反思与交流:
CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O
4.(13金华改编)工业烧碱具有较好的杀菌消毒作用且廉价易得,但工业烧碱中常含有杂质碳酸钠。
某科学学习小组同学围绕工业烧碱样品纯度测定问题,展开了讨论与探究。
【原理思路】利用Na2CO3与稀H2SO4反应产生CO2,通过
CO2质量的测定,确定样品中碳酸钠的质量,从而计算
样品纯度。
【实验方案】小科同学根据以上思路,设计了如图甲的
实验方案
【交流讨论】小明认为图甲实验方案的设计有缺陷,若按该方案进行测定会导致难以避免的误差。
你认为下列哪些因素会导致难以避免的误差 (填序号)。
①加入的稀硫酸量不足②装置内空气中的CO2没有排出
③干燥管与空气直接相通
【方案改进】为减少误差,使CO2质量的测定更准确,该小组同学根据以上讨论,对图甲方案进行改进,设计了如图乙的实验方案(固定装置省略)。
图乙B装置中样品在与稀硫酸反应前和停止反应后,都要通过量的空气,反应前通空气时a、b、c三个弹簧夹的控制方法是_。
【数据分析】若撤去图乙中的C装置,则测得工业烧碱的纯度将_(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
【拓展提高】已知Na2CO3溶液与稀硫酸反应先生成NaHCO3,当Na2CO3全部转化为NaHCO3后,生成的NaHCO3能继续与稀硫酸反应生成CO2。
现向样品中加一定量的稀硫酸,反应后产生无色气体并得到X溶液。
请分析推断反应后所得X溶液的溶质,其所有的可能组成。
答案:
难以避免的错误:
②③(当装置本身有问题时,误差就难以避免。
在装置改造前,装碱石灰的干燥管也有点小,不过不仔细看可能看不出来,而且如果选它的话可能有争议。
原题答案中有它。
)
控制方法是:
打开a,b关闭c。
(反应前把各容器中所含有的CO2都赶走)
可能的组成:
因为有气体产生,所以反应顺序是:
硫酸先与Na2CO3反应生成NaHCO3(和硫酸钠)。
硫酸还有剩余,继续与NaHCO3反应生成Na2SO4和水。
这时溶质有三种可能。
首先一定有Na2SO4。
若硫酸不足,则除Na2SO4外还会有NaHCO3;若硫酸恰好与NaHCO3反应,则只有Na2SO4;若硫酸过量,则除Na2SO4外还会有H2SO4。
答:
Na2SO4和NaHCO3;Na2SO4;Na2SO4和H2SO4
注意:
本题所说的“硫酸与碳酸钠反应,先完全生成碳酸氢钠”,是有条件的。
需要慢慢加硫酸,并不断搅拌。
否则,局部溶液先与硫酸生成了NaHCO3,再加硫酸时就生成了CO2。
而溶液中其它地方,比如周边的地方,可能还是Na2CO3。
因此做题时要注意具体题目信息。
如果题目没有给出这个信息。
那么可能的情况就比较多。
5.(13咸宁)某实验小组的同学用氢氧化钙溶液和盐酸进行酸碱中和反应实验时,向烧杯中的氢氧化钙溶液加入稀盐酸一会后,发现忘记了滴加指示剂。
因此,他们停止滴加稀盐酸,并对烧杯内溶液中的溶质成分进行探究。
Ⅰ、写出该中和反应的化学方程式:
。
Ⅱ、探究烧杯内溶液中溶质的成分。
【提出问题】该烧杯内溶液中的溶质是什么?
【猜想】猜想一:
可能是CaCl2和Ca(OH)2;猜想二:
可能只有CaCl2;
猜想三:
。
【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。
【进行实验】
实验步骤:
取少量烧杯内溶液于试管中,滴入几滴酚酞溶液,振荡
实验现象:
结论:
猜想一不正确
实验步骤:
实验步骤取少量烧杯内溶液于另一支试管中,逐滴加入碳酸钠溶液至过量
实验现象:
结论:
猜想二不正确,猜想三正确【反思与拓展】
(1)在分析化学反应后所得物质成分时,除考虑生成物外还需考虑。
(2)根据所学化学知识,验证烧杯内溶液中的溶质含有HCl,除以上方案外,下列哪些物质单独使用也能完成该实验?
