【2015年广西省南宁市】某化学兴趣小组的同学对实验室制取二-优题课

在古代，人们常用贝壳（主要成分是碳酸钙，杂质不参加反应且不溶于水）和纯碱为原料制取烧碱，某小组同学按图所示流程进行实验，请你参与讨论并回答相关问题．

（1）贝壳高温煅烧时，发生反应的化学方程式是；
（2）操作Ⅰ中用到的玻璃仪器有烧杯、、玻璃棒；
（3）溶液蒸发结晶得到固体C的过程中，常用玻璃棒搅拌，其目的是；
【问题与发现】该小组同学所得到固体C一定是纯净的NaOH吗？
【猜想与假设】根据反应原理，甲、乙、丙三位同学提出以下猜想：
甲：纯净的 $N a O H$

乙： $N a O H$ 和 $N a_{2} C O_{3}$ 的混合物
丙： $N a O H$ 和 $C a (O H)_{2}$ 的混合物
【探究与验证】甲、乙、丙三位同学分别设计下列方案，对自己的猜想进行验证．实验操作、现象和结论如下表，请参与他们的探究并完成所缺内容．

	实验操作	现象	结论
甲	取少量固体C，溶于适量水形成溶液后，滴加几滴酚酞试液	溶液变红	猜想成立
乙	取少量固体C，溶于适量水形成溶液后，滴加足量	无气泡产生	猜想不成立
丙	取少量固体C，溶于适量水形成溶液后，滴加几滴饱和溶液		猜想成立

某兴趣小组对食用纯碱和食用小苏打两种粉末进行以下探究．
[查阅资料]

名称	食用纯碱	食用小苏打
主要成分	$N a_{2} C O_{3}$	$N a H C O_{3}$
酸碱性	水溶液显碱性	水溶液显碱性
热稳定性	受热不分解	270℃时完全分解为碳酸钠、二氧化碳、水

（1）探究两者水溶液酸碱性的差异
小明分别向等浓度的两种溶液中滴入酚酞试液，发现两者都变色，但食用纯碱溶液中颜色更深，由此推测可能溶液碱性更强．小欢认为要比较两种溶液的碱性强弱，可直接用进行测定．
（2）验证两种粉末的稳定性
在老师的指导下，该小组按如图1装置进行实验操作，观察到（填"甲"或"乙"）烧杯中澄清石灰水变浑浊，试管中发生反应的化学方程式为，装置中棉花的作用是．
（3）测定食用纯碱粉末的纯度
取食用纯碱粉末试样，利用如图2装置进行实验测定．

数据记录如下：

称量项目	称量时间	质量/g
试样		11.0
装置+稀盐酸		160.0
装置+稀盐酸+试样	反应开始后20s	167.0
装置+稀盐酸+试样	反应开始后30s	166.6
装置+稀盐酸+试样	反应开始后90s	166.6

②通过计算确定食用纯碱粉末中 $N a_{2} C O_{3}$ 的质量分数．（写出计算过程，结果保留一位小数．）
③如果测得的结果比实际纯度高，可能的原因是．（答一种即可）

某兴趣小组同学对实验室制取氧气的条件进行如下探究实验．
①为探究催化剂的种类对氯酸钾分解速度的影响，甲设计以下对比试验：
I．将3.0 $g$ $K C l O_{3}$ 与1.0 $g$ $M n O_{2}$ 均匀混合加热
II．将 $x$ $g$ $K C l O_{3}$ 与1.0 $g$ $C u O$ 均匀混合加热
在相同温度下，比较两组实验产生 $O_{2}$ 的快慢．
I中反应的化学方程式是；II中 $x$ 的值为．
②乙探究了影响双氧水分解速度的某种因素，实验数据记录如表：

	双氧水的质量	双氧水的浓度	$M n O_{2}$ 的质量	相同时间内产生 $O_{2}$ 的体积
I	50.0 $g$	1%	0.1 $g$	9 $m l$
II	50.0 $g$	2%	0.1 $g$	16 $m l$
III	50.0 $g$	4%	0.1 $g$	31 $m l$

实验结论：在相同条件下，，双氧水分解得快．
丙用如图装置进行实验，通过比较也能达到实验目的．

某品牌纯碱中含有少量氯化钠．某化学探究小组为了测定该纯碱的纯度（即碳酸钠的质量分数），组内一同学设计了如下实验：
【设计实验方案】
实验装置（如图2所示，固定装置略去）；

需要测定的实验数据：纯碱样品的质量；实验前、后装置（包括氢氧化钠固体）的总质量．
（1） $A$ 装置中反应的化学方程式为；为了保证纯碱样品中的碳酸钠完全反应，其操作是．
（2） $B$ 装置的作用是； $C$ 装置中反应的化学方程式为．
（3）补充 $D$ 装置（简要叙述或画出装置示意图）．
【交流与表达】
（4）有同学认为图2所示实验装置会造成测得纯碱的纯度偏低，原因是．
（5）为了克服图2装置的不足，有同学提出，还应增加图1装置与 $A$ 装置连接（ $A$ 装置中原双孔橡胶塞换成三孔橡胶塞），在反应前、后用图1装置分两次缓缓鼓入足量空气．
①反应前，断开 $B$ 、 $C$ 装置之间的连接，用图1装置鼓入空气的作用是；
②反应后，用图1装置鼓入空气的作用是；
③在 $A$ 装置中的反应发生时，开关 $R$ 处于关闭状态，其原因是．
【数据处理】
（6）称得的纯碱样品质量为10.8 $g$ ，实验前、后 $C$ 装置的总质量分别为75.2 $g$ 和79.6 $g$ ，纯碱的纯度为%（计算结果保留小数点后一位）．
【反思与评价】
（7）能否用稀盐酸代替稀硫酸？同学们经过讨论认为不能，理由是．
（8）改进后的实验装置能减少测定的误差，原因是①反应生成的 $C O_{2}$ 尽可能被 $C$ 装置吸收；②．

．小明设计了图1所示的实验装置，进行一氧化碳还原氧化铜的实验。试回答：

⑴该装置的不足之处是。
⑵实验开始时，先要进行的操作是
（选填序号：①加热 ②通一氧化碳）。
⑶实验过程中，B处反应的化学方程式是。
Ⅱ．为分离A装置中反应排出的一氧化碳和二氧化碳，小明又设计了图2的装置（铁架台、铁夹等装置已略去，a、b为活塞）。

⑴当关闭活塞b，打开活塞a时，可分离得到（写化学式,下同）。
⑵然后关闭活塞a，再打开活塞b，又可分离得到。
Ⅲ．对于A装置中反应后得到的红色固体（此时氧化铜已全部反应完），
小明进行了以下探究
【查阅资料】①氧化铜经一氧化碳还原不仅能生成铜，还可能生成氧化亚铜（化学式为Cu₂O）。②Cu₂O是不溶于水的红色固体，在酸性溶液中，可发生反应生成Cu²⁺和Cu。
【提出猜想】氧化铜经一氧化碳还原所得到的红色固体中除Cu外还可能含有Cu₂O。
【进行实验】小明设计了一个最简单的实验方案证明自己的猜想。

实验步骤
实验现象与结论
化学方程式