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    在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。请选用适当的化学试剂和实验用品,用上图中的实验装置进行实验,证明过氧化钠可作供氧剂。

(1)A是制取CO2的装置。写出A中发生反应的化学方程式:                       

(2)填写表中空格:(请在答题卡上填写)

仪器

加入试剂

加入该试剂的目的

B

饱和NaHCO3溶液

C

D

(3)写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式:                      

(4)试管F中收集满气体后,下一步实验操作是:                       


【答案】

(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2

(2)

仪器

加入试剂

加入该试剂的目的

B

(饱和NaHCO3溶液)

除去CO2气体中混入的HCl

C

过氧化钠

与CO2和水气反应,产生O2

D

NaOH溶液

吸收未反应的CO2气体

(注:C中实际加入过过氧化钠和石棉绒得混合物,这里只要求填写化学试剂)

(3)2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2

(4)把E中的导管移出水面,分液漏斗活塞,用姆指堵住试管口,取出试管,立即把带火星的木条伸入试管口内,木条复燃,证明试管中收集的气体是氧气。

【解析】由装置图可以看到A为CO2发生装置,B、D为洗气装置,C中产生O2,E为收集O2的装置。实验室中使用大理石(CaCO3)和HCl反应制取CO2,会混有少量HCl杂质,可以用NaHCO3饱和溶液除去,反应方程式:NaHCO3+HCl = NaCl+H2O+CO2↑。生成的O2可以用带火星的木条检验。


练习册系列答案
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柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种易吸收的高效铁制剂,可由绿矾(FeSO4·7H2O)通过下列反应制备:FeSO4+Na2CO3=FeCO3↓+Na2SO4  FeCO3+C6H8O7=FeC6H6O7+CO2↑+H2O 下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算)。

金属离子

开始沉淀的pH

沉淀完全的pH

Fe3+

1.1

3.2

Al3+

3.0

5.0

Fe2+

5.8

8.8

(1)制备FeCO3时,选用的加料方式是                            (填字母),原因是

                                                           。

a.将FeSO4溶液与Na2CO3溶液同时加入到反应容器中

b.将FeSO4溶液缓慢加入到盛有Na2CO3溶液的反应容器中

c.将Na2CO3溶液缓慢加入到盛有FeSO4溶液的反应容器中

(2)生成的FeCO3沉淀需经充分洗涤,检验洗涤是否完全的方法是

                                                                          。

(3)将制得的FeCO3加入到足量柠檬酸溶液中,再加入少量铁粉,80℃下搅拌反应。①铁粉的作用是                            。②反应结束后,无需过滤,除去过量铁粉的方法是                                                 。

(4)最后溶液经浓缩、加入适量无水乙醇、静置、过滤、洗涤、干燥,获得柠檬酸亚铁晶体。分离过程中加入无水乙醇的目的是

                                                     。

(5)某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3)出发,先制备绿矾,再合成柠檬酸亚铁。请结合右图的绿矾溶解度曲线,补充完整由硫铁矿烧渣制备FeSO4·7H2O晶体的实验步骤(可选用的试剂:铁粉、稀硫酸和NaOH溶液):向一定量烧渣中加入足量的稀硫酸充分反应,                            

                                                         ,得到FeSO4溶液,

                                                                         ,得到FeSO4·7H2O晶体。


根据侯德榜制碱法原理并参考下表的数据,实验室制备纯碱Na2CO3的主要步骤是:将配制好的饱和NaCl溶液倒入烧杯中加热,控制温度在30~35℃,搅拌下分批加入研细的NH4HCO3固体,加料完毕后,继续保温30分钟,静置、过滤得NaHCO3晶体。用少量蒸馏水洗涤除去杂质,抽干后,转入蒸发皿中,灼烧2小时,制得Na2CO3固体。

四种盐在不同温度下的溶解度(g/100g水)表

0℃

10℃

20℃

30℃

40℃

50℃

60℃

100℃

NaCl

35.7

35.8

36.0

36.3

36.6

37.0

37.3

39.8

NH4HCO3

11.9

15.8

21.0

27.0

-①

NaHCO3

6.9

8.1

9.6

11.1

12.7

14.5

16.4

NH4Cl

29.4

33.3

37.2

41.4

45.8

50.4

55.3

77.3

①>35℃NH4HCO3会有分解

请回答:

(1)反应温度控制在30~35℃,是因为若高于35℃,则               ,若低于30℃,则                       ;为控制此温度范围,采取的加热方法为                                  

(2)加料完毕后,继续保温30分钟,目的是                         。静置后只析出NaHCO3晶体的原因是                             。用蒸馏水洗涤NaHCO3晶体的目的是除去                       杂质(以化学式表示)。

(3)过滤所得的母液中含有                    (以化学式表示),需加入           ,并作进一步处理,使NaCl溶液循环使用,同时可回收NH4Cl。

(4)测试纯碱产品中NaHCO3含量的方法是:准确称取纯碱样品W g,放入锥形瓶中加蒸馏水溶解,加1~2滴酚酞指示剂,用物质的量浓度为c(mol/L)的HCl溶液滴定至溶液由红色到无色(指示CO32+H==HCO3反应的终点),所用HCl溶液体积为V1 mL,再加1~2滴甲基橙指示剂,继续用HCl溶液滴定至溶液由黄变橙,所用HCl溶液总体积为V2 mL。

写出纯碱样品中NaHCO3质量分数的计算式:NaHCO3(%)=                      

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