(填序号)
a.pH试纸b.铜c.紫色石蕊溶液d.硝酸银溶液
(3)烧杯中的溶液未经处理直接倒入下水道,可能造成的危害是(写一条)。
要处理烧杯内溶液,使其溶质只含有CaCl2,应向烧杯中加入过量的。
答案:
化学方程式:
Ca(OH)2+2HCl===CaCl2+2H2O(酸碱中和生成盐和水。
酸碱中和反应实质是酸中的H+与碱中的OH-结合生成了水分子。
一个H+与一个OH-就会生成一个水分子。
配平方程式时只要看碱中有几个OH-以及酸中有几个H+就能配出它们的化学计量数之比以及生成水分子的个数)
猜想三:
可能是CaCl2和HCl。
(这还是一道“反应物用量不同组成不同”的题目,盐酸用量分为不足、恰好与过量三种情况。
溶质一定有CaCl2,不足时还会有Ca(OH)2,恰好时只有CaCl2;过量时还会有HCl)
实验现象:
溶液无明显变化。
实验现象:
溶液先产生气泡,后产生白色沉淀。
反思与拓展:
(1)反应物的用量
(2)a,c(鉴别有没有酸,可以从酸在水中解离出来的离子来考虑。
可以鉴别酸的H+也可以鉴别酸的酸根离子。
例如检验CaCl2溶液中有没有HCl,应当看溶液中有没有H+,因为溶液中真正存在的是各种离子,而不是CaCl2或HCl。
氯化钙的Cl-与氯化氢的Cl-是完全一样的。
这样鉴别物质就变成了鉴别物质的离子了。
鉴别H+要看H+都能与哪些物质或哪些离子反应并且有明显现象。
H+可以与酸碱指示剂、活动性较强的金属、CO32-等反应,若H+浓度较小则一般采用酸碱指示剂,或pH试纸,除非题目要求用其他方法。
因为如果H+浓度太小,与金属或碳酸根离子反应时可能现象不是很明显。
以上是检验酸中的H+。
如果鉴别溶质是盐酸还是硫酸,那么需要用BaCl2或Ba(NO3)2。
因为硫酸与盐酸在溶液中不同之处在于酸根离子不同。
要利用它们的酸根离子发生化学反应时的现象不同。
应利用SO42-与Ba2+反应生成沉淀这一现象。
因为Cl-只能生成AgCl沉淀,用Ag+与Cl-反应生成AgCl沉淀这一现象来鉴别时,会有干扰,因为Ag2SO4微溶于水)
(3)污染水源(或腐蚀铁质下水管)
6.(河北)乙炔(C2H2)气体和氧气反应能产生高温火焰,常用氧炔焰切割或焊接金属。
乙炔由碳化钙(块状固体,化学式为CaC2)与水反应生成,同时生成一种白色固体。
【提出问题】白色固体是什么物质?
