题目内容

(13分)某研究性学习小组欲探究Na2CO3溶液与MgCl2溶液反应产生白色沉淀的成分,小组成员做如下实验

(1)若按所得的结论分析,甲观察到的实验现象是___________________________。
(2)在探究沉淀物成分前,甲、乙都将沉淀物从溶液中分离出来,洗涤并干燥。同学丙认为他们并未将沉淀洗涤干净,请用简单的实验证明丙的观点。
(3)同学丁认为甲结论不合理,理由是Ksp(MgCO3)___Ksp [Mg(OH)2](选填“<”或“>”),所以沉淀物未必是MgCO3。经查阅资料得知:该白色沉淀的组成应为Mgx(OH)y(CO3)z·nH2O。为确定沉
淀物的具体组成,他设计下图装置进行实验(所有夹持装置已省略)。

(4)请将丁设计的实验步骤补充完整:
①检查装置气密性;
②先装入药品,并称量相关装置的质量,后连接各装置;
③________________________________________________________;
④停止加热,持续通入空气直至实验结束,再次称量步骤②中相关装置的质量。
(5)装置E中碱石灰的作用是_________________________________________________。
三次实验所得数据如下:(部分数据已换算为相应的物质的量)
  
(6)分析实验数据可知,第_________组出现误差较大的数据,应舍去。由实验数据计算
得该白色沉淀物的组成为___________(选填序号)。
a.Mg2(OH)2CO3·3H2O       b.Mg(OH)2(CO3)2·3H2O
c.Mg4(OH)2(CO3)3·3H2O    d.Mg5(OH)4(CO3)3·2H2O

(1)沉淀溶解,有气泡产生(2分)
(2)取最后一次洗涤液于另一试管中,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,出现白色沉淀。(2分,或取最后一次洗涤液,用焰色反应检验存在的钠离子。答案合理即可得分) (3)>(2分)
(4)先通入一会儿空气,再加热(2分) (5)防止空气中的水蒸气和CO2进入装置D(2分)
(6)3(1分) c(2分)

解析试题分析:(1)碳酸镁与稀盐酸反应生成氯化镁、水和CO2,因此实验现象是沉淀溶解,有气泡产生。
(2)由于沉淀表面有吸附的氯离子,所以可以通过检验氯离子来判断沉淀是否洗涤干净,即取最后一次洗涤液于另一试管中,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,出现白色沉淀即证明没有洗涤干净。
(3)由于氢氧化镁的溶度积常数小于碳酸镁的溶度积常数,所以Ksp(MgCO3)>Ksp [Mg(OH)2]。
(4)由于装置中有残留的空气,而空气中通过碱石灰时水蒸气和CO2被吸收,所以因此先通入一会儿空气,再加热。
(5)由于空气中还含有水蒸气和CO2会进入装置D干扰实验,所以E装置中碱石灰的作用是防止空气中的水蒸气和CO2进入装置D。
(6)由于水蒸气和CO2的物质的量与样品的质量成比例,因此根据实验1、2中的数据可知,实验3中水蒸气的物质的量偏大(应该是0.12mol),应该舍去。根据表中数据可知CO2与水蒸气的物质的量之比是3:4,则a.Mg2(OH)2CO3·3H2O中CO2与水蒸气的物质的量之比是1:4,a不正确; b.Mg(OH)2(CO3)2·3H2O中CO2与水蒸气的物质的量之比是1:2,b不正确;c.Mg4(OH)2(CO3)3·3H2O中CO2与水蒸气的物质的量之比是3:4,c正确;d.Mg5(OH)4(CO3)3·2H2O中CO2与水蒸气的物质的量之比是3:4,但3.64g该物质得不到0.03molCO2,d不正确,答案选c。
考点:考查实验方案设计与评价、物质检验、实验数据处理

练习册系列答案
相关题目

(17分)(2012?广东)苯甲酸广泛应用于制药和化工行业,某同学尝试用甲苯的氧化反应制备苯甲酸,反应原理:

实验方法:一定量的甲苯和KMnO4溶液在100℃反应一段时间后停止反应,按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯.

