题目内容

【题目】某校化学兴趣小组欲探究 CO2 NaOH 溶液反应后的溶质组成。

(查阅资料)20℃时,几种物质在水中的溶解度(S):

物质

Na2CO3

NaHCO3

CaOH2

BaOH2

NaOH

S/g

21.5

9.6

0.165

3.89

109

(实验探究Ⅰ)

实验一:取两只充满 CO2 的矿泉水瓶,分别加入50mL 的水和等体积的 NaOH 溶液,立即拧紧瓶盖, 实验如图,充分振荡。瓶子变瘪程度 A______B(填”“=”“)。

实验二:验证 B 瓶中反应生成了 Na2CO3:取少量 B 瓶中的溶液,滴加过量 BaCl2 的溶液,有白色沉淀生成,静置。

1)该反应的化学方程式为______

2)实验中不宜将 BaCl2 溶液换成 CaCl2 溶液,原因是______

实验三:取少量实验二中的上层清液,滴入几滴酚酞。

3)溶液变红色。说明清液中还有 NaOH

4)实验二中必须加入过量的 BaCl2 溶液,理由是______

(实验探究Ⅱ)

(查阅资料)

1)本实验条件下,NaOH 溶液、Na2CO3 溶液和NaHCO3 溶液的 pH 分别约为 14.012.0 8.5

2)将 CO2 通入少量的澄清石灰水中,溶液变浑浊,继续通 CO2 气体,浑浊逐渐消失, 其消失过程中发生的反应为:CaCO3 + H2O + CO2 =CaHCO32

(提出猜想)过量 CO2 NaOH 溶液反应后的溶质中还可能含有______(填化学式)。

(进行实验)小明在老师的帮助下利用数字传感器完成了以下实验。室温(约 20℃)下, 8gNaOH 溶于 190g 水中,然后向其中持续通入二氧化碳气体,同时用数字传感器测定溶液的 pH 变化,所得数据如图 2 所示。

(得出结论)

1)实验中,用分液漏斗而不用长颈漏斗的原因是______

2)根据资料和图像判断:M点溶质应为______(填化学式);

(反思交流)

1)经多次重复实验,所得实验结果基本一致。实验过程中发现 18min 后溶液的 pH 基本不再变化,则此时烧杯内______(填)晶体析出,原因是______

2)待 pH 不再变化后,取适量溶液,向其中滴加几滴稀盐酸,立即产生气泡,该反应的化学方程式为_______

【答案】 氯化钙溶液容易和没有反应完的 NaOH 得到微溶的 CaOH2,出现白色沉淀,无法证明碳酸钠的生成 除去所有的 Na2CO3 NaHCO3 分液漏斗可以控制反应速率,得到平稳的 CO2 气流 NaOHNa2CO3 产生的 NaHCO3 并未超过溶解度,不会有晶体析出

【解析】

实验探究Ⅰ:

实验一:二氧化碳能溶于水且与水反应生成碳酸,二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,瓶子内二氧化碳减少,压强减小,两个瓶子会变瘪,氢氧化钠吸收的二氧化碳较多,故瓶子变瘪程度 AB

实验二:(1)碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡和氯化钠,该反应的化学方程式为:

2)如果用氯化钙,钙离子能与氢氧根结合成氢氧化钙,氢氧化钙微溶于水,生成比较多氢氧化钙时,也会出现白色沉淀,会干扰试验结果的判断,无法验证碳酸钠的生成,故填:氯化钙溶液容易和没有反应完的 NaOH 得到微溶的 Ca(OH)2,出现白色沉淀,无法证明碳酸钠的生成;

实验三:碳酸钠溶液呈碱性,也能使无色酚酞变红,所以验证 NaOH 时必须要保证碳酸钠被完全除去,因此必须加入过量的氯化钡,故填:除去所有的Na2CO3

实验探究Ⅱ:

提出猜想:过量二氧化碳能与碳酸钙、水反应生成碳酸氢钙,故过量二氧化碳可能与碳酸钠、水反应生成碳酸氢钠,故填: NaHCO3

得出结论:(1)题目要求持续通入二氧化碳,绘制时间关系图,所以需要控制反应气流速度,分液漏斗可以通过控制药品的滴加速率,从而控制反应速率,从而得到平稳的二氧化碳气流,故填:分液漏斗可以控制反应速率,得到平稳的 CO2 气流;

