【題目】(15分)制作糕點常用Na2CO3或NaHCO3作膨松劑,我校化學興趣小組的同學根據(jù)Na2CO3和NaHCO3的性質(zhì)進行了一系列探究。

【查閱資料】

(1)溶解度比較:

(2)已知碳酸氫鈉在270℃左右就能分解為碳酸鈉、水和二氧化碳,而碳酸鈉受熱不分解。

(3)常溫下,濃度相同的Na2 CO3溶液比NaHCO3溶液的堿性強。

【探究一】NaHCO3和Na2CO溶解度差異的探究。

小方同學分別取xg兩種固體粉末加入20℃10 g水中充分溶解,通過觀察現(xiàn)象區(qū)分出碳酸鈉和碳酸氫鈉,x可能是_______。

A.2 B.096 C.05 D.3

【探究二】Na2CO3和NaHCO3鑒別探究

【猜想與假設(shè)】

(1)甲同學認為可用澄清石灰水鑒別Na2CO3和NaHCO3溶液.

(3)乙同學認為固體Na2CO3、NaHCO3可用加熱的方法鑒別.

【實驗探究】(1)甲同學在兩支分別盛有少量Na2CO3、NaHCO3溶液的試管中,各加入澄清石灰水,觀察到兩支試管中的現(xiàn)象相同,均產(chǎn)生了白色沉淀,實驗結(jié)果與猜想不一致,即不能用澄清石灰水鑒別Na2CO3和NaHCO3溶液.

(3)乙同學分別取了一定量的Na2CO3、NaHCO3固體于大試管中加熱(如圖所示):

①加熱Na2CO3時,開始即見小試管中有少量氣泡產(chǎn)生,繼續(xù)加熱,氣泡逐漸減少,未見澄清石灰水變渾濁,

②加熱NaHCO3時,丙同學觀察到實驗現(xiàn)象與①不同,證實了自己的猜想是合理的.

【問題討論】

小組同學對上述實驗展開了討論,對甲同學的兩個實驗進行了比較,并從物質(zhì)在溶液中解離出不同離子的微觀角度分析了原因(如圖1、圖2).請寫出Na2CO3與澄清石灰水發(fā)生反應(yīng)的化學方程式________;寫出NaHCO3與澄清石灰水混合時參與反應(yīng)的離子:________.

【探究三】測定某Na2CO3和NaHCO3混合物中NaHCO3的質(zhì)量分數(shù)

[方案一]稱取一定質(zhì)量樣品,置于坩堝中加熱至恒重后,冷卻,稱量剩余固體質(zhì)量,計算。

(1)坩堝中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為: ;

(2)實驗中,需加熱至恒重的目的是

[方案二]利用下圖裝置進行實驗,裝置B中放有樣品(整套裝置氣密性良好,各裝置中氣體吸收劑足量)。

【實驗步驟】

(1)檢查裝置的氣密性;(2)稱取樣品10 g,加到裝置B中;(3)稱量裝置B、C、D的質(zhì)量(含藥品);(4)連接裝置;(5)加熱;(6)停止加熱繼續(xù)通入空氣;(7)再次稱量裝置B、C、D的質(zhì)量(含藥品)。

【數(shù)據(jù)記錄】

【問題回答】

①上圖裝置C的作用是_______,裝置C中一個明顯的錯誤是______________。

②實驗過程中必須向裝置內(nèi)通入空氣,裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為_______。若沒有裝置A,造成測定結(jié)果_______(填“偏大”“不變”或“偏小”)

【討論分析】

小紅同學認為,表格中三組數(shù)據(jù)都可以計算該樣品中NaHCO3的質(zhì)量分數(shù),但小張認為不能用C裝置的質(zhì)量變化來計算,其理由是_______;改進方法:_______。小王又認為用裝置D的質(zhì)量差會偏大而影響計算,應(yīng)增加一個操作:_______,目的是______________。

【數(shù)據(jù)處理】經(jīng)過反復(fù)討論,大家一致贊成應(yīng)該利用表格中的裝置B的質(zhì)量變化進行計算NaHCO3和Na2CO3混合物中NaHCO3的質(zhì)量分數(shù) 。

【拓展應(yīng)用】固體Na2CO3中混有少量NaHCO3,可通過________方法除去.

