题目内容
I.某兴趣小组在实验室中制备碳酸钠溶液.方案如下:步骤一,取25mL一定浓度的NaOH溶液,通人CO2气体至过量;步骤二,加热煮沸步骤一所得溶液;步骤三,另取25mL相同浓度的NaOH溶液与步骤二所得溶液混合,即得碳酸钠溶液.
(1)完成步骤一可选的化学试剂有:稀盐酸、NaOH溶液、大理石、饱和碳酸钠溶液、稀硫酸、饱和碳酸氢钠溶液等,需要的装置如图所示.
①各装置正确的连接顺序为
②检查整套装置气密性的方法是
③装置A中常用药品为
(2)写出步骤三中发生反应的离子方程式
(3)有同学提出“步骤二”没有必要,请你简述自己的看法
Ⅱ.实验室用纯碱和盐酸处理某种蛇纹石(已知蛇纹石中含有MgO、SiO2?CaO、Fe2O3、Al2O3等氧化物)模拟制备氧化镁的流程如下:
(l)过滤需要的玻璃仪器有
(2)沉淀Ⅱ的成分为
(3)纯碱溶液中所有离子浓度的大小关系为
(4)已知l0%的纯碱溶液密度为1.06g/cm3,则其物质的量浓度为
考点:制备实验方案的设计
专题:实验设计题
分析:I.根据题意知,该小组制备碳酸钠溶液的原理为:CO2(过量)+NaOH═NaHCO3,NaOH+NaHCO3═Na2CO3+H2O,
(1)A为二氧化碳的发生装置,B中发生二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应,C装置除去二氧化碳中的氯化氢,
①为制得纯净的碳酸氢钠溶液,要先除去二氧化碳中的氯化氢,据此连接装置;
②根据检查整套装置气密性的方法进行解答;
③实验室制备二氧化碳的原理为碳酸钙和稀盐酸反应;装置C中化学药品的作用是除去二氧化碳中的氯化氢;
(2)步骤三中碳酸氢根离子与氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水,据此写出反应的离子方程式;
(3)加热煮沸步骤一所得溶液,目的为除去溶解的过量的二氧化碳,避免影响碳酸钠的纯度;
Ⅱ.根据题给流程分析,蛇纹石用30%盐酸酸浸,MgO、CaO、Fe2O3、Al2O3和盐酸反应溶解,反应方程式分别为:MgO+2HCl=MgCl2+H2O,CaO+2HCl=CaCl2+H2O,Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O;而SiO2不与盐酸反应,过滤得沉淀Ⅰ为二氧化硅,滤液为MgCl2、CaCl2、FeCl3、AlCl3和盐酸的混合液,向滤液中加入一定量10%纯碱溶液,Ca2+、Fe3+、Al3+和碳酸钠溶液反应转化为氢氧化铁、氢氧化铝和碳酸钙沉淀经过滤而除去,反应方程式为CO32-+Ca2+═CaCO3↓,2Fe3++3CO32-+3H2O=“═“2Fe(OH)3↓+3CO2↑,2Al3++3CO32-+3H2O═2Al(OH)3↓+3CO2↑;向滤液中加足量15%纯碱溶液制得碱式碳酸镁,过滤,回收氯化钠、碳酸钠和碳酸氢钠,碱式碳酸镁煅烧得氧化镁,
根据以上分析进行解答.
