叠氮化钠(NaN3)被广泛应用于汽车安全气囊,某兴趣小组对其进行下列研究.
【查阅资料】
(1)汽车经撞击后,30毫秒内引发NaN3,迅速分解为Na、N2
(2)将生成的金属钠与液态氨反应得NaNH2,再将NaNH2与N2O反应可生成NaN3、NaOH和气体X,该反应的化学方程式为2NaNH2+N2O=NaN3+NaOH+X.则为
NH3
NH3
,实验室检验该气体使用的试纸是湿润
红色石蕊试纸
红色石蕊试纸
.根据制备反应,工业级NaN3中会含有Na2CO3.试分析工业级NaN3中含有Na2CO3的可能原因
生成NaN2的同时有NaOH生成,NaOH吸收空气中的CO2生成Na2CO3
生成NaN2的同时有NaOH生成,NaOH吸收空气中的CO2生成Na2CO3

【Na2CO3质量分数测定】
为进一步测定NaN3样品中Na2CO3的质量分数设计如下图装置(已知H2SO4溶液与NaN3,反应不生成气体).
实验步骤如下:
①按图连接装置,
检查装置的气密性
检查装置的气密性

②准确称得盛有碱石灰(固体氢氧化钠和氧化钙的混合物)的干燥管D的质量为a g;
③准确称得叠氮化钠(NaN3)样品的质量W g放入装置B的广口瓶中;
④打开装置B的分液漏斗旋塞,缓缓滴入稀硫酸,至不再产生气泡为止;
⑤打开弹簧夹,往试管A中缓缓鼓入空气数分钟,然后再称得干燥管D的总质量为b g.根据实验中测得的有关数据,可以算出样品中碳酸钠的质量分数.
试回答:(1)第⑤步缓缓鼓入空气的目的是
将B中生成的二氧化碳赶往D中
将B中生成的二氧化碳赶往D中
,装置A中试剂X最适宜选用
氢氧化钠溶液
氢氧化钠溶液
.写出B中生成气体的反应方程式
Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2
Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2

(2)若没有C装置,则会导致测定结果
偏大
偏大
(填:“偏大”或“偏小”).
(3)E装置的作用是
吸收空气中的水和二氧化碳
吸收空气中的水和二氧化碳
硫酸铜是生产、生活中常见的物质,下面是某学习小组展开的探究实录:
Ⅰ、硫酸铜的制备
(1)某学习小组同学利用铜屑、稀硫酸为原料制备硫酸铜.其原理是在高温条件下将铜粉反复灼烧,使铜充分氧化成氧化铜,再将氧化铜与稀硫酸反应制备硫酸铜,请写出相应的化学方程式
2Cu+O2
  △  
.
 
2CuO
2Cu+O2
  △  
.
 
2CuO
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O

(2)通过查阅资料,同学们找到了一种工业制备硫酸铜晶体(CuSO4?xH2O)的流程,具体如下:将铜丝放到稀硫酸中,控温在50℃.加入10%的H2O2,反应0.5h后,升温到60℃,持续反应1h后,过滤、蒸发、降温结晶等,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得CuSO4?5H2O.
①写出该工艺流程生成CuSO4的化学方程式
Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O
Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O

