题目内容

【题目】某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体,用不同的方法做了以下实验,如图Ⅰ-Ⅳ所示。

(1)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验,能够达到实验目的的是(填装置序号)___________;

(2)图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质,其反应的化学方程式为___________;

与实验Ⅲ相比,实验Ⅳ的优点是(填选项序号)_____;

A.Ⅳ比Ⅲ复杂 B.Ⅳ比Ⅲ安全

C.Ⅳ比Ⅲ操作简便 D.Ⅳ可以做到一套装置同时进行两个对比实验,而Ⅲ不能

(3)若用实验装置Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性,则试管B中装入的固体最好是______;

(4)将碳酸氢钠溶液与澄清石灰水混合并充分反应,

①当石灰水过量时,其离子方程式是_____________;

②当碳酸氢钠与氢氧化钙物质的量之比为2:1时,所得溶液中溶质的化学式为______,请设计实验检验所得溶液中溶质的阴离子__________。

【答案】Ⅱ 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O D NaHCO3 HCO3-+Ca2++OH-=CaCO3↓+H2O Na2CO3 取少量上层清液于试管中,加入适量氯化钙溶液,振荡,若有白色沉淀生成,则证明溶液中含有CO32-

【解析】

(1)碳酸钠和盐酸反应分两步进行,盐酸和碳酸钠、碳酸氢钠反应都生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊;

(2)碳酸氢钠在加热条件下能分解生成碳酸钠和水、二氧化碳;根据两个实验的区别分析;

(3)不直接加热碳酸氢钠就能分解更说明碳酸氢钠不稳定;

(4)①碳酸氢钠和氢氧化钙发生复分解反应;

②当碳酸氢钠过量时,碳酸氢钠和氢氧化钙反应生成碳酸钠、碳酸钙和水,碳酸钠和和氯化钙反应生成白色碳酸钙沉淀,据此设计实验。

(1)Na2CO3和NaHCO3均能与盐酸反应生成使澄清石灰水变浑浊的CO2,故实验Ⅰ不能鉴别Na2CO3和NaHCO3。实验Ⅱ中,盐酸和碳酸氢钠反应立即产生气泡,盐酸和碳酸钠先反应生成碳酸氢钠,无明显现象,当所有的碳酸钠完全转化为碳酸氢钠后,碳酸氢钠和盐酸反应生成二氧化碳气体,所以看到的现象不同,故II能鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体物质;

(2)NaHCO3受热分解:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,反应产生的CO2能够使澄清的石灰水变浑浊,反应方程式为:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O ;Na2CO3受热不分解。与实验Ⅲ相比,实验Ⅳ的优点是一套装置可以同时进行两个对比实验。

(3)从实验Ⅳ可以看出,A中温度高,B中温度低,若A中装Na2CO3,B中装NaHCO3,在这种情况下,与B相连试管中的澄清石灰水变浑浊,而与A相连试管中的澄清石灰水不变浑浊,更能说明NaHCO3比Na2CO3易分解;

(4)碳酸氢钠与氢氧化钙反应时,反应物的量相对不同,生成物不同,若澄清石灰水过量,反应为Ca(OH)2+NaHCO3=CaCO3↓+NaOH+H2O;当碳酸氢钠与氢氧化钙物质的量之比为2:1时,反应为2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+Na2CO3+2H2O,所得溶液中溶质为Na2CO3。检验所得溶液中溶质的阴离子CO32-的方法:取少量上层清液于试管中,加入适量氯化钙溶液,振荡,若有白色沉淀生成,即可证明溶液中含有CO32-。

练习册系列答案
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【题目】某学习小组设计实验探究CuSO4分解产物

Ⅰ.甲同学选择下列装置设计实验探究硫酸铜分解的气态产物SO3、SO2和O2,并验证SO2的还原性。


回答下列有关问题:

(1)上述装置按气流从左至右排序为A、D、___E、F(填代号)。

(2)装置D的作用是____;能证明有SO3生成的实验现象是____。

(3)在实验过程中C装置中红色溶液逐渐变为无色溶液,说明A中分解产物有:___;待C中有明显现象后,F开始收集气体,F装置中集气瓶收集到了少量气体,该气体是___(填化学式)。

(4)为了验证SO2的还原性,取E装置中反应后的溶液于试管中,设计如下实验:

a.滴加少量的NH4SCN溶液 b.滴加少量的K3[Fe(CN)6]溶液

c.滴加酸性KMnO4溶液 d.滴加盐酸酸化的BaCl2溶液

其中,方案合理的有____(填代号),写出E装置中可能发生反应的离子方程式:___。

Ⅱ.乙同学利用A中残留固体验证固体产物(假设硫酸铜已完全分解)查阅资料知,铜有+2、+1价,且分解产物中不含0价的铜。Cu2O在酸性条件下不稳定,发生反应:Cu2O+2H+ =Cu+Cu2++H2O。

(5)为了验证固体产物中是否有Cu2O,设计了下列4种方案,其中能达到实验目的的是____。

甲:取少量残留固体于试管,滴加足量的稀硝酸,观察溶液颜色是否变为蓝色

乙:取少量残留固体于试管,滴加足量的稀硫酸,观察溶液颜色是否变为蓝色

丙:取少量残留固体于试管,滴加足量的稀盐酸,观察是否有红色固体生成

丁:取少量残留固体于试管,通入氢气,加热,观察是否生成红色固体

【题目】以废旧锌锰电池初步处理分选出的含锰废料(MnO2、MnOOH、MnO及少量Fe、Pb等)为原料制备高纯MnCl2·xH2O,实现锰的再生利用。其工作流程如下:

资料a.Mn的金属活动性强于Fe;Mn2+在酸性条件下比较稳定,pH高于5.5时易被O2氧化。

资料b.生成氢氧化物沉淀的pH

Mn(OH)2

Pb(OH)2

Fe(OH)3

开始沉淀时

8.1

6.5

1.9

完全沉淀时

10.1

8.5

3.2

注:金属离子的起始浓度为0.1 mol·L-1

(1)过程Ⅰ的目的是浸出锰。经检验滤液1中含有的阳离子为Mn2+、Fe3+、Pb2+和H+。

①MnOOH与浓盐酸反应的离子方程式是_______________________________。

②检验滤液1中只含Fe3+不含Fe2+的操作和现象是:_________________________________________。

③Fe3+由Fe2+转化而成,可能发生的反应有:

a.2Fe2++Cl2=2Fe3+2Cl-

b.4Fe2++O2+4H+=2Fe3++2H2O

c.……

写出c的离子方程式:____________________。

(2)过程Ⅱ的目的是除铁。有如下两种方法,

ⅰ.氨水法:将滤液1先稀释,再加适量10%的氨水,过滤。

ⅱ.焙烧法:将滤液1浓缩得到的固体于290℃焙烧,冷却,取焙烧物,加水溶解,过滤,再加盐酸酸化至pH小于5.5。

已知:焙烧中发生的主要反应为2FeCl3+3O2=2Fe2O3+3Cl2,MnCl2和PbCl2不发生变化。

①氨水法除铁时,溶液pH应控制在_____________之间。

②两种方法比较,氨水法除铁的缺点是____________。

(3)过程Ⅲ的目的是除铅。加入的试剂是____________。

(4)过程Ⅳ所得固体中的x的测定如下,取m1g样品,置于氯化氢氛围中加热至失去全部结晶水时,质量变为m2g。则x=____________。

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