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10. 新趋势 数字化实验 (2024·宜宾中考)某实验小组将稀盐酸逐滴加入 $\mathrm{Na}_{2} \mathrm{CO}_{3}$ 溶液中,观察到先无气泡,过一段时间后产生气泡。
【问题提出】为什么滴入稀盐酸没有立即产生气泡?
【实验探究】借助数字化实验进行探究。一定温度下,用1.825%的稀盐酸与20mL饱和 $\mathrm{Na}_{2} \mathrm{CO}_{3}$ 溶液反应,装置如图1所示。随稀盐酸逐滴加入,充分搅拌,采集到溶液的pH随滴入稀盐酸体积的变化关系如图2所示。实验中发现$A \sim B$段对应烧杯中无气泡产生,B点后逐渐有气泡冒出,C点后几乎无气泡。
【查阅资料】$\mathrm{NaHCO}_{3}$ 溶液的pH约为8.2。
【实验分析】
(1) 图2中A点对应溶液的颜色是
(2) “液滴数传感器”采集的坐标数据是
(3) 随着稀盐酸滴入,溶液pH
(4) 图2中D点对应溶液中含有的溶质有
【实验结论】
(5) 稀盐酸滴入 $\mathrm{Na}_{2} \mathrm{CO}_{3}$ 溶液,反应分两段进行。
$A \sim B$ 段: 反应的化学方程式是
$B \sim C$ 段: $A \sim B$ 段的生成物继续与稀盐酸反应转化为 $\mathrm{CO}_{2}$ 逸出。
【问题提出】为什么滴入稀盐酸没有立即产生气泡?
【实验探究】借助数字化实验进行探究。一定温度下,用1.825%的稀盐酸与20mL饱和 $\mathrm{Na}_{2} \mathrm{CO}_{3}$ 溶液反应,装置如图1所示。随稀盐酸逐滴加入,充分搅拌,采集到溶液的pH随滴入稀盐酸体积的变化关系如图2所示。实验中发现$A \sim B$段对应烧杯中无气泡产生,B点后逐渐有气泡冒出,C点后几乎无气泡。
【查阅资料】$\mathrm{NaHCO}_{3}$ 溶液的pH约为8.2。
【实验分析】
(1) 图2中A点对应溶液的颜色是
红色
。(2) “液滴数传感器”采集的坐标数据是
稀盐酸体积
。(3) 随着稀盐酸滴入,溶液pH
减小
(填“增大”“不变”或“减小”)。(4) 图2中D点对应溶液中含有的溶质有
$\mathrm{HCl}$、$\mathrm{NaCl}$
(填化学式)。【实验结论】
(5) 稀盐酸滴入 $\mathrm{Na}_{2} \mathrm{CO}_{3}$ 溶液,反应分两段进行。
$A \sim B$ 段: 反应的化学方程式是
$\mathrm{Na}_2\mathrm{CO}_3 + \mathrm{HCl} \xlongequal\ \mathrm{NaCl} + \mathrm{NaHCO}_3$
。$B \sim C$ 段: $A \sim B$ 段的生成物继续与稀盐酸反应转化为 $\mathrm{CO}_{2}$ 逸出。
答案
10.(1)红色 (2)稀盐酸体积 (3)减小 (4)$\mathrm{HCl}$、$\mathrm{NaCl}$ (5)$\mathrm{Na}_2\mathrm{CO}_3 + \mathrm{HCl} \xlongequal\ \mathrm{NaCl} + \mathrm{NaHCO}_3$ 解析：(2)根据图2可知，需要采集pH和稀盐酸的体积数据，pH传感器采集溶液pH，则“液滴数传感器”采集的坐标数据是稀盐酸体积。(4)D点对应溶液pH = 2，小于7，溶液呈酸性，则盐酸过量。碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，所以D点对应溶液中含有的溶质有$\mathrm{HCl}$、$\mathrm{NaCl}$。(5)B点溶液pH = 8.2，而碳酸氢钠溶液的pH约为8.2，则推测B点溶液中有碳酸氢钠，则碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、碳酸氢钠，无气泡产生。
解析
(1)红色
(2)稀盐酸体积
(3)减小
(4)$\mathrm{HCl}$、$\mathrm{NaCl}$
(5)$\mathrm{Na}_2\mathrm{CO}_3 + \mathrm{HCl} \xlongequal{}\ \mathrm{NaCl} + \mathrm{NaHCO}_3$
(2)稀盐酸体积
(3)减小
(4)$\mathrm{HCl}$、$\mathrm{NaCl}$
(5)$\mathrm{Na}_2\mathrm{CO}_3 + \mathrm{HCl} \xlongequal{}\ \mathrm{NaCl} + \mathrm{NaHCO}_3$
