摘要: 考点13 二氧化碳制取和性质

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过氧化钠(Na2O2)是一种淡黄色固体.在一次科技活动中,同学们将包有Na2O2固体的棉花放入了如图1所示的装置中,发现高低不同的两根蜡烛,下面的蜡烛先熄灭,上面的蜡烛后熄灭,同时也惊奇地发现棉花燃烧了起来.
(1)实验过程中蜡烛由下往上依次熄灭,说明二氧化碳具有
CO2密度比空气大,CO2不能燃烧也不支持燃烧
CO2密度比空气大,CO2不能燃烧也不支持燃烧
的性质.
(2)棉花为什么会燃烧呢?同学们认为棉花要燃烧,除了满足棉花是可燃物之外,还需满足
与氧气接触
与氧气接触
温度达到着火点
温度达到着火点

【提出问题】上述实验中是如何给棉花提供燃烧条件的?
【查阅资料】
1.在常温下Na2O2与CO2、H2O均能发生化学反应.        
2.无水硫酸铜为白色固体,吸水后变为蓝色.
【实验设计】经过讨论,同学们设计用如图2所示装置进行实验探究.

【实验步骤】
①检查整套装置的气密性;     
②把相关的试剂放入对应的仪器内;
③用力推动针筒的活塞,把稀盐酸注入试管内;
④一段时间后,在P处放置一根带火星的木条,观察现象.
注意:大理石与稀盐酸制取的CO2还会含有一定量的水蒸气,但整个实验过程中不考虑稀盐酸的挥发和空气对实验的影响.
【实验现象】
①带火星的木条复燃;  ②无水硫酸铜没有变蓝色;  ③饱和的澄清石灰水变浑浊.
【实验分析】①B装置内盛放的试剂是
浓硫酸
浓硫酸
;②D装置烧杯内澄清石灰水变浑浊的原因可能是
Na2O2和CO2反应放出热量,使石灰水温度升高,氢氧化钙的溶解度减小,析出氢氧化钙固体
Na2O2和CO2反应放出热量,使石灰水温度升高,氢氧化钙的溶解度减小,析出氢氧化钙固体
,也可能是空气中的CO2与澄清石灰水反应生成了难溶物使澄清石灰水变混浊.
【实验结论】①Na2O2和CO2反应产生的一种气体,使图1中的棉花满足了燃烧的一个条件.
②Na2O2和CO2反应过程中伴随能量变化,使图1中的棉花满足了燃烧的另一个条件.
【拓展提高】①Na2O2和CO2反应除生成一种气体外,还生成了一种固体,学生甲认为生成的固体是NaOH,学生乙认为是Na2CO3,同学们经思考后认为甲同学的猜想是错误的,理由是
反应前后元素种类不变,反应物中没有氢元素所以不能生成NaOH
反应前后元素种类不变,反应物中没有氢元素所以不能生成NaOH

②写出Na2O2和CO2反应的化学方程式
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2

【定量探究】有一包久置的过氧化钠粉末,现已证明因其保存不当导致完全变质成为NaOH和Na2CO3的混合物,同学们称取了13.25g样品,加入足量稀盐酸,并将产生的气体通入足量的澄清石灰水中,得到白色沉淀,经过滤、洗涤、烘干后称得其质量为10g,试计算:样品中Na2CO3的质量分数.
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碳酸钠,化学式Na2CO3,俗称纯碱.“纯碱中常常会混有少量的氯化钠”.某研究性学习小组以一包纯碱(若有杂质,只考虑为氯化钠)为研究对象,探究该纯碱样品中碳酸钠的含量.请你参与他们的活动.

[小组讨论]

观点Ⅰ:纯碱样品中只含有碳酸钠

观点Ⅱ:纯碱样品是由碳酸钠和少量氯化钠组成的混合物

[实验设计]

甲方案

Ⅰ设计思路:根据样品与石灰水反应生成沉淀碳酸钙的质量,求出碳酸钠的质量,再计算样品中碳酸钠的质量分数.

Ⅱ操作步骤:称取13.25 g纯碱样品,加入过量的澄清石灰水,充分搅拌.过滤、洗涤、干燥,得到白色沉淀10.00 g

Ⅲ数据处理:请根据上述实验数据,计算该样品中碳酸钠的质量分数.

计算过程:

Ⅳ实验结论:________.

