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。⑴ 甲同学进行如下操作:① 组装好如图仪器,并检
题型:不详难度:来源:
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。
⑴ 甲同学进行如下操作: ① 组装好如图仪器,并检查___________ ; ② 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。 ⑵ 上图B装置的作用是______________; D装置的作用是__________________________。 【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***。 【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(HCO3)2,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 。 【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 。 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 _。(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 。 |
答案
(1)①装置的气密性 (2)干燥CO2气体 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 【请你评价】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 【请你改进】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 【数据处理】88.3% 【实验反思】BaCl2或CaCl2溶液 |
解析
试题分析:(1)测定碳酸钠的质量分数主要根据碳酸钠与盐酸反应生成的二氧化碳的质量计算出碳酸钠的质量,在制取任何气体之前,均要检查装置的气密性,以免漏气; (2)B装置中的是浓硫酸,浓硫酸具有吸水性,可做干燥剂,此处的作用是干燥CO2气体以免称量的C的质量偏大;D中的碱石灰也具有吸水性,主要是吸收空气中的CO2和H2O(水蒸气),防止它们进入C装置中,出现误差;产生了不溶于酸的沉淀,那么是硝酸银沉淀,说明溶液中含有氯离子,那么猜想1正确; 【请你评价】由于氯化氢气体溶于水后形成的盐酸会与NaHCO3饱和溶液反应产生CO2,导致盛有NaOH溶液的洗气瓶质量增重偏大,造成误差; 【请你改进】产生误差的主要原因是由于容器中存在二氧化碳气体,那么实验时在两次称量前,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装置的出口封闭可减少误差; 【数据处理】依据质量守恒定律化学反应前后物质的总质量不变,那么减少的质量即为生成的二氧化碳的质量,即二氧化碳的质量为2.2g,利用化学方程式根据碳酸钠与二氧化碳反应的质量比即可求出碳酸钠的质量。 设碳酸钠的质量为x; Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑ 106 44 X 2.2g 106/44=x/2.2g X=5.3g 碳酸钠的质量分数=5.3g/6g ×100%=88.3% 【实验反思】BaCl2与碳酸钠反应可生成碳酸钡沉淀;CaCl2溶液与碳酸钠反应可生成碳酸钙沉淀。 |
举一反三
电池是日常必备用品之一,但它也是环境污染的一个重要来源。下面是某兴趣小组利用废旧锌锰干电池作为原料,并进行相关探究的过程。 【知识储备】 (1)锌锰电池的构造和组成(见图)。
(2)结晶水合物的特殊性质:在逐步升高温度条件下, 结晶水合物能失去部分或者全部结晶水,如蓝色的胆矾 晶体(CuSO4 •5H2O)受热时可失去结晶水变为白色的无 水硫酸铜粉末(CuSO4)。 (Ⅰ)制备皓矾晶体(ZnSO4•xH2O) 小组同学参观了某回收废旧锌锰电池的工厂,其回收工艺流程如图:
将滤液2蒸发浓缩、冷却结晶可得到皓矾晶体(ZnSO4•xH2O),蒸发时要用要用玻璃棒不断搅拌,目的是防止 引起液滴飞溅。 (Ⅱ)兴趣拓展——回收二氧化锰 实验(Ⅰ)中部分步骤可回收较纯净的二氧化锰固体。
(1)小王同学认为试剂a为水,你认为能不能实现实验目的?答: 。 (2)在空气中充分灼烧的目的是 。 (Ⅲ)皓矾晶体中结晶水含量的测定 小组同学将部分皓矾晶体(ZnSO4•xH2O)带回实验室,用下图装置测定晶体中结晶水的含量(图中半透膜可让气体通过又可防止固体粉末进入导管)。
测定方法:称取28.7g晶体置于C装置的硬质玻璃管中,加热至完全失去结晶水: (ZnSO4•xH2O ZnSO4 + xH2O),冷却至常温后,称量玻璃管中固体其质量为16.1g。 (1)B中的试剂可从下列物质中选取,你的选择是 。A.浓硫酸 | B.硝酸银溶液 | C.饱和碳酸钠溶液 | D.澄清石灰水 | (2) 实验过程中若不通入CO2测得的结果将 (填“偏大”、 “偏小”或“无影响”)。 (3)根据实验结果,计算皓矾晶体中结晶水的x值为 。 |
