题目内容
【题目】实验是实现科学探究的重要途径。请回答以下有关化学实验的问题:
(1)过氧化钠(Na2O2)是一种淡黄色粉末,在通常情况下能分别与CO2、H2O、HCl发生反应,生成O2。为了验证CO2和Na2O2反应生成的气体是O2,某化学兴趣小组同学设计了如图所示装置。
①用A装置制得的CO2中常混有H2O和HCl气体,设置B、C装置的目的是净化CO2。其中B装置的作用可用化学方程式表示为__________,C装置瓶内的液体是___________。
②E装置中氢氧化钠的作用是吸收没有反应的CO2,发生反应的化学方程式为____________。
③如何验证CO2和Na2O2反应生成的气体是O2?___________。
(2)化学小组的同学在收集满CO2的集气瓶中放入燃烧的钠,钠继续燃烧,充分反应后生成黑色的碳和一种白色固体。
【作出猜想】白色固体的成分可能为:①氧化钠;②碳酸钠;③氧化钠和碳酸钠的混合物;④氢氧化钠;⑤碳酸氢钠。
请指出以上不合理的猜想并说明理由。___________。
【查阅资料】氧化钠为白色粉末,能和水反应生成氢氧化钠。
【实验探究】取少量白色固体溶于水,将溶液分成两份,一份加入酚酞溶液,溶液变红;另一份先加入过量的CaCl2溶液,出现白色沉淀,过滤,向滤液中滴加酚酞溶液,无明显现象。
【得出结论】白色固体的成分为______(填化学式)。钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为__________。
(3)称取12.5 g石灰石放入烧杯中,向其中加入50 g稀盐酸,二者恰好完全反应。反应结束后称量烧杯中剩余物质的总质量为58.1 g。试计算石灰石中杂质的质量分数_________。
【答案】 NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O 浓硫酸 2NaOH+CO2Na2CO3+H2O 将带火星的木条靠近装置E中的导气管出口。 ④和⑤不合理,反应物中不含有氢元素。 Na2CO3 4Na+3CO22Na2CO3+C 20%
【解析】根据所学知识和题中信息知,(1)过氧化钠(Na2O2)是一种淡黄色粉末,在通常情况下能分别与CO2、H2O、HCl发生反应,生成O2。①用A装置制得的CO2中常混有H2O和HCl气体,设置B、C装置的目的是净化CO2。B装置的作用可用化学方程式表示为NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O,C装置瓶内的液体是浓硫酸,浓硫酸具有吸水性。②E装置中氢氧化钠的作用是吸收没有反应的CO2,发生反应的化学方程式为2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。③验证氧气的方法是将带火星的木条靠近装置E中的导气管出口,氧气可以使带火星的木条复燃。(2)在收集满CO2的集气瓶中放入燃烧的钠,钠继续燃烧,充分反应后生成黑色的碳和一种白色固体。【作出猜想】白色固体的成分可能为:①氧化钠;②碳酸钠;③氧化钠和碳酸钠的混合物;④氢氧化钠;⑤碳酸氢钠。根据质量守恒定律知,不合理的猜想是④和⑤,原因是反应物中不含有氢元素。【查阅资料】氧化钠为白色粉末,能和水反应生成氢氧化钠。【实验探究】取少量白色固体溶于水,将溶液分成两份,一份加入酚酞溶液,溶液变红;另一份先加入过量的CaCl2溶液,出现白色沉淀,过滤,向滤液中滴加酚酞溶液,无明显现象。【得出结论】白色固体的成分为Na2CO3 溶液呈碱性,与CaCl2溶液反应生成碳酸钙白色沉淀。根据质量守恒定律知,钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为4Na+3CO2 2Na2CO3+C。(3)称取12.5 g石灰石放入烧杯中,向其中加入50 g稀盐酸,二者恰好完全反应。反应结束后称量烧杯中剩余物质的总质量为58.1 g。根据质量守恒定律知,生成二氧化碳的质量是12.5g+50g-58.1g=4.4g。CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,参加反应的碳酸钙质量∶= ,x=10g,计算石灰石中杂质的质量分数∶×100%=20%。
点睛∶这是一道实验探究题,过氧化钠(Na2O2)是一种淡黄色粉末,在通常情况下能分别与CO2、H2O、HCl发生反应,生成O2。氧气可以使带火星的木条复燃,这是我们检验氧气常用的方法。