②在上述生产过程中,控制温度在50℃和60℃加热的原因为
防止H2O2受热分解
防止H2O2受热分解

③上述生产流程的优点有
耗能少
耗能少
(写出一种即可);
④在过滤时,采用了右图所示的装置,你认为这样做的优点是
加快过滤的速度
加快过滤的速度

Ⅱ、硫酸铜的应用及相关实验
(1)波尔多液是用硫酸铜和石灰乳配成的一种天蓝色、粘稠的悬浊液,其有效成分是Cu4(OH)6SO4,其中铜元素的化合价为
+2价
+2价
,该化学式可以写成盐和碱的形式
CuSO4?3Cu(OH)2
CuSO4?3Cu(OH)2
,其杀菌机理可看作是Cu2+使病原菌失去活性,这说明病原菌的主体是
蛋白质
蛋白质
(填一种有机物名称).
(2)为验证Al的化学性质比铜活泼,小怡做了以下实验,现象如下表:
Al片(未打磨) Al片(打磨)
CuSO4溶液
(5%,5mL)
无变化,数小时后铝片上附有极少气泡,几乎无红色物质 极少气泡,附着极少红色物质,持续较长时间
CuSO4溶液
(10%,5mL)
无变化,数小时后铝片附有稍多气泡,仅有极少红色斑点 稍多气泡,附着极少(多于5%)红色物质,持续较长时间
CuCl2溶液
(5%,5mL)
多量气泡,迅速出现红色物质,很快溶液变成无色,且温度升高 更多量气泡,迅速出现红色物质,很快溶液变成无色,且温度升高
认真分析上表,回答下列问题:
①铝和铜盐溶液反应速率与
铝片是否打磨
铝片是否打磨
硫酸铜溶液的浓度
硫酸铜溶液的浓度
不同的铜盐
不同的铜盐
有关,同时说明铜盐溶液中的Cl-
加快
加快
(填“加快”或“抑制”)反应速率,若实验室没有CuCl2溶液,则可以在CuSO4溶液中加入少许
盐酸
盐酸
(填物质名称),以使实验现象更为明显;
②该反应过程要
放热
放热
(填“吸热”或“放热”).经检验,产生的气体是一种能燃烧的单质,该气体是
H2
H2
(填化学式);
Ⅲ、硫酸铜晶体(CuSO4?xH2O)中结晶水(xH2O)含量的测定
在老师的指导下,学习小组取12.5g硫酸铜晶体(CuSO4?xH2O)进行热分解,获得相关数据,并绘制成固体质量-温度的关系如下图.

(1)在加热过程中,随着水分的蒸发,固体颜色将由蓝色逐渐变为
色,最终变为黑色;
(2)写出固体质量由10.7g变为8.9g时的化学方程式
CuSO4?xH2O
  △  
.
 
CuSO4+xH2O↑
CuSO4?xH2O
  △  
.
 
CuSO4+xH2O↑

(3)650℃以上时,硫酸铜固体就会发生分解,生成黑色金属氧化物、二氧化硫及氧气,此反应的化学方程式为
2CuSO4
  △  
.
 
2CuO+2SO2↑+O2
2CuSO4
  △  
.
 
2CuO+2SO2↑+O2

(4)根据图中数据,计算CuSO4?xH2O中的CuSO4的质量分数.(要求:根据x的值进行计算,CuSO4的相对分子质量:160,H2O的相对分子质量:18)
I:牙膏是人们生活中的必需品,在牙膏的生产中常添加一种摩擦剂.这种摩擦剂是由某种自然界中分布很广的矿石A,经过一系列加工而制得的极细小的轻质碳酸钙粉末,其生产过程如下:

试回答:
(1)写出 C、D两种物质的化学式 C
CO2
CO2
D
Ca(OH)2
Ca(OH)2

(2)写出③反应的化学方程式
CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H20
CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H20

(3)反应③制轻质碳酸钙粉末后,还要通过
过滤
过滤
(填操作)将其从反应后的混合物中分离出来.实验室进行该操作时主要用到的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒、
漏斗
漏斗

II、某兴趣小组为了测定本地所产矿石A的纯度,利用下图装置设计了以下实验方案:
【实验原理】:测定一定质量的矿石A与足量稀盐酸反应产生的二氧化碳在常温常压下的体积,根据密度求出二氧化碳的质量,然后根据发生的化学反应方程式算出矿石A中碳酸钙的质量,进而求出矿石A中碳酸钙的质量分数.
【实验步骤】
①连接装置并检查装置气密性;
②在试管B中加入10克矿石A,分液漏斗中加入足量的稀盐酸,C、D管中加入一定量的水,C管的液面上加一 层油,并将分液漏斗A和试管B用长导管E连接起来.
③记录C中液面刻度(C为带有刻度的玻璃管);
④由A向B中滴加稀盐酸至过量;
⑤待B中不再有气体产生并恢复至室温后,记录C中B液面刻度,计算得到气体的体积为V mL(经查,该气体密度为ρg/L);
⑥计算气体的质量并由此求出矿石A中碳酸钙的质量分数
【实验分析】
(1)小明同学认为在实验前要将矿石A 全磨成粉末状,你认为他的目的是:
使矿石A中的碳酸钙能被稀盐酸充分反应完
使矿石A中的碳酸钙能被稀盐酸充分反应完

(2)小洁同学认为该实验的设计中最经典的是连接仪器A和仪器B的橡胶管E,你认为如果没有橡胶管E,则会对实验结果产生何种影响?
滴加的稀盐酸会将试管B中空气排入C管中,使测得的二氧化碳的体积偏大.
滴加的稀盐酸会将试管B中空气排入C管中,使测得的二氧化碳的体积偏大.