【做出猜想】小明经过思考认为有以下几种可能:
猜想一:
CaO;猜想二:
;猜想三:
Ca(OH)2。
他的依据是。
【交流反思】经过同学们交流讨论,认为猜想一不成立。
否定猜想一的理由是:
。
【进行实验】
(一)取少量白色固体放入试管中,滴加稀盐酸,没有观察到,证明猜想二不成立。
(二)取少量白色固体加入到水中,取上层清液,,有白色沉淀出现,证明猜想三成立。
该反应的化学方程式为:
。
结论:
白色固体是Ca(OH)2。
【拓展应用】已知碳化钙与水反应非常剧烈,乙炔的密度比空气略小。
实验室欲制取并收集纯净的乙炔,要求做到节约、安全、随时发生、随时停止,你选择的装置是(选填下中装置序号)。
ABCDEF
答案:
猜想二:
CaCO3;依据:
质量守恒定律,反应前后元素种类不变。
交流反思:
CaO与水反应生成Ca(OH)2(猜想物质时注意:
物质能不能在题目环境下存在;猜想一组物质时应考虑,组内物质会不会反应)
(一)气泡产生;
(二)加入Na2CO3溶液(常见的能生成沉淀的金属离子有六种,其中三种能与OH-沉淀,分别为铜(Cu2+)铁(Fe3+、Fe2+)镁(Mg2+),另外三种能与酸根沉淀,分别为Ag+(AgCl),Ba2+(BaSO4,BaCO3),Ca2+(CaCO3)。
记忆时可以联系记忆,“银被盖,铜铁美”“运动会上有金、银、铜、铁四枚金牌,当银牌得主被盖过以后,铜牌和铁牌得主就会高兴,因为他们名次提前了”。
做人不能这样变态,仅仅帮助记忆。
)Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+NaOH(这个反应是生成氢氧化钠常用方法之一,碱与盐、酸或酸性氧化物反应,生成的盐有个特点,就是盐中的金属离子来自于碱。
这在推断题中有用,比如碱和一个物质反应生成了碳酸钠,那么碱应当是氢氧化钠;生成了碳酸钙,那么碱应当是氢氧化钙)
拓展应用:
C、D(收集比较纯的气体一般采用排水法收集,要控制反应随时发生随时停止,可以用分液漏斗;如果是块状固体,还可以用带孔的塑料片,把固体放在塑料片上面)
7.(13黄石)KOH溶液中含有H2O、K+、OH-、能使无色酚酞试液变成红色。
某化学兴趣小组想探究KOH溶液使无色酚酞试液变成红色的原因。
【提出问题】KOH溶液中的什么成分使无色酚酞试液变红?
【猜想】猜想1:
KOH溶液中的H2O使无色酚酞试液变红。
猜想2:
KOH溶液中的K+使无色酚酞试液变红。
猜想3:
KOH溶液中的_______________(填化学符号)使无色酚酞试液变红。
【实验探究】
实验操作
实验现象
结论
①用试管取少量蒸馏水,滴入1-2滴无色酚酞试液
试管内溶液不变色
猜想1不成立
②用试管取少量KCl溶液,滴入1-2滴无色酚酞试液
猜想2不成立
③________________,滴入1-2滴无色酚酞试液
试管内溶液变红
【讨论反思】有同学认为猜想①不需实验就可排除,该同学理由是______。
【拓展】①向Ba(OH)2溶液中滴入无色酚酞试液,观察到的现象是。
答案:
猜想3:
OH-;
实验探究:
试管内溶液不变色;用试管取少量KOH溶液;猜想3成立(这类简答往往参照题中类似的描述)
讨论反思:
酚酞试液本身含有水分子(注意这里的措辞,水分子是与K+,OH-相对应的,猜想1中H2O指的是水分子)
拓展:
Ba(OH)2变红。
8.(13黄冈)小东、小林和小雨同学对氢氧化钠溶液使酚酞溶液变红的现象很感兴趣,决定做实验进行探究:
氢氧化钠溶液中到底是哪一种粒子使酚酞溶液变红?
实验中可供使用的用品有盐酸、氯化钠溶液、氯化钙溶液、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液、酚酞溶液及若干支试管。
【提出假设】假设
(1):
使酚酞溶液变红的是H2O。
假设
(2):
使酚酞溶液变红的是Na+。
假设(3):
使酚酞溶液变红的是________。
小东认为不做实验即可说明假设
(1)不成立,原因是 ___________________。
【实验验证】(完成下列实验操作、实验现象及实验结论)
实验步骤
实验操作
实验现象
实验结论
(1)
向装有氢氧化钠溶液的试管中滴加酚酞溶液
溶液变为红色
(2)
小雨认为向实验步骤
(1)后的试管中加入盐酸也可得出正确结论,你同意她的观点吗?
