某兴趣小组同学为证明NaOH溶液与稀盐酸发生了中和反应,从不同角度设计了如下实验方案,并进行实验。
I、实验方案
方案一:先用pH试纸测定NaOH溶液的pH,再滴加盐酸,并不断振荡溶液,同时测定混合溶液的pH,测得的pH逐渐变小直到pH小于7,则证明NaOH溶液与稀盐酸发生了化学反应。
⑴反应后,所得溶液显 性(填“酸”、“碱”或“中”)
⑵用pH试纸测定NaOH溶液pH时,正确的操作是:
。
⑶简述强调“测得的pH小于7”的理由:
______________________________________________________________________________。
方案二:化学反应中通常伴随有能量的变化,可借助反应前后的温度变化来判断反应的发生。如果NaOH溶液与稀盐酸混合前后温度有变化,则证明发生了化学反应。
该组同学将不同浓度的盐酸和NaOH溶液各10 克混合,用温度计测定室温下混合前后温度的变化,并记录了每次混合前后温度的升高值△t(如下表)。
编号 |
盐酸 |
NaOH溶液 |
△t/℃ |
1 |
3.65﹪ |
2.00﹪ |
3.5 |
2 |
3.65﹪ |
4.00﹪ |
x |
3 |
7.30﹪ |
8.00﹪ |
14 |
⑷表中x = 。
⑸某同学在没使用温度计的情况下,通过下图所示装置完成了实验。则该同学根据实验现象:
,判断NaOH溶液与稀盐酸发生了中和反应。
II、实验中的意外情况
在实验过程中,他们发现盛放NaOH溶液的试剂瓶瓶口和橡皮塞上出现了白色粉末。他们依据所学的化学知识,对这种白色粉末的成分作了如下猜想:①可能是NaOH;②可能是Na2CO3;③可能是NaOH和Na2CO3。
⑹小明同学取白色粉末少许,溶于水后,先向溶液中加入足量的 溶液,看到白色沉淀产生,然后向上层清液中加入酚酞试液,看到溶液呈红色,验证了猜想③是正确的。
⑺为了进一步研究,三位同学取了10.0g上述样品,利用电子天平共同做了下图所示的实验。
实验数据记录如下:
称 量 项 目 |
称 量 时间 |
质量(g) |
试样 |
|
10.00 |
装置+稀硫酸质量 |
|
241.20 |
装置+稀硫酸质量+试样 |
反应开始后15秒 |
249.20 |
装置+稀硫酸质量+试样 |
反应开始后35秒 |
247.00 |
装置+稀硫酸质量+试样 |
反应开始后55秒 |
247.00 |
试通过分析表中数据计算上述样品中各成份的质量分数分别是多少?(写出计算过程)。
(8)有同学提出按上述实验所测得试样中Na2CO3质量分数会偏小,该同学的理由是(实验操作均正确): 。
实验室里有一瓶长期暴露在空气中的氢氧化钠固体,某化学兴趣小组对其进行了如下探究。
(1)确定固体的成分。
【提出猜想】猜想Ⅰ:固体中只含碳酸钠;
猜想Ⅱ:固体中只含氢氧化钠;
猜想Ⅲ:固体中含有。
【进行实验】
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
①取少量固体溶于水,加入; |
产生白色沉淀 |
猜想Ⅲ成立 |
②将上述反应后的混合液过滤,取少量滤液,加入。 |
(2)测定固体中碳酸钠的质量分数。
【查阅资料】二氧化碳几乎不溶于饱和碳酸氢钠溶液中。
【进行实验】取2g固体,在25℃、101kPa下用如图所示装置进行实验,步骤如下:
①连接好装置并检查气密性;
②装入药品,通过分液漏斗滴加足量稀硫酸后,关闭分液漏斗活塞;
③充分反应后,恢复至25℃、101kPa,量筒中液体的体积为220mL。
【实验分析】
①装置B中的饱和碳酸氢钠溶液不能用水代替,原因是。
②充分反应后,装置A中残留的的二氧化碳对实验结果是否有明显影响?(选填“有”或“没有”)。
③已知在25℃、101kPa下二氧化碳的密度为1.8g/L,则固体中碳酸钠的质量分数为(结果保留至0.1%)。
(3)除去固体中的碳酸钠。
【进行实验】实验流程如下图:
【实验分析】该流程中发生反应的化学方程式为。
操作①、②、③均需用到的一种仪器是。
某品牌纯碱中含有少量氯化钠.某化学探究小组欲测定该品牌纯碱的纯度(即碳酸钠的质量分数)。
Ⅰ.甲组同学设计如图所示实验:
【实验步骤】①组装好如图仪器,并;
②称取7.0g样品放入锥形瓶中,加入少量蒸馏水溶解,并在其他装置中加入相应的药品;
③称量装置C的质量;
④打开分液漏斗旋塞滴入稀硫酸,直到不再产生气泡为止;
⑤再次称量装置C 的总质量; ⑥计算出样品中碳酸钠的质量分数。
【实验分析】(1)A装置中反应的化学方程式为;
(2)B装置的作用是;
(3)如果没有D装置则所测样品中碳酸钠的质量分数偏大的原因是;
(4)称得纯碱样品的质量为7.0g,实验前、后C装置(包含药品)的质量分别为61.2g和63.4g,则该纯碱样品的纯度为(计算结果精确到0.1%)。
Ⅱ.乙组同学采用生成沉淀的方法来测定样品中纯碱的质量分数,设计了如下实验:
(1)判断加入氯化钡溶液是否过量的合适方法是(填编号),然后观察现象判断。
A.向混合物X中滴加稀硫酸,若有白色沉淀生成则说明氯化钡已经过量
B.静置混合物X,向上层清液中继续滴加氯化钡溶液,若无白色沉淀生成,则氯化钡已经过量
(2)判断滤渣是否洗涤干净,可以采取向最后的洗出液中滴加,然后观察现象判断。
(3)根据实验数据,乙组测得样品中碳酸钠的质量分数为多少?(写出计算过程,计算结果精确到0.1%)。
【实验反思】乙组所测实验数据比甲组更准确,你认为甲组存在较大偏差的原因可能是。
实验室有一瓶标签受到腐蚀(如图所示)的无色溶液,老师叫各小组开展探究。
【提出问题】这瓶无色溶液究竟是什么物质的溶液?
