溶液加熱后pH增大的主要原因還需要解決：NaHCO₃發(fā)生分解生成碳酸鈉？還是水解平衡向右移動(dòng)？還是兩者皆有，
故答案為：NaHCO₃發(fā)生分解生成碳酸鈉？還是水解平衡向右移動(dòng)？還是兩者皆有．

點(diǎn)評(píng)：本題考查物質(zhì)性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)、鈉化合物性質(zhì)、鹽類水解等，是對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合利用，難度較大．