(3)检查该装置的气密性时,如图准备好装置,在C、D两管中装好水且液面相平,提高D管,
C、D管之间能产生稳定的液面差
C、D管之间能产生稳定的液面差
,则气密性良好;
(4)通常实验前须估算药品用量,如果实验过程中,发现盐酸的量不足,应中途加酸还是重新实验:清判断并说明理由
重新实验,因为中途加酸,装置中的气体会逸出.
重新实验,因为中途加酸,装置中的气体会逸出.

(5)实验结束时同学们才发现由于粗心,小伟将植物油加到了D管的水面上,大家一致认为由于该粗心将会导致测得的矿石A中碳酸钙的质量分数产生误差,你认为该误差是
偏小
偏小
(填偏大或偏小).
(6)化学老师看了他们的实验设计后,对他们的设计方案和合作意识、探究精神都给予了很高的评价,并对他们进行启发:二氧化碳的质量可以根据质量守恒定律,测反应前后烧杯中剩余物质的质量之差来求得,于是他们又在烧杯中进行了如下的实验测定:
                实验次数
项目
第一次 第二次 第三次
所取矿石A的质量/g  12  12  15
所加稀盐酸的质量/g  120  150 100
剩余物质的质量  127.6  157.6  110.6
请你和他们一起完成实验数记的分析和计算:
①当所取矿石A和稀盐酸的质量比
3:25
3:25
时,矿石A和稀盐酸恰好完全反应.
②矿石A中碳酸钙的质量分数是多少?
③所用稀盐酸的溶质质量分数是多少?
I:牙膏是人们生活中的必需品,在牙膏的生产中常添加一种摩擦剂.这种摩擦剂是由某种自然界中分布很广的矿石A,经过一系列加工而制得的极细小的轻质碳酸钙粉末,其生产过程如下:

试回答:
(1)写出 C、D两种物质的化学式 C______D______
(2)写出③反应的化学方程式______
(3)反应③制轻质碳酸钙粉末后,还要通过______(填操作)将其从反应后的混合物中分离出来.实验室进行该操作时主要用到的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒、______.
II、某兴趣小组为了测定本地所产矿石A的纯度,利用下图装置设计了以下实验方案:
【实验原理】:测定一定质量的矿石A与足量稀盐酸反应产生的二氧化碳在常温常压下的体积,根据密度求出二氧化碳的质量,然后根据发生的化学反应方程式算出矿石A中碳酸钙的质量,进而求出矿石A中碳酸钙的质量分数.
【实验步骤】
①连接装置并检查装置气密性;
②在试管B中加入10克矿石A,分液漏斗中加入足量的稀盐酸,C、D管中加入一定量的水,C管的液面上加一 层油,并将分液漏斗A和试管B用长导管E连接起来.
③记录C中液面刻度(C为带有刻度的玻璃管);
④由A向B中滴加稀盐酸至过量;
⑤待B中不再有气体产生并恢复至室温后,记录C中B液面刻度,计算得到气体的体积为V mL(经查,该气体密度为ρg/L);
⑥计算气体的质量并由此求出矿石A中碳酸钙的质量分数
【实验分析】
(1)小明同学认为在实验前要将矿石A 全磨成粉末状,你认为他的目的是:______;
(2)小洁同学认为该实验的设计中最经典的是连接仪器A和仪器B的橡胶管E,你认为如果没有橡胶管E,则会对实验结果产生何种影响?______
(3)检查该装置的气密性时,如图准备好装置,在C、D两管中装好水且液面相平,提高D管,______,则气密性良好;
(4)通常实验前须估算药品用量,如果实验过程中,发现盐酸的量不足,应中途加酸还是重新实验:清判断并说明理由______.
(5)实验结束时同学们才发现由于粗心,小伟将植物油加到了D管的水面上,大家一致认为由于该粗心将会导致测得的矿石A中碳酸钙的质量分数产生误差,你认为该误差是______(填偏大或偏小).
(6)化学老师看了他们的实验设计后,对他们的设计方案和合作意识、探究精神都给予了很高的评价,并对他们进行启发:二氧化碳的质量可以根据质量守恒定律,测反应前后烧杯中剩余物质的质量之差来求得,于是他们又在烧杯中进行了如下的实验测定:
                实验次数
项目
第一次第二次第三次
所取矿石A的质量/g 12 12 15
所加稀盐酸的质量/g 120 150100
剩余物质的质量 127.6 157.6 110.6
请你和他们一起完成实验数记的分析和计算:
①当所取矿石A和稀盐酸的质量比______时,矿石A和稀盐酸恰好完全反应.
②矿石A中碳酸钙的质量分数是多少?
③所用稀盐酸的溶质质量分数是多少?

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