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某学校化学兴趣小组从超市购买了一瓶维C泡腾片.下图是其标签上的部分内容,为探究泡腾片中碳酸氢钠的质量分数是多少,在老师的指导下设计了以下实验.
[查阅资料]:
(1)泡腾片遇水,自身内的柠檬酸和NaHCO3就会发生反应:
3NaHCO3+H3C6H5O7=Na3C6H5O7+3H2O+3CO2↑
(2)泡腾片自身的柠檬酸可能不足,再加入足量的盐酸
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑(除碳酸氢钠外,其它物质与酸反应不产生气体)
(3)CO2在饱和的碳酸氢钠溶液中的溶解度很小,可以忽略不计.
[仪器]:天平、磁力搅拌器、500 mL洗瓶、空胶囊、试管、锥形瓶、烧杯、100 mL量筒、10 mL量筒
[药品]:蒸馏水、盐酸、泡腾片
[步骤]:
(1)用天平称量并记录一个空胶囊的质量m1;
(2)在胶囊里装满泡腾片粉末,称量并记录总质量m2;
(3)准备一小试管,放入小型磁力搅拌子.加入4 mL盐酸(足量),再把胶囊放到试管中;
(4)在500 mL洗瓶内装入一定量的饱和碳酸氢钠溶液;
(5)小明用天平设法称量出试管质量m3(胶囊质量+试管质量+盐酸质量+搅拌子质量);
(6)把小试管小心放入洗瓶(如图所示),盖好洗瓶的盖子,放在磁力搅拌器上;
(7)等待胶囊溶解,泡腾片与盐酸作用,反应接近完成,打开搅拌器,直至洗瓶内无液体流出,用量筒接取洗瓶内流出的液体读数为V;
(8)从洗瓶中取出试管,擦干表面的水,测出试管内剩余物质的总质量m4.
[数据处理]:
(1)泡腾片的质量=________;
(2)产生的CO2质量为________;
(3)碳酸氢钠的质量分数为________.
[问题讨论]:
①第(5)步中试管内有液体,不易直接称量,请你设计一种称量方法:________;
②第(6)步中不小心有少量碳酸氢钠溶液溢出,则此时流出的液体对最终实验结
果________(填“有”或“无”)影响.
③同学们认为还可以根据排出溶液的体积来计算碳酸氢钠的质量分数,缺少的数据为________;查阅资料找到数据后,若某同学在量筒读数时俯视读数,则他测出的碳酸氢钠的质量分数跟实际值相比,是________的.(填“偏大”或“偏小”“不变”).
某化学兴趣小组有一次活动的内容是:对一包铁矿石粉末的组成进行探究,请你参与并回答有关问题.
[教师提醒]它由菱铁矿(FeCO3)、赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)三种固体粉末中的一种或两种组成.
[提出猜想]试样粉末主要成分可能有:①只是FeCO3、②只是Fe2O3、③只是Fe3O4、④FeCO3和Fe2O3、⑤FeCO3和Fe3O4、⑥Fe2O3和Fe3O4.
[查阅资料](1)FeCO3受热易分解FeCO3
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(2)铁矿石粉末中的杂质不参加反应.
[探究思路]先利用物质的性质不同设计实验探究其成分,然后再选择适当的试剂和方法通过实验测定其含量.(装置内空气中的水蒸气、CO2忽略不计)
[实验探究]
(1)取适量试样粉末装入试管中,加入适量的盐酸,没有气泡产生,从而排除猜想中的
(2)为进一步确定试样粉末的组成,称取该粉末10.0g装入硬质玻璃管中,在通风厨按如图进行实验.
开始时缓缓通入CO气体,过一段时间后再加热使其充分反应.待反应完全后,停止加热,仍继续通CO气体直至玻璃管冷却.反应前后称量相关装置和物质的总质量,其数据如下表:
反应前 | 反应后 | |
a管 | 玻璃管和试样粉末的总质量为70.0g | 玻璃管和固体物质的总质量为67.6g |
b瓶 | 洗气瓶和所盛溶液的总质量为200.0g | 洗气瓶和瓶中物质的总质量为206.6g |
(3)为了防止溶液倒吸,本实验最后停止加热前是否需要先断开装置中a和b的连接处?
(4)b装置中可能会发生多个化学反应,任写出其中1个反应的化学方程式:
[反思评价]
(5)本实验的尾气是否需处理?如需处理,请回答如何处理,如不需处理,请说明理由:
(6)通过计算确定,该铁矿石试样的主要成分,指出哪个猜想是正确的(已知铁矿石的纯度为80.0%).
解:
Ⅰ.锅炉用水硬度高了十分危险,因为锅炉内结垢后不仅浪费燃料,而且会使锅炉内管道局部过热,易引起管道变形或损坏,严重时还可能引起爆炸.
Ⅱ.用适量的盐酸可以将热水瓶胆壁上的水垢[主要成分是Mg(OH)2和CaCO3]除去.
Ⅲ.天然水中一般都含有Ca2+、Mg2+、HCO3-等离子,在加热条件下,这些离子趋于生成溶解度更小的物质--水垢.
(1)小李同学对该井水进行如下探究,其做法及结论合理的是
A、用烧杯取少量该井水,加入适量肥皂水,搅拌,发现有较多浮渣产生,说明该井水为硬水.
