(14分)某校化学兴趣小组参观制碱厂后,获得以下信息并对相关问题进行研究。【产品原理】该厂采用“侯氏制碱法”生产化工产品——纯碱(Na2CO3)和化肥NH4Cl
题型:不详难度:来源:
(14分)某校化学兴趣小组参观制碱厂后,获得以下信息并对相关问题进行研究。 【产品原理】 该厂采用“侯氏制碱法”生产化工产品——纯碱(Na2CO3)和化肥NH4Cl。 生产原理是:将NH3和CO2通入饱和食盐水中得到NaHCO3晶体和NH4Cl溶液,反应的化学方程式为: ;后分离出NaHCO3,加热制得纯碱。 【生产流程】
【相关资料】⑴ NH4Cl NH3↑+HCl↑ ⑵已知20℃时有关物质的溶解度如下(气体指1体积水中能溶解的气体体积)
物质
| NaCl
| NaHCO3
| NH4Cl
| NH3
| CO2
| 溶解度
| 36.0g
| 9.6g
| 37.2g
| 710
| 0.9
| 【问题讨论】 ⑴操作Ⅰ、Ⅱ中,相同操作的名称为 。反应①中发生了两个反应,写出其中一个化学方程式: ,反应①加适量的盐酸,适量是指 。 ⑵检验挥发性气体C的方法 。 ⑶上述生产流程中可循环使用的是 (填序号)。 A.挥发性气体C B.溶液D C.氢氧化镁 D.化肥NH4Cl 【组成确定】 ⑴称取一定质量的纯碱样品,经多次充分加热后,再称重,质量无变化; ⑵另取少量纯碱样品加入适量水,样品完全溶解,向该溶液中加入过量稀HNO3,再滴加AgNO3溶液,有白色沉淀。由上述实验可确定纯碱样品含有杂质 (写化学式)。 【含量测定】
| 实验一
| 实验二
| 实验三
| 实验四
| 固体混合物溶液质量
| 100g
| 100g
| 100g
| 100g
| 加入CaCl2溶液质量
| 10g
| 20g
| 30g
| 40g
| 生成的沉淀的质量
| 4g
| m
| 10g
| 10g
| 称取该纯碱样品44 g固体混合物,加水配成400g溶液,平均分为四份,然后分别加入一定质量分数的CaCl2溶液,实验数据见表: 请分析表中数据回答并计算: ⑴m= g; ⑵在实验三中,完全反应后所得溶液中溶质氯化钠的质量分数是多少?(要求写计算过程,结果保留0.1%) 【总结反思】 请通过计算并结合下表判断此纯碱样品等级为 品,在上述纯碱含量测定中,将CaCl2溶液改为BaCl2溶液,测定误差会减小。 |
答案
【产品原理】 NaCl+ NH3 + CO2 + H2O = NaHCO3↓+ NH4Cl 【问题讨论】(1) ⑴过滤 NaOH+HCl===NaCl+H2O 或Na2CO3 + 2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑, 滴到无气泡放出为止 (2)将气体通入澄清石灰水中,观察是否变浑浊 (3) A.B 【组成确定】:NaCl 【含量测定】⑴ 8 (2)解:设参加反应的Na2CO3的质量为x,生成的氯化钠的质量为y(计算过程3分。) Na2CO3+ CaCl2=CaCO3↓+2NaCl 106 100 117 x 10g y 106∶ 100 = x∶10g 100∶117 = 10g∶y 解得:x = 10.6g y=11.7g (1分) NaCl%= (2分) 【总结反思】优等 |
解析
根据纯碱的制取以及有关的物质的性质进行分析, 问题讨论:过滤是分离不溶性固体和液体的方法,氢氧化钠和碳酸钠都能与盐酸发生化学反应,盐酸能与碳酸钠反应生成二氧化碳气体;二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊; 组成确定:根据表格提供的数据分析得出m的值,通过计算碳酸钠的含量,确定其等级.; |
举一反三
