我国著名的闽籍制碱专家侯德榜,在纯碱制造方面做出了重大贡献。用“侯氏制碱法”制得的纯碱中常含有氯化钠等杂质,化学兴趣小组欲对某品牌纯碱样品中碳酸钠的质量分数进行实验探究,在老师的指导下,他们设计了下列两种实验方案进行试验。
资料摘要:
Ⅰ.碳酸钠和氯化钙能发生复分解反应。
Ⅱ.浓硫酸具有很强的吸水性;碱石灰常用于吸收水蒸气和二氧化碳。
[方案一] 样品与氯化钙溶液反应,测定Na2CO3的质量分数
(1)样品与氯化钙溶液的反应实验(杂质不与氯化钙溶液反应):
| 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| 取一定量纯碱样品配成溶液后,滴加过量的CaCl2溶液。 | 产生白色沉淀 | 反应的化学方程式:
|
(2)分析滴加的CaCl2溶液要过量的原因:___________________;
(3)将反应后的混合物进行过滤,把获得的沉淀物进行洗涤.干燥.称量。利用沉淀物质量计算Na2CO3的质量分数为91%。如果不洗涤沉淀物会造成测定结果大于91%,这是因为 _____ 。
[方案二] 样品与稀盐酸反应,测定Na2CO3的质量分数
利用下图所示实验装置(铁架台略去)和试剂,通过测定样品和稀盐酸反应产生的CO2气体的质量,计
算Na2CO3的质量分数(装置气密性良好,忽略盐酸的挥发性且每步反应或作用都是完全的)。
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(4) 打开止水夹K,先对装置A和B(已连接)通入已除去CO2的空气一会儿,以排尽装置A和B中含有的 ,再接上装置C和D。
(5)关闭止水夹K,加入足量的稀盐酸(杂质不与盐酸反应),装置A中样品产生气体的化学方程式为__________________ 。
(6)待装置A中的反应结束后,再一次打开止水夹K,继续往装置通入已除去CO2的空气一会儿。根据质量守恒定律,装置_________(填标号)在反应前后的质量差就是产生CO2的质量,由此计算出该样品中Na2CO3的质量分数。若没有装置D,将会使测定结果 ________(选填“偏大”或“偏小”)。
某化学实验活动小组的同学为了探究实验室中久置的氢氧化钠固体的成分,进行了有关实验。请你参与他们进行的探究活动:
【提出问题】久置氢氧化钠固体的成分是什么?
【猜想与假设】
猜想Ⅰ:全部是NaOH;猜想Ⅱ:全部是Na2CO3;猜想Ⅲ: 。
【实验与探究】(1)实验如下:
| 实验操作步骤 | 实验现象 | 结论及解释 |
| 步骤一:取少量固体样品于试管中,加蒸馏水完全溶解,然后加入足量的稀盐酸。 | 实验过程中始终没有气泡产生。 | 则证明猜想 成立。 |
| 步骤二:另取少量固体样品于试管中,加蒸馏水完全溶解,然后滴加氯化钡溶液。 | 实验过程中产生 。 | 则证明猜想Ⅱ或Ⅲ成立。此过程中发生反应的化学方程式为 。 |
(2)为了进一步的验证猜想结果,小明同学提出如下实验方案:继续步骤二的实验,过滤,然后向滤液中滴加无色酚酞试液,若酚酞变红,则猜想Ⅲ成立;若酚酞不变红,则猜想Ⅱ成立。
小华同学立即对小明同学的方案提出了质疑,通过查阅资料知道,氯化钡溶液呈中性,不能使无色酚酞试液变红,但碳酸钠溶液呈 性(填“酸”或“碱”),能使酚酞变红,因此他认为该方案的操作步骤中应该改进的是 。
(3)实验小组的同学展开讨论,又提出了一个定量实验方案,通过测定产生沉淀的质量来证明猜想Ⅱ或Ⅲ成立。实验如下:准确称取m克固体样品于试管中,加蒸馏水完全溶解,然后滴加足量氯化钡溶液,充分反应后过滤.洗涤.干燥称得沉淀的质量为n克,若猜想Ⅱ成立,则m与n的关系式为(用含m和n的等式或不等式表示,下同) ;若猜想Ⅲ成立,则m与n的关系式又为 。
【反思与交流】久置的固体氢氧化钠变质的原因是(用化学方程式表示) 。
某同学为比较镁和铝的金属活动性强弱,将两块
表面积相同并除去氧化膜的镁条.铝条分别与相同体积.相同质量分数的稀硫酸反应,测定两种金属与稀硫酸反应得到相同体积氢气所需要的时间。
(1)实验前需用98%的浓硫酸配制10%的硫酸溶液。现有烧杯.玻璃棒. 胶头滴管,还需要的仪器有 。
(2)利用图甲中A.B仪器可以组装一套实验室测量氢气体积的装置,该装置导管的连接顺序是 。
(3)图乙中量气管和水准管也可以用来测量氢气体积,为了准确地测量氢气体积,在读取量气管中液面读数的过程中,应注意 (填字母编号)
。
A.读数时视线与凹液面最低处相平
B.读数前应上下移动水准管,待两管液面相平再读数
C.保持水准管静止,待水准管中液面不再上升时再读数