摘要:41.[发现问题]研究性学习小组中的小张同学在学习中发现:通常检验CO2用饱和石灰水.吸收用浓NaOH溶液.[实验探究]在体积相同盛满CO2的两集气瓶中.分别加入等体积的饱和石灰水和浓NaOH溶液.实验装置和现象如图所示.请你一起参与:

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某研究性学习小组设计并进行了如下实验.
(1)甲组同学用如图装置制取干燥纯净的二氧化碳气体.请回答下列问题:
①仪器X的名称是
长颈漏斗
长颈漏斗
.实验前,关闭活塞,向X中加入水使X中液面高于试管中的液面,一段时间后液面保持不变说明
A装置的气密性良好
A装置的气密性良好

②为除去CO2中混有的HCl气体,B装置中盛放饱和NaHCO3溶液,写出该反应的化学方程式
NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O
NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O

③要得到干燥的CO2,C装置应盛放
浓硫酸
浓硫酸
(填试剂名称).
④请说明装置B、C中试剂不能交换的原因:
若将气体干燥后再通过饱和NaHCO3溶液,则又有水蒸气带出
若将气体干燥后再通过饱和NaHCO3溶液,则又有水蒸气带出

(2)乙组同学围绕CO还原CuO产生的红色固体是否一定是Cu进行探究:
【查阅资料】
①Cu2O粉末呈红色.在酸性溶液中:Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O
②在空气中高温灼烧时:Cu2O稳定,而CuO将分解生成Cu2O和O2
【提出猜想】
猜想Ⅰ:红色固体是Cu;    猜想Ⅱ:红色固体是Cu2O;   猜想Ⅲ:红色固体是
Cu2O和Cu的混合物
Cu2O和Cu的混合物

【实验探究】
步骤Ⅰ:写出由Cu生成Cu2O的化学方程式是
4Cu+O2
  △  
.
 
2Cu2O
4Cu+O2
  △  
.
 
2Cu2O

步骤Ⅱ:数据分析
(1)取一定质量的红色固体a g,在空气中高温灼烧,直到质量不再发生改变,称量所得固体质量为b g.
①若a=b,则猜想
II
II
成立;
②若b>a,则说明红色固体中一定含有
Cu
Cu
物质;
(2)另取少量红色固体投入稀硫酸中,充分反应后溶液呈蓝色.根据此现象,说明此红色固体中含有
Cu2O
Cu2O
,如果固体减少1.6g则原混合物中与稀硫酸发生反应的物质有
2.88
2.88
g.
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某研究性学习小组的同学在一次探究活动中,对一份纯碱样品(含有少量氯化钠)的纯度进行测定,请你参与并回答有关问题.

(1)甲同学进行如下操作:
①组装好如图仪器,并检查
装置的气密性
装置的气密性

②称取6.0g试样放入锥形瓶中,加入少量蒸馏水溶解,并在其他装置中加入相应的药品;
③称量盛有新制澄清石灰水的装置C的质量;④打开分液漏斗旋塞滴入盐酸,直到不再产生气泡为止;⑤再次称量装置C 的总质量;⑥计算出样品中碳酸钠的质量分数.
(2)上图B装置的作用是
干燥CO2气体
干燥CO2气体
; D装置的作用是
吸收空气中的CO2和H2O(水蒸气),防止它们进入C装置中,出现误差
吸收空气中的CO2和H2O(水蒸气),防止它们进入C装置中,出现误差

【意外发现】C瓶中石灰水没有变浑浊,同学们感到惊奇并产生了探究的欲望.
【提出猜想】原因猜想:①是生成的气体中混有盐酸挥发出来的HCl;②是生成的气体流速太快,与石灰水反应产生了可溶性物质[经查资料分析可溶性物质是Ca(HCO32,它能与酸反应生成CO2等物质].
【实验探究】甲同学取少量实验后C瓶溶液于试管中,向其中依次滴加足量稀HNO3和AgNO3溶液,无气泡但有沉淀产生.据此判断只有猜想
(填“①”或“②”)成立.
【交流讨论】对于如何改进实验,乙同学认为:应将盐酸换成稀硫酸,新制的澄清石灰水换成足量NaOH溶液;丙同学认为:应在装置A和B中间插入一个盛有饱和NaHCO3溶液的洗气装置以吸收HCl(CO2不溶于饱和NaHCO3溶液,也不与其反应),并将新制的澄清石灰水换成足量NaOH溶液.
大家讨论后认为:乙同学的方案可行而丙同学的方案不可行.
【请你评价】丙同学方案不可行的原因是
NaHCO3饱和溶液吸收HCl时产生CO2,导致盛有NaOH溶液的洗气瓶质量增重偏大,造成误差
NaHCO3饱和溶液吸收HCl时产生CO2,导致盛有NaOH溶液的洗气瓶质量增重偏大,造成误差

【教师点拨】即便换成稀硫酸和NaOH溶液,反应前后装置中存在的CO2也会使测定出的样品纯度不准确.
【请你改进】在上述基础上,你的措施是
两次称量前,均向整套装置中鼓入经NaOH溶液洗涤过的空气,目的是排尽装置中原有空气和反应后残留的CO2,且称量时C装置两端及B装置的出口封闭
两次称量前,均向整套装置中鼓入经NaOH溶液洗涤过的空气,目的是排尽装置中原有空气和反应后残留的CO2,且称量时C装置两端及B装置的出口封闭

同学们仍称取6.0g试样,用改进完善后的方案重新实验.
【数据处理】装置C实验前后两次称量的质量差为2.2g,则样品的纯度为
88.3%
88.3%
.(列出计算过程)
【实验反思】若不用上述方法,而用生成沉淀的方法来测定试样中纯碱的质量分数,可选用的试剂是
BaCl2或CaCl2溶液
BaCl2或CaCl2溶液
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