_________(填“同意”或“不同意”)。
【实验拓展】
小林将酚酞溶液滴入碳酸钠溶液中,发现溶液也变红。
他们经过分析、讨论、归纳,得出的结论是。
答案:
假设(3):
OH-;酚酞溶液本身含有水分子。
实验验证:
向装有NaCl溶液的试管中滴加酚酞溶液;溶液无明显变化(或溶液不变色);假设
(2)不成立,假设(3)成立
实验拓展:
碳酸钠溶液显碱性(或某些盐溶液也能使酚酞溶液变红)(或碳酸钠溶液中存在OH-)(只要合理)
9.(13庆阳)某化学兴趣小组在做完制取二氧化碳的实验后(用石灰石和稀盐酸制取),对反应后反应器内的剩余溶液的溶质成分产生了兴趣,他们继续进行了以下实验探究。
【分析推断】根据制取二氧化碳的反应原理,可以确定剩余溶液中一定含有氯化钙。
但其中是否含有氯化氢需要通过实验来证明。
若剩余溶液显酸性(含有H+),说明含有氯化氢。
【查阅资料】碳酸钙不溶于水,氢氧化钙微溶于水,氯化钙溶液呈中性。
【实验过程】将剩余的溶液倒入烧杯中,微热后冷却到室温。
实验操作
实验现象
实验结论
甲同学
取烧杯中溶液少许于试管中,向其中滴加____________
现象:
溶液变为红色
溶液显酸性(含有H+);溶质中有氯化氢。
乙同学
取烧杯中溶液少许于试管中,向其中加入少量锌粒
现象:
_________________________
反应的化学方程式是:
_______________________________
丙同学
取烧杯中溶液少许于试管中,向其中加入少量石灰石
现象:
_________________________
_______________________________
【拓展提高】若要从剩余溶液中得到尽可能多的纯净的氯化钙固体,同学们认为可以向剩余溶液中加入稍过量的____________(填化学式),经____________、蒸发等操作后即可完成。
答案:
实验过程:
有气泡产生,锌粒逐渐溶解;Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑;有气泡产生,石灰石逐渐溶解
拓展提高:
CaCO3;过滤
10.(13泸州)甲同学为了区别氢氧化钠和氢氧化钙溶液,设计了如下图所示的四组实验方案。
(1)其中能达到实验目的的是
(2)在C组实验中发生的化学方程式为
(3)实验结束后,甲同学将A、C组四支试管中的溶液倒入同一容器中,看到溶液变浑浊,该现象说明有物质生成(填化学式),滴入酚酞后溶液呈红色。
(4)滴入酚酞后溶液呈红色,说明溶液呈碱性。
使溶液呈碱性的物质是什么呢?
甲同学进一步推测:
溶液中呈碱性的物质可能是碳酸钠、氢氧化钙和三种物质中的一种,或是三种物质两两混合组成的混合物。
(5)为了验证推测,甲同学查阅资料,获悉氯化钡溶液呈中性,并设计如下实验加以验证。
请根据要求完成下列空白:
实验内容
预测现象
结论
取少量容器中的上层溶液于试管中,加入过量的氯化钡溶液,静置
①若有白色沉淀,溶液呈无色
物质是碳酸钠
②若无沉淀生成,溶液呈红色
物质是氢氧化钙
③若有白色沉淀,溶液呈红色
(6)乙同学认为甲同学第②部验证的结论不严密,原因是。
答案:
(1)C、D【加试剂鉴别物质有两个要点,一:
加试剂后至少应当有一种被鉴别的物质有变化(可以是物理变化也可以是化学变化。
比如是否溶解、溶解后吸热或放热;再比如有沉淀、气体生成,或有颜色变化),并且有明显现象。
二:
如果被鉴别的物质都有变化,那么现象应当不同】(A虽然都反应,但是,或没有明显现象,或都有放热,因此不好区分;B颜色都会变红,因此无法区分;C、DCa(OH)2会与Na2CO3或CO2反应有沉淀生成,NaOH则不与Na2CO3反应。
与CO2反应,但无明显现象)
(2)Ca(OH)2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaOH
(3)CaCO3
(4)NaOH(推断可能的组成,注意题目要求,让写呈碱性的物质。
首先看试管中的物质,A试管:
HCl,NaOH,Ca(OH)2;C试管:
Na2CO3,NaOH,Ca(OH)2,然后看反应后呈碱性的物质。
如果从药品用量来分析各种可能,会很麻烦。
要分析A组,要分析C组,还要分析A、C混合后。
这时有两策:
策略一,让填呈碱性的物质,有三个空,两组试管中,反应后能呈碱性的只有NaOH、Ca(OH)2、Na2CO3三种物质,第三空不填NaOH填谁?
