某学习小组的同学在学习了Na2CO3、NaHCO3的性质后,了解到它们都能与盐酸反应产生CO2气体,那么如何鉴别Na2CO3和NaHCO3呢?带着这样的疑问,他们进行了下列探究:

[查阅资料](1)Ca(HCO3)2可溶于水;

(2)NaHCO3固体受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水.

[猜想](1)甲同学认为可用澄清石灰水鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液.

(2)乙同学认为可用CaCl2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液.

甲、乙两同学的猜想是依据澄清石灰水、CaCl2溶液分别与Na2CO3溶液反应均有沉淀产生;又知道Ca(HCO3)2可溶于水,因此猜测澄清石灰水、CaCl2溶液分别与NaHCO3溶液混合不会产生沉淀,从而鉴别出两种溶液.

(3)丙同学认为固体Na2CO3、NaHCO3可用加热的方法鉴别.

[实验探究](1)甲同学在两支分别盛有少量Na2CO3、NaHCO3溶液的试管中,各加入澄清石灰水,观察到两支试管中的现象相同,均产生了白色沉淀,实验结果与猜想不一致,即不能用澄清石灰水鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液.

(2)乙同学将CaCl2溶液加入到分别盛有少量Na2CO3、NaHCO3溶液的试管中,发现两支试管中也都产生了白色沉淀,实验结果出乎意料,但根据观察到的其他实验现象,他认为仍可用CaCl2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液.

(3)丙同学分别取了一定量的Na2CO3、NaHCO3固体于大试管中加热(如图1):

①加热Na2CO3时,开始即见小试管中有少量气泡产生,继续加热,气泡逐渐减少,未见澄清石灰水变浑浊,

②加热NaHCO3时,丙同学观察到实验现象与①不同,证实了自己的猜想是合理的.

[问题讨论](1)小组同学对上述实验展开了讨论,对甲同学的两个实验进行了比较,并从物质在溶液中解离出不同离子的微观角度分析了原因(如图2、图3).请写出Na2CO3与澄清石灰水发生反应的化学方程式________;写出NaHCO3与澄清石灰水混合时参与反应的离子:________

(2)乙同学的两个实验中,大家对CaCl2与Na2CO3溶液的反应比较熟悉,该反应的化学方程式为________;而对CaCl2与NaHCO3溶液混合产生的现象难以理解,同学们又进一步查阅了资料,了解到CaCl2与NaHCO3溶液可发生如下反应:CaCl2+2NaHCO3=CaCO3↓+2NaCl+CO2↑+H2O,因而同学们知道了乙同学是通过观察到________现象来鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液的.

至于CaCl2与NaHCO3溶液为什么能发生上述反应,老师指出其反应原理较复杂,有待于今后学习中进一步探究.

(3)丙同学在加热Na2CO3固体时,开始产生少量气泡的原因是________;根据你分析:Na2CO3受热________分解(填“易”或“不易”).在加热NaHCO3固体时,丙同学观察到的实验现象是________(任写一种).

[拓展应用](1)固体Na2CO3中混有少量NaHCO3,可通过________方法除去.

(2)要除去Na2CO3溶液中混有的少量NaHCO3,可加入适量的________溶液.

某校化学小组对热水壶底部水垢的主要成分进行了如下探究,请完成以下活动,并回答相关问题.

[查阅资料]天然水中含有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(主要成分为碳酸盐和碱).有关物质的溶解性见下表:

[提出猜想]水垢的主要成分中一定含有________和________,可能含有Ca(OH)2和MgCO3(填化学式).

[设计方案]

实验1:确定水垢中是否含Ca(OH)2和CaCO3

实验2:确定水垢中是否含MgCO3

利用下列实验装置,完成实验2探究.其主要实验步骤发下:

称量D、E装置总质量为600.00 g,按上图组装后,将2.50 g水垢试样放入锥形瓶中,加入足量稀盐酸溶液,待锥形瓶中不再产生气泡时,打开止水夹K,从导管a处缓缓鼓入空气,一段时间后称量装置D、E的总质量为601.25 g(碱石灰主要成分为CaO和NaOH,不考虑装置内空气对实验的影响).

[实验讨论]

(1)加入样品前还应________,装置B中盛放稀盐酸的仪器名称为________,装置C的作用是________,反应结束后打开止水夹K,缓缓鼓入空气的目的是________,装置A的作用是________,A、B装置之间设置干燥装置(填:“要”、“不要”),理由是________.

(2)装置B中生成气体的化学方程式为________(只要求写一种),装置D中的化学方程式为________.

(3)装置B中生成CO2的质量为________g.通过计算说明水垢中________含MgCO3(填字母).

A.一定

B.一定不

C.可能

D.无法确定

计算过程(已知物质相对分子质量CaCO3∶100 MgCO3∶84):

实验3:确定水垢中是否含有Mg(OH)2

另取质量为2.50 g的水垢,加入3.65%的稀盐酸与之反应,测得消耗稀盐酸w g..结合以上实验结论,判断w的值满足________条件时,水垢中一定含有Mg(OH)2(请通过计算说明).

请你参与下列探究:

[问题情景]某化学实验小组同学将铁粉投入硫酸铜溶液中,发现生成红色固体物质的同时有较多的气泡放出.这一现象激发起同学们的探究欲望,生成的是什么气体?

[提出猜想]从物质组成元素的角度,放出的气体可能是SO2、O2、H2

[查阅资料]SO2易溶于水,它能与NaOH反应,生成Na2SO3

[方案设计]依据上述猜想,实验小组同学分别设计了如下方案:

(1)甲同学认为是O2,则检验方法是________.

(2)乙同学认为是SO2,则只需将放出的气体通入盛有NaOH溶液的洗气瓶中,称量通气前后洗气瓶的质量.写出SO2与NaOH反应的化学方程式________.

(3)实验小组同学合作设计了如下组合实验方案,排除和验证猜想的气体.

如果放出的是O2和H2,你认为方案中的安全隐患是________

丙同学认为:为确保安全,实验前应先收集一试管气体,用拇指________,若不发出________,方可采用上面的装置进行实验.

[实验探究]经丙同学确认安全后,小组同学首先对装置A进行称量,再将收集到的气体从a通入,过一会儿点燃B处酒精灯;一段时间后,发现表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色;停止通气,再次称量装置A,发现质量无增减.

结论:铁粉与硫酸铜溶液反应时,产生的气体是________.

[思维拓展]

(1)由上述实验可以推出,硫酸铜溶液中可能含有________物质.

(2)不通过称量,如何判断SO2与NaOH溶液发生了反应呢?有一同学设计了下图所示的装置进行实验,发现试管内液面上升,就得出SO2与NaOH溶液发生反应的结论.其他同学认为这一方案不严谨,理由是________.要得到科学严谨的结论,仍利用该装置,补做的实验是________.

 0  108142  108150  108156  108160  108166  108168  108172  108178  108180  108186  108192  108196  108198  108202  108208  108210  108216  108220  108222  108226  108228  108232  108234  108236  108237  108238  108240  108241  108242  108244  108246  108250  108252  108256  108258  108262  108268  108270  108276  108280  108282  108286  108292  108298  108300  108306  108310  108312  108318  108322  108328  108336  211419 

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