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【題目】在古代,人們常用貝殼(主要成分是碳酸鈣,雜質不參加反應且不溶于水)和純堿為原料制取燒堿。某小組同學按圖所示流程進行實驗。

(1)貝殼高溫煅燒時,發(fā)生反應的化學方程式_______________

(2)操作Ⅰ的名稱____________。

(3)溶液蒸發(fā)結晶得到固體C的過程中,常用玻璃棒攪拌,其目的是________________________。

【問題與發(fā)現】該小組同學所得到固體C一定是純凈的NaOH嗎?

【猜想與假設】根據反應原理,小明、小軍小華三位同學提出以下猜想:

小明:純凈的NaOH 小軍:NaOH和Na2CO3的混合物

小華________________________

【探究與驗證】三位同學分別設計下列方案,對自己的猜想進行驗證。實驗操作、現象和結論如下表,請參與他們的探究并完成所缺內容

實驗操作

現象

結論

小明

取少量固體C,溶于適量水形成溶液后,滴加幾滴酚酞試液

溶液變紅

猜想成立

小軍

取少量固體C,溶于適量水形成溶液后,滴加足量_________

氣泡產生

猜想成立

小華

取少量固體C,溶于適量水形成溶液后,滴加碳酸鈉溶液

______

猜想不成立

【反思與評價】請你根據實驗流程對小明同學設計的方案進行合理的評價:________________

【拓展探究】小軍同學定量分析所制取氫氧化鈉固體樣品中氫氧化鈉的含量。

實驗步驟如下①檢查好裝置氣密性,裝好藥品后連接并固定好裝置;

②打開彈簧夾a,通入一段時間的空氣,精確稱量D裝置質量記錄為100g;

③關閉彈簧夾a,打開B裝置中的分液漏斗,滴入稀硫酸,直到瓶內無氣泡產生;

④打開彈簧夾a, 繼續(xù)通入一段時間空氣,再精確稱量D裝置質量記錄為101.1g……

實驗分析:

(1)實驗中A裝置作用是_____________

(2)實驗步驟④中,繼續(xù)通入一段時間空氣的目的是_________________________。

(3)樣品中氫氧化鈉的含量______________。(計算結果精確到小數點后一位)

【答案】 CaCO3高溫CaO+CO2 過濾 使液體受熱均勻,防止液滴飛濺 NaOHCa(OH)2的混合物 稀鹽酸(合理均可) 無白色沉淀產生(或無明顯現象) 甲的實驗設計不嚴密,實驗過程中純堿溶液和氫氧化鈣不一定恰好完全反應 ,而純堿溶液和氫氧化鈣溶液均顯堿性,無論哪種物質過量,均能使酚酞溶液變紅,所以不能據溶液變紅確定只含氫氧化鈉;(說明:答到反應后溶液均顯堿性,滴加酚酞均會變紅即可。) 除去空氣中的CO2 將反應裝置內殘留的CO2全部排出被D裝置吸收 【答題空10】73.5%

【解析】(1)根據碳酸鈣分解的反應原理書寫方程式;

(2)根據分離固體和液體的方法分析解答;

(3)蒸發(fā)溶液時,玻璃棒的作用是通過攪拌使液體受熱均勻,防止液滴飛濺;

【猜想與假設】根據反應物的量分析;

【探究與驗證】根據實驗操作的現象及結論分析;

【反思與評價】分析所給反應流程圖,純堿溶液和氫氧化鈣生成氫氧化鈉,但二者不一定恰好完全反應;純堿溶液和氫氧化鈣溶液均顯堿性,無論哪種物質過量,均能使酚酞溶液變紅,所以甲的實驗設計不嚴密;

實驗分析:(1)根據NaOH的作用分析;

(2)根據避免CO2影響實驗結果分析;

(3)根據相關化學方程式計算分析;

解:(1)貝殼高溫煅燒時,發(fā)生反應的化學方程式為CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;

(2)操作Ⅰ的名稱過濾;

(3)溶液蒸發(fā)結晶得到固體C的過程中,常用玻璃棒攪拌,其目的是使液體受熱均勻,防止液滴飛濺;

【猜想與假設】氫氧化鈣與碳酸鈉反應,反應物的量的多少不確定,故小華的猜想為NaOH和Ca(OH)2的混合物;

【探究與驗證】小軍要檢驗碳酸根的存在,故滴加足量稀鹽酸(合理均可);小華

要確定氫氧化鈣不存在,滴加碳酸鈉溶液產生的現象是無白色沉淀產生(或無明顯現象);

【反思與評價】甲的實驗設計不嚴密,實驗過程中純堿溶液和氫氧化鈣不一定恰好完全反應 ,而純堿溶液和氫氧化鈣溶液均顯堿性,無論哪種物質過量,均能使酚酞溶液變紅,所以不能據溶液變紅確定只含氫氧化鈉;

實驗分析:(1)A裝置中裝有NaOH溶液,主要作用是除去空氣中的CO2,避免干擾實驗;

(2)實驗步驟④中,繼續(xù)通入一段時間空氣的目的是將反應裝置內殘留的CO2全部排出被D裝置吸收,避免干擾實驗;

(3)樣品中變質的氫氧化鈉與稀硫酸反應生成二氧化碳。由裝置D的質量變化可知,生成二氧化碳的質量為101.1g-100g=1.1g。

設樣品中氫氧化鈉的質量為x。

Na2CO3 +H2SO4= Na2 SO4+ H2O+CO2

106 44

x 1.1g

x=2.65g

樣品中氫氧化鈉的質量為10g-2.65g=7.35g

樣品中氫氧化鈉的質量分數為 =73.5%

答:樣品中氫氧化鈉的含量為73.5%。

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