氢氧化钾是一种常见的碱.某化学兴趣小组的同学依据绿色化学的核心及原则,利用所学的化学知识,设计了制备氢氧化钾的方案,同时还可制得纯碱等物质,具体流程如图所示(部分反应、条件和产物已经略去):
【提出问题1】溶液C中的溶质除氢氧化钾外,还含有什么?
【猜想与假设1】猜想1:K2CO3 猜想2:Ca(OH)2
【实验与探究1】小林同学设计了如下实验对猜想进行探究
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
取少量溶液C于试管中,滴加稀盐酸 |
|
猜想1错误 |
同学们经过讨论分析后认为小林的实验结论不严密,理由是 .
【提出问题2】固体D中的成分是什么?
【猜想与假设2】小军同学经分析认为一定含有CaCO3,原因是 (用化学方程式表示);可能还含有 .
【实验与探究2】请你设计一个简单可行的实验方案,证明固体D中存在猜想与假设2中可能还含有的物质 (所用试剂只能为溶液).
【表达与交流】由反应①和反应②原理制备纯碱的方法就是我国著名的“侯氏制碱法”,请写出反应①的化学方程式 .
【反思与评价】请你写出以上物质制备流程方案中体现绿色化学的核心及原则的一点 .
如图所示为实验室中常见气体制备、净化、干燥、收集和进行实验探究的部分仪器,欲利用其进行下列化学实验。
(1)用单质锌和稀硫酸反应,制取氢气并进行氢气可燃性实验。在点燃氢气前,一定要注意检验 。
(2)以石灰石和稀盐酸为原料制取二氧化碳的化学方程式为 。制取、收集干燥的二氧化碳气体,并去除混有的少量HCl气体,所选仪器的连接顺序为 (从左至右填写仪器序号字母)(提示:挥发出的少量HCl气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收)。
(3)在实验室中以过氧化氢溶液为原料(二氧化锰作催化剂)制取氧气,并对某种塑料袋试样的组成元素进行分析探究(查阅资料知该塑料只含C、H两种元素),所选仪器按“A→E1→D→E2→B→碱石灰干燥管”的顺序连接(E1、E2为浓硫酸洗气瓶),实验前检验装置气密性。使一定质量的该塑料袋碎屑在氧气中充分燃烧,观察现象,收集有关实验数据(假设发生的化学反应都充分反应)。
①在该装置中,洗气瓶E1、E2的作用是 。
②仪器D的大玻璃管中放入的塑料袋碎屑质量为5.6g,加入的塑料袋碎屑充分燃烧后,测得仪器E2的质量增加7.2g,仪器B的质量增加17.6g,则在该塑料袋试样中,氢、碳两元素的质量之比为氢元素的质量:碳元素的质量= (填写最简整数比)。
1926年我国化学家侯德榜创立了“侯氏制碱法”,使原料NaCl的利用率从70%提高到96%,也使原来的副产物CaCl2转化成化肥NH4Cl.Na2CO3和NaCl的溶解度曲线如图所示,请回答下列问题:
①以NaCl为原料制取纯碱(Na2CO3),从元素守恒的观点来看,还需要补充 两种元素。(填写元素符号)
②t1℃时,Na2CO3的溶解度是 g。
③将t2℃时的Na2CO3的饱和溶液及NaCl的饱和溶液均降温至t1℃,此时Na2CO3溶液的溶质质量分数 (填”大于”“等于”小于”或“无法判断”)NaCl溶液的溶质质量分数。
如图1是某品牌化肥标签,为了验证该化肥的含氮量,分析和实验如下:
(1)通过列式计算判断此标签是否有错误。(计算结果保留至0.1%)
(2)根据国家标准碳铵化肥中碳酸氢铵含量不得低于95%.某实验小组为了验证该化肥是否合格,利用图2装置进行了三次试验(假设杂质不发生反应),实验结果如下:
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
平均值 |
样品的质量/g |
16.0 |
16.0 |
16.0 |
16.0 |
浓硫酸增加的质量/g |
3.41 |
3.39 |
3.40 |
3.40 |
①小华同学认为反应后浓硫酸增加的质量是氨气的质量,反应为2NH3+H2SO4═(NH4)2SO4.根据小华的分析,该化肥中碳酸氢铵的质量分数为 (计算结果保留至0.1%)。
②小青同学认为小华的计算结果不能说明该化肥是否合格,理由是 。根据小青的分析,列式计算该化肥中碳酸氢铵的质量分数,并判断该化肥是否合格。(计算结果保留至0.1%)
小红同学用碳酸氢钠作为膨松剂蒸馒头时,发现蒸热后的馒头有气孔,但膨松效果一般;在妈妈的建议下,小红在使用碳酸氢钠的同时加入一定量的食醋,蒸熟后的馒头膨松效果就理想多了,小红对碳酸氢钠作为膨松剂的作用原理进行探究。
[提出问题]碳酸氢钠作为膨松剂的作用原理是什么?