乙方案

Ⅰ设计思路:根据样品(质量为a g)与稀硫酸完全反应生成二氧化碳的质量(质量为b g),求出碳酸钠的质量,再计算样品中碳酸钠的质量分数.

Ⅱ实验结论:

(1)当a、b的质量关系满足________(填写含a、b字母的表达式,下同)时,纯碱样品中只含有碳酸钠,样品中碳酸钠的质量分数是100﹪.

(2)当a、b的质量关系满足________时,纯碱样品是由碳酸钠和少量氯化钠组成的混合物,样品中碳酸钠的质量分数是________.

[实验评价]

误差分析:(1)甲方案中,白色沉淀的质量在过滤、干燥等操作过程中会有所损耗,造成计算结果与实际值相比偏小.(2)乙方案中,有部分生成的二氧化碳气体因溶解于水而没有全部逸出,造成计算结果与实际值相比________(填写“偏大”、 “偏小”或“不变”).

[交流反思]

(1)实验过程中,需用玻璃棒不断搅拌,该操作的目的是________.

(2)甲方案实验操作中,对沉淀洗涤的目的是:________.

(3)乙方案中,需用一定质量的19.6﹪的稀硫酸.现有一瓶98﹪的浓硫酸(密度为1.84 g/cm3),配制乙方案中实验所用稀硫酸,至少需要浓硫酸的体积是________mL(填写含字母的表达式).浓硫酸稀释的正确操作是________.

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碳酸钠,化学式Na2CO3,俗称纯碱。“纯碱中常常会混有少量的氯化钠”。某研究性学习小组以一包纯碱(若有杂质,只考虑为氯化钠)为研究对象,探究该纯碱样品中碳酸钠的含量。请你参与他们的活动。
【小组讨论】观点Ⅰ:纯碱样品中只含有碳酸钠
观点Ⅱ:纯碱样品是由碳酸钠和少量氯化钠组成的混合物
【实验设计】
甲方案
Ⅰ 设计思路:根据样品与石灰水反应生成沉淀碳酸钙的质量,求出碳酸钠的质量,再计算样品中碳酸钠的质量分数。
Ⅱ 操作步骤:称取13.25g纯碱样品,加入过量的澄清石灰水,充分搅拌。过滤、洗涤、干燥,得到白色沉淀10.00g
Ⅲ 数据处理:请根据上述实验数据,计算该样品中碳酸钠的质量分数。
计算过程:______________________________________________________。
Ⅳ 实验结论:____________________________________。
乙方案
Ⅰ 设计思路:根据样品(质量为ag)与稀硫酸完全反应生成二氧化碳的质量(质量为bg),求出碳酸钠的质量,再计算样品中碳酸钠的质量分数。 Ⅱ 实验结论: (1)当a、b的质量关系满足___________________(填写含a、b字母的表达式,下同)时,纯碱样品中只含有碳酸钠,样品中碳酸钠的质量分数是100﹪。
(2)当a、b的质量关系满足___________时,纯碱样品是由碳酸钠和少量氯化钠组成的混合物,样品中碳酸钠的质量分数是_____________。
【实验评价】误差分析:
(1)甲方案中,白色沉淀的质量在过滤、干燥等操作过程中会有所损耗,造成计算结果与实际值相比偏小。
(2)乙方案中,有部分生成的二氧化碳气体因溶解于水而没有全部逸出,造成计算结果与实际值相比____________(填写“偏大”、 “偏小”或“不变”)。
【交流反思】 (1)实验过程中,需用玻璃棒不断搅拌,该操作的目的是________________________。
(2)甲方案实验操作中,对沉淀洗涤的目的是:__________________________。
(3)乙方案中,需用一定质量的19.6﹪的稀硫酸。现有一瓶98﹪的浓硫酸(密度为1.84g/cm3),配制乙方案中实验所用稀硫酸,至少需要浓硫酸的体积是_________mL(填写含字母的表达式)。浓硫酸稀释的正确操作是______________________。
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碳酸钠,化学式Na2CO3,俗称纯碱.“纯碱中常常会混有少量的氯化钠”.某研究性学习小组以一包纯碱(若有杂质,只考虑为氯化钠)为研究对象,探究该纯碱样品中碳酸钠的含量.请你参与他们的活动.
【小组讨论】
观点Ⅰ:纯碱样品中只含有碳酸钠
观点Ⅱ:纯碱样品是由碳酸钠和少量氯化钠组成的混合物
【实验设计】
甲方案
Ⅰ设计思路:根据样品与石灰水反应生成沉淀碳酸钙的质量,求出碳酸钠的质量,再计算样品中碳酸钠的质量分数.
Ⅱ操作步骤:称取13.25g纯碱样品,加入过量的澄清石灰水,充分搅拌.过滤、洗涤、干燥,得到白色沉淀10.00g
Ⅲ数据处理:请根据上述实验数据,计算该样品中碳酸钠的质量分数.
计算过程:
Ⅳ实验结论:
 

