题目内容

(6分)某合作学习小组欲用生石灰制取氢氧化钠固体,他们将少量生石灰放入烧杯中,再向其中加入一定量碳酸钠溶液,充分反应冷却后过滤、洗涤得到固体A和溶液B。请你写出发生反应的化学方程式                                            
                                                                      
请你与小组同学共同完成以下探究:
【查阅资料】NaOH 、Ca(OH)2的溶解度
温度(℃)
0
20
40
60
80
100
NaOH溶解度(g)
31
91
111
129
313
336
Ca(OH)2溶解度(g)
0.19
0.17
0.14
0.12
0.09
0.08
【提出问题1】固体A中的成分是什么?
【猜想与假设1】
甲同学:只有CaCO3
乙同学:CaCO3,Ca(OH)2
乙同学猜想可能含有的Ca(OH)2理由是                                
【实验与探究】甲、乙同学为了验证各自的猜想,分别进行了实验:
实验内容
实验现象
实验结论
甲同学:取少量固体于试管中,再加入稀盐酸。
有气泡产生
自己的猜想正确
乙同学:取少量固体于试管中,加水充分振荡,过滤,向滤液中滴加___      
溶液由无色变为红色
自己的猜想正确
【反思与评价】小组同学讨论后认为,甲同学的实验不能证明他的猜想,理由是
__________________________                                   __________;
结合甲、乙两同学的实验能证明乙同学的猜想正确,因此小组同学确定了固体A的成分。
【提出问题2】溶液B中溶质的成分是什么?
【猜想与假设2】
丙同学:NaOH,Na2CO3  
丁同学:NaOH,Ca(OH)2
戊同学:NaOH
【表达与交流】结合对固体成分的探究,同学们经过讨论确定了丁同学猜想正确,
理由是__________________                                 _________________。
该小组同学欲将溶液B加热浓缩,加热不久,溶液出现浑浊,只好停止加热,请解释加热时溶液出现浑浊的原因                                                    
                                                                         
该小组同学立即变换方案,向溶液B中继续滴加碳酸钠溶液至不再产生沉淀为止,过滤,再将滤液加热蒸发,冷却结晶,过滤得纯净的氢氧化钠固体。
CaO + H2O = Ca(OH)2  (1分) Ca(OH)2 + Na2CO3= CaCO3↓+ 2NaOH(1分)
【猜想与假设1】常温下Ca(OH)2微溶于水,可能会有Ca(OH)2不能溶解(1分)
【实验与探究】酚酞溶液(1分)
【反思与评价】加入稀盐酸有气泡只能证明有CaCO3,不能证明有无Ca(OH)2  (1分)
【表达与交流】
溶于水的生成物NaOH一定有,而固体中有Ca(OH)2,说明溶液为Ca(OH)2的饱和溶液,所以一定有Ca(OH)2 或固体中有Ca(OH)2即Ca(OH)2过量,故不会有Na2CO3。(1分)
B溶液为Ca(OH)2的饱和溶液,加热,Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低,故析出Ca(OH)2
生石灰与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙又会与碳酸钠反应。
【猜想与假设1】常温下Ca(OH)2微溶于水,可能会有Ca(OH)2不能溶解
【实验与探究】无色酚酞试剂遇碱溶液变红色,常用来鉴别碱溶液
【反思与评价】加入稀盐酸有气泡只能证明有CaCO3,不能证明有无Ca(OH)2
【表达与交流】
溶于水的生成物NaOH一定有,而固体中有Ca(OH)2,说明溶液为Ca(OH)2的饱和溶液,所以溶液中一定有Ca(OH)2,故不会有Na2CO3
因为B溶液为Ca(OH)2的饱和溶液, Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低,故加热会有晶体析出。
练习册系列答案
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(7分)X混合气体由H2、CO、CH4的成分组成,为检验气体的成分设计了如下的实验装置(注:夹持装置未画出;无水硫酸铜遇水由白色变成蓝色,可用于检验水的存在):