B、用烧杯取少量井水,加入一定量活性炭,搅拌、过滤,可吸附井水中的钙、镁离子,并使井水软化.
C、取较多井水,加热煮沸,煮沸后的井水硬度降低.
(2)某同学为了粗略测定某锅炉水垢中CaCO3的质量分数,取6.0g 样品,逐滴加入稀盐酸至不再产生气泡为止,共生成2.2g CO2气体.试计算样品中CaCO3的质量分数.
(3)若要计算上述反应所消耗的盐酸溶液的质量分数,题中还缺少的一个数据是
(4)乙同学设计了下列实验装置进一步探究水垢的成分.其主要操作步骤如下:
①按图组装仪器,将50g水垢试样放入锥形瓶中,加入足量某酸溶液;
②测量一定时间内干燥管内物质增加的质量(见下列曲线);
③待锥形瓶中不再产生气泡时,打开活塞B,从导管A处缓缓鼓入一定量的空气;
④再次称量干燥管内物质增加的质量;
⑤重复③和④的操作,直至干燥管内物质质量不变.
研究性小组的同学通过简单计算,认为水垢中一定含有少量MgCO3,理由是
我区某中学化学研究性学习小组为了探究水垢的成因和主要成分,从教材和互联网上查得如下资料:
Ⅰ.锅炉用水硬度高了十分危险,因为锅炉内结垢后不仅浪费燃料,而且会使锅炉内管道局部过热,易引起管道变形或损坏,严重时还可能引起爆炸.
Ⅱ.用适量的盐酸可以将热水瓶胆壁上的水垢[主要成分是Mg(OH)2和CaCO3]除去.
Ⅲ.天然水中一般都含有Ca2+、Mg2+、HCO3-等离子,在加热条件下,这些离子趋于生成溶解度更小的物质--水垢.
(1)小李同学对该井水进行如下探究,其做法及结论合理的是______.(填序号)
A、用烧杯取少量该井水,加入适量肥皂水,搅拌,发现有较多浮渣产生,说明该井水为硬水.
B、用烧杯取少量井水,加入一定量活性炭,搅拌、过滤,可吸附井水中的钙、镁离子,并使井水软化.
C、取较多井水,加热煮沸,煮沸后的井水硬度降低.
(2)某同学为了粗略测定某锅炉水垢中CaCO3的质量分数,取6.0g 样品,逐滴加入稀盐酸至不再产生气泡为止,共生成2.2g CO2气体.试计算样品中CaCO3的质量分数.
(3)若要计算上述反应所消耗的盐酸溶液的质量分数,题中还缺少的一个数据是______.
(4)乙同学设计了下列实验装置进一步探究水垢的成分.其主要操作步骤如下:
①按图组装仪器,将50g水垢试样放入锥形瓶中,加入足量某酸溶液;
②测量一定时间内干燥管内物质增加的质量(见下列曲线);
③待锥形瓶中不再产生气泡时,打开活塞B,从导管A处缓缓鼓入一定量的空气;
④再次称量干燥管内物质增加的质量;
⑤重复③和④的操作,直至干燥管内物质质量不变.
研究性小组的同学通过简单计算,认为水垢中一定含有少量MgCO3,理由是______.
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Ⅰ.锅炉用水硬度高了十分危险,因为锅炉内结垢后不仅浪费燃料,而且会使锅炉内管道局部过热,易引起管道变形或损坏,严重时还可能引起爆炸.
Ⅱ.用适量的盐酸可以将热水瓶胆壁上的水垢[主要成分是Mg(OH)2和CaCO3]除去.
Ⅲ.天然水中一般都含有Ca2+、Mg2+、HCO3﹣等离子,在加热条件下,这些离子趋于生成溶解度更小的物质—水垢.
(1)小李同学对该井水进行如下探究,其做法及结论合理的是 _________ .(填序号)
A、用烧杯取少量该井水,加入适量肥皂水,搅拌,发现有较多浮渣产生,说明该井水为硬水.
B、用烧杯取少量井水,加入一定量活性炭,搅拌、过滤,可吸附井水中的钙、镁离子,并使井水软化.
C、取较多井水,加热煮沸,煮沸后的井水硬度降低.
(2)某同学为了粗略测定某锅炉水垢中CaCO3的质量分数,取6.0g 样品,逐滴加入稀盐酸至不再产生气泡为止,共生成2.2g CO2气体.试计算样品中CaCO3的质量分数.
(3)若要计算上述反应所消耗的盐酸溶液的质量分数,题中还缺少的一个数据是_________.
(4)乙同学设计了下列实验装置进一步探究水垢的成分.其主要操作步骤如下:
①按图组装仪器,将50g水垢试样放入锥形瓶中,加入足量某酸溶液;
②测量一定时间内干燥管内物质增加的质量(见下列曲线);
③待锥形瓶中不再产生气泡时,打开活塞B,从导管A处缓缓鼓入一定量的空气;
④再次称量干燥管内物质增加的质量;
⑤重复③和④的操作,直至干燥管内物质质量不变.研究性小组的同学通过简单计算,认为水垢中一定含有少量MgCO3,理由是_________.