题目内容

3．某品牌纯碱中含有少量氯化钠．某化学探究小组为了测定该纯碱的纯度（即碳酸钠的质量分数），组内一同学设计了如下实验：
【设计实验方案】
实验装置（如图2所示，固定装置略去）：

需要测定的实验数据：纯碱样品的质量；实验前、后C装置（包含氢氧化钠固体）的总质量．
（1）A装置中反应的化学方程式为Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+CO2↑；为了保证纯碱样品中的碳酸钠完全反应，其操作是逐滴滴入稀硫酸至不再产生气泡为止．
（2）B装置的作用是除去水蒸气，C装置中反应的化学方程式为2NaOH+CO2═Na2CO3+H20．
（3）补充D装置装氢氧化钠固体的球形管（简要叙述或画出装置示意图）．
【交流与表述】
（4）有同学认为图2所示实验装置会造成测得纯碱的纯度偏低，原因是AB装置中残留反应产生的二氧化碳气体未被C中的氢氧化钠吸收．
（5）为了克服图2装置的不足，有同学提出，还应增加图1装置与A装置连接（A装置中原双孔橡胶塞换成三孔橡胶塞），在反应前、后用图1装置分两次缓慢鼓入足量空气．
①反应前，断开B、C装置之间的连接，用图1装置鼓入空气的作用是用不含二氧化碳的空气排出AB装置中原有的空气；
②反应后，用图1装置鼓入空气的作用是用不含二氧化碳的空气排出残留在AB装置中反应产生的二氧化碳气体；
③在A装置中的反应发生时，开关R处于关闭状态，其原因是避免图1装置吸收反应产生的部分二氧化碳气体．
【数据处理】
（6）称得的纯碱样品质量为10.8g，实验前、后C装置的总质量分别为75.2g和79.6g，纯碱的纯度为98.1%（计算结果保留小数点后一位）．
【反思与评价】
（7）能否用稀盐酸代替稀硫酸？同学们经过讨论认为不能，理由是稀盐酸挥发出氯化氢气体，被C装置吸收，影响实验测定．

分析 （1）根据反应方程式的写法和反应的实验现象判断是否反应完全；
（2）根据浓硫酸的吸水性和方程式的写法考虑；
（3）根据D装置的作用考虑；
（4）根据反应结束后装置内残留二氧化碳考虑；
（5）①根据图1的用途考虑；
②根据气体将反应生成的二氧化碳赶到C装置考虑；
③根据图1 中氢氧化钠可以吸收二氧化碳考虑；
（6）根据C装置质量的增加量就是生成二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量算出碳酸钠的质量，再除以样品的质量乘以百分之百即可；
（7）根据盐酸的挥发性考虑．

解答 解：（1）硫酸和碳酸钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，化学方程式为：Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+CO2↑，因为该反应有气泡产生，没有气泡产生了，说明反应完了；
（2）浓硫酸具有吸水性，所以主要是除去二氧化碳中的水蒸气，氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，化学方程式为：2NaOH+CO2═Na2CO3+H20；
（3）D装置是防止空气中的水、二氧化碳进入C装置造成误差，所以用装氢氧化钠固体的球形管就能达到目的；
（4）反应结束后在AB装置中会残留反应生成的二氧化碳气体未被C中的氢氧化钠吸收，导致二氧化碳质量减少，结果会偏小；
（5）①鼓入的空气经过了氢氧化钠，已经把空气中二氧化碳除去，用不含二氧化碳的空气排出AB装置中原有的空气，由于原有的空气中含有二氧化碳；
②用不含二氧化碳的空气排出残留在AB装置中反应产生的二氧化碳气体，使反应产生的二氧化碳全部被C装置吸收；
③如果不处于关闭状态，生成的二氧化碳会进入图1被图1中氢氧化钠吸收；
（6）C装置质量的增加量就是生成二氧化碳的质量，所以生成二氧化碳的质量为：79.6g-75.2g=4.4g，设要生成4.4g二氧化碳需要碳酸钠质量为X则：
Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+CO2↑
106                     44
x                      4.4g
$\frac{106}{x}$=$\frac{44}{4.4g}$
x=10.6g，
纯碱的纯度为$\frac{10.6g}{10.8g}$×100%=98.1%；
（7）稀盐酸挥发出氯化氢气体，被C装置吸收，影响实验测定．
故答案为：（1）Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+CO2↑，逐滴滴入稀硫酸至不再产生气泡为止；
（2）除去水蒸气；2NaOH+CO2═Na2CO3+H20；
（3）装氢氧化钠固体的球形管；
（4）AB装置中残留反应产生的二氧化碳气体未被C中的氢氧化钠吸收；
（5）①用不含二氧化碳的空气排出AB装置中原有的空气；
②用不含二氧化碳的空气排出残留在AB装置中反应产生的二氧化碳气体；
③避免图1装置吸收反应产生的部分二氧化碳气体；
（6）98.1%；
（7）稀盐酸挥发出氯化氢气体，被C装置吸收，影响实验测定．

