题目内容
【题目】为了测定某氧化铁样品中氧化铁的质量分数,某化学小组设计了如图所示装置进行实验。
已知:样品中的杂质不含铁元素,且不溶于水和酸;草酸(H2C2O4)在浓硫酸作用下受热分解生成CO2、CO和H2O,碱石灰主要成分为生石灰与氢氧化钠固体。请回答:
(问题讨论)
(1)进入E中的气体是纯净、干燥的CO,则B、C、D中依次是_____(填序号)。
①浓硫酸 ②氢氧化钠溶液 ③澄清石灰水
(2)B中发生反应的化学方程式为_____。
(3)C和G装置的作用分别是_____。
(数据处理)称取样品5.0g,用上述装置进行实验,充分反应后称量F装置,发现比反应前增重3.3g,则样品中氧化铁的质量分数为_____。
(实验反思)(1)该实验装置有一明显缺陷是_____。
(2)如果没有G装置,则测得的样品中氧化铁的质量分数_____(填“偏大”、“偏或“无影响”)。
(迁移应用)试计算,加热分解90t质量分数为20%的草酸溶液,能制得多少一氧化碳?_____
【答案】②③① 2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O 检验二氧化碳是否被B装置完全吸收,防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入F中 80% 没有处理尾气 偏大 5.6t
【解析】
(1)进入E中的气体是纯净、干燥的CO,则B、C、D中依次是氢氧化钠溶液(吸收二氧化碳气体)、澄清石灰水(检验气体中是否含有二氧化碳气体)、浓硫酸(吸收水蒸气),
故填②③①。
(2)B中氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,故反应的化学方程式写为2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O。
(3)C和G装置的作用分别是检验二氧化碳是否被B装置完全吸收,防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入F中,故填:检验二氧化碳是否被B装置完全吸收,防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入F中。
[数据处理]
解:充分反应后称量F装置,发现比反应前增重3.3g,说明反应生成了3.3g二氧化碳
设氧化铁质量为x,
160:132=x:3.3g
x=4g
则样品中氧化铁的质量分数为:×100%=80%,故填80%。
[实验反思]
(1)该实验装置有一明显缺陷是没有处理尾气,会导致一氧化碳扩散到空气中污染环境,
故填没有处理尾气。
(2)如果没有G装置,会导致空气中的二氧化碳和水蒸气进入F装置,导致二氧化碳质量偏大,则测得的样品中氧化铁的质量分数偏大,故填偏大。
[迁移应用]
解: 设加热分解90t质量分数为20%的草酸溶液,能制得一氧化碳质量为y
90:28=(90t×20%):y
y=5.6t
答:加热分解90t质量分数为20%的草酸溶液,能制得一氧化碳质量为5.6t。
【题目】馒头、面包等发面食品在制作时都需使用发酵粉,发酵粉的主要成分最常见的是碳酸钠、碳酸氢钠等。某兴趣小组的同学对制作馒头用的发酵粉(白色粉末)进行探究。
【提出问题】白色粉末成分是什么?
【进行猜想】 猜想Ⅰ:碳酸钠 ; 猜想Ⅱ:碳酸氢钠; 猜想Ⅲ:__________________。
【初步探究】取少量白色粉末于试管中,加适量水,测得溶液的 pH=10.5,说明溶液呈________性。
【查阅资料】
(1)碳酸氢钠受热易分解,该反应可表示为2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O;而碳酸钠很稳定,受热不易分解。
(2)参照实验:
NaHCO3稀溶液 | Na2CO3稀溶液 | |
加入稀盐酸 | 产生气泡 | 产生气泡 |
加入CaCl2溶液 | 无明显变化 | 溶液变浑浊 |
【实验探究】:
甲、乙、丙三位同学分别设计三种不同实验方案进行探究。
甲同学方案:如图1,取适量发酵粉在铜片上加热,加热一段时间后,观察到烧杯内壁有液滴出现,将烧杯迅速倒转过来,倒入适量的澄清石灰水,振荡,观察到_____________。甲得出结论: 猜想Ⅱ正确。
乙同学方案:
实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
①取少量发酵粉于加足量水后形成的无色稀溶液,再加入过量CaCl2溶液,静置。 | 有白色沉淀产生 | 化学方程式 __________。 |
②再取步骤①的上层清液,加入稀盐酸 | 有气泡冒出 | 该清液中含 ____________。 |
乙得出结论: 猜想Ⅲ正确。
丙同学方案:用如图2所示,锥形瓶中分别盛有等质量的碳酸钠、碳酸氢钠和发酵粉,再注入等体积、等浓度的足量的稀硫酸,准确测量生成气体的体积。
记录如表:
实验 编号 | 锥形瓶内物质 | 最终得到 CO2 体积/mL | |
名称 | 质量/g | ||
① | 碳酸钠 | a | V1 |
② | 碳酸氢钠 | a | V2 |
③ | 发酵粉 | a | V3 |
【实验结论】经同学们讨论,最终确认:该发酵粉是碳酸钠和碳酸氢钠的混合物。
【反思应用】
(1)同学们讨论时认为:甲同学方案不严密的原因是_____________________________。
(2)乙同学方案中,实验①中加入CaCl2溶液要过量的目的是____________________。
(3)丙同学方案也能得到正确结论应满足的条件是_____________________________。
(4)制作馒头、面包时,将面粉发酵(产生有机酸),再加入适量的碳酸氢钠,可以使馒头、面包松软。原因是________________。
(5)将12.0g该白色粉末加热至完全反应,剩余固体的质量为8.9g,计算该白色粉末中Na2CO3的质量分数为 _________________。(写出计算过程)