已知:苯甲酸分子量122,熔点122.4℃,在25℃和95℃时溶解度分别为0.3g和6.9g;纯净固体有机物都有固定熔点.
(1)操作Ⅰ为      ,操作Ⅱ为       
(2)无色液体A是        ,定性检验A的试剂是          ,现象是         
(3)测定白色固体B的熔点,发现其在115℃开始熔化,达到130℃时仍有少量不熔,该同学推测白色固体B是苯甲酸与KCl的混合物,设计了如下方案进行提纯和检验,实验结果表明推测正确.请在答题卡上完成表中内容.

序号
实验方案
实验现象
结论

将白色固体B加入水中,加热溶解, _________ 
 _________ 
得到白色晶体和无色溶液
 

取少量滤液于试管中, _________ 
生成白色沉淀
滤液含Cl

干燥白色晶体, _________ 
 _________ 
白色晶体是苯甲酸
(4)纯度测定:称取1.220g产品,配成100ml甲醇溶液,移取25.00ml溶液,滴定,消耗KOH的物质的量为2.40×10﹣3mol,产品中苯甲酸质量分数的计算表达式为         ,计算结果为          (保留二位有效数字).

苯甲酸广泛应用于制药和化工行业,某兴趣小组同学利用高锰酸钾氧化甲苯制备苯甲酸(KMnO4中性条件下还原产物为MnO2,酸性条件下为Mn2+)

已知:苯甲酸相对分子量122,熔点122.4℃,在25℃和95℃时溶解度分别为0.3 g和6.9 go。

实验流程:
①往装置A中加入2.7mL (2.3 g)甲苯和125 mL水,然后分批次加入8.5 g稍过量的KMnO4固体,控制反应温度约在100℃,当甲苯层近乎消失,回流不再出现油珠时,停止加热。
②将反应混合物趁热过滤,用少量热水洗涤滤渣,合并滤液与洗涤液,冷却后加入浓盐酸,经操作I得白色较干燥粗产品。
③纯度测定:称取1.220g白色样品,配成100mL、甲醇溶液,取25.00mL溶液,用0.1000mol/L KOH标准溶液滴定,重复滴定四次,每次消耗的体积如下表所示列举

请回答:
(1)装置A的名称         。若不用温度计,本实验控制反应温度的措施为          
(2)白色粗产品中除了KCl外,其他可能的无机杂质为____            
(3)操作I的名称                                  
(4)步骤③中用到的定量仪器有              ,100mL容量瓶,50mL酸式、碱式滴定管。
(5)样品中苯甲酸纯度为                           
(6)滴定操作中,如果对装有KOH标准溶液的滴定管读数时,滴定前仰视,滴定后俯视则测定结果   (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。

三苯甲醇()是一种重要的化工原料和医药中间体,实验室合成三苯甲醇其合成流程如图1所示,装置如图2所示。
已知:(Ⅰ)格氏试剂容易水解,
 (碱式溴化镁);

(Ⅱ)相关物质的物理性质如下:

物质
熔点
沸点
溶解性
三苯甲醇
164.2℃
380℃
不溶于水,溶于乙醇、乙醚等有机溶剂
乙醚
-116.3℃
34.6℃
微溶于水,溶于乙醇、苯等有机溶剂
溴苯
-30.7°C
156.2°C
不溶于水,溶于乙醇、乙醚等多数有机溶剂
苯甲酸乙酯
-34.6°C
212.6°C
不溶于水
Mg(OH)Br
常温下为固体
能溶于水,不溶于醇、醚等有机溶剂
 
