某学习小组的同学在学习了Na2CO3、NaHCO3的性质后,了解到它们都能与盐酸反应产生CO2气体,那么如何鉴别Na2CO3和NaHCO3呢?带着这样的疑问,他们进行了下列探究:
【猜想】(1)甲同学认为可用CaCl2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液,而不能用澄清石灰水鉴别。
(2)乙同学认为固体Na2CO3、NaHCO3可用加热的方法鉴别。
依据是 。
(3)丙同学认为可用盐酸鉴别Na2CO3和NaHCO3固体。
【实验探究】
(1)甲同学:①将CaCl2溶液加入到分别盛有少量Na2CO3、NaHCO3溶液的试管中,发现盛有Na2CO3的试管产生了白色沉淀;②将澄清石灰水加入到分别盛有少量Na2CO3、NaHCO3溶液的试管中,发现两支试管中也都产生了白色沉淀。
此实验结果与猜想相同。
(2)乙同学分别取了一定量的Na2CO3、NaHCO3固体于大试管中加热(如图1):
①加热Na2CO3时,开始即见小试管中有少量气泡产生,继续加热,气泡逐渐减少,未见澄清石灰水变浑浊,
②加热NaHCO3时,乙同学观察到实验现象与①不同,证实了自己的猜想是合理的。
(3)丙同学在两支分别盛有少量Na2CO3、NaHCO3固体的试管中,各加入2 mL
2 mol/L的盐酸,观察到两支试管中均产生了大量气体,实验结果与猜想不一致,即得出不能用盐酸鉴别Na2CO3和NaHCO3。
【问题讨论】
(1)甲同学的两个实验中,大家对CaCl2与Na2CO3溶液的反应比较熟悉,该反应的离子方程式为 ;
(2)乙同学在加热Na2CO3固体时,开始产生少量气泡的原因是 ;在加热NaHCO3固体时,乙同学观察到的实验现象是 。
(3)丁同学认为丙同学的结论不对。丁同学认为对实验方案做一些改进,可用于鉴别碳酸钠与碳酸氢钠。他的改进方法是:称取各2.1 g两种固体,放入两个容积一样的气球中,在两只锥形瓶中各加入约25 mL 2 mol/L 的盐酸,分别将气球套在锥形瓶瓶口上,同时将气球中的固体同时倒入锥形瓶中,气球的膨胀比较 (填快或慢)的或最后气球比较 (填大或小)的是碳酸氢钠。
【拓展应用】
(1)要除去Na2CO3溶液中混有的少量NaHCO3,可加入适量的 溶液。
(2)要测定Na2CO3与NaHCO3固体混合物中Na2CO3的质量分数,可采用的方案有多种,请简述其中一种方案(写出简要步骤及要测定的数据,不要求写出如何用数据求出结果):
。
氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一种白色固体,受热易分解。某小组模拟制备氨基甲酸铵,反应如下(且温度对反应的影响比较灵敏):2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s) ΔH<0
(1)如用下图I装置制取氨气,可选择的试剂是。
(2)制备氨基甲酸铵的装置如下图Ⅱ所示,把NH3和CO2通入四氯化碳中,不断搅拌混合,生成的氨基甲酸铵的小晶体悬浮在CCl4中。 当悬浮物较多时,停止制备。
注:CCl4与液体石蜡均为惰性介质。
①发生器用冰水冷却的原因是_________________________________________,液体石蜡鼓泡瓶的作用是。
②从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是(填写操作名称)。为了得到干燥产品,应采取的方法是________(填写选项序号)。
a.常压加热烘干b.高压加热烘干 c.减压40℃以下烘干
(3)制得的氨基甲酸铵可能含有碳酸氢铵、碳酸铵中的一种或两种。
①设计方案,进行成分探究,请填写表中空格。
限选试剂:蒸馏水、稀HNO3、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、稀盐酸。
实验步骤 |
预期现象和结论 |
步骤1:取少量固体样品于试管中,加入蒸馏水至固体溶解。 |
得到无色溶液 |
步骤2:向试管中加入过量的BaCl2溶液,静置 |
若溶液不变浑浊,证明固体中不含碳酸铵。 |
步骤3:向试管中继续加入 。 |
,证明固体中含有碳酸氢铵。 |
②根据①的结论:取氨基甲酸铵样品3.95 g,用足量氢氧化钡溶液充分处理后,过滤、洗涤、干燥,测得沉淀质量为1.97 g。则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为_______________。[Mr(NH2COONH4)=78、Mr(NH4HCO3) =79、Mr(BaCO3)=197]
某校一研究性学习小组对胆矾晶体受热分解进行讨论。
Ⅰ.他们查阅资料得知:将胆矾晶体置于烘箱中加热时,在79~134℃,晶体失重14.4%;134~250℃,又失重14.4%;250~300℃,再失重7.2%。之后加热至620℃,质量维持不变。小组经过计算得出,胆矾在300~620℃的固体残留物为无水硫酸铜,134℃时的固体残留物的化学式为。