【答案】【探究一】A

【探究二】【問題討論】(1)Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH OH-、HCO3-、Ca2+

【探究三】[方案一](1)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2 (2)保證NaHCO3 全部分解

[方案二]①吸收水蒸氣 右側(cè)導管伸入液面以下 ②2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 偏大

【討論分析】裝置A中逸出的水蒸氣會進入裝置C

在裝置A、B之間增加一個濃硫酸的干燥裝置

連接D裝置前,緩緩鼓入空氣 排盡裝置內(nèi)的二氧化碳氣體

【數(shù)據(jù)處理】84% 【拓展應(yīng)用】加熱

【解析】

試題分析:【探究一】根據(jù)表格中的溶解度數(shù)據(jù),在20℃時,NaHCO3的溶解度為96g,Na2CO3的溶解度為215g,故10g水中最多能溶解NaHCO3和Na2CO3的質(zhì)量分別為096g和215g,故可以加入096g<x<215g,故可以加入2g物質(zhì),觀察溶解的情況,若全部溶解為Na2CO3,若部分溶解為NaHCO3,故選A

【探究二】【問題討論】(1)Na2CO3溶液與澄清石灰水發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為:Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH;通過觀察圖2,NaHCO3與澄清石灰水混合時參與反應(yīng)的離子:OH-、HCO3-、Ca2+

【探究三】[方案一](1)根據(jù)信息,碳酸氫鈉在270℃左右就能分解為碳酸鈉、水和二氧化碳,而碳酸鈉受熱不分解,故坩堝中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2

(2)實驗中,需加熱至恒重的目的是:保證NaHCO3 全部分解

[方案二]①裝置C中的藥品是濃硫酸,濃硫酸具有吸水性,故裝置C的作用是:吸收水蒸氣;裝置C中一個明顯的錯誤是:右側(cè)導管伸入液面以下,應(yīng)采用短管,否則氣體排不出來

實驗過程中必須向裝置內(nèi)通入空氣,裝置A中氫氧化鈉溶液能吸收空氣中的二氧化碳,故發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O;若沒有裝置A,則空氣中的二氧化碳就會進如到裝置D中,從而使二氧化碳的質(zhì)量偏大,造成測定結(jié)果偏大

【討論分析】小紅同學認為,表格中三組數(shù)據(jù)都可以計算該樣品中NaHCO3的質(zhì)量分數(shù),但小張認為不能用C裝置的質(zhì)量變化來計算,其理由是:裝置A中逸出的水蒸氣會進入裝置C中;改進方法:在裝置A、B之間增加一個濃硫酸的干燥裝置;小王又認為用裝置D的質(zhì)量差會偏大而影響計算,應(yīng)增加一個操作:連接D裝置前,緩緩鼓入空氣;目的是:排盡裝置內(nèi)的二氧化碳氣體

【數(shù)據(jù)處理】利用表格中的裝置B的質(zhì)量變化進行計算NaHCO3和Na2CO3混合物中NaHCO3的質(zhì)量分數(shù),即裝置B中反應(yīng)前后減少的質(zhì)量為碳酸氫鈉分解產(chǎn)生的水和二氧化碳的質(zhì)量,故可根據(jù)化學方程式:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑中NaHCO3與水和二氧化碳的質(zhì)量關(guān)系為168:62,而裝置B反應(yīng)前后的質(zhì)量差=180g-1769g=31g,故可計算出NaHCO3的質(zhì)量=168×31g÷62=84g,故混合物中NaHCO3的質(zhì)量分數(shù)=84g/10g×100%=84%

【拓展應(yīng)用】固體Na2CO3中混有少量NaHCO3,可通過加熱方法除去

練習冊系列答案
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【題目】濃硫酸的下列性質(zhì),屬于它的化學性質(zhì)的是

A.可作干燥劑

B.打開裝濃硫酸的瓶蓋,瓶口不產(chǎn)生白霧

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D.是無色粘稠油狀液體

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(1) 選擇B與 組合成裝置可制取干燥的氧氣。

(2) 選B作制取氣體的發(fā)生裝置,應(yīng)滿足的條件是 。

(3)選A制取氣體應(yīng)滿足的條件是

(4)若用F裝置收集二氧化碳,從發(fā)生裝置產(chǎn)生的二氧化碳應(yīng)從F的___ _(填“左”或“右”)端通入,用來檢驗二氧化碳是否集滿的操作是 。

