小刚、小军、小红对一久置的NaOH白色粉末的成分进行探究并测定其成分的含量。【成分的确定】三位同学都作出以下的猜想:① 可能是NaOH;② 可能是Na2CO3;

小刚、小军、小红对一久置的NaOH白色粉末的成分进行探究并测定其成分的含量。【成分的确定】三位同学都作出以下的猜想:① 可能是NaOH;② 可能是Na2CO3;

题型:不详难度:来源:
小刚、小军、小红对一久置的NaOH白色粉末的成分进行探究并测定其成分的含量。
【成分的确定】
三位同学都作出以下的猜想:
① 可能是NaOH;② 可能是Na2CO3;③ 可能是NaOH与Na2CO3的混合物。
做出②③猜想的依据是                   (用化学方程式表示)。
为了验证①②③猜想,他们分别做了下面的实验。
(1)小刚取少量白色粉末于试管中,再滴加稀HCl,有气泡产生,由此可推出白色粉末中一定含有             ,肯定猜想       (填序号)是错误的。
(2)小军又取少量白色粉末溶于水,向所得溶液中滴加酚酞试液,溶液变为红色。由此小军结合小刚的实验,认为猜想③是正确的。小红却认为小军的所得结论不确切,因为                                      
(3)为探究白色粉末是否含有NaOH,小红设计了如下实验方案:

①沉淀B的化学式为              
②在操作1中要用到玻璃棒,其作用是                       
③小刚认为小红的这个方案也有问题,理由是_                ,但只要稍加改进,就可以证明粉末中还含有NaOH,则小刚改进的方法是         
小刚对小红的实验作了正确的改进后进行了实验,实验现象和小红的一致,由此确定猜想③是正确的。
【各成分含量的测定】
三位同学利用电子天平共同作了以下测定实验,并记录如下实验数据。
称量项目
称量时间
质量(g)
试样
————
10.00
装置+稀硫酸质量
————
241.20
装置+稀硫酸质量+试样
反应开始后15秒
249.20
装置+稀硫酸质量+试样
反应开始后35秒
249.00
装置+稀硫酸质量+试样
反应开始后55秒
249.00
 

(1)写出锥形瓶中发生反应化学方程式:
                                         
                                         
(2)试通过分析表中数据计算试样中碳酸钠的质量分数。
【实验反思】
有同学提出按上述实验所测得试样中Na2CO3质量分数会偏小,该同学的理由是(实验操作均正确):                        (答一条即可)。
答案
作出②③猜想的依据是CO2+NaOH=Na2CO3+H2O  (1)Na2CO3     ①  (2)Na2CO3的水溶液也是碱性 (3) ① 沉淀B是CaCO3    ② 玻璃棒的作用搅拌  ③Na2CO3和Ca(OH)2反应有NaOH生成,改进方法是将澄清石灰水换成氯化钙锥形瓶中发生的反应为①HCl+NaOH=NaCl+H2O ②Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2
质量分数为53%,Na2CO3质量分数会偏小的原因可能是二氧化碳有少量残留在仪器中,或者浓硫酸吸收了空气中的水蒸气。
解析

试题分析:作出②③猜想的依据是CO2+NaOH=Na2CO3+H2O,滴加稀HCl,有气泡产生,则一定有碳酸钠,猜想①是错误的,向所得溶液中滴加酚酞试液,溶液变为红色,说明溶液呈碱性,碳酸钠溶液也呈碱性,所以②也可能成立,澄清石灰水与碳酸钠反应会生成碳酸钙沉淀,沉淀B是CaCO3,此步操作是溶解所以玻璃棒作用为搅拌,加速溶解,澄清石灰水与碳酸钠反应会生成碳酸钙沉淀的同时也生成了氢氧化钠,无法确定原来是否有氢氧化钠,改进方法是将澄清石灰水换成氯化钙。
锥形瓶中发生的反应为①HCl+NaOH=NaCl+H2O ②Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ 有表格数据可得到,总质量减少了2.2g,反应中产生了二氧化碳气体所以质量会减少,减少的质量即为二氧化碳的质量,所以二氧化碳为2.2g,根据化学方程式可算得碳酸钠的质量为5.3g,质量分数为53%,Na2CO3质量分数会偏小的原因可能是二氧化碳有少量残留在仪器中,或者浓硫酸吸收了空气中的水蒸气,两种情况都使得到的二氧化碳质量减少,由此求出碳酸钠质量分数就偏少。
举一反三
同学们用Na2CO3溶液和浓HCl来研究简易灭火器的反应原理时,对废液的成分进行探究。
【推理假设】上述两种物质发生反应的化学方程式为:                               ,由此
推测出废液中一定有NaCl,可能有Na2CO3或盐酸。
【实验探究】(1)确定废液中是否含有盐酸:
①选择试剂:根据盐酸的化学性质,同学们选用了如图所示的五种物质,其中物质X是酸碱指示剂中的           溶液。

②实验验证:某同学向废液中加入少量的镁粉,观察到                ,确定废液中一定没有盐酸。
(2)确定废液中是否含有Na2CO3:某同学选用           测出废液的pH=l0,确定废液中一定含有Na2CO3
(3)处理废液,回收利用:欲从废液中得到纯净的NaCl,请完成如下实验方案设计。
方案
加入试剂
分离方法
方案评价

适量Ca(NO3)2溶液
过滤、蒸发结晶
不可行,理由是:     

