题目内容

如图(Ⅰ)中瓶a内放入20mL 6mol·L-1的盐酸,b是未充气的气球,里边放有4g CaCO3粉末,将它紧紧套在瓶a口上,胶管c套在瓶的侧口,并用弹簧夹d夹紧(瓶口和侧口都不漏气).将图(Ⅰ)的装置在托盘天平上称量,质量为W1 g.

根据实验填空:

(1)把气球b中的CaCO3粉末小心地倒入瓶中,立即产生许多气泡,气球逐渐胀大(图Ⅱ).反应结束后,再次称量,质量为W2 g.则W1和W2的关系是________.

(2)取25mL 6mol·L-1 NaOH溶液.先用滴管取少量NaOH溶液,滴管插入胶管c口(为便于操作,可以适当倾斜瓶a,注意防止漏气).打开d,将溶液挤入瓶中,立即夹紧d.可以看到瓶内产生少量白色沉淀,轻轻摇动瓶a,沉淀随即消失.用同样方法再加入少量NaOH溶液,又产生白色沉淀,轻摇,沉淀又消失,使沉淀消失的化学方程式是________.

(3)将全部NaOH溶液很快加入瓶中,夹紧d,瓶内产生大量白色沉淀,不再溶解,此时瓶内温度________(填“不变”、“降低”或“升高”).

(4)继续摇动瓶a,气球逐渐缩小,直到恢复反应前的下垂状.写出这时发生反应的化学方程式________,________.

答案:
解析:

  【解答】(1)W1=W2

  【解答】(1)W1=W2

  (2)Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O

  (3)升高

  (4)2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

  Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O

  【巧解导析】本题属于考查实验操作及设计的试题,同时也是一个信息迁移的题目.本题在考查实验能力的同时,也考查了学生自学能力、观察能力、设计实验能力和思维推断能力.

  (1)Na2CO3与盐酸反应,生成CO2使气球胀大.但据质量守恒定律,反应前后质量不变,所以W1=W2.

  (2)n(HCl)=0.02L×6mol·L-1=0.12mol,n(CaCO3)==0.04mol,CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O,由此可知反应后剩余HCl物质的量为:n(HCl)=0.12mol-0.04mol×2=0.04mol.当加入少量NaOH时,局部浓度较大的OH-与Ca2+生成微溶物Ca(OH)2,因盐酸过量,所以摇动后沉淀溶解,2OH-+Ca2+=Ca(OH)2↓,Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O.

  (3)n(NaOH)=0.025L×6mol·L-1=0.15mol,当全部NaOH溶液很快加入瓶中时,一要中和上述剩余的0.04mol HCl,二要与0.04mol CaCl2反应生成0.04mol Ca(OH)2,共用去NaOH 0.12mol,剩余NaOH 0.03mol,所以沉淀Ca(OH)2不再溶解.上述中和反应和生成Ca(OH)2的反应是放热的,所以此时瓶内温度升高.

  (4)此时气球内CO2为0.04mol,剩余0.03mol NaOH,生成Ca(OH)2为0.04mol.轻摇瓶a,CO2被全部吸收,故气球恢复到反应前的下垂状.发生反应的化学方程式为:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O,Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O.


提示:

【巧解点悟】不论做实验还是观察实验,都要既动手,又动脑

【巧解点悟】不论做实验还是观察实验,都要既动手,又动脑.养成认真观察实验现象,并思考导致实验现象的原因.解本题的关键是要注意局部现象与整体现象的区别,同时要从定量角度去解释实验现象,否则此题很难做对.


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