我国著名化学家侯德榜先生发明了“侯氏制碱法”,其原理中重要的一步是向饱和食盐水中先后通入足量NH3和CO2制备NaHCO3,化学方程式:NaCl+ NH3+CO2+H2O= NaHCO3↓+NH4Cl某兴趣小组在实验室模拟该过程,请结合具体的步骤回答下列问题:
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Ⅰ.气体制备
(1)二氧化碳气体制备
实验室常采用石灰石与稀盐酸反应制备CO2,其化学方程式为_____________。应选择的气体收集装置为______(选填装置对应的字母)。
(2)氨气制备: 实验室常用硫酸吸收氨气,防止污染空气,实验室制备NH3的反应原理为:Ca(OH)2(固)+2NH4Cl(固)
CaCl2+2H2O+2NH3↑。现要制备并干燥NH3,所选装置的正确连接顺序为_____→______(选择装置对应的字母)。实验室制备O2也可用上述制备NH3的发生装置,写出用该发生装置制备O2的化学方程式__________。
II. NaHCO3制备:
物质 | NaHCO3 | NH4Cl |
溶解度/g(20℃) | 9.6 | 37.2 |
(3)根据表格中的溶解度数据,解释20℃产物中NaHCO3能够先从溶液中结晶析出的原因________。
(4)该过程中另一产物NH4Cl在农业生产中常被用作______________。
CaCO3 + 2 HCl == CaCl2 + CO2 ↑+ H2O C B F 2KClO3 === 2KCl + 3O2↑ 20℃NaHCO3的溶解度小,先到达饱和后析出晶体 氮肥 【解析】(1)实验室用石灰石或大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳的同时还生成了氯化钙和水,反应的化学方程式表示为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;二氧化碳的密度比空气大,易溶于水,故只能用向上...研究盐类物质的性质时,甲、乙、丙三位同学分别向NaHCO3溶液中滴加石灰水,均产生白色沉淀。他们分别设计实验方案,对自己过滤后的滤液中溶质的成分进行如下探究。
【实验准备】
用一定溶质的质量分数的NaHCO3溶液、NaOH溶液和Na2CO3溶液进行如下实验,为设计实验方案提供参考。
NaHCO3溶液 | NaOH溶液 | Na2CO3溶液 | |
加入酚酞溶液 | 溶液变红 | 现象I | 溶液变红 |
加入CuSO4溶液 | 产生气泡和蓝色沉淀 | 现象II | 产生气泡和蓝色沉淀 |
加入CaCl2溶液 | 无明显变化 | 无明显变化 | 产生白色沉淀 |
加热溶液至沸腾,将气体通入澄清石灰水 | 澄清石灰水变浑浊 | 澄清石灰水无明显变化 | 澄清石灰水无明显变化 |
表中的现象I为__________;现象Ⅱ为产生蓝色沉淀,对应反应的化学方程式是___________________。
【查阅资料】
(1)氯化钙溶液显中性。
(2)滤液中所含的溶质有以下几种可能:
①NaOH;②Na2CO3;③NaOH和Ca(OH)2;④Na2CO3和NaHCO3;⑤Na2CO3和NaOH
【实验及分析】
甲同学:取少量滤液于试管中,滴加过量的稀盐酸,产生大量无色气泡,则滤液中的溶质是Na2CO3。
乙同学:取少量滤液于试管中,向其中通入少量CO2,产生白色沉淀,则滤液中的溶质是NaOH和Ca(OH)2
丙同学:分别取少量滤液于两支试管中,向一支试管中滴加CaCl2溶液,有白色沉淀产生;将另一支试管中的滤液加热至沸腾,将产生的气体通入澄清石灰水,澄清石灰水变浑浊,则滤液中的溶质是Na2CO3和NaHCO3。
【反思与评价】
(1)老师认为乙、丙同学的实验方案和结论合理。
①丙同学的实验中,加入CaCl2溶液的目的是______________。
②根据乙同学的结论,NaHCO3溶液与澄清石灰水反应的化学方程式是_________。
(2)老师认为甲同学的实验方案和结论存在不足。丁同学根据【实验准备】中的实验方案参考,通过以下实验帮助甲同学确认了滤液中溶质的成分。
实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
①__________ ②_____________ | ①___________ ②_______________________ | 滤液中的溶质是Na2CO3和NaOH |
(3)结合此次探究活动,你认为下列说法正确的是________(填字母序号)。
a. 盐溶液可能显碱性
b. 化学反应的产物与反应物的量有关
c. 碱和盐反应一定生成另外一种碱和另外一种盐
d. 判断溶液混合后的成分不仅要考虑产物,还要考虑反应物是否过量
溶液变红 CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4 检验Na2CO3 NaHCO3 + Ca(OH)2= NaOH + CaCO3↓+ H2O 取少量滤液于试管中,加入过量CaCl2溶液 过滤,向滤液中滴加CuSO4溶液 有白色沉淀生成 只产生蓝色沉淀,无气泡 abd 【解析】试题分析:【实验准备】氢氧化钠溶液呈碱性,使酚酞试液变红,氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠...