题目内容

美丽的青海湖不仅让我们感受到自然之美,当地的居民还能从青海湖内“冬天捞碱、夏天捞盐”。当地学校的某化学兴趣小组对捞出来的纯碱进行研究,有的同学认为捞出来的全是碳酸钠,有的同学认为捞出来的纯碱中混有少量的氯化钠。现在他们准备以一包冬天捞出来的纯碱(若含有杂质,只考虑为氯化钠)为研究对象,探究该纯碱样品中碳酸钠的质量分数。小组通过讨论设计了下图中的装置,请你参与探究。(实验前活塞都关闭)

【实验一】称取13.25g纯碱样品完全溶于水,放入甲中,称量丙装置的质量为355g,打开
b、c,甲中现象为       时,再称量丙装置的质量为350.6g,通过计算得出纯碱样品中
碳酸钠的质量分数为  。甲和丙中反应的化学方程式为                    
同学们通过讨论认为上述方法并不能准确测量,其理由可能是       。(写一条即可)
【实验二】通过讨论,改进后的实验步骤如下:
①称量丙装置的质量。
②称量样品,检查装置气密性。
③关闭a,打开b,注入足量的稀盐酸。
④打开a、d,鼓入氮气一会儿。
其正确顺序为          (填字序号,可重复)。
【表达与交流】
(1)此实验中丁装置的作用是                    
(2)此实验中鼓入氮气的作用是                           。(2分)
【实验一】不再产生气体    80%   
Na2CO3+2HCl= 2NaCl+H2O+CO2↑     CO2+2NaOH= Na2CO3+ H2O
装置中的空气没有排净,其中含有二氧化碳;产生的二氧化碳没有被氢氧化钠溶液吸收;反应中有水蒸气产生等(其他答案合理给分)
【实验二】②④①③④①
【表达与交流】
(1)检验产生的二氧化碳已被完全吸收。
(2)开始时将装置中的空气排净,结束时将产生的二氧化碳全部排入氢氧化钠溶液中吸收。

试题分析:【实验一】打开b、c,碳酸钠和稀盐酸接触,等反应停止也就是不再产生二氧化碳时,甲中现象为不再产生气泡,产生二氧化碳的质量为355g-350.6g=4.4g,所以含有碳酸钠为10.6g,纯碱样品中碳酸钠的质量分数为,甲中的反应为盐酸和碳酸钠的反应,丙中的反应为二氧化碳和氢氧化钠的反应,此装置中原有的二氧化碳没有被完全除尽,其中的二氧化碳会造成误差;【实验二】其正确顺序为②④①③④①,(1)丁中盛放的是氢氧化钙溶液,目的是检验产生的二氧化碳是否已被完全吸收,(2)此实验中鼓入氮气的作用是开始时将装置中的空气排净,结束时将产生的二氧化碳全部排入氢氧化钠溶液中吸收。
点评:这是一道非常典型的探究题,重点考察的是化学思想这种题目不要害怕,仔细审题即可。
练习册系列答案
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探究二:精还原铁粉是一种重要的化工原料,某兴趣小组对其进行下列研究:
【物质制备】利用绿矾制备精还原铁粉的工艺流程如下:

粗还原铁粉中还含有少量铁的氧化物和Fe3C杂质,可用氢气在高温下进一步还原,其反应方程式为FexOy + y H2x Fe + y H2O,Fe3C + 2 H23 Fe + CH4
(1)写出焙烧中氧化铁与CO反应的化学方程式:         
(2)焙烧中加焦炭的作用除了可以生成CO外,还能         

【含量测定】为得到精还原铁粉并测定粗还原铁粉中氧和碳元素的质量分数,按如下装置进行实验。已知3 CH4 + 4 Fe2O33 CO2 + 6H2O + 8 Fe(假设每步反应都完全,且不考虑装置内原有空气对测定结果的影响)。
(3)主要实验步骤如下:
①按顺序组装仪器,检查装置的气密性,称量样品和必要装置的质量;②点燃A处酒精灯;③缓缓通入纯净干燥的H2;④点燃C处酒精灯;⑤分别熄灭A处、C处酒精灯;⑥再缓缓通入少量H2;⑦再次称量必要装置的质量。
操作的先后顺序是①→③→       →⑤→⑥→⑦(填字母)
A.②→④                B.④→②
(4)步骤③的目的是         ,验证该步骤目的达到的实验方法是         
(5)若缺少装置D,则所测氧元素的质量分数将         (填“偏大’’“偏小"或“不变")。
(6)粗还原铁粉样品的质量为20.000 g,装置B、E分别增重0.360 g和0.440 g,则计算样品出中碳元素的质量分数是       ,氧元素的质量分数是       
我国青海湖采集的天然碱样品可表示为aNa2CO3·bNaHCO3·cH2O(a. b. c为最简整数比)。小红同学为测定其组成,称取该天然碱样品16.6g进行如下实验:

资料:
1. 许多物质从水溶液里析出晶体时,晶体里常含有一定数目的水分子,这样的水分子叫做结晶水。含有结晶水的物质叫做结晶水合物。
天然碱样品(aNa2CO3·bNaHCO3·cH2O)是一种结晶水合物,受热时结晶水易失去;
2. 2NaHCO Na2CO3↑+CO2 ↑+H2O ;
3. 碳酸钠比较稳定,加热时不分解。
4.图中B处为两个单向阀:推注射器时A1关闭,A2处打开;拉注射器时,A1打开进空气,A2关闭。
(一)实验步骤:①组装好装置,检查气密性 ②反复推拉注射器 ③称量E、F的质量④关闭弹簧夹,加热D处试管直到反应不再进行⑤打开弹簧夹,再次反复缓缓推拉注射器⑥再次称量E、F的质量。
(二)问题探究:
(1)E中的药品为       ;C、F、G中装有碱石灰(CaO与NaOH的固体混合物)
G的作用是                                
(2)若不进行步骤⑤的操作,则所测得的碳酸氢钠质量分数       (填“偏大”、“偏小”、“无影响”),该操作中推注射器时缓缓的目的是                      
(3)请你根据下表数据计算:该天然碱样品16.6g中碳酸氢钠的质量(写出具体计算过程)。
组别
反应前
反应后

E的质量为100.0克
E的质量为102.25克

F的质量为50.0克
F的质量为51.1克
(三)交流与反思:
(1)在计算碳酸氢钠的质量时,小红使用了甲组数据,而小华用了乙组数据,他们惊奇的发现两个人的计算结果不一样,请问你赞成    (填“小红”或“小华”)的计算结果,不赞成另一位同学的原因是:                                
(2)最后确定16.6g天然碱样品中结晶水的质量为      g。

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