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選項

物質(zhì)(括號內(nèi)為雜質(zhì))

試劑

操作方法

A

CO2CO)

足量O2

點燃

B

CaOCaCO3)

適量稀鹽酸

蒸發(fā)、結(jié)晶

C

NaNO3溶液(Na2SO4)

適量碳酸鋇固體

過濾

D

Cu粉(Fe)

足量稀硫酸

過濾、洗滌、干燥

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(2)小明倒出了300g雙氧水溶液進行消毒,則剩下的溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為

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【題目】如圖是A、B、C三種物質(zhì)的溶解度曲線圖。下列說法一定正確的是

A.20℃時,A的溶解度為30

B.C可能是氫氧化鈣

C.采用蒸發(fā)結(jié)晶的方法除去A溶液中混有的少量B物質(zhì)

D.60℃時,等質(zhì)量的A、C飽和溶液中,水的質(zhì)量是A<C

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【實驗設(shè)計】同學們稱取了23.28 g該Fe3O4樣品用圖①進行了下列實驗:

【實驗分析】因探究思路不同,興趣小組分成甲、乙、丙三個討論小組。

甲組;(1)該組同學欲通過B裝置反應(yīng)前后的質(zhì)量變化來計算確認該Fe3O4樣品中的雜質(zhì)。B中的最佳試劑是______(填序號)。

①澄清石灰水 ②氫氧化鈉濃溶液 ③稀鹽酸 ④水

(2)上述實驗過程中,CO的作用有_______ (填序號)。

①CO氣體作為反應(yīng)物

②實驗開始時,排盡裝置中的空氣,防止加熱時發(fā)生爆炸

③停止加熱后,防止A中生成物被氧化

④停止加熱后防止B中的溶液倒吸入A中

⑤對B中反應(yīng)物起到一定的攪拌作用,便于CO2與反應(yīng)液充分接觸而反應(yīng)

乙組:

(3)乙組同學認為B裝置反應(yīng)前后的質(zhì)量差會偏小而影響計算、分析,你認為他們的理由是_______ ;改進為在B裝置后接一盛有_______(填試劑名稱)的廣口瓶的吸水裝置,將B裝置和該裝置“捆綁”稱量,從而減小誤差。

丙組:

(4)丙組同學將B裝置中液體改換為Ba(OH)2溶液,通過測量生成的_______(填化學式)沉淀的質(zhì)量來計算求解。為了獲得沉淀,該組同學需要進行的操作有過濾→_______→________→稱量。

【查閱資料】

Fe2O3和CO反應(yīng)是隨溫度升高而逐步進行的,先生成Fe3O4,再生成FeO(黑色),最后生成Fe;利用儀器測定并繪制成反應(yīng)過程中A裝置中玻璃管內(nèi)的固體質(zhì)量隨溫度的變化曲線(見圖②)。

(5)寫出BC段發(fā)生反應(yīng)的化學方程式:______________ 。

(6)確定該Fe3O4樣品中含有的雜質(zhì)是_______,其中含F(xiàn)e3O4的質(zhì)量是_______g(不需要寫出過程)(已知Fe3O4、FeO、Fe2O3中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)分別為72.4%、77.8%、70.0%)。

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①取一潔凈的錐形瓶稱量,然后往其中加入一定量的稀鹽酸,并滴人幾滴紫色石蕊試液(質(zhì)量忽略不計),重新稱量;

②往上述錐形瓶中逐滴加入溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為16%的氫氧化鈉溶液,邊滴加邊振蕩,當觀察到溶液由紅色恰好變?yōu)樽仙珪r,停止滴加,再次稱量。數(shù)據(jù)如下表:

(1)若要配制500克16%的氫氧化鈉溶液,需要氫氧化鈉固體 克。

(2)本次實驗中,實際消耗的氫氧化鈉溶液質(zhì)量為 克。

(3)請通過計算確定該瓶稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)。

(4)另有同學做了同樣的實驗,卻得到了不同的結(jié)果。于是用精密pH試紙測得反應(yīng)后錐形瓶內(nèi)溶液的pH為8.2,則他測出的鹽酸溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù) (選填“偏大”或“偏小”),造成這一偏差的原因是 。

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