点评 本题容易出错的地方是第（5）小题，要知道通入不含有二氧化碳空气的目的，只有将生成的二氧化碳全部吸收才能使结果更准确．

练习册系列答案
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11．在反应C2H4+3O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO2+2H2O中，各物质间的质量比为（　　）
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（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是A（填字母）．实验时该装置试管中应放一团棉花，其目的是加热时，防止固体药品飞散随氧气流进入导管或造成堵塞；发应的化学方程式为2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑．
（3）实验制取二氧化碳气体，若要获得干燥的二氧化碳，除发生装置外，还应选用装置收集该气体，则气体应从长管端（长管或短管）进入．如果用E装置收集该气体，则气体应从b端进入（填“b”或“c”）．
（4）今年我市初中化学实验考查的内容是“实验室制取二氧化碳气体”，请回答下列相关问题：
①下列有关连接仪器方法的描述中，错误的是：C（填序号）．
A．将单孔胶塞的约二分之一旋进试管口
B．乳胶管与玻璃管连接前用水润湿管口
C．乳胶管一端塞进玻璃导管内
D．玻璃导管口一端旋进乳胶管一端
②图1是某人设计的制取并收集二氧化碳的示意图，其中发生装置部分有两处错误，写出实验制备二氧化碳气体的化学方程式CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑．
③“实验是检验化学原理的最高法庭”．下列有关实验室收集二氧化碳方法的叙述中．符合实验事实的是：C（填序号）．
A．因为CO2能溶于水，一定不能用排水法收集CO2
B．因为CO2溶解性并不强，与水反应生成的碳酸又很不稳定，可用排水法收集CO2
C．通常情况下，CO2密度大于空气，只能用向上排空气法收集CO2
（5）如图2所示，向集满CO2的试管内倒入约占试管容积三分之一的澄清石灰水，旋紧胶塞，上、下持续振荡一定时间．
①写出实验室鉴定CO2的化学方程式CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O．
②充分振荡后，试管内压强＜试管外大气压强（选填“＞”或“=”或“＜”）．
8．下列物质在一定条件下可以转化，请你用化学方程式表示下面转化的化学反应，并写出基本反应类型（反应基本类型填“化合”或“分解”）
CO$\stackrel{①}{←}$C$\stackrel{②}{→}$ CO2 $\stackrel{③}{←}$CaCO3
①2C+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO、化合反应；
②C+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO2、化合反应；
③CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑、复分解反应．
15．晶体（H2C2O4•2H2O）熔点较低，加热会熔化、气化和分解．草酸（H2C2O4）受热会分解，它与氢氧化钙的反应为：H2C2O4+Ca（OH）2═CaC2O4↓（白色）+2H2O．
甲、乙两同学对草酸受热分解的产物作如下探究：
（1）猜想与假设：
第一种：草酸分解生成CO2和 H2；   第二种：草酸分解生成CO2、CO和 H2O；
第三种：草酸分解：H2C2O4$\stackrel{△}{→}$CO2↑+H2O（未配平）；
有同学从理论上就可判断第三种假设不成立，老师也认为这一判断是正确的，该同学判断的理论依据是无法进行配平、配不平或不符合质量守恒定律或只有化合价的升高，无化合价的降低．
（2）设计与实验：
甲、乙两同学分别设计了下图所示的A、B两套实验装置（图中铁架台略去）．

①甲同学按A装置实验，观察到澄清石灰水变浑浊，认为此现象是由草酸晶体受热分解产生的CO2所导致，此判断不严密（填“严密”或“不严密”）．
②乙同学的B装置图方框内的仪器未画完整，请你帮他画完整．
乙同学按B装置实验，看到无水硫酸铜由白变蓝，洗气瓶中溶液变浑浊．在尖嘴管口点燃剩余气体，火焰上方罩一个内壁附有澄清石灰水烧杯，有白色固体生成，证明产物中有CO；换一个干、冷烧杯罩在火焰上方，内壁无现象，证明产物中无H2．
（3）结论与思考：
①草酸受热分解的化学方程式为：H2C2O4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+CO↑+H2O．
②若省略B装置方框内的仪器，整套装置也能证明产物中有CO2（假设每步都反应完全），方法是：称量实验前后盛有碱石灰的干燥管的质量．
12．（1）请用数字和化学用语填空
①三个钾原子3K；②两个氨根离子2NH4+；
③硝酸钡Ba（NO3）2；④四氯化碳中碳元素的化合价$\stackrel{+4}{C}$Cl4．
（2）化学学科的特征是原子、分子水平上研究物质和创造物质．
①如图是四种粒子的结构示意图，表示元素周期表中第二周期元素的原子是②④（填编号）

②从微观角度解释：Na、Mg元素化学性质不同的原因是原子的最外层电子数不同；CO和CO2性质不同的原因是分子构成不同；
金刚石和石墨物理性质差异很大的原因是碳原子的排列方式不同．
13．下列食物富含蛋白质的是（　　）
A．大米B．鱼C．番茄D．食用油

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