【猜想与假设】经了解得知,这瓶无色溶液原是放在存放盐溶液的柜子里。由此猜测:可能是碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、硫酸钠、硝酸钠中某一种的溶液。
【理论分析】为了确定该溶液,他们首先进行了分析:
(1)甲同学根据标签上的组成元素认为一定不可能是溶液。
(2)乙同学提出,碳酸氢钠、硝酸钠的溶液也不可能,他的依据是。
【设计实验】为了确定该溶液究竟是剩余两种盐的哪一种溶液,他们设计了如下实验。
实 验 操 作 |
实 验 现 象 |
①取少量该无色溶液于试管中,慢慢滴加
溶液。 ②静置后,倾去上层清液,向沉淀中滴加稀盐酸。 |
产生白色沉淀。 产生大量气泡,沉淀消失。 |
【实验结论】
(3)该瓶无色溶液的溶质是。生成白色沉淀的化学方程式是。
【实验反思】
(4)丙同学认为原设计的实验还可简化,同样达到鉴别的目的。丙同学设计的实验如下(将实验操作及实验现象填入相应的空格中):
实 验 操 作 |
实 验 现 象 |
一辆载满20t电石的挂车,在浙江滨江区燃起熊熊大火并伴有大量黑烟。事故路面上洒落了五六百米燃着的石头。这辆货车在雨中整整燃烧了一天,消防官兵对大火也束手无措,场面让人震撼。大家对电石的化学性质产生了浓厚的兴趣,请你一起与他们完成下列探究活动.
【查阅资料】电石的主要成分是碳化钙(CaC2),可以与水反应生成一种可燃性气体及白色固体。常见的可燃性气体中,乙炔(C2H2)燃烧时伴有大量黑烟。
【猜想与假设】
电石与水反应生成的可燃性气体是:氧气、氢气或乙炔(C2H2);同学们做出以上猜想的依据是,大家讨论后,一致认为该气体不可能是氧气,原因是。电石与水反应生成的白色固体是:氧化钙、氢氧化钙或碳酸钙中的一种。同学们经过讨论认为白色固体不可能是氧化钙,因为氧化钙会与水反应。
【实验探究】
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
(1)取适量电石加水反应,收集生成的气体,验纯后点燃. |
气体燃烧,产生黄色火焰并伴有浓烈黑烟. |
电石与水反应产生的气体是 |
(2)取适量反应后生成的固体于试管中,滴加过量稀盐酸. |
固体溶解, |
电石与水反应产生的固体不是碳酸钙 |
(3)取适量反应后生成的固体于试管中加水,向上层清液中滴加. |
溶液变红 |
电石与水反应产生的固体是氢氧化钙 |
【反思交流】请根据以上实验结论写出电石与水的反应的化学方程式;
载有电石货车可以在雨中整整燃烧一天而不熄灭,说明电石与水反应是(填“吸热”或“放热”)反应。
某校兴趣小组对氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后的有关问题,进行了如下探究,请同学们一起参与此次探究之旅。
(1)探究一:判断氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后是否恰好完全中和?
【方案设计】小亮、小丽、小林三位同学设计了如下方案进行探究:
方案 设计者 |
方案步骤 |
方案预估现象 |
方案 预估结论 |
小亮 |
取少量反应后的溶液于一支试管中,并向试管中滴加几滴无色酚酞试液,振荡 |
酚酞试液 不变色 |
恰好完全中和 |
小丽 |
用一根洁净的玻璃棒蘸取反应后的溶液沾在pH试纸上,把试纸呈现的颜色与标准比色卡对照 |
pH=7 |
恰好完全中和 |
小林 |
取少量反应后的溶液于一支试管中,并向试管中滴加稀硝酸和硝酸银溶液 |
有白色沉淀生产 |
盐酸过量,没 有完全中和 |
【方案评价】请判断以上设计的三个方案中, 同学的方案是正确的。
【方案反思】请分析另外两个方案中任意一个错误的原因 。
(2)探究二:氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后,所得溶液中溶质的成分是什么?
【作出猜想】小亮猜想:溶质有NaCl、HCl、NaOH;小丽猜想:溶质只有NaCl;
小林猜想:溶质有NaCl、HCl;你的猜想:溶质有 (填化学式)。
小丽认为小亮的猜想是错误的,她的理由是 。
【实验设计及验证】请你将下列实验报告填写完整:
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
取反应后的溶液于试管中,加入碳酸钠溶液 |
小林猜想正确 |
|
有蓝色沉淀生成 |
你的猜想正确 |