（12分）Na2CO3俗称纯碱、苏打，NaHCO3俗称小苏打，两者在日常生活和工业生产中都有着广泛的应用。某化学兴趣小组设计了如下实验来探究两者的某些性质。请你

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（12分）Na₂CO₃俗称纯碱、苏打，NaHCO₃俗称小苏打，两者在日常生活和工业生产中都有着广泛的应用。某化学兴趣小组设计了如下实验来探究两者的某些性质。请你根据所学知识帮他们完成有关的设计和实验。
（1）甲同学测定两者的酸碱性：各取一定量的固体溶于水，配成相同浓度的溶液，测定其pH值，测定结果为Na₂CO₃、NaHCO₃的pH分别为a和b（a、b均大于7）。
Ⅰ.测定溶液的pH值所用的主要仪器有：pH试纸、表面皿、和标准比色卡。
Ⅱ.有关①100mL0.1 mol·L^-1NaHCO₃、②100mL0.1 mol·L^-1Na₂CO₃两种溶液的叙述不正确的是（）

A．溶液中水电离出的OH^-个数：②>①	B．溶液中阴离子的物质的量浓度之和：②>①
C．①溶液中：c(CO₃^2-)>c(H₂CO₃)	D．②溶液中：c(HCO₃^-)>c(H₂CO₃)

（2）乙同学取一定量的碳酸钠溶液于试管中，滴加2～3滴酚酞试液，发现溶液变红，继续滴加BaCl₂溶液，预计可观察到                             ，请你结合必要的离子方程式，应用平衡的观点解释有关现象的产生：                                      。
（3）常温下，现有pH均为11的标签模糊的NaOH和Na₂CO₃溶液，则NaOH溶液中由水电离出来的OH^-浓度为Na₂CO₃溶液中水电离出来OH^-浓度的      倍。丙同学设计如下实验予以区别：各取1mL两种溶液加水稀释至1L，分别测定其pH。请问丙同学是如何判断哪瓶溶液为Na₂CO₃溶液？             ；丁同学各取1mL两种溶液，分别滴加少量AlCl₃溶液观察有无沉淀或气体进行鉴别，则溶液滴加后同时产生沉淀和气体的反应离子方程式为                                       。
（4）已知：K_sp（CaCO₃）=4.96×10^-9，不考虑其它因素影响，现将0.400 mol·L^－¹的Na₂CO₃溶液和0.200 mol·L^－¹的CaCl₂溶液等体积混合，则混合后溶液中Ca²⁺浓度为    mol·L^－¹。

答案

（1）Ⅰ.玻璃棒（1分）Ⅱ.C（1分）
（2）红色褪去，产生白色沉淀（2分）；由于Ba²⁺ +CO₃^2-=BaCO₃↓，使得溶液中CO₃^2-浓度减少，水解平衡CO₃^2- + H₂O=HCO₃^-+OH^-向左移动，OH^-浓度减少，红色褪去。（2分）（1个离子方程式1分，文字说明1分）
（3）10^-8（1分） pH值较大的是Na₂CO₃（1分）（其它合理答案也给分）
3CO₃^2-+2Al³⁺+3H₂O=3CO₂↑+2Al(OH)₃↓（2分）
（4）4.96×10^-8 （2分）

解析

（1）测定pH时必须用玻璃棒蘸取待测液滴在试纸上；因为在相同浓度的条件下，碳酸钠的电离程度大于碳酸氢钠的电离程度，即碳酸钠对水电离的促进程度大，A正确。根据水解方程式CO₃²^－＋H₂O

HCO₃^－＋OH^－、HCO₃^－＋H₂O

H₂CO₃＋OH^－,可知每消耗1mol CO₃²^－水解后就生成2mol阴离子，而HCO₃^－的水解则是消耗1mol，就产生1mol，阴离子的个数是不变的，所以溶液中阴离子的物质的量浓度之和：②>①，B正确。碳酸氢钠显碱性，说明其水解程度大于其电离程度，所以c(CO₃^2-)＜c(H₂CO₃)，C不正确。CO₃²^－的水解主要以第一步水解为主，所以溶液中c(HCO₃^-)>c(H₂CO₃)，D正确。
（2）碳酸钠水解显碱性方程式为CO₃²^－＋H₂O

HCO₃^－＋OH^－、HCO₃^－＋H₂O

H₂CO₃＋OH^－。滴加BaCl₂溶液，Ba²^＋会结合CO₃²^－生成BaCO₃沉淀，使水解平衡向逆反应方向移动，碱性降低，红色会褪去。
（3）强碱氢氧化钠是抑制水的电离，pH为11，说明溶液中由水电离出的氢离子和OH^－浓度均是10^－¹¹。而碳酸钠水解显碱性，是促进水的电离，所以溶液中由水电离出的OH^－浓度为10^－³，所以是前者的10⁸倍。强碱溶液中不存在其电离平衡，当稀释100倍是氢氧化钠的pH将减小3个单位，即由11到8。而碳酸钠中存在水解平衡，稀释会促进水解，但碱性会降低，但会高于氢氧化钠的pH。由于铝离子和CO₃²^－的水解相互促进，所以会产生氢氧化铝沉淀，同时生成CO₂气体。
（4）等体积混合后，CO₃²^－和Ca²^＋的浓度分别为0.200 mol·L^－¹和0.100 mol·L^－¹，此时二者之积是0.02＞4.96×10^-9，即会产生碳酸钙沉淀。因为碳酸钠过量，剩余碳酸钠的物质的量浓度是0.100
mol·L^－¹，根据溶度积常数的表达式可知混合后溶液中Ca²⁺浓度为

mol·L^－¹。

举一反三

(11分) 某同学做了如下实验：用三支试管、水槽、胶塞、导管、酒精喷灯及其它必要的仪器和物品，设计了以下实验装置，完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。