策略二,考虑用量,如果A中HCl用量很小,小到没有,这时四支试管混一起就相当于把NaOH、Ca(OH)2、Na2CO3三种物质放一起反应。
只有Ca(OH)2与Na2CO3反应生成NaOH与CaCO3沉淀。
呈碱性的物质也不难找出。
看完题目可以发现,本题意图不在于让分析“因反应物用量不同而生成物不同”,而在于让分析“用Na2CO3、Ca(OH)2、NaOH三种物质,组成呈碱性的溶液,有几种可能”。
这和前面的实验以及实验现象根本没有关系。
只是简单的排列。
若一种物质:
有三种情况Na2CO3、Ca(OH)2、NaOH;若有两种物质:
有两种情况Na2CO3、NaOH或Ca(OH)2、NaOH,不可能Na2CO3、Ca(OH)2也不可能有三种物质)
(5)物质是Na2CO3、NaOH的混合物
(6)也可能是NaOH或NaOH与Ca(OH)2的混合物。
这两种组合都和预测现象②中的现象相同。
(参考(4)中的各种可能,当物质是NaOH或NaOH与Ca(OH)2的混合物时现象也如此)
11.(13宜宾)已知NaOH容易与空气中的CO2作用而变质。
小军同学在实验室发现一瓶敞口放置的NaOH固体后,设计方案,对这瓶NaOH固体变质情况进行了如下实验探究:
回答下列问题:
⑴上述实验操作的名称分别是:
操作①,操作④。
⑵根据上述实验,可以确定该固体变质(选填“已”或“未”)
⑶步骤③中加过量氯化钙溶液的目的是。
⑷若测得E的PH=7,则A的成分,若测得E的PH>7,则A的成分。
答案:
(1)溶解;过滤(初中阶段,把固体加入水中的操作是溶解,把混合物中的固体和液体分离的操作是过滤,直接把溶液中的溶质拿出来的操作是蒸发。
当然了,把固体加入水中还可能是固体与水反应)
(2)已(操作②有气体产生说明固体A中有NaCO3)
(3)完全除去Na2CO3(注意简答形式的不同,本单元第2题是“确保CO2与NaOH完全反应”或“看CO2是否与NaOH完全反应”。
在鉴别成分时,为防止某物质干扰而常用的方法是除掉该物质;再看下一单元实验第14题,也有加入过量CaCl2的操作。
但是目的不是除去Na2CO3,而是“使样品中Na2CO3完全反应”。
)
(4)Na2CO3;NaCO3与NaOH的混合物
山西近十年实验
(05)化学实验小组在实验室制备氢气时,发现没有锌粒或铁屑,仅有一些碎铝片。
根据有关资料提示,他们将铝片放入烧碱溶液中,除去表面的氧化膜(Al2O3),洗净后用于制取氢气。
回答下列问题:
(1)已知氧化铝与烧碱溶液反应时,会生成偏铝酸钠(NaAlO2)和水,写出该反应的化学方程式________________________。
(2)图中是实验小组组装的制取氢气的发生装置,检验该装置气密性的方法是_____________________________
。
(3)用金属铝和稀盐酸反应制取氢气的化学方程式是_______________。
(4)收集氢气的常用方法是______________________。
(5)