(1)A为二氧化碳的发生装置,B中发生二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应,C装置除去二氧化碳中的氯化氢,
①为制得纯净的碳酸氢钠溶液,要先除去二氧化碳中的氯化氢,据此连接装置;
②根据检查整套装置气密性的方法进行解答;
③实验室制备二氧化碳的原理为碳酸钙和稀盐酸反应;装置C中化学药品的作用是除去二氧化碳中的氯化氢;
(2)步骤三中碳酸氢根离子与氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水,据此写出反应的离子方程式;
(3)加热煮沸步骤一所得溶液,目的为除去溶解的过量的二氧化碳,避免影响碳酸钠的纯度;
Ⅱ.根据题给流程分析,蛇纹石用30%盐酸酸浸,MgO、CaO、Fe2O3、Al2O3和盐酸反应溶解,反应方程式分别为:MgO+2HCl=MgCl2+H2O,CaO+2HCl=CaCl2+H2O,Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O;而SiO2不与盐酸反应,过滤得沉淀Ⅰ为二氧化硅,滤液为MgCl2、CaCl2、FeCl3、AlCl3和盐酸的混合液,向滤液中加入一定量10%纯碱溶液,Ca2+、Fe3+、Al3+和碳酸钠溶液反应转化为氢氧化铁、氢氧化铝和碳酸钙沉淀经过滤而除去,反应方程式为CO32-+Ca2+═CaCO3↓,2Fe3++3CO32-+3H2O=“═“2Fe(OH)3↓+3CO2↑,2Al3++3CO32-+3H2O═2Al(OH)3↓+3CO2↑;向滤液中加足量15%纯碱溶液制得碱式碳酸镁,过滤,回收氯化钠、碳酸钠和碳酸氢钠,碱式碳酸镁煅烧得氧化镁,
根据以上分析进行解答.
解答:
解:I.根据题意知,该小组制备碳酸钠溶液的原理为:CO2(过量)+NaOH═NaHCO3,NaOH+NaHCO3═Na2CO3+H2O,
(1)分析题给装置知,A为二氧化碳的发生装置,B中发生二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应,C装置除去二氧化碳中的氯化氢,
①为制得纯净的碳酸氢钠溶液,要先除去二氧化碳中的氯化氢,各装置正确的连接顺序为:a→d→c→b,故答案为:a→d→c→b;
②检查整套装置气密性的方法是:关闭分液漏斗活塞,向烧杯中加水至没过导管口,微热烧瓶,导管口有气泡冒出,停止加热,导管内形成一段水柱,说明装置气密性良好,
故答案为:关闭分液漏斗活塞,向烧杯中加水至没过导管口,微热烧瓶,导管口有气泡冒出,停止加热,导管内形成一段水柱,说明装置气密性良好;
③实验室制备二氧化碳的原理为碳酸钙和稀盐酸反应,装置A中常用药品为稀盐酸和大理石;装置C中化学药品的作用是除去二氧化碳中的氯化氢,同时能够减少二氧化碳的溶解,
故答案为:稀盐酸和大理石;除去二氧化碳中的HCl,减少二氧化碳的溶解;
(2)步骤三中碳酸氢根离子与氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水,反应的离子方程式为OH-+HCO3-═CO32-+H2O,故答案为:OH-+HCO3-═CO32-+H2O;
(3)步骤二的目的为除去溶解的过量的二氧化碳,否则将使碳酸钠不纯,故答案为:步骤二的目的为除去溶解的过量的二氧化碳,否则将使碳酸钠不纯;
Ⅱ.根据题给流程分析,蛇纹石用30%盐酸酸浸,MgO、CaO、Fe2O3、Al2O3和盐酸反应溶解,反应方程式分别为:MgO+2HCl=MgCl2+H2O,CaO+2HCl=CaCl2+H2O,Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O;而SiO2不与盐酸反应,过滤得沉淀Ⅰ为二氧化硅,滤液为MgCl2、CaCl2、FeCl3、AlCl3和盐酸的混合液,向滤液中加入一定量10%纯碱溶液,Ca2+、Fe3+、Al3+和碳酸钠溶液反应转化为氢氧化铁、氢氧化铝和碳酸钙沉淀经过滤而除去,反应方程式为CO32-+Ca2+═CaCO3↓,2Fe3++3CO32-+3H2O=“═“2Fe(OH)3↓+3CO2↑,2Al3++3CO32-+3H2O═2Al(OH)3↓+3CO2↑;向滤液中加足量15%纯碱溶液制得碱式碳酸镁,过滤,回收氯化钠、碳酸钠和碳酸氢钠,碱式碳酸镁煅烧得氧化镁,
(1)过滤需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,故答案为:烧杯、漏斗、玻璃棒;
(2)根据上述分析知,沉淀Ⅱ的成分为:CaCO3、Fe(OH)3、Al(OH)3,用离子方程式表示生成沉淀的过程为:CO32-+Ca2+═CaCO3↓、2Fe3++3CO32-+3H2O═2Fe(OH)3↓+3CO2↑、2Al3++3CO32-+3H2O═2Al(OH)3↓+3CO2↑,
故答案为:CaCO3、Fe(OH)3、Al(OH)3;CO32-+Ca2+═CaCO3↓(或2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑、2Al3++3CO32-+3H2O═2Al(OH)3↓+3CO2↑);
(3)纯碱溶液中,碳酸根离子部分水解,溶液显示碱性,所以离子浓度的大小关系为:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+),
故答案为:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+);
(4)利用公式c=
将题给数据代入计算,纯碱溶液的物质的量浓度为:
mol/L=1 mo1?L-1,故答案为:1 mo1?L-1.