(Ⅲ)三苯甲醇的分子量是260,纯净固体有机物一般都有固定熔点。
请回答以下问题:
(1)图2中玻璃仪器B的名称:        ;装有无水CaCl2的仪器A的作用是            
(2)图2中滴加液体未用普通分液漏斗而用滴液漏斗的作用是            ;制取格氏试剂时要保持微沸,可以采用          (方式)加热,优点是                           
(3)制得的三苯甲醇粗产品中,含有乙醚、溴苯、苯甲酸乙酯等有机物和碱式溴化镁等杂质,可以设计如下提纯方案,请填写如下空白:

其中,①操作为:            ;洗涤液最好选用:        (从选项中选);
A、水           B、乙醚            C、乙醇        D、苯
检验产品已经洗涤干净的操作为:                                   
(4)纯度测定:称取2.60g产品,配成乙醚溶液,加入足量金属钠(乙醚与钠不会反应),充分反应后,测得生成气体体积为100.80ml标准状况)。产品中三苯甲醇质量分数为     (保留两位有效数字)。

硼位于ⅢA族,三卤化硼是物质结构化学的研究热点,也是重要的化工原料。三氯化硼(BCl3)可用于制取乙硼烷(B2H6),也可作有机合成的催化剂。
【查阅资料】①BCl3的沸点为12.5 ℃,熔点为-107.3 ℃;②2B+6HCl2BCl3↑+3H2↑;③硼与铝的性质相似,也能与氢氧化钠溶液反应。
【设计实验】 某同学设计如图所示装置制备三氯化硼:

请回答下列问题:
(1)常温下,高锰酸钾固体粉末与浓盐酸发生的反应可替代A装置中的反应,两个反应的产物中锰的价态相同。写出高锰酸钾固体粉末与浓盐酸反应的离子方程式:_______________________。
(2)E装置的作用是_______________________________________。
如果拆去B装置,可能的后果是_______________________________________
_________________________。
(3)写出D装置中发生反应的化学方程式:_____________________________
实验中可以用一个盛装________(填试剂名称)的干燥管代替F+G装置,使实验更简便。
(4)三氯化硼遇水剧烈反应生成硼酸(H3BO3)和白雾,写出该反应的化学方程式:______________________________;
实验室保存三氯化硼的注意事项是__________________________________。
(5)为了顺利完成实验,正确的操作是________(填序号),并解释原因:________。
①先点燃A处酒精灯,后点燃D处酒精灯
②先点燃D处酒精灯,后点燃A处酒精灯
③同时点燃A、D处酒精灯
(6)请你设计一个简易实验,验证制得的产品中是否含有硼粉:
________________________________________________________________。

碘是人体必需的微量元素之一,有“智力元素”之称。食用加碘食盐可预防碘缺乏病。查阅资料知:
①在酸性条件下,I-能被N氧化成I,被H2O2或O2等氧化成I2;
②I能被HS还原成I2
请你利用实验室常用仪器和下列限选试剂,依次研究某食盐样品中所加碘的存在形式是I2、I-、I中的哪一种。
限选试剂如下:1.0 mol·L-1 HNO3溶液、1.0 mol·L-1 H2SO4溶液、1.0 mol·L-1 NaHSO3溶液、3% H2O2溶液、1%淀粉溶液、蒸馏水
Ⅰ.提出假设
假设1:该食盐样品中含I2;
假设2:该食盐样品中含I-;
假设3:                                                          
Ⅱ .设计方案与实验探究
将适量食盐样品溶于蒸馏水制成溶液,请按要求填写下表。

实验步骤
预期现象与结论
步骤1:取少量上述溶液注入试管中,滴入几滴淀粉溶液振荡
若溶液显    ,则假设1成立;否则,假设1不成立,再进行步骤2 
步骤2:                                       
                                             
若溶液显蓝色,则假设2成立,反应的离子方程式为        
                                                  
否则,假设2不成立,再进行步骤3
步骤3:                                       
                                             
                                                   
                                                   
 
Ⅲ.问题与思考
纯的KIO3或KI都可以作为食用加碘盐中碘的来源。从化学角度来看,食盐中添加    (填“KIO3”或“KI”)更好;理由是                                           

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