题目内容

【题目】(15分)制作糕点常用Na2CO3或NaHCO3作膨松剂,我校化学兴趣小组的同学根据Na2CO3和NaHCO3的性质进行了一系列探究。

【查阅资料】

(1)溶解度比较:

(2)已知碳酸氢钠在270℃左右就能分解为碳酸钠、水和二氧化碳,而碳酸钠受热不分解。

(3)常温下,浓度相同的Na2 CO3溶液比NaHCO3溶液的碱性强。

【探究一】NaHCO3和Na2CO溶解度差异的探究。

小方同学分别取xg两种固体粉末加入20℃10 g水中充分溶解,通过观察现象区分出碳酸钠和碳酸氢钠,x可能是_______。

A.2 B.096 C.05 D.3

【探究二】Na2CO3和NaHCO3鉴别探究

【猜想与假设】

(1)甲同学认为可用澄清石灰水鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液.

(3)乙同学认为固体Na2CO3、NaHCO3可用加热的方法鉴别.

【实验探究】(1)甲同学在两支分别盛有少量Na2CO3、NaHCO3溶液的试管中,各加入澄清石灰水,观察到两支试管中的现象相同,均产生了白色沉淀,实验结果与猜想不一致,即不能用澄清石灰水鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液.

(3)乙同学分别取了一定量的Na2CO3、NaHCO3固体于大试管中加热(如图所示):

①加热Na2CO3时,开始即见小试管中有少量气泡产生,继续加热,气泡逐渐减少,未见澄清石灰水变浑浊,

②加热NaHCO3时,丙同学观察到实验现象与①不同,证实了自己的猜想是合理的.

【问题讨论】

小组同学对上述实验展开了讨论,对甲同学的两个实验进行了比较,并从物质在溶液中解离出不同离子的微观角度分析了原因(如图1、图2).请写出Na2CO3与澄清石灰水发生反应的化学方程式________;写出NaHCO3与澄清石灰水混合时参与反应的离子:________.

【探究三】测定某Na2CO3和NaHCO3混合物中NaHCO3的质量分数

[方案一]称取一定质量样品,置于坩埚中加热至恒重后,冷却,称量剩余固体质量,计算。

(1)坩埚中发生反应的化学方程式为:

(2)实验中,需加热至恒重的目的是

[方案二]利用下图装置进行实验,装置B中放有样品(整套装置气密性良好,各装置中气体吸收剂足量)。

【实验步骤】

(1)检查装置的气密性;(2)称取样品10 g,加到装置B中;(3)称量装置B、C、D的质量(含药品);(4)连接装置;(5)加热;(6)停止加热继续通入空气;(7)再次称量装置B、C、D的质量(含药品)。

【数据记录】

【问题回答】

①上图装置C的作用是_______,装置C中一个明显的错误是______________。

②实验过程中必须向装置内通入空气,装置A中发生反应的化学方程式为_______。若没有装置A,造成测定结果_______(填“偏大”“不变”或“偏小”)

【讨论分析】

小红同学认为,表格中三组数据都可以计算该样品中NaHCO3的质量分数,但小张认为不能用C装置的质量变化来计算,其理由是_______;改进方法:_______。小王又认为用装置D的质量差会偏大而影响计算,应增加一个操作:_______,目的是______________。

【数据处理】经过反复讨论,大家一致赞成应该利用表格中的装置B的质量变化进行计算NaHCO3和Na2CO3混合物中NaHCO3的质量分数

【拓展应用】固体Na2CO3中混有少量NaHCO3,可通过________方法除去.

【答案】【探究一】A

【探究二】【问题讨论】(1)Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH OH-、HCO3-、Ca2+

【探究三】[方案一](1)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2 (2)保证NaHCO3 全部分解

[方案二]①吸收水蒸气 右侧导管伸入液面以下 ②2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 偏大

【讨论分析】装置A中逸出的水蒸气会进入装置C

在装置A、B之间增加一个浓硫酸的干燥装置

连接D装置前,缓缓鼓入空气 排尽装置内的二氧化碳气体

【数据处理】84% 【拓展应用】加热

【解析】

试题分析:【探究一】根据表格中的溶解度数据,在20℃时,NaHCO3的溶解度为96g,Na2CO3的溶解度为215g,故10g水中最多能溶解NaHCO3和Na2CO3的质量分别为096g和215g,故可以加入096g<x<215g,故可以加入2g物质,观察溶解的情况,若全部溶解为Na2CO3,若部分溶解为NaHCO3,故选A