(1)分析题给装置知,A为二氧化碳的发生装置,B中发生二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应,C装置除去二氧化碳中的氯化氢,
①为制得纯净的碳酸氢钠溶液,要先除去二氧化碳中的氯化氢,各装置正确的连接顺序为:a→d→c→b,故答案为:a→d→c→b;
②检查整套装置气密性的方法是:关闭分液漏斗活塞,向烧杯中加水至没过导管口,微热烧瓶,导管口有气泡冒出,停止加热,导管内形成一段水柱,说明装置气密性良好,
故答案为:关闭分液漏斗活塞,向烧杯中加水至没过导管口,微热烧瓶,导管口有气泡冒出,停止加热,导管内形成一段水柱,说明装置气密性良好;
③实验室制备二氧化碳的原理为碳酸钙和稀盐酸反应,装置A中常用药品为稀盐酸和大理石;装置C中化学药品的作用是除去二氧化碳中的氯化氢,同时能够减少二氧化碳的溶解,
故答案为:稀盐酸和大理石;除去二氧化碳中的HCl,减少二氧化碳的溶解;
(2)步骤三中碳酸氢根离子与氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水,反应的离子方程式为OH-+HCO3-═CO32-+H2O,故答案为:OH-+HCO3-═CO32-+H2O;
(3)步骤二的目的为除去溶解的过量的二氧化碳,否则将使碳酸钠不纯,故答案为:步骤二的目的为除去溶解的过量的二氧化碳,否则将使碳酸钠不纯;
Ⅱ.根据题给流程分析,蛇纹石用30%盐酸酸浸,MgO、CaO、Fe2O3、Al2O3和盐酸反应溶解,反应方程式分别为:MgO+2HCl=MgCl2+H2O,CaO+2HCl=CaCl2+H2O,Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O;而SiO2不与盐酸反应,过滤得沉淀Ⅰ为二氧化硅,滤液为MgCl2、CaCl2、FeCl3、AlCl3和盐酸的混合液,向滤液中加入一定量10%纯碱溶液,Ca2+、Fe3+、Al3+和碳酸钠溶液反应转化为氢氧化铁、氢氧化铝和碳酸钙沉淀经过滤而除去,反应方程式为CO32-+Ca2+═CaCO3↓,2Fe3++3CO32-+3H2O=“═“2Fe(OH)3↓+3CO2↑,2Al3++3CO32-+3H2O═2Al(OH)3↓+3CO2↑;向滤液中加足量15%纯碱溶液制得碱式碳酸镁,过滤,回收氯化钠、碳酸钠和碳酸氢钠,碱式碳酸镁煅烧得氧化镁,
(1)过滤需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,故答案为:烧杯、漏斗、玻璃棒;
(2)根据上述分析知,沉淀Ⅱ的成分为:CaCO3、Fe(OH)3、Al(OH)3,用离子方程式表示生成沉淀的过程为:CO32-+Ca2+═CaCO3↓、2Fe3++3CO32-+3H2O═2Fe(OH)3↓+3CO2↑、2Al3++3CO32-+3H2O═2Al(OH)3↓+3CO2↑,
故答案为:CaCO3、Fe(OH)3、Al(OH)3;CO32-+Ca2+═CaCO3↓(或2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑、2Al3++3CO32-+3H2O═2Al(OH)3↓+3CO2↑);
(3)纯碱溶液中,碳酸根离子部分水解,溶液显示碱性,所以离子浓度的大小关系为:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+),
故答案为:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+);
(4)利用公式c=
| 1000ρω% |
| M |
| 1000×1.06×10% |
| 106 |
点评:本题考查化学实验基本操、物质的制备方案的设计、评价、物质的分离提纯、离子方程式的书、离子浓度大小比较、物质的量浓度的计算等知识,试题题量较大、知识点较多、综合性较强,充分考查学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力.
