题目内容

研究碳及其化合物的性质和用途是中学化学的任务之一.
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
 
(用a、b、c、d表示).
②检查整套装置气密性的方法是
 
.
③装置A中常用药品为
 
;装置C中化学药品的作用是
 
.
(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
 
,请用离子方程式表示生成沉淀的过程
 
(写出一个即可).
(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.
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=
1000ρω%
M
 将题给数据代入计算,纯碱溶液的物质的量浓度为:
1000×1.06×10%
106
mol/L=1 mo1?L-1,故答案为:1 mo1?L-1.
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
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网