题目内容
【题目】NaOH在工业上具有广泛的应用,某研究性学习小组通过以下实验探究NaOH的性质。
实验一 向两块固体表面滴加稀盐酸 | 实验二 振荡2个塑料瓶 |
(1)实验一中滴加盐酸后产生的气泡的化学式为_______________。
(2)实验二中振荡2个塑料瓶,观察到塑料瓶变瘪的程度为A>B, A瓶出现沉淀,B瓶中先有白色沉淀,继续振荡后沉淀消失。
①请说出一-种鉴别NaOH固体和Ca(OH)2固体的物理方法:__________________。
②B瓶中产生沉淀的化学方程式为_________________。
(3)在20°C时,研究小组对A瓶中产生沉淀的原因及成分做了如下探究:
[提出问题]两只塑料瓶中发生了哪些反应,得到了哪些物质?
[查阅资料]①20°C时,有关物质的溶解度如下表所示:
物质 | NaOH | Ca(OH)2 | Na2CO3 | NaHCO3 | CaCO3 | Ca(HCO3)2 |
溶解度/g | 109 | 0.18 | 21.5 | 9.6 | 16.6 |
②CO2可以与Na2CO3溶液发生反应: 。
③NaHCO3固体在120°C开始分解: 。Na2CO3 加热不分解。
④常温下,饱和Na2CO3溶液pH为12.3, 饱和NaHCO3溶液pH为8.1。
根据以上资料和实验现象推断:B瓶最终所得澄清溶液中所含溶质为____________。
[提出猜想]对A瓶中沉淀成分有以下四种猜想:猜想Ⅰ : NaOH和Na2CO3;
猜想Ⅱ: Na2CO3; 猜想Ⅲ: Na2CO3 和NaHCO3; 猜想Ⅳ: NaHCO3。
小组同学经过讨论分析后,认为“猜想I”不成立,其理由是___________________。
[实验探究]将A瓶固体过滤后,用冰水洗涤,在烘箱中烘干。烘箱温度应控制为_______________。
小组甲:取2g固体溶于98gH2O配成溶液,用pH试纸测得其pH约为11。则_______________(填“猜想Ⅱ”、“猜想Ⅲ”、“猜想Ⅳ”)不成立。.
小组乙:取干燥固体在硬质大试管中加热,并将导管通入装有澄清石灰水的烧杯中。加热过程中,一直未见烧杯中有沉淀产生;将试管中固体冷却后称量, 其质量__________(填“变大”“变小”或“不变”)。
[实验结论]____________(填“猜想Ⅱ”、“猜想Ⅲ”、“猜想Ⅳ”)是正确的。
[反思评价]若不进行实验操作,仅通过比较塑料瓶中气体和溶液中溶质质量的相对关系,也可推断出A瓶中所得产物种类,还需要查阅或测量的数据是_______________。
【答案】CO2 将等量固体放入盛有少量水的试管中,用手轻轻触碰试管外壁,如果发烫说明是氢氧化钠,如果不发烫,说明是氢氧化钙 碳酸氢钙 随着反应的进行,氢氧化钠的质量逐渐减小,因此氢氧化钠不会析出 120℃以下 Ⅳ 不变 猜想Ⅱ 20℃时,二氧化碳气体的密度和氢氧化钠饱和溶液的密度
【解析】
(1)实验一中,氢氧化钠和空气中的二氧化碳反应生成了碳酸钠和水,滴加稀盐酸后,碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,气泡为二氧化碳,化学式是CO2;
(2)①氢氧化钠溶液溶于水放热,氢氧化钙微溶于水,溶解量较小,温度变化不大,故鉴别NaOH固体和Ca(OH)2固体:可将等量固体放入盛有少量水的试管中,用手轻轻触碰试管外壁,如果发烫说明是氢氧化钠,如果不发烫,说明是氢氧化钙;
②B瓶中氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙和水,该反应的化学方程式为:;
(3)④氢氧化钠和二氧化碳反应生成了碳酸钙和水,碳酸钙和水、二氧化碳反应生成了碳酸氢钙,碳酸氢钙易溶于水,故B瓶最终所得澄清溶液中所含溶质为碳酸氢钙;
提出猜想:猜想Ⅰ不成立的理由是:随着反应的进行,氢氧化钠的质量逐渐减小,因此氢氧化钠不会析出;
实验探究:烘箱温度应控制在120℃以下,因为碳酸氢钠在120℃时会分解;
小组甲:取2g固体溶于98gH2O配成溶液,用pH试纸测得其pH约为11,常温下,饱和Na2CO3溶液pH为12.3, 饱和NaHCO3溶液pH为8.1,故猜想Ⅳ不成立;
小组乙:取干燥固体在硬质大试管中加热,并将导管通入装有澄清石灰水的烧杯中。加热过程中,一直未见烧杯中有沉淀产生,烧杯中无沉淀产生,说明无二氧化碳生成,因为,碳酸钠加热不分解,因此,固体中不含碳酸氢钠,该固体应为碳酸钠,碳酸钠受热不分解,因此将试管中固体冷却后称量,其质量不变;
实验结论:由以上分析可知,猜想Ⅱ正确;
反思评价:仅通过比较塑料瓶中气体和溶液中溶质质量的相对关系,也可推断出A瓶中所得产物种类,还需要查阅或测量的数据是:20℃时,二氧化碳气体的密度和氢氧化钠饱和溶液的密度,根据二氧化碳的密度和体积可以得出二氧化碳的质量,根据氢氧化钠的密度和体积可以得出氢氧化钠的质量,根据化学方程式:,,就可以得出相关产物的质量,然后根据20℃时,各物质的溶解度,就可以推出产物种类。