题目内容
小明同学在实验室用蒸馏水新配制了质量分数为20%的氢氧化钠溶液和饱和石灰水各一瓶,忘记贴上标签,与一瓶末贴标签的蒸馏水混在一起。
[实验探究]
探究一 鉴别三瓶液体
为帮助小明鉴别三种液体,小组同学建议用气体压力传感器进行实验,并设计了如图装置。
实验步骤:
步骤1:如图1所示装置的气密性良好,三瓶250mL的烧瓶内收集满CO2气体,三个注射器内各装有等体积的三种液体。连接好装置和压强传感器。
步骤2:三位同学同时迅速将注射器内等体积的三种液体注入各自烧瓶中,关闭活塞。
步骤3:一段时间后,同时振荡烧瓶。观察传感器定量实时传回烧瓶内气压变化形成的图象情况如图2所示。
实验结论:根据图2对比三根曲线,得出曲线1、2、3分别对应的是蒸馏水、饱和石灰水、氢氧化钠溶液。
交流讨论:
(1)曲线1中起点和终点的压强大约相等,说明通常状况下二氧化碳_____(填“难溶”、“易溶”、“能溶”)于水。曲线2对应烧瓶中看到的现象为_____。曲线3发生的化学方程式是_____。
(2)步骤3“一段时间后,同时振荡烧瓶”,从曲线判断“一段时间”指_____s(填图2中提供的数字)。
探究二 验证二氧化碳与氢氧化钠发生反应
设计实验:为验证二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了反应,兴趣小组同学设计了图3装置。
(3)第一步:检查装置气密性,具体方法是_____;第二步:装药品。关闭止水夹,将注射器内的氢氧化钠溶液全部注入充满二氧化碳的集气瓶,充分振荡后,打开止水夹,若看到_____现象,证明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了反应。
交流讨论:
(4)小明同学认为,将氯化钡溶液换成氢氧化钙溶液,也可以由上述现象得出“二氧化碳与氢氧化钠溶液发生反应”的结论,你的观点是_____。
(5)小明同学认为若没有图3中右边装置,只要提供一种与氯化钡物质分类不同的溶液,也可以证明“二氧化碳与氢氧化钠溶液发生反应”,这种溶液是_____。
数据处理:
(6)图3中集气瓶内容积为224mL,通常情况下224mL二氧化碳的质量为0.44g,注射器内氢氧化钠溶液全部注入集气瓶充分振荡后,集气瓶内气体压强为0.试计算,注射器内至少要盛有多少克20%氢氧化钠溶液?(写出计算过程)_____。
[拓展应用]
(7)若需要除去一氧化碳中的少量二氧化碳,一般选择氢氧化钠溶液,而不宜选择氢氧化钙溶液的原因是_____。
科学城中学的另一化学兴趣小组用石灰石(含杂质SiO2、CaO,还可能含有少量的Fe2O3)与足量的稀盐酸制备二氧化碳气体,实验结束后对废液中的溶质成分还进行了探究(溶解于水中的气体成分忽略不计)。
(提出问题)废液中的溶质含有哪些物质?
(查阅资料)
①SiO2不溶于水,且不与稀盐酸反应。
②FeCl3溶液遇到硫氰化钾(KSCN)溶液能够很灵敏的显现出红色。
③FeCl3只能在较强的酸性溶液中存在,若pH>3.8时,FeCl3会完全与水发生反应生成Fe(OH)3沉淀。
④已知反应:CaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl。
(假设猜想)
该小组同学一致认为废液中除含有CaCl2外,还作出以下三种合理的猜想。
猜想1:溶质只有CaCl2
猜想2:溶质有CaCl2和HCl
猜想3:溶质有CaCl2,HCl和FeCl3
请写出猜想3中有FeCl3的依据_______(用化学方程式表示)。
(实验验证)
实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
步骤1:取少量过滤后的废液于试管中, 滴加溶液__________。 | 溶液没有变红 | 废液的溶质中不含FeCl3 |
步骤2:另取少量过滤后的废液于试管中, 加入过量的Na2CO3溶液。 | ____________________ | 猜想2成立 |
(反思评价)
(1)上述步骤2中,小明同学提出可以通过检测废液的pH来判断是否含有HCl。你认为该方案是否合理,其原因是_______。
(2)根据实验结论,实验结束后若要回收CaCl2溶液,正确的操作是:向废液中加入过量的_______,过滤。