Question

实验室里现有过氧化氢溶液、氯酸钾、二氧化锰、稀硫酸、石灰石和稀盐酸以及下列仪器（图1）：
（1）利用上述仪器和药品常温下制取氧气，你选择的仪器是

 

（填序号）．
（2）若补充一种仪器

 

（填仪器名称），再利用上述仪器和药品还可以在加热的条件下制取氧气，反应的化学方程式是

 

．
（3）利用提供的药品在实验室制取二氧化碳，反应的化学方程式为

 

．
（4）用平底烧瓶收集一瓶二氧化碳并组装成如图2所示装置（装置气密性良好），先关闭止水夹，将足量的氢氧化钠溶液滴入烧瓶中，充分吸收掉二氧化碳后，再打开止水夹．烧瓶中观察到的现象是

 

．
【提出问题】烧瓶中溶液的溶质是什么？
【作出猜想】
猜想Ⅰ氢氧化钠                  猜想Ⅱ碳酸钠和氢氧化钠
猜想Ⅲ氢氧化钙、氢氧化钠        猜想Ⅳ碳酸钠
同学们通过讨论后一致认为，不做实验就可以排除猜想

 

．（填序号）
【进行实验】

实验序号	实验操作	现象	结论
a	取烧瓶中少量液体于试管中，滴加无色酚酞溶液	观察到溶液 变成红色．	猜想Ⅰ成立
b	重新取少量烧瓶中液体于试管中，向其中通二氧化碳气体	没有白色沉淀	猜想   不成立
c	重新取少量烧瓶中液体于试管中，向其中加适量石灰水		猜想Ⅱ成立

【交流反思】
①烧瓶内充满CO₂，滴加氢氧化钠溶液后发生了多个化学反应，请写出其中一个反应的化学方程式

 

；
②上表中3个实验中实验

 

（选填序号“a”“b”或“c”）操作和结论肯定是错误的；
③上表实验b中的CO₂可用一种盐溶液来代替，这种盐的化学式为

 

．
【延伸拓展】
将烧瓶中液体经过滤后，取20g这种溶液，向其中加入稍过量的氯化钡溶液，将沉淀过滤、洗涤干燥，得到3.94g固体．请你计算该溶液中碳酸钠的质量分数是多少？
（友情提示：BaCl₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaCl）

Answer 1

考点：常用气体的发生装置和收集装置与选取方法,实验室制取氧气的反应原理,二氧化碳的实验室制法,有关溶质质量分数的简单计算,碱的化学性质,盐的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式,根据化学反应方程式的计算

专题：溶质质量分数与化学方程式相结合的计算,常见气体的实验室制法、检验、干燥与净化

分析：（1）根据提供的药品和仪器选择；
（2）实验室制取氧气的反应原理是：采用分解过氧化氢溶液、加热氯酸钾或加热高锰酸钾．
（3）实验室制取二氧化碳的反应原理是：利用石灰石和稀盐酸在常温下反应来制取二氧化碳；
（4）根据二氧化碳和氢氧化钙的性质来判断反应现象；氢氧化钠溶液是足量的，因此溶液中的溶质一定有氢氧化钠；
【进行实验】根据二氧化碳、石灰水的性质进行分析；
【交流反思】①根据化学方程式的书写方法进行分析；
②氢氧化钠和生成的碳酸钠溶液都显碱性，都能使无色酚酞溶液变红；
③碳酸钠溶液、碳酸钾溶液等与氢氧化钙反应产生白色沉淀．
【延伸拓展】根据化学反应方程式，利用碳酸钡的质量计算出碳酸钠的质量，最后利用质量分数公式计算即可．

解答：解：（1）常温下制取氧气应用过氧化氢溶液和二氧化锰，应选择的仪器有集气瓶、锥形瓶、双孔橡皮塞和长颈漏斗；
（2）如果用氯酸钾和二氧化锰制氧气就需要加热，需要补充一种仪器是试管；氯酸钾在二氧化锰做催化剂和加热的条件下生成氯化钾和氧气，配平即可；
（3）实验室用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳，反应的化学方程式是 CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（4）二氧化碳可以和氢氧化钠反应，所以将氢氧化钠溶液滴入二氧化碳中，由于消耗了二氧化碳而使锥形瓶中气体压强变小，从而使试管中的石灰水进入锥形瓶，氢氧化钙溶液可以和二氧化碳或是碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀，所以锥形瓶中的溶液要变浑浊；
氢氧化钠溶液是足量的，因此溶液中的溶质一定有氢氧化钠，因此猜想Ⅳ错误；
【进行实验】取少量烧瓶中液体于试管中，向其中通二氧化碳气体，没有白色沉淀，说明溶液中没有氢氧化钙，猜想Ⅲ错误；取少量烧瓶中液体于试管中，向其中加适量石灰水，产生白色沉淀，说明猜想Ⅱ成立；
【交流反思】
①烧瓶内充满CO₂，滴加氢氧化钠溶液后，氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水；氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙和氢氧化钠；
②氢氧化钠和生成的碳酸钠溶液都显碱性，都能使无色酚酞溶液变红，因此a操作和结论肯定是错误的；
③碳酸钠溶液、碳酸钾溶液等与氢氧化钙反应产生白色沉淀．
【延伸拓展】
将烧瓶中液体经过滤后，取20g这种溶液，向其中加入稍过量的氯化钡溶液，将沉淀过滤、洗涤干燥，得到3.94g固体．请你计算该溶液中碳酸钠的质量分数是多少？
解：设该溶液中碳酸钠的质量是x，则
BaCl₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaCl
       106     197
        x       3.94g

106

197

=

x

3.94g

解得x=2.12g
该溶液中碳酸钠的质量分数是

2.12g

20g

×100%=10.6%
故答案为：（1）①②⑦⑧；（2）试管；2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑；（3）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；（4）有石灰水吸入平底烧瓶，烧瓶中液体变浑浊；【猜想】Ⅳ；【进行实验】Ⅲ；有白色沉淀；【交流反思】①Ca（OH）₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaOH或Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；②a；③Na₂CO₃；【延伸拓展】10.6%．

点评：利用所给的仪器和药品来制取气体时，首先考虑制取某种气体用到什么药品，所给药品中是否有，如果有了再考虑用到什么仪器，所给的仪器中是否都有，按照这样的思路考虑．