Question

（22分）研究碳及其化合物的性質(zhì)和用途是中學(xué)化學(xué)的任務(wù)之一。

I．某興趣小組在實(shí)驗(yàn)室中制備碳酸鈉溶液。方案如下：步驟一，取25 mL一定濃度的NaOH溶液，通人CO2氣體至過量；步驟二，加熱煮沸步驟一所得溶液；步驟三，另取25 mL相同濃度的NaOH溶液與步驟二所得溶液混合，即得碳酸鈉溶液。

（1）完成步驟一可選的化學(xué)試劑有：稀鹽酸、NaOH溶液、大理石、飽和碳酸鈉溶液、稀硫酸、飽和碳酸氫鈉溶液等，需要的裝置如下所示。

①各裝置正確的連接順序?yàn)? （用a、b、c、d表示）。

②檢查整套裝置氣密性的方法是 。

③裝置A中常用藥品為 ；裝置C中化學(xué)藥品的作用是 。

（2）寫出步驟三中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 。

（3）有同學(xué)提出“步驟二”沒有必要，請(qǐng)你簡(jiǎn)述自己的看法 。

Ⅱ．實(shí)驗(yàn)室用純堿和鹽酸處理某種蛇紋石（已知蛇紋石中含有MgO、SiO2．CaO、Fe2O3、Al2O3等氧化物）模擬制備氧化鎂的流程如下：

（1）過濾需要的玻璃儀器有 。

（2）沉淀Ⅱ的成分為 ，請(qǐng)用離子方程式表示生成沉淀的過程 （寫出一個(gè)即可）。

（3）純堿溶液中所有離子濃度的大小關(guān)系為 。

（4）已知l0%的純堿溶液密度為1．06g／cm3，則其物質(zhì)的量濃度為____ ，

 

Answer 1

I．（1）①adcb。②關(guān)閉分液漏斗活塞，向燒杯中加水至沒過導(dǎo)管口，微熱燒瓶，導(dǎo)管口有氣泡冒出，停止加熱，導(dǎo)管內(nèi)形成一段水柱，說明裝置氣密性良好。③稀鹽酸和大理石；除去二氧化碳中的氯化氫。（2）OH－+HCO3—====CO32—+H2O。（3）步驟二的目的為除去溶解的過量的二氧化碳，否則將使碳酸鈉不純。

Ⅱ．（1）燒杯、漏斗、玻璃棒。（2）根據(jù)上述分析知，沉淀Ⅱ的成分為CaCO3、Fe(OH)3、Al(OH)3，CO32- + Ca2+====CaCO3↓，2Fe3+ + 3CO32- + 3H2O ==== 2Fe(OH)3↓ + 3CO2↑，2Al3+ + 3CO32- + 3H2O====2Al(OH)3↓ + 3CO2↑；（3）c(Na＋)＞c(CO32—)＞c(OH－)＞c(HCO3—)＞c(H＋)。（4）1 mo1·L－1。

【解析】

試題分析：I．根據(jù)題意知，該小組制備碳酸鈉溶液的原理為：CO2(過量)+NaOH====NaHCO3，NaOH+NaHCO3====Na2CO3+H2O。（1）分析題給裝置知，A為二氧化碳的發(fā)生裝置，B中發(fā)生二氧化碳與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)，C裝置除去二氧化碳中的氯化氫；①為制得純凈的碳酸氫鈉溶液，要先除去二氧化碳中的氯化氫，各裝置正確的連接順序?yàn)閍dcb。②檢查整套裝置氣密性的方法是關(guān)閉分液漏斗活塞，向燒杯中加水至沒過導(dǎo)管口，微熱燒瓶，導(dǎo)管口有氣泡冒出，停止加熱，導(dǎo)管內(nèi)形成一段水柱，說明裝置氣密性良好。③實(shí)驗(yàn)室制備二氧化碳的原理為碳酸鈣和稀鹽酸反應(yīng)，裝置A中常用藥品為稀鹽酸和大理石；裝置C中化學(xué)藥品的作用是除去二氧化碳中的氯化氫。 （2）步驟三中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為OH－+HCO3—====CO32—+H2O。 （3）步驟二的目的為除去溶解的過量的二氧化碳，否則將使碳酸鈉不純。

Ⅱ．根據(jù)題給流程分析，蛇紋石用30%鹽酸酸浸，MgO、CaO、Fe2O3、Al2O3和鹽酸反應(yīng)溶解，反應(yīng)方程式分別為：MgO+2HCl=MgCl2+H2O，CaO+2HCl=CaCl2+H2O，F(xiàn)e2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O；而SiO2不與鹽酸反應(yīng)，過濾得沉淀Ⅰ為二氧化硅，濾液為MgCl2、CaCl2、FeCl3、AlCl3和鹽酸的混合液，向?yàn)V液中加入一定量10%純堿溶液，Ca2＋、Fe3+、Al3+和碳酸鈉溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵、氫氧化鋁和碳酸鈣沉淀經(jīng)過濾而除去，反應(yīng)方程式為CO32- + Ca2+====CaCO3↓，2Fe3+ + 3CO32- + 3H2O ==== 2Fe(OH)3↓ + 3CO2↑，2Al3+ + 3CO32- + 3H2O====2Al(OH)3↓ + 3CO2↑；向?yàn)V液中加足量15%純堿溶液制得堿式碳酸鎂，過濾，回收氯化鈉、碳酸鈉和碳酸氫鈉，堿式碳酸鎂煅燒得氧化鎂。（1）過濾需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒。（2）根據(jù)上述分析知，沉淀Ⅱ的成分為CaCO3、Fe(OH)3、Al(OH)3，用離子方程式表示生成沉淀的過程CO32- + Ca2+====CaCO3↓，2Fe3+ + 3CO32- + 3H2O ==== 2Fe(OH)3↓ + 3CO2↑，2Al3+ + 3CO32- + 3H2O====2Al(OH)3↓ + 3CO2↑；（3）純堿溶液中所有離子濃度的大小關(guān)系為c(Na＋)＞c(CO32—)＞c(OH－)＞c(HCO3—)＞c(H＋)。（4）利用公式c= 將題給數(shù)據(jù)代入計(jì)算，純堿溶液的物質(zhì)的量濃度為1 mo1·L－1。

考點(diǎn)：考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作，物質(zhì)的制備方案的設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)，物質(zhì)的的分離提純，離子方程式的書寫，離子濃度大小比較，物質(zhì)的量濃度的計(jì)算。