Ⅱ.小组对无水硫酸铜继续升温加热的可能变化进行猜想。他们提出了产物的以下几种猜想:
①.CuO、SO3;。
②.CuO、SO2和O2;
③.CuO、SO3和SO2;
④.CuO、SO3、SO2和O2
小组经过激烈讨论,认为猜想③不用实验就可排除,他们的理由是
查阅资料:①SO3为无色晶体,熔点16.6℃,沸点44.8℃。
②SO2,熔点:-72.4℃,沸点:-10℃;SO2通入BaCl2溶液中,无明显现象。
Ⅲ.实验探究:
小组按下图所示安装好实验装置。
(1)安装好装置后,未装药品前必须进行的操作是。
D装置的作用是。
(2)按图示装好药品后,用酒精喷灯对着硬质试管加热。一会儿后,B中溶液产生白色浑浊,C中溶液逐渐褪色。
Ⅳ.实验结果分析:
(1)小组同学大多认为无水硫酸铜热分解产物应该为猜想④。但有一个同学提出质疑,他认为B中溶液产生白色浑浊并不一定能确定产物中含有SO3。他的依据涉及的化学方程式是。于是,小组同学经讨论决定,再增加一个装置E,你认为该装置应加在(填装置字母)之间。增加装置后,小组重新实验,证明了产物中确实存在SO3。你认为他们根据什么现象得到这一结论?。
(2)小组在完成无水硫酸铜热分解的化学方程式时遇到了困难。他们发现该化学方程式为不定方程式,存在无数种配平情况,经过慎密地分析,他们认为只要能确定某些物质的计量数之比,即可确定该化学方程式。如已知SO2与SO3的计量数之比,就能确定该化学方程式。若设SO2与SO3的计量数之比为x,请写出配平后的化学方程式。
实验室利用如图装置进行中和热的测定。
回答下列问题:①如图装置中,为了酸碱能更充分地反应,应该增加一个(填玻璃仪器名称);大烧杯上没有盖上硬纸板,测得的中和热数值将会(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
②在操作正确的前提下提高中和热测定的准确性的关键是( 填代号)
A.进行实验时的气温 B.装置的保温隔热效果 C.实验所用酸碱溶液的体积
③如果用0.5mol/L的盐酸和氢氧化钠固体进行实验,则实验中所测出的“中和热”的数值将(填“偏大”、“偏小”、“不变”);原因是。
氨、氯气和溴是中学化学实验中的常见试剂:
(1)实验室利用反应:2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O中反应物CuO和生成物H2O的质量可以测定铜的近似相对原子质量,实验装置(加热及夹持装置未画出)如下。实验开始时,应先点燃(填‘‘A”‘‘B”)处酒精灯;c中碱石灰的作用为。
上述装置设计尚存在缺陷,应在(填上述仪器字母序号)之间再加一个装置,请画出该装置(注明所需试剂)。
(2)实验室用Cl2从盐湖苦卤(富含K+、Ca2+、Mg2+、Br-、SO、Cl-等)中提取较纯净的氯化钾晶体及液溴,流程如下:
①步骤I中液体静置分层后,从分液漏斗中分离出无色溶液A的具体操作过程为。
②加入试剂x的目的是;步骤Ⅳ中试剂y的化学式为;
③步骤v中蒸发溶液D时需要的仪器除酒精灯、三脚架外还需。
(3)Br2和FeCl3的稀溶液均呈黄色。将少量稀溴水滴入稀FeCl2溶液得黄色溶液,某同学设计实验验证二者混合能否发生反应:取少量混合溶液,加入淀粉碘化钾溶液,振荡溶液变蓝色,则二者未发生化学反应。该实验设计不正确,错误在于____。设计合理实验检验溴水和FeCl2溶液是否发生化学反应(简要说明实验步骤、现象和结论)。
(18分)硫代硫酸钠在工业生产中用途非常广泛。
(1)Na2S2O3溶液是定量实验中的常用试剂。实验室需用480mL一定浓度的Na2S2O3溶液,配制该溶液所需玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒外,还需__________________。
(2)Na2S2O3可以用作氰化物的解毒剂,工业上常用硫化碱法制备Na2S2O3,反应原理为:
2Na2S+Na2CO3+4SO23Na2S2O3+CO2,某研究小组在实验室模拟该工业原理制备Na2S2O3,部分实验装置如下:
①装置B的作用是检验装置A中SO2的吸收效率,则B中试剂是________________,表明SO2吸收效率低的实验现象是B中溶液________________________。
②实验结束时,测得装置C中的溶液含有两种溶质,其中一种为NaOH,则实验过程中该装置内发生反应的化学方程式是_________________________;若两种溶质的物质的量相等,则该溶液所含离子浓度的大小顺序为__________________________________。
③假设本实验所用的Na2CO3含少量NaC1、NaOH,设计实验方案进行检验。请完成下表。
已知:室温时CaCO3饱和溶液的pH=10.2。
限选试剂及仪器:稀硝酸、AgNO3溶液、CaC12溶液、酚酞溶液、蒸馏水、pH计,烧杯、试管、胶头滴管。