【查阅资料】
(1)CO和二氯化钯(PdCl2)溶液反应产生黑色钯(Pd):CO+PdCl2+H2O=CO2+Pd↓+2X,该反应中X的化学式是              
(2)在高温条件下,H2可还原氧化铁,产生铁和水。在高温条件下,CH4也可与Fe2O3反应:4Fe2O3+nCH4  8Fe +nCO2+2nH2O,其中n的值为      (填数字)。
【提出假设】关于X混合气体的组成,同学们提出下列假设:
①H2和CO    ②H2和CH4      ③CO和CH4      ④H2、CO和CH4
【实验现象】A中出现黑色固体;C中固体逐渐变为黑色;D固体变为蓝色;E中溶液变浑浊。
【问题讨论】
(3)根据以上实验现象,甲同学和老师一致认为:可排除假设      (填假设序号)。
(4)根据以上实验现象,乙认为可排除“假设①”。你认为乙的结论是否正确?     
(5)丙同学认为:要验证剩余的假设是否成立,需要在A、B之间增加装置H,但该装置未画完整,请在答题卡中将装置画完整。
(6)丁同学利用改进后的装置进行实验,测得实验中装置D质量增加m1g,装置E和F质量增加的总和为m2g,若m1∶m2=       (填写比值),则“假设③”成立。
(9分)实验室有半瓶敞口放置的标签残缺的白色固体(标签如下图),小明、小亮根据初中所学的知识进行下列探究。
【交流讨论I】(1)小明与小亮一致认为碱石灰的用途能做干燥剂,理由是           
(2)取适量该固体放入烧杯中,加入适量的水充分搅拌,发现烧杯中有白色沉淀,烧杯外壁发热,于是小亮得出结论一定有生石灰。小明认为不一定,小明的理由是         
(3)他俩将(2)烧杯中的混合物过滤,对滤液和白色沉淀的组成情况进行了进一步探究。

【猜 测】
(1)小明猜测滤液中的溶质是:
①NaOH ②Ca(OH)2 ③NaOH、Ca(OH)2
④Ca(OH)2、Na2CO3  ④ Na2CO3、NaOH
【交流讨论Ⅱ】小亮认为小明的猜测中         不合理(填序号),小亮猜测滤液中的溶质还可能是             
【活动探究】小明刘滤液中的溶质的成分进行探究
(资料:BaCl2溶液显中性,BaC03为不溶于水的白色固体) (精.校)
   实验步骤
 实验现象
结论
A.取少量滤液加入过量的BaCl2溶液
 产生白色沉淀  
一定有          
B.将A中的混合物过滤,向滤液中加        
               
一定有NaOH
(2)小亮猜测白色沉淀是
①CaCO3  ②CaCO3、Ca(OH)2
【交流讨论Ⅲ】小亮根据小明的实验结论得出自己对白色沉淀的猜测中    正确(填序号)。
【启示】药品保存时应注意                  
(10分)叠氮化钠(NaN3)被广泛应用于汽车安全气囊,某化学小组同学对其进行下列研究。

【查阅资料】
①NaN3受撞击会生成Na、N2
②NaN3遇盐酸、H2SO4溶液无气体生成.
③碱石灰是CaO和 NaOH的混合物.
④NaN3的制备方法是:将金属钠与液态氨反应制得NaNH2,再将NaNH2与N2O反应可生成NaN3、NaOH和氨气(NH3).
【问题探究】
⑴汽车经撞击后,30毫秒内引发NaN3迅速分解,写出该反应的化学方程式:
                            
⑵工业级NaN3中常含有少量的Na2CO3,其原因是(用化学方程式表示):
                                  
⑶为测定某工业级NaN3样品中含有Na2CO3的质量分数,化学小组同学设计了如下实验
装置。
①小明同学认为通过测定装置 I中反应前后B的质量差,再通过相应计算,就可测定Na2CO3的纯度,小组内同学通过讨论认为不可以,其理由可能是              
②小刚同学在大家讨论的基础上,设计了装置II.请分析:装置II中A的作用   ;若无装置C,对测定结果造成的影响是    (填“偏大”、“偏小”或“无影响”);
③根据装置II,小组同学设计的实验步骤有:
a.称量装置D.
b.称量样品,检查装置气密性.
c.打开弹簧夹,鼓入空气.
d.打开分液漏斗的活塞和玻璃塞,注入足量的稀硫酸,关闭活塞和玻璃塞.
其正确顺序为              (填字母序号,可重复).
⑷该小组对某一工业级NaN3样品进行检测。取100克该样品于烧杯中,加水将其溶解,然后逐滴加入一定溶质质量分数的稀硫酸并不断振荡。
首先发生的反应是:2Na2CO3+H2SO4=2NaHCO3+Na2SO4;然后发生的反应是:2NaHCO3+H2SO4= Na2SO4+2H2O+2CO2↑;在上述过程中生成二氧化碳的质量与加入稀硫酸质量的关系如图甲所示。

①请你根据以上信息,在图乙的坐标系中画出检测过程中烧杯中溶液的质量随滴加硫酸溶液质量的变化曲线。
②计算该样品中纯碱的质量分数。

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