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:
【查阅资料】(1)Ca(HCO3)2可溶于水;
(2)NaHCO3固体受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水。
【猜 想】(1)甲同学认为可用澄清石灰水鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液。
(2)乙同学认为可用CaCl2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液。
甲、乙两同学的猜想是依据澄清石灰水、CaCl2溶液分别与Na2CO3溶液反应均有沉淀产生;又知道Ca(HCO3)2可溶于水,因此猜测澄清石灰水、CaCl2溶液分别与NaHCO3溶液混合不会产生沉淀,从而鉴别出两种溶液。
(3)丙同学认为固体Na2CO3、NaHCO3可用加热的方法鉴别。
【实验探究】(1)甲同学在两支分别盛有少量Na2CO3、NaHCO3溶液的试管中,各加入澄清石灰水,观察到两支试管中的现象相同,均产生了白色沉淀,实验结果与猜想不一致,即不能用澄清石灰水鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液。
(2)乙同学将CaCl2溶液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,实验结果出乎意料,但根据观察到的其他实验现象,他认为仍可用CaCl2溶
液鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液。
(3)丙同学分别取了一定量的Na2CO3、NaHCO3固体于大试管中加热(如图所示):
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,丙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。
【问题讨论】(1)小组同学对上述实验展开了讨论,对甲同学的两个实验进行了比较,并从物质在溶液中解离出不同离子的微观角度分析了原因(如图1、图2)。请写出Na2CO3与澄清石灰水发生反应的化学方程式 ;写出NaHCO3与澄清石灰水混合时参与反应的离子: 。
图1:澄清石灰水与Na2CO3溶液反应
图2澄清石灰水与NaHCO3溶液反应
(2)乙同学的两个实验中,大家对CaCl2与Na2CO3溶液的反应比较熟悉,而对CaCl2与NaHCO3溶液混合产生的现象难以理解,同学们又进一步查阅了资料,了解到CaCl2与NaHCO3溶液可发生如下反应:CaCl2+2NaHCO3=CaCO3↓+2NaCl+CO2↑+H2O,因而同学们知道了乙同学是通过观察到 现象来鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液的。
至于CaCl2与NaHCO3溶液为什么能发生上述反应,老师指出其反应原理较复杂,有待于今后学习中进一步探究。
(3)丙同学在加热Na2CO3固体时,开始产生少量气泡的原因是 ;根据你分析:Na2CO3受热 分解(填“易”或“不易”)。在加热NaHCO3固体时,丙同学观察到的实验现象是 (任写一种)。
【拓展应用】(1)固体Na2CO3中混有少量NaHCO3,可通过 方法除去。
(2)把105g氯化钙溶液与100g5.3%的碳酸钠溶液混合,恰好完全反应,则反应所得溶液中溶质的质量分数是多少?(写出完整的解题过程)。
2010年全国人大和政协会议使用了一种含碳酸钙的“石头纸”:为测定其中碳酸钙的含量,课外活动小组的同学称取50g碎纸样品。分别在5只烧杯中进行了实验,实验数据见下表(假设纸张其他成分既不溶于水,也不与水反应):
烧杯① |
烧杯② |
烧杯③ |
烧杯④ |
烧杯⑤ |
|
加入样品的质量/g |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
加入稀盐酸的质量/g |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
充分反应后生成气体的质量/g |
0.88 |
1.76 |
X |
3.52 |
3.52 |
(1)表中X的值为 ▲;
(2)求样品中碳酸钙的质量分数;
中国核潜艇技木世界领先。在潜艇中常用过氧化钠吸收二氧化碳并产生氧气来维持艇内空气成分平衡,其反应的化学方程式为:2Na202+CO2=2Na2CO3+O2.现有
质量分数为78%的过氧化钠100g.与足量的二氧化碳反应,可生成氧气多少克?(杂
质不参加反应)
Ag-Zn合金可用于工艺品的制作。某化学兴趣小组的同学为了测定某银锌合金的组成,取一定量样品于烧杯中,向其中分5次加入相同质量分数的稀硫酸,使之充分反应,每次所用稀硫酸的质量均为20g,剩余固体的质量记录于下表:
实验次数 |
第1次 |
第2次 |
第3次 |
第4次 |
第5次 |
反应后剩余固体的质量(g) |
17.4 |
14.8 |
12.2 |
10.8 |
10.8 |
试回答下列问题(填写数据一定要有单位!):
①该样品中银的物质的量为 (34) ;实验用样品的总质量是(35)。
②有同学认为没有必要进行第五次的实验,你的理由是(36);
③计算所用稀硫酸溶质的质量分数,除需用到稀硫酸溶液的质量为20g,还需要用到表格中的数据有(37)(多选不给分!)。
工业上,高温煅烧石灰石(CaCO3)可制得生石灰( CaO)和二氧化碳( CO2 )。如果要制取10吨氧化钙,需要碳酸钙多少吨?(写出计算过程,结果保留一位小数)。
为测定铜锌合金的组成,某化学小组的同学将200克稀硫酸分四次加入到40克合金中,得出如下数据和图像。
请计算:
(1)a的数值为。
(2)合金中铜的质量分数为。
(3)实验所用稀硫酸的质量分数是。