【探究二】【问题讨论】(1)Na2CO3溶液与澄清石灰水发生反应的化学方程式为:Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH;通过观察图2,NaHCO3与澄清石灰水混合时参与反应的离子:OH-、HCO3-、Ca2+

【探究三】[方案一](1)根据信息,碳酸氢钠在270℃左右就能分解为碳酸钠、水和二氧化碳,而碳酸钠受热不分解,故坩埚中发生反应的化学方程式为:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2

(2)实验中,需加热至恒重的目的是:保证NaHCO3 全部分解

[方案二]①装置C中的药品是浓硫酸,浓硫酸具有吸水性,故装置C的作用是:吸收水蒸气;装置C中一个明显的错误是:右侧导管伸入液面以下,应采用短管,否则气体排不出来

实验过程中必须向装置内通入空气,装置A中氢氧化钠溶液能吸收空气中的二氧化碳,故发生反应的化学方程式为:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O;若没有装置A,则空气中的二氧化碳就会进如到装置D中,从而使二氧化碳的质量偏大,造成测定结果偏大

【讨论分析】小红同学认为,表格中三组数据都可以计算该样品中NaHCO3的质量分数,但小张认为不能用C装置的质量变化来计算,其理由是:装置A中逸出的水蒸气会进入装置C中;改进方法:在装置A、B之间增加一个浓硫酸的干燥装置;小王又认为用装置D的质量差会偏大而影响计算,应增加一个操作:连接D装置前,缓缓鼓入空气;目的是:排尽装置内的二氧化碳气体

【数据处理】利用表格中的装置B的质量变化进行计算NaHCO3和Na2CO3混合物中NaHCO3的质量分数,即装置B中反应前后减少的质量为碳酸氢钠分解产生的水和二氧化碳的质量,故可根据化学方程式:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑中NaHCO3与水和二氧化碳的质量关系为168:62,而装置B反应前后的质量差=180g-1769g=31g,故可计算出NaHCO3的质量=168×31g÷62=84g,故混合物中NaHCO3的质量分数=84g/10g×100%=84%

【拓展应用】固体Na2CO3中混有少量NaHCO3,可通过加热方法除去

练习册系列答案
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【题目】(20分)某Fe3O4样品中可能含有的杂质是Fe2O3和FeO其中的一种。为探究杂质的情况设计如下方案:

【实验设计】同学们称取了23.28 g该Fe3O4样品用图①进行了下列实验:

【实验分析】因探究思路不同,兴趣小组分成甲、乙、丙三个讨论小组。

甲组;(1)该组同学欲通过B装置反应前后的质量变化来计算确认该Fe3O4样品中的杂质。B中的最佳试剂是______(填序号)。

①澄清石灰水 ②氢氧化钠浓溶液 ③稀盐酸 ④水

(2)上述实验过程中,CO的作用有_______ (填序号)。

①CO气体作为反应物

②实验开始时,排尽装置中的空气,防止加热时发生爆炸

③停止加热后,防止A中生成物被氧化

④停止加热后防止B中的溶液倒吸入A中

⑤对B中反应物起到一定的搅拌作用,便于CO2与反应液充分接触而反应

乙组:

(3)乙组同学认为B装置反应前后的质量差会偏小而影响计算、分析,你认为他们的理由是_______ ;改进为在B装置后接一盛有_______(填试剂名称)的广口瓶的吸水装置,将B装置和该装置“捆绑”称量,从而减小误差。

丙组:

(4)丙组同学将B装置中液体改换为Ba(OH)2溶液,通过测量生成的_______(填化学式)沉淀的质量来计算求解。为了获得沉淀,该组同学需要进行的操作有过滤→_______→________→称量。

【查阅资料】

Fe2O3和CO反应是随温度升高而逐步进行的,先生成Fe3O4,再生成FeO(黑色),最后生成Fe;利用仪器测定并绘制成反应过程中A装置中玻璃管内的固体质量随温度的变化曲线(见图②)。

(5)写出BC段发生反应的化学方程式:______________

(6)确定该Fe3O4样品中含有的杂质是_______,其中含Fe3O4的质量是_______g(不需要写出过程)(已知Fe3O4、FeO、Fe2O3中铁元素的质量分数分别为72.4%、77.8%、70.0%)。

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