题目内容
化学实验室的开放日,老师安排化学兴趣小组的同学开展了有关NaCl和Na2CO3这两种常见的盐的实验,实验任务如下:
第一小组的同学:将失去标签的两瓶无色溶液(分别为NaCl和Na2CO3)区别开来
第二小组的同学:除去NaCl固体中的少量Na2CO3
第三小组的同学:测定Na2CO3和少量NaCl的固体混合物中Na2CO3质量分数
(1)第一小组的同学为了区别两瓶无色溶液,甲、乙、丙、丁四位同学分别选择下列物质进行实验.其中合理的是________(填写序号).
甲:稀盐酸 乙:AgNO3溶液 丙:澄清石灰水 丁:蓝色的石蕊试纸
(2)第二小组为了除去NaCl溶液中的少量Na2CO3,设计了如下的实验:
请回答下列问题:
①写出沉淀A的化学式________;②甲同学认为:加入CaCl2溶液后,分离除去沉淀A的实验操作方法是________;③乙同学发现此方案很容易引入新的杂质,他们提出新的方案:将混合物溶解,若滴加盐酸至不再产生气体为止,则既能除去Na2CO3杂质,又能有效地防止新杂质的引入.写出有关反应的方程式________.
(3)第三小组的同学根据下列所给出的药品、实验装置和实验中可测得的数据,设计实验来粗略测定Na2CO3和NaCl的固体混合物ag中Na2CO3的质量分数.
药品:足量的稀H2SO4、CaCl2溶液、碱石灰(烧碱和氧化钙的混合物)、浓硫酸
实验装置如图2:
在实验中可测得的数据:①充分反应后,生成沉淀的质量为bg; ②反应前装置和药品的质量为c g;③充分反应后装置和药品的质量为d g.
请设计二个实验方案填入下表中(碱石灰和浓硫酸已被选用,下表中不再填写):
| 方案 | 选用的药品 | 选用的实验装置及组装时接口连接顺序 | 需测得的实验数据(从上述可测得的数据中选取) | 混合物中Na2CO3的质量分数计算式 | |
| 选用的实验装置序号 | 组装时接口编号顺序 | ||||
| 一 | ________ | A、B、D、F | (毋须填写) | ________ | ________ |
| 二 | ________ | ________ | ________ | ag、cg、dg | ________ |
解:(1)鉴别失去标签的Na2CO3溶液和NaCl溶液.由选择的物质的性质可知:Na2CO3溶液能与稀盐酸反应生成二氧化碳气体,有明显现象,却不与NaCl溶液反应;Na2CO3溶液能和澄清石灰水反应产生沉淀,有明显现象,硝酸银与氯化钠以及碳酸钠均能反应生成白色沉淀;Na2CO3溶液显碱性,所以无法采用蓝色的石蕊试纸验证溶液的碱性;所以合理的是:甲、丙;
(2)①上述流程图中知,碳酸钠能和过量的石灰水反应生成沉淀物,沉淀的化学式为CaCO3;
②加入CaCl2溶液后,分离除去沉淀A的实验操作是分离液体与固体的混合物,所以该操作是过滤;③因为样品中的Na2CO3溶液与盐酸反应时会生成氯化钠、水和二氧化碳,反应的化学方程式为:Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑;
(3)完成了上述实验后,要测定该NaCl样品中Na2CO3的质量分数,结合实验和方程式的计算进行以下的探究活动.可选择氯化钙溶液和稀硫酸,再选择相应装置,测定生成的沉淀或气体的质量,在实验报告中完成表格如下:
故答案为:(1)甲、丙;(2)①CaCO3;②过滤;③Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑;(3)
分析:(1)可根据碳酸钠的化学性质即与酸反应产生二氧化碳气体、与澄清石灰水反应产生沉淀、其水溶液显碱性来鉴别;
(2)①根据碳酸钠与与氯化钙的反应分析沉淀A;②根据过滤的原理分析分离除去沉淀A的实验操作方法;③根据Na2CO3与盐酸的反应,写出反应的化学方程式;
(3)要测定Na2CO3和NaCl的固体混合物ag中Na2CO3的质量分数.根据碳酸钠的性质,结合给出的药品,可通过碳酸钠与氯化钙的反应,测定生成沉淀的质量;或通过碳酸钠与硫酸的反应,测定生成气体的质量,再根据方程式的计算,求出碳酸钠的质量,最后求出固体混合物ag中Na2CO3的质量分数.
点评:此题涉及到实验的常规操作,相关的物质的分离等,纵纵观这些方式的考查实际还是与物质之间的反应有关系,因此学好物质间的联系是酸碱盐知识的关键.
(2)①上述流程图中知,碳酸钠能和过量的石灰水反应生成沉淀物,沉淀的化学式为CaCO3;
②加入CaCl2溶液后,分离除去沉淀A的实验操作是分离液体与固体的混合物,所以该操作是过滤;③因为样品中的Na2CO3溶液与盐酸反应时会生成氯化钠、水和二氧化碳,反应的化学方程式为:Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑;
(3)完成了上述实验后,要测定该NaCl样品中Na2CO3的质量分数,结合实验和方程式的计算进行以下的探究活动.可选择氯化钙溶液和稀硫酸,再选择相应装置,测定生成的沉淀或气体的质量,在实验报告中完成表格如下:
| 方案 | 选用的药品 | 选用的实验装置及组装时接口连接顺序 | 需测得的实验数据(从上述可测得的数据中选取) | 混合物中Na2CO3的质量分数计算式 | |
| 选用的实验装置序号 | 组装时接口编号顺序 | ||||
| 一 | CaCl2溶液 | D、E、F | ag、bg | ||
| 二 | 稀H2SO4 | A、C、E | ①④⑤②③ | ag、cg、dg | |
| 方案 | 选用的药品 | 选用的实验装置及组装时接口连接顺序 | 需测得的实验数据(从上述可测得的数据中选取) | 混合物中Na2CO3的质量分数计算式 | |
| 选用的实验装置序号 | 组装时接口编号顺序 | ||||
| 一 | CaCl2溶液 | D、E、F | ag、bg | ||
| 二 | 稀H2SO4 | A、C、E | ①④⑤②③ | ag、cg、dg | |
分析:(1)可根据碳酸钠的化学性质即与酸反应产生二氧化碳气体、与澄清石灰水反应产生沉淀、其水溶液显碱性来鉴别;
(2)①根据碳酸钠与与氯化钙的反应分析沉淀A;②根据过滤的原理分析分离除去沉淀A的实验操作方法;③根据Na2CO3与盐酸的反应,写出反应的化学方程式;
(3)要测定Na2CO3和NaCl的固体混合物ag中Na2CO3的质量分数.根据碳酸钠的性质,结合给出的药品,可通过碳酸钠与氯化钙的反应,测定生成沉淀的质量;或通过碳酸钠与硫酸的反应,测定生成气体的质量,再根据方程式的计算,求出碳酸钠的质量,最后求出固体混合物ag中Na2CO3的质量分数.
点评:此题涉及到实验的常规操作,相关的物质的分离等,纵纵观这些方式的考查实际还是与物质之间的反应有关系,因此学好物质间的联系是酸碱盐知识的关键.
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