稍过量的      
        
可行
 
(4)拓展运用:
按如下图方案分离BaCl2和NaCl的固体混合物时,X溶液中溶质是            
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实验室有一瓶保存不当的试剂(如右图所示),其残缺的标签中只剩下“Na”和“10%”字样。已知它是无色液体,是初中化学常用的试剂。小华等几位同学很感兴趣,决定对其成分进行探究。
【提出问题】这瓶试剂溶质是什么?
【交流研讨】根据受损标签的情况判断,这瓶试剂不可能是   (填字母序号)。
A.酸      B.碱      C.盐
【查阅资料】①初中化学常见的含钠化合物有NaCl、NaOH、Na2CO3、NaHCO3
②Na2CO3、NaHCO3溶液都呈碱性。NaCl溶液呈中性。
③室温下(20℃)时,4种物质的溶解度的数据如下。

物质
NaCl
NaOH
Na2CO3
NaHCO3
溶解度/g
36
109
215
9.6
 
【得出结论】小华根据试剂瓶上标注和上表溶解度数据判断,这瓶试剂不可能是   
【猜想与实验】①可能是    溶液;  ②可能是NaOH溶液;  ③可能是NaCl溶液。
(1)小亮用洁净的玻璃棒蘸取该溶液,滴到干燥的pH试纸上,测得pH=11,他判断该溶液不可能是   
(2)小强为了确定该溶液的成分,进行了如下实验。
操作步骤
实验现象
结论及化学方程式
步骤一: 取样品于试管中,滴加足量       
产生大量的气泡
猜想①正确。
步骤一发生反应的化学方程式是   
步骤二:把产生的气体,通入
                  
       
 
【质疑】小华则不同意小强的观点,认为溶液中有Na2CO3还可能有NaOH。请你帮助他完成以下探究方案:
探究步骤
预计现象
结论
步骤一:取样品于试管中,向其中滴加足量的   溶液并过滤
产生白色沉淀
溶液中既含Na2CO3,又含有NaOH
步骤二:向上述滤液中滴加酚酞试液
酚酞试液变   
 
【反  思】NaOH溶液会因接触空气而变质,写出该反应的化学方程式     
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验证某混合气体含有CO和H2,并除去含有的少量CO2杂质。甲同学进行了如下实验:

(1)A中氢氧化钠溶液的作用是                       ,B中浓硫酸的作用是吸收水分,观察到C中黑色氧化铜变           ,D中澄清石灰水变浑浊,写出D中反应的化学方程式                 
(2)乙同学认为上述实验现象不能确定混合气体含有H2,他改进实验后证明了混合气体中含有H2。请写出乙同学的实验改进方法和现象                            。从环境保护角度,该实验中最后导出的尾气处理方法是                        
(3)丙同学对A装置反应后的溶液成分进行验证,请根据实验现象填写下列空白处:
实验操作过程
实验现象
实验结论
Ⅰ.取待测液少量于试管中,向其中滴加适量             溶液
产生白色沉淀
溶液中含Na2CO3
Ⅱ.将上述反应后的混合物静置后,再向上层清液中加入          溶液。
溶液呈红色
溶液中含NaOH
 
若将Ⅱ中加入的溶液换成         (写化学式),也可得出Ⅱ中相同的结论。
写出相应的化学方程式为:                                         
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某化学兴趣小组的同学学习了“灭火器原理”后,设计了如图所示实验,并对反应后瓶中残留废液进行探究。

【提出问题】废液中所含溶质是什么?
【猜想与假设】
猜想1:废液中的溶质可能是NaCl、Na2CO3和HCl
猜想2:废液中的溶质只有NaCl
猜想3:废液中的溶质是NaCl和HCl
猜想4:废液中的溶质是                
【讨论与交流】小明认为猜想1无需验证就知道是错误的,他的理由是             
【实验与结论】
(1)为验证猜想3成立:根据盐酸性质,小王选择如图五种不同类别物质,其中X可以是        (填一种具体物质名称或化学式)。

小勇取少量于试管,滴加AgNO3溶液,产生白色沉淀,
再加稀硝酸沉淀不溶解,于是小勇认为猜想3正确,请你评价小勇的结论:                
(2)小丽为验证猜想4成立,可选择的试剂是               。
(3)处理废液,回收利用:欲从猜想4的废液中得到纯净NaCl晶体,小芳设计了如下方案:在废液中加入适量Ca(NO3)2溶液,过滤、对滤液蒸发结晶。请评价该方案是否可行?理由                  
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某化学兴趣小组的同学将一枚洁净的铁钉放入食盐水中(如图,装置气密性良好)。一段时间后,进行观察。请你一起参加分析,并完成后续实验设计。

【观察现象】①装置中右侧导管中的液面升高。
②铁钉生锈,试管底部有黑色固体物质。
【提出问题】导管中液面为何升高?黑色固体物质又是什么?
【理论分析】小组同学根据已学习过的知识分析得知,液面上升的原因是                                                  
【猜想与假设】小组中的小明同学猜测该黑色固体可能含有:①Fe、②Fe3O4、③FeCl3、④C四种物质。
【分析与验证】小组同学根据小明的四种猜测做了以下分析:
(1)小红同学认为不可能含有氯化铁,该结论得到小组同学的认可,理由是          
(2)小强同学认为一定含有碳,该结论可得到小组同学的认可,理由是               
(3)小组同学不能确定是否含有铁,请你帮他们设计方案进行确认:
实验步骤
实验现象
实验结论
你选用的试剂是:
                   
 
 
 
【知识链接】相信你一定在家中做过铁钉分别在水以及食盐水中生锈的实验,你的结论之一是铁钉在      (填“水”或“食盐水”)中生锈快。
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