题目内容
【题目】Ⅰ.探究学习小组在实验室中用下图所示装置制取 CO2 并探究 CO2与过氧化钠(Na2O2)的反应。
【查阅资料】过氧化钠(Na2O2)是一种淡黄色固体,能与 CO2、H2O发生反应:
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑。
请回答下列问题:
(1)装置 A 中发生反应的化学方程式为________,
利用装置 A 制取 CO2 的优点是___________________;
(2)装置B的作用是吸收CO2中混有的HCl,发生反应的化学方程式 为_______;
(3)装置D的作用是_____________________;
(4)装置E中该气体还可用下图装置中__________(填字母序号)收集。
(5)为探究反应后装置 C 硬质玻璃管中固体的成分,该小组同学进行了如图实验:
根据判断,反应后装置C硬质玻璃管中固体为 ____________________。
Ⅱ.冬季取暖人们常用到暖宝宝(如图),其热量来源于铁的缓慢氧化。化学小组的同学突发奇想,想利用暖宝宝测定空气中氧气的含量。
【查阅资料】
(1)暖宝宝的主要成分铁粉、木炭、食盐。
(2)暖宝宝反应的主要原理是铁粉与氧气、水共同作用生成氢氧化铁,反应的化学方程式为______。
【设计实验】化学小组的同学设计了如图1所示装置。
【实验步骤】①检查装置气密性
②向250mL集气瓶中加入20mL水
③读取温度计示数为18oC,撕掉暖宝宝上的贴纸,塞紧橡胶塞。
④观察温度计示数的变化
⑤待温度计示数为18oC时,打开止水夹。
请回答下列问题:
(1)检查装置气密性的方法是______________________;
(2)小组同学的设计中,集气瓶内水的作用是____________________;
(3)实验结果如图2所示,根据图示数据计算得出氧气的体积分数约为_____________。
【实验反思】你认为小组同学实验产生误差的可能原因有_____________(写出一条即可)。你证明这确实是造成误差原因的方案是________________。
【答案】 CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑ 便于控制反应的发生和停止 NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ 除去二氧化碳气体 a d 氢氧化钠和碳酸钠 4Fe+6H2O+3O2=4Fe(OH)3 把导管的一端放入水中,用手握紧试管,观察水中导管口有没有气泡冒出,如果有气泡冒出,说明装置不漏气 反应物 19.1% (数据接近即可) 暖贴内铁粉的量不够,O2没有完全被消耗(合理答案即可) 取两片暖贴重复上述实验
【解析】Ⅰ. (1)根据反应物、生成物、反应原理分析;根据装置A可以通过压强的作用使固体和液体分离分析;
(2)根据反应物、生成物、反应原理分析;
(3)根据氢氧化钠的性质分析;
(4)根据过氧化钠和二氧化碳、水反应会生成氧气、氢氧化钠可以将二氧化碳除去分析;
(5)根据过氧化钠和水反应会生成氧气,碳酸钠和氯化钙反应会生成碳酸钙沉淀,碳酸钙和盐酸反应会生成二氧化碳气体,氢氧化钠溶液显碱性分析;
Ⅱ. 【查阅资料】
(2)根据反应原理写出反应的化学方程式;
请回答下列问题:(1)根据检查装置气密性的方法分析;
(2)根据集气瓶内水的作用是为铁生锈提供水分解答;
(3)根据氧气约占空气体积的比例分析;
解:Ⅰ. (1),由反应原理可知,反应物是CaCO3和HCl,故装置 A 中发生反应的化学方程式为CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑;由图中可知,当夹紧弹簧夹时,生成二氧化碳气体,压强增大,将稀盐酸压到多孔塑料隔板以下,稀盐酸与碳酸钙分开,反应停止。当松开弹簧夹时,稀盐酸与碳酸钙接触,反应发生。故利用装置 A 制取 CO2 的优点是:便于控制反应的发生和停止 ;
(2)利用饱和碳酸氢钠溶液吸收二氧化碳中混有的 HCl,发生反应的化学方程式为:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑;
(3)氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,故装置D的作用是除去二氧化碳气体;
(4)过氧化钠和二氧化碳、水反应会生成氧气、氢氧化钠可以将二氧化碳除去,所以装置E中收集到的气体是氧气,氧气密度比空气大,不易溶于水,所以可用a d收集;
(5)根据过氧化钠和水反应会生成氧气,碳酸钠和氯化钙反应会生成碳酸钙沉淀,碳酸钙和盐酸反应会生成二氧化碳气体,氢氧化钠溶液显碱性。固体加水没有气泡,所以不含过氧化钠,加入氯化钙生成白色沉淀,白色沉淀加入盐酸,生成气体,所以含碳酸钠,反应后溶液的pH值是12,所以含有氢氧化钠。故装置C硬质玻璃管中固体为:氢氧化钠和碳酸钠;
Ⅱ. 【查阅资料】
(2)铁粉与氧气、水共同作用生成氢氧化铁,反应为:4Fe+6H2O+3O2=4Fe(OH)3;
请回答下列问题:(1)检查装置气密性的方法是:连接好装置,把导管的一端放入水中,用手握紧试管,观察水中导管口有没有气泡冒出,如果有气泡冒出,说明装置不漏气;
(2)小组同学的设计中,集气瓶内水的作用是:反应物;
(3)实验结果如图2所示,进入水的体积约为100mL-55mL=45mL,根据图示数据计算得出氧气的体积分数约为 =19.1%。
【实验反思】小组同学实验产生误差的可能原因有:暖贴内铁粉的量不够,O2没有完全被消耗(合理答案即可);
你证明这确实是造成误差原因的方案是:取两片暖贴重复上述实验。