Question

化学活动课上，三组学生分别用图示甲、乙两装置探究“NaHCO₃和Na₂CO₃与稀盐酸的反应”，按表中的试剂用量，在相同条件下，将两个气球中的固体粉末同时倒入试管中(装置的气密性已检查)。

请回答：

（1） 各组反应开始时，    装置中的气球体积先变大，该装置中反应的离子方程式是______。

（2）当试管中不再有气体生成时，三组实验出现不同现象，填写下表的空格。

组 数	试剂用量	实验现象 (气球体积变化)	分析原因
①	0.42 g NaHCO3；0.53g Na2CO3；3mL4 mol·L－1盐酸	甲中气球与乙中气球的体积相等	甲、乙盐酸均过量，n(NaHCO3)=n(Na2CO3)，ν甲(CO2)=ν乙(CO2)
②	0.3 g NaHCO3；0.3 g Na2CO3；3mL4 mol·L－1盐酸	甲中气球比乙中气球的体积大
③	0.6 g NaHCO3；0.6 g Na2CO3；3mL 2mol·L－1盐酸	甲中气球比乙中气球的体积大
		片刻后，乙中气球又缩小，甲中气球的体积基本不变	(用离子方程式表示)

Answer 1

（1） 甲    HCO₃^－+H^＋=CO₂ ↑+H₂O     （2） ②甲、乙盐酸均过量   n(NaHCO₃) >n(Na₂CO₃)   V甲(CO₂)> V乙 (CO₂)   ③ 甲、乙盐酸均不足量   消耗的n(NaHCO₃) >n(Na₂CO₃)    V甲(CO₂) > V乙(CO₂)；CO₂+ CO₃^2－+H₂O=2HCO₃^－

解析：（1）根据化学方程式计算可知第①组中NaHCO₃和Na₂CO₃都已完全反应。对比第①组数据知第②组中盐酸一定过量，NaHCO₃和Na₂CO₃一定完全反应，且NaHCO₃产生的CO₂比Na₂CO₃的多。第③组中，n(Na₂CO₃)=0.0057mol，n(NaHCO₃)=0.0071mol，n(HCl)=0.006mol。把Na₂CO₃缓慢加入到盐酸中，在盐酸反应完以前，盐酸是过量的而Na₂CO₃是少量的。因此开始发生的反应是：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O，根据化学方程式，有：Na₂CO₃  +  2HCl == 2NaCl + CO₂↑+H₂O

0.003mol  0.006mol        0.003mol

NaHCO₃  +  HCl ==  NaCl + CO₂↑+H₂O

0.006mol  0.006mol       0.006mol

说明Na₂CO₃、NaHCO₃都过量，NaHCO₃产生的CO₂较Na₂CO₃的多。因为气体收集于气球中，乙中CO₂又与过量的Na₂CO₃溶液反应。