题目内容
【题目】初二中化学兴趣小组利用如下图装置进行多角度探究常见的气体的制取与性质。
探究一 气体的制取探究
(1)写出仪器名称:①____
(2)用装置A制取二氧化碳反应的化学方程式为:___;若用该装置制取氧气,其化学方程式为:____。
(3)生活中有很多物品可以代替实验仪器。关闭K2和K3,打开K1,若用装置F所示的医用塑料袋排空气法收集CO2,则装置____(“a”或“b”)端与B装置相连。
探究二气体的性质探究
打开K2,关闭K1、K3,用于检验二氧化碳的性质
(4)若装置C中装有紫色石蕊试剂,可观察到___现象,证明了二氧化碳与水发生了反应。若装置C装有澄清石灰水,则反应化学方程式为:___。
探究三生成气体的速率研究
打开K3,关闭K1、K2,可测一段时间内生成气体的速率
(5)实验室用一定质量大理石与稀盐酸反应,所得数据如表(酸足量):
大理石质量(反应前) | 剩余固体质量(反应后) | E装置收集液体体积 | 反应时间 |
12.0g | 2.0g | 2000mL | 100s |
若生成气体的反应速率公式V=△V/△t表示,(△V表示生成气体的体积,△t表示反应时间,CO2的密度约为2g/L),则生成气体的的速率为___mL/s.
(实验思考) 若用该组合装置收集氧气,装置D上方原有的空气对收集气体的体积的测定是否有影响?并说明理由。____。
【答案】长颈漏斗 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ a 紫色溶液变成红色 Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O 20 没有影响,盛有水的集气瓶与大气压强相等,当有氧气生产时,集气瓶内压强增大,将水排出
【解析】
(1)据图可知仪器①是长进漏斗;
(2)实验室利用石灰石或大理石与稀盐酸反应生成二氧化碳,石灰石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,方程式为:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;此装置为固液不加热型,实验室利用过氧化氢制氧气也可用此装置,过氧化氢在二氧化锰的催化下生成水和氧气,方程式为:;
(3)二氧化碳的密度大于空气密度,采用向上排空气法收集,F中袋口朝下,因此二氧化碳应该从a短进;
(4)在A中反应生成了二氧化碳,二氧化碳和水反应生成碳酸,酸能使紫色石蕊变红,二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,方程式为:Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O;
(5)装置D上方的空气对实验结果没有影响,因为盛有水的集气瓶与大气压强相等,当有氧气生产时,集气瓶内压强增大,将水排出,排出水的体积就是二氧化碳的体积。
【题目】实验室有一瓶长期暴露在空气中的氢氧化钠固体样品,观察发现,样品表面有白色的粉末。某兴趣小组的同学对该样品的成分及含量进行了探究。
(提出问题1)该样品中含有哪些物质?
(提出猜想)通过分析,提出如下猜想:
猜想Ⅰ:已完全变质,该样品中只含;
猜想Ⅱ:部分变质,该样品中含有NaOH和Na2CO3。
则变质反应的化学方程式为_____。
(查阅资料)①碱性的Na2CO3溶液可以与中型的CaCl2溶液发生复分解反应;
②在饱和的碳酸氢钠溶液中几乎不溶解。
(实验探究1)为确定该样品的成分,小明设计了如下实验方案,请你一起完成下列实验。
实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
(1)取少量样品溶于水,加入 ____ | 白色沉淀产生 | 该反应的化学方程式:___ |
(2)将上述反应后的混合液过滤,取滤液加入____ | ______ | 证明猜想Ⅱ成立 |
(提出问题2)如何测量该部分变质样品中碳酸钠的质量分数?
(实验探究2)小红同学设计如图装置(铁架台略去),实验在27℃,101KPa下进行,步骤如下:①按图连接好装置;②用托盘天平准确称取该样品2g,放入A中试管内,向B中集气瓶中倒入饱和碳酸氢钠溶液至瓶颈处;③向分液漏斗中加入稀硫酸,打开活塞,让稀硫酸滴入试管中至过量,关闭活塞.反应结束后,量筒中收集到饱和碳酸氢氧化钠溶液220mL。请回答下列问题:
(1)在实验步骤①和②之间,还缺少一实验步骤,该实验步骤是 _________ ;
(2)B中集气瓶盛装的饱和碳酸氢钠溶液不能用水代替,其理由是 ________ ;
(3)试管中原有的空气对实验结果是否有明显影响? ___ (填“有”或“没有”);
(4)变质氢氧化钠样品中碳酸钠的质量分数为 __________。(在27℃,101KPa时二氧化碳的密度为1.8g/L)(计算结果精确至1%)
(提出问题3)怎样提纯该样品得到纯净的氢氧化钠固体?
(实验探究3)为得到纯净的氢氧化钠固体,小亮设计了如图的实验流程。
请回答下列问题:
(1)为了使样品充分溶解,操作①中还要用到的玻璃仪器是_________ ;操作③中加热到____________时停止加热。
(2)该实验中发生反应的化学方程式为 ____________ ;
(3)最终所得氢氧化钠固体质量 ________ 变质后样品中氢氧化钠的质量(填“小于”、“等于”或“大于”)。
【题目】实验室用石灰水而不用氢氧化钠溶液鉴定二氧化碳。氢氧化钠能否与二氧化碳反应?
【查阅资料】Ⅰ.氢氧化钠溶液与二氧化碳反应生成易溶的碳酸钠,碳酸钠在二氧化碳过量的条件下继续与水和二氧化碳反应生成碳酸氢钠
Ⅱ.碳酸钠和碳酸氢钠性质对比如下表
操作 | NaHCO3溶液 | Na2CO3溶液 |
加入稀盐酸 | 产生气泡 | 产生气泡 |
加入稀CaCl2溶液 | 无明显变化 | __________________(填写现象)) |
加热溶液至沸腾,并将气体通入澄清石灰水 | 澄清石灰水变浑浊 | 澄清石灰水无明显变化 |
【进行实验】
实验操作 | 实验现象 | 结论及化学方程式 |
___________________ | 氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠.反应方程式_______________ |
【实验反思】学习小组讨论,认为产生此实验现象的原因可能有两种:一种是NaOH与C02发生了反应;另一种是_______________
(2)为了进一步验证CO2与NaOH溶液已经发生反应,请你设计一个简单的实验检验生成的新物质。
实验步骤 | 实验现象 | 解释与结论 |
____________________________ | ____________________________ | NaOH与CO2发生了反应 |
【实验拓展】该小组同学将二氧化碳通入氢氧化钠溶液中,利用数字化技术测定溶液pH值变化,待完全反应后,观察到溶液中逸出大量气泡,pH出现两段S型变化曲线。
【实验分析】
(3)AB段变化的原因可能是________。BC段变化的原因可能是___________。利用实验验证变化后的产物,实验操作为_________________.实验现象是____________________。