乙方案
Ⅰ设计思路:根据样品(质量为a g)与稀硫酸完全反应生成二氧化碳的质量(质量为b g),求出碳酸钠的质量,再计算样品中碳酸钠的质量分数.
Ⅱ实验结论:
(1)当a、b的质量关系满足
 
(填写含a、b字母的表达式,下同)时,纯碱样品中只含有碳酸钠,样品中碳酸钠的质量分数是100%.
(2)当a、b的质量关系满足
 
时,纯碱样品是由碳酸钠和少量氯化钠组成的混合物,样品中碳酸钠的质量分数是
 

【实验评价】
误差分析:(1)甲方案中,白色沉淀的质量在过滤、干燥等操作过程中会有所损耗,造成计算结果与实际值相比偏小.
(2)乙方案中,有部分生成的二氧化碳气体因溶解于水而没有全部逸出,造成计算结果与实际值相比
 
(填写“偏大”、“偏小”或“不变”).
【交流反思】
(1)实验过程中,需用玻璃棒不断搅拌,该操作的目的是
 

(2)甲方案实验操作中,对沉淀洗涤的目的是:
 

(3)乙方案中,需用一定质量的19.6%的稀硫酸.现有一瓶98%的浓硫酸(密度为1.84g/cm3),配制乙方案中实验所用稀硫酸,至少需要浓硫酸的体积是
 
mL(填写含字母的表达式).浓硫酸稀释的正确操作是
 
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碳酸钠,化学式Na2CO3,俗称纯碱.“纯碱中常常会混有少量的氯化钠”.某研究性学习小组以一包纯碱(若有杂质,只考虑为氯化钠)为研究对象,探究该纯碱样品中碳酸钠的含量.请你参与他们的活动.
【小组讨论】
观点Ⅰ:纯碱样品中只含有碳酸钠
观点Ⅱ:纯碱样品是由碳酸钠和少量氯化钠组成的混合物
【实验设计】
甲方案
Ⅰ设计思路:根据样品与石灰水反应生成沉淀碳酸钙的质量,求出碳酸钠的质量,再计算样品中碳酸钠的质量分数.
Ⅱ操作步骤:称取13.25g纯碱样品,加入过量的澄清石灰水,充分搅拌.过滤、洗涤、干燥,得到白色沉淀10.00g
Ⅲ数据处理:请根据上述实验数据,计算该样品中碳酸钠的质量分数.
计算过程:
Ⅳ实验结论:______.
乙方案
Ⅰ设计思路:根据样品(质量为a g)与稀硫酸完全反应生成二氧化碳的质量(质量为b g),求出碳酸钠的质量,再计算样品中碳酸钠的质量分数.
Ⅱ实验结论:
(1)当a、b的质量关系满足______(填写含a、b字母的表达式,下同)时,纯碱样品中只含有碳酸钠,样品中碳酸钠的质量分数是100%.
(2)当a、b的质量关系满足______时,纯碱样品是由碳酸钠和少量氯化钠组成的混合物,样品中碳酸钠的质量分数是______.
【实验评价】
误差分析:(1)甲方案中,白色沉淀的质量在过滤、干燥等操作过程中会有所损耗,造成计算结果与实际值相比偏小.
(2)乙方案中,有部分生成的二氧化碳气体因溶解于水而没有全部逸出,造成计算结果与实际值相比______(填写“偏大”、“偏小”或“不变”).
【交流反思】
(1)实验过程中,需用玻璃棒不断搅拌,该操作的目的是______.
(2)甲方案实验操作中,对沉淀洗涤的目的是:______.
(3)乙方案中,需用一定质量的19.6%的稀硫酸.现有一瓶98%的浓硫酸(密度为1.84g/cm3),配制乙方案中实验所用稀硫酸,至少需要浓硫酸的体积是______mL(填写含字母的表达式).浓硫酸稀释的正确操作是______.
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