题目内容
【题目】碳酸钡广泛用于陶瓷、光学玻璃等行业。有一种碳酸盐矿石,其主要成分是碳酸钡和碳酸钙,现以此矿石为原料生产碳酸钡,并得到副产品氢氧化钙,其流程如下图所示:
已知,氢氧化钡和氢氧化钙在不同温度下的溶解度是:
温度/℃ | 0 | 40 | 80 |
氢氧化钡溶解度/g | 1.67 | 8.22 | 101.4 |
氢氧化钙溶解度/g | 0.187 | 0.141 | 0.094 |
请回答
(1)碳酸钡与碳酸钙的化学性质相似,高温下能分解成两种氧化物,碳酸钡在高温下分解的化学方程式为______________。
(2)氧化钡与氧化钙的化学性质相似,能与水反应。溶液A中存在的阳离子是___________(写离子符号)。
(3)在实验室里完成操作1,需要用到的玻璃仪器除漏斗、玻璃棒外,还有______________。
(4)操作2采用的操作方法依次为____________(填序号)。
A.过滤 B.降温 C.加热 D.蒸馏 E.灼烧
(5)反应3的化学方程式为___________________________________________。
(6)废渣要经过洗涤后才能弃渣,原因是________________________。
(7)假设该碳酸盐矿石中含有40%的碳酸钙,那么50kg该矿石理论上可制得氢氧化钙的质量是________kg。
【答案】 BaCO3 = BaO + CO2↑ Ba2+、Ca2+ 烧杯 C A Ba(OH)2 + CO2 == BaCO3↓ + H2O 充分利用原料,保护环境 14.8
【解析】(1)碳酸钡与碳酸钙的化学性质相似,高温下能分解成氧化钡和二氧化碳,化学方程式为BaCO3 BaO + CO2↑;
(2)氧化钡与氧化钙的化学性质相似,能与水反应分别生成氢氧化钡和氢氧化钙。溶液A中存在的阳离子是Ba2+、Ca2+;
(3)操作1将固体和液体分开,所以操作为过滤,需要用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯;
(4)操作2要将氢氧化钙和氢氧化钡分开,根据氢氧化钙和氢氧化钡的溶解度随温度的变化关系,可以先加热使氢氧化钙析出,然后过滤分离;
(5)反应3是氢氧化钡和二氧化碳反应生成碳酸钡和水,化学方程式为Ba(OH)2 +CO2 =BaCO3↓ + H2O;
(6)废渣中还含有未溶的氢氧化钙及氢氧化钡溶液,要经过洗涤后才能弃渣,及充分利用原料,又保护环境;
(7)解:设可制得氢氧化钙的质量为x
根据反应的化学方程式CaCO3 CaO + CO2↑,CaO + H2O= Ca(OH)2 ,可知关系
CaCO3~Ca(OH)2
100 74
50kg×40% x
x=14.8g
答:可制得氢氧化钙的质量为14.8g。
【题目】(7分)某同学在实验室发现了一瓶标签残缺的无色溶液﹙如图甲所示﹚,为确认其中的溶质,他设计并进行了如下探究活动,请回答下列问题。
【猜想与假设】其溶质可能为NaCl、NaOH、Na2CO3和NaHCO3中的一种。
【资料查阅】上述四种物质的相关信息如下:
物质 | NaCl | NaOH | Na2CO3 | NaHCO3 |
常温下的溶解度/g | 36 | 109 | 21.5 | 9.6 |
常温下某稀溶液的pH | 7 | 13 | 11 | 9 |
【探究过程】
如图乙所示,在操作①后可确定溶质不是NaCl,则其实验现象应是 ;
在进行操作②时有无色无味得到气体产生,由此又可排除假设物质中的 。
【探究结论】
你认为该溶液中的溶质可能是上述假设物质中的 ,你的判断依据是 。
【探究反思】
(1)若上述探究结论是正确的,操作②产生的气体应是 (写化学式),实验室检验该气体的实验操作及现象是 。
(2)另有同学猜想其中的溶质还可能是Na2SO4,但又没有Na2SO4的上述表列信息。
请你根据以上实验操作的相关现象,判断该溶液中的溶质是否是Na2SO4,并叙述理由: 。
【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)猜想Ⅰ:全部是NaOH;
猜想Ⅱ:已完全变质,该样品中只含Na2CO3;
猜想Ⅲ:部分变质,该样品中含有NaOH和Na2CO3。
(实验探究1)为确定该样品成分,小明设计了如下实验方案,请你一起完成下列实验报告。
实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
①取少量样品溶于水,加入 足量的________; | 白色沉淀产生 | 该反应的化学方程式为 ________ |
②将上述反应后的混合液过滤, 取滤液加入________; | ________ | 证明猜想Ⅲ成立 |
(提出问题2)怎样提纯该样品得到纯净的氢氧化钠固体?
(实验探究2)为得到纯净的氢氧化钠固体,设计的实验过程如下图。请回答下列问题
⑴长期暴露在空气中的氢氧化钠固体样品极易变质,原因是________(用化学方程式表示)。操作B的名称为________,所需的玻璃仪器有________、烧杯和玻璃棒。
⑵该实验中发生反应的化学方程式为________。
⑶最终所得氢氧化钠固体质量________(选填“<”、“=”或“>”)变质后样品中氢氧化钠的质量。
(实验探究3)为了测定NaOH的纯度,某同学设计如图装置。
已知:CO2在饱和碳酸氢钠溶液中几乎不溶解。
⑷B中集气瓶盛放的饱和碳酸氢钠溶液不能用水代替,其理由是________。
⑸取10g样品进行实验,根据实验数据,通过计算可知产生了CO20.44g,求原样品中NaOH的质量分数,写出计算过程_____________。