练习册系列答案
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下列物质中各含有少许杂质,其中可用饱和碳酸钠溶液除去杂质的是( )
| A、乙酸乙酯中含有少量乙酸 |
| B、乙醇中含有少量乙酸 |
| C、乙酸中含有少量甲酸 |
| D、溴苯中含有少量苯 |
下列关系正确的是( )
| A、沸点:戊烷>2,2一二甲基丙烷>2一甲基丁烷 |
| B、氢的质量分数:苯>乙烯>甲烷 |
| C、密度:溴苯>H2O>苯 |
| D、等物质的量物质燃烧耗O2量:己烷>苯>C6H5COOH |
下列说法中,正确的是( )
| A、冰和干冰既是化合物又是纯净物 |
| B、在化学反应中,非金属单质只能做氧化剂 |
| C、盛放NaOH溶液时,使用带玻璃塞的磨口瓶 |
| D、盐卤点豆腐、江河入海口三角洲的形成等与胶体的性质无关 |
电离常数可以表示弱电解质的电离情况,下表是常温下几种弱酸的电离平衡常数(Ka)和弱碱的电离平衡常数(Kb):
溶度积常数可以表示难(微)溶物的溶解度情况,下表是常温下几种难(微)溶物的溶度积常数(Ksp):
下列说法正确的是( )
| 酸或碱 | 电离常数(Ka或Kb) |
| CH3COOH | 1.8×10-5 |
| HF | 3.53×10-4 |
| HCN | 5×10-10 |
| H2SO3 | Ka1=1.54×10-2;Ka2=1.02×10-7 |
| NH3?H2O | 1.8×10-5 |
| 难(微)溶物 | 溶度积常数(Ksp) |
| BaSO4 | 1×10-10 |
| BaCO3 | 2.6×10-9 |
| Mg(OH)2 | 5.61×10-12 |
| MgCO3 | 6.82×10-6 |
| A、酸性:HF>CH3COOH>H2SO3>HCN |
| B、根据溶度积常数(Ksp),甲同学认为除NaCl溶液中少量的MgCl2杂质需要加稍过量的NaOH溶液,而不是Na2CO3溶液;乙同学认为即使在BaSO4悬浊液中加过量的纯碱溶液,BaSO4也不会转化为BaCO3 |
| C、浓度相同的NaCN溶液和HCN的溶液等体积混合,其pH>7,溶液中各离子浓度大小为:c(OH-)>c(H+)>c(Na+)>c(CN-) |
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同位素示踪法是探究化学反应机理的重要方法,为了验证盐类水解的机理,现设计了两个对照实验,①NH4Cl溶于重水D2O,②将CH3COONa溶于重氧水(H218O),根据你学过的知识,你认为下列说法不正确的是( )
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| B、实验①中,最终同位素D将存在于NH3?DHO、D2O、D+(或D3O+)中 |
| C、实验②中,水解的离子方程式可表示为:CH3COO-+2H218O?CH3COOH+18OH- |
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