某化学小组对碳酸氢钠和碳酸钠的制备与性质产生兴趣,他们了解到下列化学史及相关信息:
I.我国化学家侯德榜在吕布兰法和索尔维法的基础上创立了先进的侯氏制碱法,基本消除废弃物的排放,同时生产 NaHCO3和NH4Cl,请写出碳酸氢钠的一种用途: 。
II.索尔维法的原理:NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
Ⅲ.氨气(NH3)是一种有刺激性气味、极易溶于水的碱性气体。
IV.Na2CO3与HCl的反应分步进行,首先发生反应:Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl
【实验目的】利用如图所示装置模拟索尔维法制备碳酸氢钠,进而制得碳酸钠。
【实验设计】
步骤1:关闭K1,打开K2使氨气进入装置C,调节气流速率,待装置C中气流平稳后,打开K1通入CO2。
步骤2:待装置C的锥形瓶内出现较多固体时,关闭K2停止通NH3,一段时间后,关闭K1停止通CO2。
步骤3:将锥形瓶内反应后的混合物过滤、洗涤、低温干燥,即得碳酸氢钠固体。
步骤4:将所得碳酸氢钠固体加热制取碳酸钠。
【表达交流】
(1)装置B中饱和 NaHCO3溶液的作用是除去CO2中混有的HCl,反应的化学方程式为 。
(2)装置C锥形瓶上连接的长颈漏斗的作用是 (填序号)。
A.用于添加饱和食盐水 B.平衡气压 C.冷凝回流CO2
(3)步骤2中关闭K2停止通NH3后,还要继续通一段时间CO2,其目的是 。
(4)步骤3中“低温干燥”的原因是 。
【反思评价】有同学认为应该在长颈漏斗内放置一团蘸有酸液的棉花,理由是 。
【延伸拓展】该小组继续探究碳酸钠的性质,向碳酸钠溶液中逐滴加入足量的稀盐酸,观察到: 。
某化学兴趣小组的同学发现,不同物质的变化常伴随着相同的实验现象。但从化学的角度去研究,会发现其本质的区别。
【现象分析】
实验一:如图所示向盛有一定量氧化钙固体的试管里加入一定量的水,迅速用带导管的橡皮塞塞紧试管口,并将导管的另一端通入盛有水的试管中,发现A试管的管壁发热,B试管中导管口有气泡冒出。请写出反应的化学方程式 。
实验二:用氢氧化钠固体代替氧化钙重复一次上述实验,同样发现了上述两个实验现象。
【本质归纳】
相同的实验现象,可以由不同的变化引起。
【探究运用】
在探究混合物的成分时,要研究相同实验现象的本质区别。
实验三:有一包白色粉末可能含硫酸钡、碳酸钠、和氢氧化钡中的一种或几种,取一定量的该粉末加入到盛有足量水的烧杯中,搅拌、静置,观察到有白色不溶物。
小刚同学认为,白色粉末中一定含有硫酸钡;
小红同学认为,小刚的结论不准确,其理由可用化学方程式表示为 。
针对上述两名同学的观点,小明同学进一步设计如下实验方案进行探究:
(1)步骤③中,滴入酚酞溶液后,若滤液E为红色,则滤液E中除酚酞外还一定含有的溶质是 (填化学式,下同),由此得出原白色粉末成分组成的结论是 。
(2)小燕同学认为,只需要取少量滤渣B,加入过量的稀盐酸,若看到的现象是白色不溶物部分溶解,且有气泡产生,就足以说明原白色粉末的成分是 。
在学习酸的化学性质后,同学们做了如图所示的A、B两个实验:
(1)A试管中发生反应的化学方程式 。向B试管中的加入足量的稀硫酸,观察到的现象是 。
(2)实验结束后,小红将A、B两试管中的废液倒入同一洁净的烧杯中,片刻后发现烧杯中出现了红褐色沉淀,经分析,红褐色沉淀是氢氧化铁。
小红将烧杯中物质进行过滤得到无色滤液,滤液中含有什么溶质?小红、小军对此进行探究。
【实验讨论】
①小红分析了反应物和生成物之后,认为滤液中不可能有H2SO4,因为 。
②小军认为滤液中不可能有Fe2(SO4)3,理由是 。
【提出猜想】
猜想Ⅰ:Na2SO4 NaOH 猜想Ⅱ:
【设计实验】
实验操作 |
实验现象 |
结论 |
取少量滤液于试管中,向其中滴加酚酞试液 |
________ |
猜想Ⅰ成立 |
根据下列制取气体的实验装置示意图回答:
(1)写出图中带有标号仪器的名称:① ;② .
(2)实验室用氯酸钾制取氧气,可选择的气体发生装置和收集装置是 (写出一组),该反应的化学方程式 .
(3)实验室制取二氧化碳,选用的药品是 .
(4)与B相比,C装置的优点是 .
根据如图所示实验回答:
A实验:玻璃棒的作用 .
B实验:点燃氢气之前必须先 .
C实验:倾倒二氧化碳下层的蜡烛熄灭,说明二氧化碳具有的物理性质 ;继续倾倒二氧化碳上层的蜡烛没有熄灭,你认为可能的原因是 .
复分解反应的类型,可以用字母AB+CD=AD+CB来表示。某化学兴趣小组通过实验探究"稀硫酸与以下四种物质是否发生复分解反应"。这四种物质是:NaOH溶液、NaCl溶液、K 2CO 3溶液和Ba(NO 3) 2溶液
(1)甲同学提出稀硫酸与NaCl溶液不能发生复分解反应,因为这两种化合物互相交换成分,没有 生成
(2)乙同学设计了以下三个实验,请你在空白处填写相关内容:
序号 |
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
实验1 |
取1~2mL K 2CO 3溶液于试管中,滴入稀硫酸 |
稀硫酸与K 2CO 3溶液发生了复分解反应 |
|
实验2 |
取 1~2mL Ba(NO 3) 2溶液于试管中,滴入稀硫酸 |
有白色沉淀生成 |
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实验3 |
取 1~2mL NaOH溶液于试管中,滴入稀硫酸 |
没有明显现象 |
稀硫酸与 NaOH溶液不发生反应 |
(3)在实验3中,乙同学因为未观察到明显的实验现象,故判断该反应不能发生。甲同学不同意他的看法,理由是 (用化学方程式表示)
(4)甲同学用下列药品:NaOH溶液、稀硫酸和无色酚酞溶液,设计下列实验方案通过明显的现象,证明稀硫酸与NaOH溶液发生了化学反应。
请帮助甲同学完成下表中的实验方案:
序号 |
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
实验4 |
① |
稀硫酸与 NaOH溶液发生了化学反应 |
|
② |
(5)通过上述实验探究,该组同学发现:对于没有明显现象的化学反应,可以从两个不同的角度证明反应的发生。有些实验是通过检验生成物证明反应的发生;而实验4是通过检验 证明反应的发生。