题目内容

6．化学兴趣小组的同学为测定某Na2CO3和NaCl的固体混合物样品中Na2CO3的质量分数进行了以下实验，请你参与并完成对有关问题的解答．

（1）甲同学用图1所示装置测定CO2的质量．实验时稀硫酸是与样品中的Na2CO3 （填“Na2CO3”或“NaCl”）发生反应．仪器b的名称是分液漏斗．洗气瓶c中盛装的是浓硫酸，此浓硫酸的作用是除去CO2中的水蒸气．
（2）丙同学用图所示方法和步骤实验：

①操作I涉及的实验名称有过滤、洗涤；操作Ⅱ涉及的实验名称有干燥、称量．
②丙测得的样品中Na2CO3质量分数的计算式为$\frac{106y}{197x}$．
（3）标准状况下，将672mL CO2气通入50mL1mol/LKOH溶液中，完全反应后，所得溶液中K2CO3和KHCO3的物质的量之比为（设反应前后溶液体积变化忽略不计）2：1．

分析 （1）由图可知，锥形瓶中碳酸钠与硫酸反应生成二氧化碳，仪器b为分液漏斗，盛放硫酸，c中浓硫酸可干燥二氧化碳，氮气可将装置中的二氧化碳排到球形干燥管中，利用干燥管的增重可知二氧化碳的质量；
（2）由实验流程可知，Na2CO3和NaCl的固体混合物，加足量氢氧化钡时生成沉淀A为碳酸钡，操作I为过滤，分离出沉淀，操作II为干燥、称量，则碳酸钡的质量为yg，结合碳酸根离子守恒可计算；
（3）n（CO2）=$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$=0.03mol，n（KOH）=0.05L×1mol/L=0.05mol，设K2CO3和KHCO3的物质的量分别为x、y，则
$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.03}\\{2x+y=0.05}\end{array}\right.$，以此来解答．

解答 解：（1）甲同学用图1所示装置测定CO2的质量．实验时稀硫酸是与样品中的Na2CO3发生反应．仪器b的名称是分液漏斗．洗气瓶c中盛装的是浓硫酸，此浓硫酸的作用是除去CO2中的水蒸气，
故答案为：Na2CO3；分液漏斗；除去CO2中的水蒸气；
（2）由实验流程可知，Na2CO3和NaCl的固体混合物，加足量氢氧化钡时生成沉淀A为碳酸钡，操作I为过滤，分离出沉淀，操作II为干燥、称量，则碳酸钡的质量为yg，①由上述分析可知，操作I涉及的实验名称有过滤、洗涤；操作Ⅱ涉及的实验名称有干燥、称量，
故答案为：过滤；称量；
②由碳酸根离子守恒可知，样品中Na2CO3质量分数为$\frac{\frac{yg}{197g/mol}×106g/mol}{xg}$×100%=$\frac{106y}{197x}$，
故答案为：$\frac{106y}{197x}$；
（3）n（CO2）=$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$=0.03mol，n（KOH）=0.05L×1mol/L=0.05mol，设K2CO3和KHCO3的物质的量分别为x、y，则$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.03}\\{2x+y=0.05}\end{array}\right.$，解得x=0.02mol、y=0.01mol，则n（K2CO3）：n（KHCO3）=2：1，
故答案为：2：1．

点评 本题考查物质的含量测定实验，为高频考点，把握实验装置的作用、实验流程、测定原理、实验技能为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意实验的严密性及元素化合物知识的应用，题目难度不大．

练习册系列答案
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20．化合物G的分子式为C4H6O2，G既能使溴的四氯化碳溶液褪色又能与NaHCO3溶液反应放出CO2，则G的可能结构（不考虑立体异构）共有（　　）
A．2种B．3种C．4种D．5种
11．A、B、C、D、E五种短周期元素，它们的原子序数依次增大；A元素是原子半径最小的原子；B元素的最高价氧化物对应水化物与其氢化物生成一种盐X；D与A同主族，且与E同周期；E元素的最外层电子数是其最内层电子数的3倍，A、B、D、E这四种元素，每一种都能与C元素形成两种或两种以上的化合物．请回答下列问题：
（1）C和E两元素相比较，非金属性较强的是氧（填元素名称），可以验证该结论的是cd （填写编号）
a．比较这两种元素的气态氢化物的沸点
b．比较这两种元素的原子的最外层电子数
c．比较这两种元素的气态氢化物的稳定性
d．比较这两种元素的单质与氢气化合的难易程度
（2）盐X的水溶液呈酸性（填酸、碱、中）．原因是NH4++H2O?NH3•H2O+H+（用离子方程式表示）
（3）C、D两元素能形成原子个数比为1：1的化合物，则该化合物的电子式为：．
（4）A、C、E间可形成甲、乙两种微粒，它们均为负一价双原子阴离子，且甲有18个电子，乙有10个电子，则甲与乙反应的离子方程式为OH-+HS-=H2O+S2-．
8．钼酸钠晶体（Na2MoO4•2H2O）是一种无公害型冷却水系统的金属缓蚀剂．工业上利用钼精矿（主要成分是不溶于水的MoS2）制备钼酸钠的两种途径如图1所示：

