某校化学兴趣小组参观制碱厂后,获得以下信息并对相关问题进行研究。
【查阅资料】
①该厂采用“侯氏制碱法”生产的化工产品为纯碱和氯化铵。
②生产原料粗盐中含有少量可溶性杂质(MgCl2和CaCl2)及不溶性杂质。
③生产原理:NaCl+ NH3 + CO2 + H2O= NaHCO3↓+ NH4Cl,分离得晶体A,并使其充分受热,即可分解制得纯碱及两种常见的氧化物,此反应的化学方程式为 。
④氯化铵分解的化学方程式是NH4Cl △ NH3↑+HCl↑。
⑤部分生产流程如下图所示:
【问题讨论】
(1)溶液A中的溶质有NaCl和 、 ,操作Ⅱ的名称为 。
(2)上述流程中NaOH溶液的作用是除去粗盐中的 。
(3)写出加入Na2CO3溶液所发生反应的化学方程式 。
(4)上述生产流程中可循环使用的是 (填序号)。
A.CO2 | B.NH3 | C.HCl | D.NaOH |
(5)根据上述信息,请你设计实验区分碳酸钠和碳酸氢钠:
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
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【组成确定】
称取一定质量的纯碱样品,经多次充分加热后,再称重,质量无变化;另取少量纯碱样品加入适量水,样品完全溶解,向该溶液中加入过量稀HNO3,再滴加AgNO3溶液,有白色沉淀。
(6)由上述实验可确定纯碱样品含有杂质 (写化学式)。
【含量测定】
同学们为了测定该纯碱样品的纯度(假定只有(6)中的杂质),设计了如下实验:
(7)甲组实验:取10.0 g纯碱样品,向其中加入过量的盐酸,直至样品中无气泡冒出。充分加热蒸发所得物质并干燥、冷却至室温后称量,所得固体质量为10.9 g。计算样品中碳酸钠的质量分数为(写出计算过程,结果保留一位小数)。
(8)乙组实验:取10.0 g纯碱样品,利用右图所示装置,测出反应后装置C增重了3.5g(所加试剂均足量)。实验结束后,发现乙组测定的碳酸钠质量分数偏小,其原因是 。
某中学化学兴趣小组按照课本的实验方法(如图甲),做木炭与氧化铜反应实验时,发现很难观察到紫红色铜的生成,却往往有暗红色固体出现。他们决定对这个实验进行探究和改进。
【提出问题】暗红色的固体是什么?如何选择合适的反应装置,使木炭还原氧化铜的实验现象更明显?
【猜想与假设】
(1)同学们认为这种暗红色固体可能是一种氧化物,并猜测它的化学式可能为。
(2)同学们还认为,通过改变反应装置,可以使该实验现象更加明显,减少出现暗红色固体的情况.
【分析与交流】
(1)甲装置中酒精灯火焰处加有铁丝网罩,其作用是。
(2)该实验时应注意不能把石灰水变浑浊作为木炭跟氧化铜反应的充分证据,因为试管中还可能发生反应(写化学方程式)。
【实验与结论】
稳定的高温是本实验成功的关键因素之一,实验装置也会影响加热的效率。同学们决定用乙装置替代甲装置进行实验,他们在检验了乙装置的后,往试管中加入已干燥的药品并开始加热。待反应结束,先将导气管从石灰水中取出,然后用弹簧夹夹紧胶皮管,让产物自然冷却。若不用弹簧夹夹紧胶皮管,可能出现的后果是 ,待产物冷却后,同学们终于观察到了期待已久的紫红色铜,实验获得了圆满成功.
水煤气是将水蒸气通过灼热的焦炭而生成的气体,主要成分是一氧化碳、氢气及少量的二氧化碳和水蒸气。某课题组同学为验证水煤气的成分,做了以下准备:
(一)资料收集:①H2+CuOCu+H2O②无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色③氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳④浓硫酸可以吸收水蒸汽
(二)设计实验装置
请分析上面信息后回答:
(1)你认为验证水煤气中各成分的顺序依次是;
(2)装置E内观察到的现象是;
(3)实验中两次用到装置A,其目的分别是,;
请你设计一种尾气处理方案:。
为了探究“水的净化”过程,某实验小组从河中取来水样进行实验:
(1)实验小组的同学应用仪器:量取50mL的水,视线应与保持水平。
(2)右图是某同学制作的简易净水器,请回答下列有关问题:
在简易净水器中装入小卵石、石英砂的目的是: ;
活性炭的作用是: 。
实验室常用下列装置来制取氧气:
(1)写出上图中带标号仪器的名称:①,②。
(2)用双氧水和二氧化锰来制取氧气时,可选用的发生和收集装置是(填序号),其中二氧化锰起作用。
(3)用高锰酸钾制取氧气时,可选用的发生装置是(填序号),发生反应的化学方程式为。
(4)检验集气瓶里的气体是否为氧气的方法是。
一化学兴趣小组对某月饼包装盒中的“脱氧剂”很好奇,他们观察到“脱氧剂”外包装标注的成分为铁粉、活性炭和氯化钠,打开发现灰黑色的固体中还夹杂着少量红棕色粉末。
【资料获悉】①铁系“脱氧剂”的作用原理是利用铁能被氧气氧化,从而达到除氧保鲜的目的。铁被氧气氧化最终产物为红棕色的Fe2O3(其他产物忽略不计)。
② Fe2O3+3H2SO4="=" Fe2(SO4)3+3H2O ;Fe + Fe2(SO4)3= 3FeSO4。
③“碱石灰的干燥管”可以用来干燥氧气、氢气等气体。
【探究目的】小组同学欲探究该“脱氧剂”是否已经失效,并测定10.00g样品各成分的质量,设计了以下探究实验。
【实验探究】(假设所有操作没有损失)
步骤1:小刚用磁铁接近样品,发现磁铁吸引了部分黑色固体。
步骤2:称取10.00g样品于一烧杯中,加足量水充分搅拌溶解后,过滤,将滤渣洗涤、干燥、称得其质量为8.32g。
步骤3:按如右装置,将得到的8.32g固体与足量稀硫酸反应,用电子秤称得反应前后总质量差为0.11g。
步骤4:将锥形瓶中反应后的液体过滤,并将滤渣洗涤、干燥后,称得其质量为1.20g。
步骤5:分析测算步骤4中所得滤液得知:滤液中溶质是硫酸和硫酸亚铁 ,且最后分离出16.72g硫酸亚铁。
【交流讨论】
(1)由步骤1得出的结论是 。
(2)步骤2目的是。
(3)如果步骤4中滤渣没有经过洗涤,则称得的质量 1.20g(填“>”或“=”或“<”)
(4)小刚认为0.11g差值即为H2的质量,并由此计算出样品中单质铁的质量为3.08g。
小华提出在装置的a导管处应该再连接一个盛有碱石灰的干燥管,他这样做的理由
是(5)小华还认真分析题中所给资料,他认为用产生H2的质量计算样品中铁的质量不合理。其理由是:。
【学生实验】小华将步骤3的装置进行了改进,重新称取10.00g样品进行实验,并准确测得固体与足量稀硫酸反应前后总质量差为0.14g。
(6)请根据以上数据,计算10g该样品中各成分的质量。(只写出结果)