[查阅资料]膨松剂是在食品加工过程中加入的,因产生气体,能使面胚发起形成多孔组织,从而使食品具有松软或酥脆特点的一类物质,化学膨松剂中通常含有碳酸氢钠。
[做出猜想]小红同学对用碳酸氢钠在两次制作慢头过程中的作用原理做出猜想:
猜想一: 。
猜想二: 。
[方案设计与实施]
小红同学分别对猜想一和猜想二设计了实验方案并实施验证。
试剂和用品:碳酸氢钠、稀盐酸、澄清石灰水(仪器和其他用品自选)
实验方案 |
实验现象 |
结论 |
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实验一 |
如图,取一定量碳酸氢钠于试管a中,加热,将产生的气体通入澄清石灰水中 |
试管a内壁有小液滴,导管口有气泡冒出,澄清石灰水变浑浊 |
猜想一正确 |
实验二 |
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猜想二正确 |
[解释与结论]①依据小红同学对碳酸氢钠作为膨松剂的作用原理的实验探究,获得碳酸氢钠的两个化学性质是① ② (用化学方程式表示)。
②在有酸性物质存在时,碳酸氢钠作用效果会更好的原因是 。
[评价与反思]①小红妈妈制作馒头时,在面团发酵后,常加入少量纯碱来调节面团的酸度。小红提出:能不能单独使用纯碱做膨松剂?要解决该问题需要设计实验验证纯碱是否具有 的性质。
②市售膨松剂大多是复合膨松剂,一般由三类物质组成:碳酸氢钠、酸性物质、助剂(淀粉等)。结合上述探究,下列关于复合膨松剂的说法中,不正确的是 (填序号)。
a.复合膨松剂保存时要注意防潮
b.复合膨松剂在加水揉面与蒸馒头的过程中均起到发面的作用
c.使用复合膨松剂前必须先将面进行发酵
d.在蒸馒头时复合膨松剂中助剂的作用可能是调节气体产生的速率
某实验小组设计如图所示装置,进行气体的制备和性质实验
实验试剂(用品):大理石、氯化钠、二氧化锰、硝酸铵固体、稀盐酸、过氧化氢溶液、蒸馏水、木条、火柴、酒精灯。
选择合适的试剂(用品)按如下步骤进行实验。
(1)组装仪器, (填必要的操作),加入药品。
(2)关闭止水夹,推动注射器,注入液体,观察到装置A中有大量气泡冒出,气球胀大。
(3)打开止水夹,观察到装置B中导管口有气泡冒出,澄清石灰水未变浑浊,装置A中产生气体的化学方程式为 要进一步确认该气体的成分还需进行的操作是 ,取下装置B中双孔塞,将红热的细铁丝由上到下缓慢地伸入到B装置的玻璃瓶中,细铁丝剧烈燃烧,写出反应的化学方程式 。
(4)更换装置A中的固体和液体药品,重复步骤2中的操作,能观察到相同的实验现象。打开止水夹,观察到装置B中导管口有气泡冒出,澄清石灰水变浑浊,写出装置B中反应的化学方程式 ,装置A中选择的固体和液体分别为 和 。
(5)继续更换装置A中的药品重复上述操作,观察到装置A中没有气泡冒出,气球变瘪。装置A中选择的固体和液体分别为 和 。