【题目】化学小组的同学用如图所示的装置探究二氧化碳的性质后,觉得探究很有意思,想继续探究:
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[提出问题]反应后溶液中的溶质有什么?
[查阅资料]
(1)氢氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式为___________。
(2)在上述反应中,若二氧化碳过量,能发生如下反应:Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3。
(3) 2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑。
[猜想与假设]通过分析,小明做出如下猜想:①含有氢氧化钠和碳酸钠;②含有碳酸钠和碳酸氢钠。
[实验探究]为确定反应后溶液的组成,同学进行了如下两项探究活动:
(1) 对相关物质性质的研究:
碳酸氢钠溶液 | 氢氧化钠溶液 | 碳酸钠溶液 | |
加入稀盐酸 | 产生气泡 | 无明显变化 | 产生气泡 |
加入饱和石灰水 | 溶液变浑浊 | 溶液变浑浊 | 现象Ⅰ |
加入氯化钙溶液 | 无明显变化 | 溶液变浑浊 | 溶液变浑浊 |
加热溶液至沸腾,将气体通入澄清石灰水 | 澄清石灰水变浑浊 | 澄清石灰水无明显变化 | 澄清石灰水无明显变化 |
上表中现象Ⅰ对应的化学方程式为__________________。
(2)探究反应后溶液的成分:为确认反应后溶液的组成,小明设计了如下实验过程
实验步骤 | 操作 | 实验现象 | 实验结论 |
① | 取一定量反应后溶液放入试管中,滴加适量的氯化钙溶液 | 有沉淀产生 | —— |
② | 将步骤①所得的混合物过滤、洗涤,并将滤渣分成两部分 | —— | —— |
③ | 向其中一份步骤②所得固体中滴加稀盐酸 | 有气泡产生 | 原溶液中含有______ |
④ | 取另一份步骤②所得固体,_____ | _____ | _____ |
[反思与评价]
(1)若想直接证明小明的另一个猜想不正确,在上述方案的基础上,应加做的实验是_______。
(2)小伟提出,小明的猜想不完全,反应后溶液的组成还可能是_______(有几种写几种)。
【题目】某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。光照下,草酸(H2C2O4)能将其中的Cr2O72-转化为Cr3+。某课题组研究发现,少量铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]即可对该反应堆起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响,探究如下:
(1)在25°C下,控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同,调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量,做对比实验。请完成以下实验设计表(表中不要留空格)。
实验序号 | 初始pH | 废水样品体积/mL | 草酸溶液体积/mL | 蒸馏水体积/mL |
① | 4.0 | 60.0 | 10.0 | 30.0 |
② | 5.0 | 60.0 | 10.0 | 30.0 |
③ | 5.0 | 60.0 | ______ | ______ |
测得实验①和②溶液中Cr2O72-的浓度随时间变化关系如图所示。
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(2)上述反应的离子方程式为_______。
(3)对比实验①和②的结果可得出结论______。实验①中0~t1时间段反应速率v(Cr3+)=_____(用代数式表示)。
(4)该课题组对铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]中起催化作用的成分提出如了下假设,请你完成假设二:
假设一:Fe2+起催化作用;
假设二:___________;
······