(1)为测定空气中氧气的含量,小华同学设计了如图15甲所示的实验方案:在一个隔热效果良好的容器上方安装一个可自由上下移动的活塞(活塞质量忽略不计,起始位置在5刻度处)。加热容器,使白磷燃烧。待反应完全,容器冷却至室温后,活塞最后停在刻度 处。有位同学用木炭取代白磷来进行实验,结果实验失败,请你分析实验失败的原因是 。 (2)为证明CO2能与NaOH溶液反应,小明同学设计了如图15乙所示的实验方案:从左端导管处通入CO2气体,若观察到____________________________的现象,证明CO2与NaOH溶液发生了反应。小军同学认为也可通过向CO2与NaOH溶液反应的生成物中加入一种试剂的方法来证明,他加入的这种试剂可能是____________。 |
(2分)(2012•赤峰)科学探究常用到推理的方法,根据下列实验事实推出的结论正确的是( )
编号
| 实验事实
| 实验结论
| A
| 某物质常温下是固体
| 该物质一定是晶体
| B
| 某物质可以导电
| 该物质一定是金属单质
| C
| 某反应有二氧化锰生成
| 该反应中二氧化锰一定是催化剂
| D
| 某溶液与碘在一起显蓝色
| 该溶液中一定含有淀粉
|
|
(3分)(2012•赤峰)为了探究溶质在水中溶解速率的影响因素,某学习小组设计了如下实验:
下列说法中正确的是( )A.对比实验①和②,可探究水的温度对溶质在水中溶解速率的影响. | B.对比实验②和③,可探究水的温度对溶质在水中溶解速率的影响. | C.对比实验②和③,可探究固体溶质的形态对溶质在水中溶解速率的影响. | D.对比实验①和③,可探究固体溶质的形态对溶质在水中溶解速率的影响. |
|
(9分)(2012•赤峰)在学完“二氧化碳性质的探究”后,小明同学觉得按照课本实验(图①)不能完全说明是什么物质使紫色石蕊溶液变红色,他和小娜同学进行了如下实验探究:
【猜想与假设】 猜想一:水使紫色石蕊溶液变红 猜想二:二氧化碳使紫色石蕊溶液变红 猜想三:二氧化碳与水反应生成的新物质使紫色石蕊溶液变红 【查阅资料与实验准备】 (1)将纸条浸泡在紫色石蕊溶液中,晾干后可制得紫色石蕊试纸. (2)自制的紫色石蕊试纸遇酸变红色,遇碱溶液变蓝色. 【设计与实验】 小明同学设立了实验装置如图②. 图中b紫色石蕊试纸,缠绕在小试管上. (1)猜想 _________ 不正确. (2)打开活塞K,滴入稀硫酸,观察并解释实验现象: ①试纸b没有明显变化,得出结论:猜想 _________ 不正确. ②试纸a、c由紫色变为红色,得出结论: _________ (用化学方程式表示)猜想 _________ 正确. ③试纸 _________ 首先变色,其原因是 _________ . 【交流与反思】 小娜同学认为,上图装置还可以同时验证:①二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊;②二氧化碳不能燃烧不支持燃烧. 为了完成小娜同学的两个验证实验,请你对上面的实验装置进行简单的改进: _________ . |
(10分)(2012•宁夏)某学习小组的同学在做碳酸钠溶液和澄清石灰水反应的实验后,将反应后的浑浊液进行过滤,得到澄清的滤液,对于滤液的组成同学们做出如下猜想: 【猜想与假设】大家一致认为滤液中一定有氢氧化钠,生成氢氧化钠的化学方程式是 _________ ;小明猜想还可能有氢氧化钙,小丽猜想还可能有氢氧化钙和碳酸钠,你还能做出的猜想是 _________ . 【活动与探究】请你设计一个实验方案验证你的猜想. (1) _________ ; (2) _________ . |
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