2)由图可知,MpH约为13,由资料可知,NaOH 溶液、Na2CO3 溶液的 pH 分别约为 14.012.0,故此时,氢氧化钠与二氧化碳反应生成了碳酸钠,但是氢氧化钠未完全反应,故M点溶质应为:NaOHNa2CO3

反思交流:18min 时,pH已经基本不再变化,说明此时反应已经全部结束,所以 NaOH 均已经反应生成了碳酸氢钠,根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和质量不变,故氢氧化钠中的钠元素全部转化到了碳酸氢钠中,氢氧化钠中钠元素的质量为:,故生成碳酸氢钠的质量为

20℃时,NaHCO3 的溶解度为9.6g,即100g水中最多能溶解9.6g碳酸氢钠,故190g 水中最多能溶解18.24g碳酸氢钠,16.8g没有超过溶解度,不会析出,故填:无;产生的 NaHCO3 并未超过溶解度,不会有晶体析出

2pH 不变后,溶质为 NaHCO3,碳酸氢钠与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,该反应的化学方程式为:

练习册系列答案
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[实验一]制备氧化铜并检验产物,装置如下图所示(省略夹持仪器)

步骤一:打开弹簧夹,通入氮气。

步骤二:关闭弹簧夹,将ABC装置连接,并开始加热至A中固体质量不变,停止加热。

通入氮气的作用是________________;实验过程中,观察到A中有黑色固体生成,B中无水硫酸铜变蓝色、C中澄清石灰水变浑浊。碱式碳酸铜受热分解除了生成氧化铜,还生成了________________。装置C中反应的化学方程式为________________

[实验二][实验一]中产生的氧化铜制备金属铜。

方法1:用一定量碳粉与[实验一] 中产生的氧化铜加热制取铜并检验产物。

实验过程中,观察到G中溶液变浑浊。E 中试管内固体反应的化学方程式是________________;装置F的作用是_____________________

实验反思:为何[实验一]中步骤二需要加热至A中固体质量不变,才停止加热。分析可能的原因是____________________

方法2:取适量[实验一]中产生的氧化铜,依据下列实验流程制取金属铜。

步骤I中反应的化学方程式是________________,观察到的现象是________________;步骤II中滤渣的成分是________________ 在滤渣中加入过量稀硫酸反应化学方程式是________________

实验反思:[实验二]中,你认为方法2优于方法1的理由是________________(写一条)

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(查阅资料)(1)氯气在通常情况下呈黄绿色、是一种有强烈刺激性气味的有毒气体;(2)氯气能与碱溶液发生反应,能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。

(实验验证)按图甲所示装置进行实验探究

接通电源一段时间后,观察到XY电极周围均有气泡产生,溶液由无色变为红色。用小试管在a端收集气体,移近酒精灯火焰,松开拇指,发出轻微的爆鸣声。将湿润的淀粉碘化钾试纸放在b端,试纸变蓝。

(实验分析)

1a端收集到的气体是_____

2)电解饱和食盐水的化学方程式为_____

3b端后连接乙装置,乙装置中氢氧化钠溶液的作用是_____

(拓展延伸)上述电解饱和食盐水实验中,电解产物之间能发生化学反应。为避免产物混合发生反应,工业上常用离子交换膜法进行生产制备,将得到的溶液蒸发结晶获得烧碱。

探究二:工业上生产的烧碱中含有哪些杂质?

(猜想假设)

猜想一:NaCl

猜想二:Na2CO3

猜想三:NaClNa2CO3

工业上生产的烧碱中可能含有Na2CO3,作出此猜想的依据是_____

(实验探究)

实验操作

实验现象

实验结论

取少量烧碱样品于试管中,加适量水溶解,加入过量的稀硝酸,再滴加少量硝酸银溶液

_____

猜想三正确

(反思评价)

1)小乐同学认为上述实验中可用稀盐酸代替稀硝酸,小娟不同意,小娟的理由是_____

2)除去烧碱溶液中少量的碳酸钠,可选用的药品是_____ (填标号)。

A CuCl2溶液

B Ba(NO3)2溶液

C Ba(OH)2溶液

D KOH溶液

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