题目内容

实验室现有一瓶已使用过的氢氧化钠溶液,某小组同学就“该溶液是否变质”对其进行了探究.请你参与探究:
(1)甲同学首先对该溶液的溶质作出了以下两种假设:
①是NaOH ②是NaOH和Na2CO3的混合物
请你对此再提出两种假设:________、________:
(2)乙同学通过一系列实验证明甲同学的第②种假设是正确的,他推测该溶液是因为吸收了空气中的________而产生了Na2CO3,要除去溶液中的Na2CO3应选用的试剂是________.氢氧化钠溶液保存时应注意________;
(3)丙同学进一步探究NaOH溶液的变质程度.他向溶液中逐滴加入质量分数为7.3%的稀盐酸,根据生成CO2的质量测定Na2CO3的质量.实验测得加入稀盐酸的质量与产生CO2气体的质量关系如图所示:
(a)写出盐酸与Na2CO3反应生成CO2气体的化学方程式:________
(b)实验过程中与NaOH反应所用稀盐酸溶液的质量是________ g;
(c)根据b中与NaOH反应所用稀盐酸的质量,对照上图,请你提出一个还值得探究的问题:________.

解:(1)氢氧化钠溶液是吸收空气中的二氧化碳,生成碳酸钠和水或碳酸氢钠;因此我们的猜想可以是:全部是碳酸钠;或碳酸氢钠;或它们的混合物;故答案为:Na2CO3;NaHCO3(其他合理答案也可).
(2)乙同学通过一系列实验证明甲同学的第②种假设是正确的,他推测该溶液是因为吸收了空气中的二氧化碳,因此氢氧化钠溶液要密封保存;要除去氢氧化钠溶液中的Na2CO3应选用的试剂是氢氧化钙或氢氧化钡;故答案为:二氧化碳;Ba(OH)2(或Ca(OH)2);密封保存.
(3)碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠和水和二氧化碳,配平即可;根据二氧化碳的质量是2.2g,求出需要盐酸中溶质的质量是3.65g,盐酸溶液的质量是:3.65g÷7.3%=50g,因此与NaOH反应所用稀盐酸溶液的质量是:150g-50g=100g;对照上图,提出一个还值得探究的问题:NaOH消耗完后,继续滴加盐酸为什么没有立即产生二氧化碳等;故答案为:Na2CO3+2HCl═2NaCl+H20+CO2↑;100;NaOH消耗完后,继续滴加盐酸为什么没有立即产生二氧化碳?(其他合理答案也可)
分析:氢氧化钠溶液是吸收空气中的二氧化碳,生成碳酸钠和水或碳酸氢钠,因此氢氧化钠溶液要密封保存;因此我们的猜想可以是:全部是碳酸钠;或碳酸氢钠;或它们的混合物;要除去氢氧化钠溶液中的Na2CO3应选用的试剂是氢氧化钙或氢氧化钡;碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠和水和二氧化碳,配平即可;根据化学方程式的计算可知:与氢氧化钠反应的盐酸的质量是100g,然后与碳酸钠反应有二氧化碳气体冒出;对照上图,提出一个还值得探究的问题:NaOH消耗完后,继续滴加盐酸为什么没有立即产生二氧化碳?还有哪些杂质等.
点评:本考点考查了药品变质的探究和根据化学方程式的计算等,有关实验方案的设计和对实验方案的评价是中考的热点之一,设计实验方案时,要注意用最少的药品和最简单的方法;关于对实验设计方案的评价,要在两个方面考虑,一是方案是否可行,能否达到实验目的;二是设计的方法进行比较,那种方法更简便.
练习册系列答案
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(2006?常德)实验室现有一瓶已使用过的氢氧化钠溶液,某小组同学就“该溶液是否变质”对其进行了探究.请你参与探究:
(1)甲同学首先对该溶液的溶质作出了以下两种假设:
①是NaOH  ②是NaOH和Na2CO3的混合物
请你对此再提出两种假设:
Na2CO3
Na2CO3
NaHCO3(其他合理答案也可)
NaHCO3(其他合理答案也可)

(2)乙同学通过一系列实验证明甲同学的第②种假设是正确的,他推测该溶液是因为吸收了空气中的
二氧化碳
二氧化碳
而产生了Na2CO3,要除去溶液中的Na2CO3应选用的试剂是
Ba(OH)2(或Ca(OH)2
Ba(OH)2(或Ca(OH)2
.氢氧化钠溶液保存时应注意
密封保存
密封保存

(3)丙同学进一步探究NaOH溶液的变质程度.他向溶液中逐滴加入质量分数为7.3%的稀盐酸,根据生成CO2的质量测定Na2CO3的质量.实验测得加入稀盐酸的质量与产生CO2气体的质量关系如图所示:
(a)写出盐酸与Na2CO3反应生成CO2气体的化学方程式:
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H20+CO2
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H20+CO2