（1）钼和锆同属过渡金属，锆还是核反应堆燃料棒的包裹材料，锆合金在高温下与水蒸气反应产生氢气，二氧化锆可以制造耐高温纳米陶瓷．下列关于锆、二氧化的叙述中，正确的是b（填序号）
a．锆合金比纯锆的熔点高，硬度小
b．二氧化锆陶瓷属于新型无机非金属材料
c．将一束光线通过纳米级二氧化锆会产生一条光亮的通路
（2）途径I碱浸时发生反应的化学反应方程式为MoO3+Na2CO3=Na2MoO4+CO2↑途径Ⅱ氧化时发生反应的离子方程式为MoS2+9ClO-+6OH-=MoO42-+9Cl-+2SO42-+3H2O
（3）分析纯的钼酸钠常用钼酸铵[（NH4）2MoO4]和氢氧化钠反应来制取，若将该反应产生的气体与途径I所产生的尾气一起通入水中，得到正盐的化学式是（NH4）2CO3或（NH4）2SO3．
（4）钼酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂．常温下，碳素钢在三种不同介质中的腐蚀
速率实验结果如图2：
①要使碳素钢的缓蚀效果最优，钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度比应为1：1．
②当硫酸的浓度大于90%时，腐蚀速率几乎为零，原因是常温下浓硫酸具有强氧化性，会使铁钝化．
1．某研究小组模拟工业无隔膜电解法处理电镀含氰废水，进行以下有关实验．填写下列空白：
实验Ⅰ：制取次氯酸钠溶液
用石墨作电极电解饱和食盐水制取次氯酸钠溶液，设计图1所示装置进行实验．
（1）电源中，a电极名称是负极．
（2）反应时，生成次氯酸钠的离子方程式为Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O．
实验Ⅱ：测定含氰废水处理百分率
利用图2所示装置进行实验．将CN-的浓度为0.2mol/L的含氰废水100mL与100mL NaClO溶液（过量）置于装置②锥形瓶中充分反应．打开分液漏斗活塞，滴入100mL稀H2SO4，关闭活塞．

已知装置②中发生的主要反应依次为：
CN-+ClO-═CNO-+Cl-，
2CNO-+2H++3ClO-═N2↑+2CO2↑+3Cl-+H2O．
（3）①和⑥的作用是排除空气中的二氧化碳对实验的干扰．
（4）装置②中，生成需由装置③除去的物质的离子方程式为：ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O．
（5）反应结束后，缓缓通入空气的目的是使装置中残留的二氧化碳全部进入装置⑤．
11．把0.4molX气体和0.6molY气体混合于2L密闭容器中，一定条件下使它们发生如下反应：2X（g）+Y（g）?nZ（g）+2W（g），5min末反应达到平衡状态，此时已生成0.2molW，若测知以Z浓度变化来表示的反应平均速率为0.01mol/L•min
（1）达到平衡时X的浓度为0.1mol/L
（2）化学方程式中的n值是1．
18．在某一容积为5L的密闭容器内，加入 0.2mol的CO和0.2mol的H2O，在催化剂存在和800℃的条件下加热，发生如下反应：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）；△H＞0反应中CO2的浓度随时间变化情况如图：
（1）根据图数据，反应开始至达到平衡时，CO的化学反应速率为v（CO）=0.003mol/（L•min）；反应达平衡时，c（H2）=0.03 mol/L，该温度下的平衡常数K=9（计算出结果）．
（2）判断该反应达到平衡的依据是①③．
①CO减少的化学反应速率和CO2减少的化学反应速率相等
②CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等
③CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
④正、逆反应速率都为零
（3）如要一开始加入0.1mol的CO、0.1mol的H2O、0.1mol的 CO2和0.1mol的H2，在相同的条件下，反应达平衡时，c（H2O）=0.01mol/L．
15．焦亚硫酸钠（Na2S2O5）是常用的食品抗氧化剂之一，在空气中被氧化生成的产物为Na2SO4．某小组进行如下实验：

实验一  焦亚硫酸钠的制取
采用图1装置（实验前已除尽装置内的空气）制取Na2S2O5．装置II中有Na2S2O5晶体析出，发生的反应为：
Na2SO3+SO2═Na2S2O5
（1）装置I中产生气体的化学方程式为Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O．
（2）要从装置II中获得已析出的晶体，可采用的分离方法是过滤，该方法用到的玻璃仪器除烧杯还需玻璃棒、漏斗．
（3）装置III用于处理尾气，可选用的最合理装置如图2（夹持仪器已略去）为d（填序号）．
实验二  焦亚硫酸钠的性质
Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3
（4）NaHSO3溶液中HSO3-的电离程度大于水解程度，可采用的实验方法是ae（填序号）．
a．测定溶液的pH
b．加入Ba（OH）2溶液
c．加入盐酸
d．加入品红溶液
e．用蓝色石蕊试纸检测
（5）检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是取少量Na2S2O5晶体于试管中，加入适量水溶解，滴加盐酸，振荡，再滴加氯化钡溶液，有白色沉淀生成．
9．醋酸镍[（CH3COO）2Ni]是一种重要的化工原料．一种以含镍废料（含NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2）为原料，制取醋酸镍的工艺流程图如图：

相关离子生成氢氧化物的pH和相关物质的溶解性如表：
金属离子开始沉淀的pH沉淀完全的pH物质20℃时溶解性（H2O）
Fe3+1.13.2CaSO4微溶
Fe2+5.88.8NiF可溶
Al3+3.05.0CaF2难溶
Ni2+6.79.5NiCO3Ksp=9.6×10-4
（1）调节pH步骤中，溶液pH的调节范围是5.0≤pH＜6.7．
（2）滤渣1和滤渣3主要成分的化学式分别是SiO2、CaSO4、CaF2．
（3）酸浸过程中，lmol NiS失去6NA个电子，同时生成两种无色有毒气体．写出该反应的化学方程式NiS+H2SO4+2HNO3═NiSO4+SO2↑+2NO↑+2H2O．
（4）沉镍前c（Ni2+）=2.0mol•L-1，欲使100mL该滤液中的Ni2+沉淀完全[c（Ni2+）≤10-5mol•L-1]，则需要加入Na2CO3固体的质量最少为31.4g．（保留小数点后1位）

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