(6分)某化学实验活动小组的同学为了探究实验室中久置的氢氧化钠固体的成分,进行了有关实验。请你参与他们进行的探究活动: 【提出问题】久置氢氧化钠固体的成分是什么? 【猜想与假设】 猜想Ⅰ:全部是NaOH;猜想Ⅱ:全部是Na2CO3;猜想Ⅲ: 。 【实验与探究】 (1)实验如下:
实验操作步骤
| 实验现象
| 结论及解释
| 步骤一:取少量固体样品于试管中,加蒸馏水完全溶解,然后加入足量的稀盐酸。
| 实验过程中始终没有气泡产生。
| 则证明猜想 成立。
| 步骤二:另取少量固体样品于试管中,加蒸馏水完全溶解,然后滴加氯化钡溶液。
| 实验过程中产生 。
| 则证明猜想Ⅱ或Ⅲ成立。
| (2)为了进一步的验证猜想结果,小明同学提出如下实验方案:继续步骤二的实验,过滤,然后向滤液中滴加无色酚酞试液,若酚酞变红,则猜想Ⅲ成立;若酚酞不变红,则猜想Ⅱ成立。 小华同学立即对小明同学的方案提出了质疑,通过查阅资料知道,氯化钡溶液呈中性,不能使无色酚酞试液变红,但碳酸钠溶液呈 性(填“酸”或“碱”),能使酚酞变红,因此他认为该方案的操作步骤中应该改进的是 。 【反思与交流】久置的固体氢氧化钠变质的原因是(用化学方程式表示) 。 |
有一种神奇的蜡烛,点燃后任你怎么吹也吹不灭,而且看上去和普通的蜡烛一模一样, 到底是什么玄机能让蜡烛持续燃烧?请你一起参与探究。
【查阅资料】普通蜡烛由石蜡和蜡烛芯制成的,而吹不灭的蜡烛是在蜡烛芯上包裹一层打火石的粉末。打火石是由某种金属掺入少量稀土元素制成的合金,它的着火点只 有150℃。当蜡烛燃烧时,金属并不燃烧;但当蜡烛吹灭后,未冷却的金属接触到氧气就发生燃烧,从而使蜡烛复燃。 【探究与反思】这种蜡烛燃烧时,蜡烛芯里的金属为什么不燃烧? ,这种蜡烛也可以熄灭,你采用的方法是 。 【实验探究】吹不灭的蜡烛芯内的金属可能是镁、铝、铁或铜中的一种,为确定该金属的成分,请你继续探究并完成下列有关问题:(注:不考虑打火石中稀土元素对探究金属性质的影响)
实验
| 操作步骤
| 现象
| 结论
| 1
| 切开蜡烛,取出打火石,用砂纸打磨
| 打火石是银白色
|
| 2
|
|
| 该金属一定不是铁
| 3
| 取少量打磨后的打火石于试管中,滴加硫酸铜溶液。
| 有红色物质析出
| 该金属一定是镁
| 【分析思考】 (1)请写出“实验3”中可能涉及到的化学方程式 。 (2)有同学认为通过“实验3”中现象不能证明烛芯内的金属一定是镁,因为 。 (3)针对以上实验,请你设计一个合理的实验方案来进一步验证这种金属,
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(6分) 做完酸、碱、盐相关性质实验后,某实验小组不小心把稀硫酸、氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液混合在一起,看到有大量气泡生成。他们对反应后溶液中溶质的成分很好奇,请你与他们一起进行探究。 【提出问题】反应后溶液中溶质的成为是什么? 【猜想假设】猜想① Na2SO4、Na2CO3 猜想② Na2SO4、Na2CO3、NaOH 猜想③ Na2SO4、H2SO4、Na2CO3 猜想④ Na2SO4、 H2SO4 猜想⑤ Na2SO4 上述猜想中,你认为不合理的是猜想 (填序号)。 【实验探究】(1)甲同学取少量该溶液于试管中,向其中滴加无色酚酞,发现溶液颜色无变化,据此,他认为猜想⑤是正确的。你认为他的结论是 (填“合理”或“不合理”)的,理由是 。 (2)乙同学向盛有一根生锈的铁钉的试管中加入适量该溶液,过一会儿取出铁钉,用水洗净,观察到铁锈消失,铁钉变得光亮,溶液变黄。该反应的化学方程式是 。 【实验结论】根据上述实验探究,你认为猜想 (填序号)是正确的。 【拓展应用】工厂与实验室的酸性废水必须处理至中性再排放,这样做的意义是 (答一点即可)。 |
(7分)有一包白色固体样品,可能是碳酸钠、硫酸钡、氢氧化钠、氯化钡中的一种或几种。为探究其成分,小燕老师取用一定量样品,加足量水溶解,过滤得到白色沉淀甲和无色滤液乙。 写出上述操作中可能发生反应的化学方程式: 。 过滤时用到玻璃棒,玻璃棒的作用是 。 【探究活动一】 奋进小组探究白色沉淀甲的成分。
实验操作
| 实验现象
| 结 论
| 取白色沉淀甲,滴加足量的稀硝酸
| 沉淀部分消失
| 白色沉淀甲中一定含有
| 【探究活动二】 智慧小组探究白色固体样品中可能含有 ,设计了如下实验。
实验操作
| 实验现象
| 结论
| 实验Ⅰ
| 取适量无色滤液乙,加入碳酸钠溶液
| 无明显现象
| 无色滤液乙中一定不含
| 实验Ⅱ
| 步骤①:取适量无色滤液乙,加入过量的 溶液,过滤
| 生成白色沉淀
| 原白色固体样品中一定存在该物质
| 步骤②:取步骤①中的滤液,滴加 溶液
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| 【反思】 实验Ⅱ中步骤①加入过量试剂的目的是 。 【结论】 通过两个小组的共同探究,得出了原白色固体样品含有的成分。 |
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