(b)实验过程中与NaOH反应所用稀盐酸溶液的质量是
100
100
 g;
(c)根据b中与NaOH反应所用稀盐酸的质量,对照上图,请你提出一个还值得探究的问题:
NaOH消耗完后,继续滴加盐酸为什么没有立即产生二氧化碳?(其他合理答案也可)
NaOH消耗完后,继续滴加盐酸为什么没有立即产生二氧化碳?(其他合理答案也可)
在我校实验室实施的扬州市2011年中考化学实验操作考查刚刚落下帷幕.实验考查中H2O2分解制氧气为何不采用MnO2作催化剂?同学们为之展开了探究.
I、他们首先配制实验所需的50mL、6%的H2O2溶液.
[配制溶液]
现有一瓶新购置的双氧水,标签如图所示.
(1)若用这瓶双氧水来配置6%的医用双氧水1500g,需要这种双氧水的质量是多少克?
(2)另有一瓶5个月前购进的相同规格的双氧水,经检测,已缓慢分解放出了9.6g氧气,求现在剩余的该瓶溶液中溶质的质量分数.
II、然后同学们又比较了各催化剂在室温下对50mL、6%的H2O2溶液分解反应的催化作用情况.
[实验记录]各催化剂对50mL、6%的H2O2溶液分解反应的催化作用情况(室温22℃)
催化剂及用量 O2 平均产量 制氧所需时间 成本 反应情况
MnO21.0g 919mL 10′03″ 0.11元 分解先快后慢
10%FeCl3溶液5滴 985mL 4′50″ 0.02元 均匀产生O2
15%CuSO4溶液5滴 955mL 4′57″ 0.03元 均匀产生O2
[实验分析]由表中数据及实验体验可以得出,MnO2 催化分解H2O2制氧气有两点不足,①开始反应速率过快,氧气产生后,发生装置内压强骤然增大,使用分液漏斗滴液往往受阻,收集氧气排水或排空气时稍微耽搁,就会有不少O2 逸失,到收集最后一瓶O2反应变慢,耗时太长.②
MnO2用量多,成本高
MnO2用量多,成本高

[提出问题]同学们认为用FeCl3溶液作催化剂效果最好.但FeCl3溶液为何能催化分解H2O2
[实验猜想]已知FeCl3在水中可解离出Fe3+ 和Cl-,同学们提出以下猜想:
甲同学的猜想是:真正催化分解H2O2的是FeCl3溶液中的H2O;
乙同学的猜想是:真正催化分解H2O2的是FeCl3溶液中的Fe3+
丙同学的猜想是:真正催化分解H2O2的是FeCl3溶液中的Cl-
你认为最不可能的是
 同学的猜想,理由是
过氧化氢溶液中有水
过氧化氢溶液中有水

同学们对余下的两个猜想,用实验进行了探究,请你仔细分析后填空:
[实验过程1]向盛有5mL、6% H2O2溶液的试管中加入少量的HCl溶液,并把带火星的木条伸入试管.
[实验现象1]无明显现象.对应结论:
FeCl3溶液中的Cl-不能催化分解H2O2
FeCl3溶液中的Cl-不能催化分解H2O2

[实验过程2]另向盛有5mL、6%的H2O2溶液的试管中加入少量的
Fe(NO33溶液
Fe(NO33溶液
,并再次把带火星的木条伸入试管.
[实验现象2]
试管中有大量气泡产生,带火星的木条复燃
试管中有大量气泡产生,带火星的木条复燃

对应结论:
起催化作用的是Fe3+
起催化作用的是Fe3+

[拓展研究]
同学们还比较了FeCl3和CuSO4两种盐对H2O2分解的催化效果,他们分成甲、乙两组,分别设计了如图一、图二所示的实验并进行了实验.(设两种盐溶液的浓度等条件相同)

(1)指出仪器名称:A
分液漏斗
分液漏斗
   B
锥形瓶
锥形瓶

(2)写出以FeCl3为催化剂的反应的化学方程式
2H2O2
 FeCl3 
.
 
2H2O+O2
2H2O2
 FeCl3 
.
 
2H2O+O2

(3)图一可通过观察
反应产生气泡快慢
反应产生气泡快慢
来定性比较得出结论.有同学提出将药品CuSO4改为CuCl2更为合理,其理由是
使酸根相同,排除酸根的影响因素
使酸根相同,排除酸根的影响因素
,你认为药品还可以作何改进?
将FeCl3改为Fe2(SO43
将FeCl3改为Fe2(SO43

(4)检查图二装置气密性的方法是:
关闭
关闭
(填“打开”或“关闭”)仪器A的活塞,将注射器活塞拉出一定距离,一段时间后松开活塞,观察到活塞又回到了原位,则说明装置气密性
良好
良好
(填“良好”或“不好”).该组同学利用图二所示实验需测量的数据是
A
A
(填序号:A.一定时间内收集到的气体体积    B.收集一定体积的气体所需双氧水的质量).
研究小组还对溶液浓度、温度等实验条件进行了探究.下表选取了部分实验数据:
用足量等体积H2O2溶液制取相同体积O2所需的时间
浓度
时间(min)
条件
30% H2O2 15% H2O2 5% H2O2
加入a g MnO2 0.2 0.8 2.0
[交流讨论]从上表中还能得出的结论是:
H2O2溶液的质量分数越大产生氧气的速率越快
H2O2溶液的质量分数越大产生氧气的速率越快

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