请回答该实验中的问题。
(1)写出该反应的反应方程式                                             。
（1）试管A中装的试剂是              ；试管B中装的试剂是              。
（2）试管C中收集气体的方法叫作              ；收集的气体是    （填化学式）。
（3）如果要在气体导出管口点燃该气体，则必须对该气体进行                 。
（4）该同学欲确定反应后A试管中还原铁粉是否完全反应，其中的固体成分有哪些，设计了如下实验方案：（以下各空填化学式）
①待A试管冷却后，取少许其中的固体物质溶于稀硫酸得溶液x；
②取少量溶液x滴加KSCN溶液，若溶液变红色则说明A试管中固体物质一定有         ，若溶液未变红色则说明A试管中固体物质的成分是          。
（5）该同学按上述实验方案进行了实验，结果溶液未变红色，原因是（用离子方程式表示）___________________________________________________________。

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（本小题满分14分）某研究性学习小组欲验证红热的炭与浓硫酸发生反应所生成的各种产物，按气体的流动方向设计了如下实验流程：

（1）①中反应的化学方程式为    　　　　　　　　　　　          ；
（2）②处的现象是：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）品红溶液使用了两次，第一次使用时的作用是　　　　　　　　　　　　
第二次使用时的作用是________________      　　　　     _。
（4）二氧化硫也能使溴水褪色，表现了二氧化硫的   　性。（“还原”、“漂白”）
反应的化学方程式为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（5）根据　　　　　　　　　　　　　　　　现象，可证明产物中一定有CO₂气体

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（12分）在室温下，化学反应I^–_(aq)+ OCl^–_(aq) = OI^–_(aq) + Cl^–_(aq)的反应物初始浓度、溶液中的氢氧根离子初始浓度及初始速率间的关系如下表所示：

实验编号	I^–的初始浓度 (mol·L^-1)	OCl^–的初始浓度 (mol·L^-1)	OH^–的初始浓度 (mol·L^-1)	初始速率v (mol·L^-1· s^-1)
1	2 × 10^–3	1.5 × 10^–3	1.00	1.8 × 10^–4
2	a	1.5 × 10^–3	1.00	3.6 × 10^–4
3	2 × 10^–3	3 × 10^–3	2.00	1.8 × 10^–4
4	4 × 10^–3	3 × 10^–3	1.00	7.2 × 10^–4

已知表中初始反应速率与有关离子浓度关系可以表示为v=" k" [I^–]¹ [OCl^–]^b [OH^–]^c（温度一定时，k为常数）
①为了实施实验1，某同学取5mL0.02mol·L^-1碘化钾溶液、5mL0.015 mol·L^-1次氯酸钠溶液、40mL某浓度氢氧化钠溶液混合反应。则该氢氧化钠溶液物质的量浓度为              ________________（2分）
②实验2中，a=                   （2分）
③设计实验2和实验4的目的是                                   ；（2分）
④计算b、c值：b=          ；c=            （4分）
⑤若实验编号4的其它浓度不变，仅将溶液的酸碱值变更为pH = 13，反应的初始速率v=                 。（2分）

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如右图，利用培养皿探究氨气的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，
立即用另一表面皿扣在上面。下列对实验现象所做的解释正确的是

A．浓盐酸附近产生白烟：NH₃与HCl气体反应产生了NH₄C1固体

B．浓硫酸附近无明显现象：NH₃与浓硫酸不发生反应

C．氯化物溶液变浑浊：该溶液一定是A1Cl₃溶液

D．湿润的红色石蕊试纸变蓝：NH₃的水溶液显碱性

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（10分）亚甲基蓝（Methylnene Blue）在碱性条件下与葡萄糖作用生成亚甲基白（Methylene White）。亚甲基蓝的结构简式如下：

著名的蓝瓶子实验操作步骤如下：

①如图示在250mL锥形瓶中，依次加入2 g NaOH、100 mL H₂O和3 g葡萄糖，搅拌溶解后，再加入3滴～5滴0.2%的亚甲基蓝溶液，振荡混合液呈现蓝色；
②塞紧橡皮塞（活塞a、b关闭），将溶液静置，溶液变为无色；
③再打开瓶塞，振荡，溶液又变为蓝色；
④再塞紧橡皮塞，将溶液静置，溶液又变为无色。以上③、④可重复多次。
试回答下列问题：
⑴某学生将起初配得的蓝色溶液分装在A、B两支试管中（如上图，A试管充满溶液，B中有少量溶液），塞上橡皮塞静置片刻，两溶液均显无色。若再同时振荡A、B试管，能显蓝色的是__________（填“A”或“B”）。
⑵若塞紧锥形瓶塞并打开活塞a、b，通入足量氢气后，再关闭活塞a、b并振荡，溶液能否由无色变为蓝色____________（填“能”或“不能”）；若塞紧锥形瓶塞并打开a、b通入足量氧气，溶液能否由无色变为蓝色_________（填“能”或“不能”）。
⑶上述转化过程中，葡萄糖的作用是__________，亚甲基蓝的作用是______________；
⑷上述实验中葡萄糖也可用鲜橙汁（其中含丰富维生素C）代替，这是因为维生素C具有_______________________；
⑸该实验中③、④操作能否无限次重复进行________（填“能”或“不能”），理由是____________________________________ 。

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