下列实验装置常用于制取和收集气体。
(1)实验室制取二氧化碳气体所选择的发生装置是 (填字母序号,下同),收集装置是 ,检验二氧化碳是否收集满的方法是 ;若用C装置来干燥二氧化碳气体,C装置中应盛放的物质是 。
(2)写出一个用A装置制取氧气的化学方程式 ;
(3)若用A、D装置组合制取氧气,下列实验操作正确的是 (填序号);
①开始加热时,导管口出现气泡立即收集
②停止加热时,先熄灭酒精灯,再将导管移出水面
③在装药品前,先检查装置的气密性
(4)若要用C装置盛满水来收集氧气,则气体应从 端进入(填“a”或“b”)。
某同学对碳酸钠、碳酸氢钠的组成及某些性质进行探究。
[认识组成](1)由化学式Na2CO3、NaHCO3可知,两者含有的元素差别是 ;从构成离子的层次看,酸根离子分别是CO32﹣、HCO3﹣,依据酸根离子它们都可统称为 (填“碳酸盐”或“钠盐”)。
[比较性质](2)为比较室温是20℃时Na2CO3、NaHCO3与水混合的变化,按图1进行实验,先向两支试管中分别加入各约1g Na2CO3、NaHCO3,再分别滴入几滴水,振荡后将温度计插入其中,发现盛有Na2CO3的试管中温度计的示数高于20℃,盛有NaHCO3的试管中温度计的示数低于20℃;再向两试管中各加入约5mL水和2滴酚酞试液,振荡后液体均呈红色。则NaHCO3与水混合时 (填“放出”或“吸收”)热量,NaHCO3溶液显 (填“酸性”或“碱性”)。
[提出问题](3)Na2CO3、NaHCO3还有什么不同性质?
[查阅资料]NaHCO3受热易分解生成Na2CO3、H2O和CO2.Na2CO3受热不易分解。可用图2装置验证。
[进行实验]按图2连接装置,检查气密性后,分别装入相关药品(试管甲、乙中的固体质量应相等)。后续实验均按规范要求进行,完成实验。
①若要使实验效果更理想,则甲中应装入 (填“Na2CO3”或“NaHCO3”)。
②完成实验后,待试管冷却至室温,若甲、乙试管里剩余固体的质量分别用m(甲)、m(乙)表示,则m(甲) (填“>”或“=”或“<”)m(乙)。
[拓展应用](4)若把碳酸和NaHCO3比较,受热容易分解的是 (填“碳酸”或“NaHCO3”)。除去Na2CO3粉末中混有的少量NaHCO3的方法是 。
(5)研究表明,Na2CO3在水中溶解时能生成自由移动的离子,且Na2CO3溶液中还含有很少的HCO3﹣,在Na2CO3溶液中存在的带负电荷的离子有HCO3﹣、 、 (填离子符号)。
请根据如图1实验装置图回答问题:
(1)实验室制取二氧化碳的发生装置是 (填字母),反应的化学方程式为 。
(2)实验室用装置A加热高锰酸钾制取氧气的化学方程式为 ,在试管口放置蓬松的棉花团的目的是 。用排空气法收集氧气时,检验是否收集满的操作方法是 。
(3)已知:通常状况下,二氧化硫气体的密度比空气大,易溶于水,能与水反应生成亚硫酸。实验室常用亚硫酸钠与硫酸在常温下反应制取SO2。
①实验室制取SO2的发生装置可用 (填字母),收集SO2的装置可用 (填字母)。
② 如图2所示,把充满SO2的试管倒立在滴有紫色石蕊的水中,可看到的现象是试管内 且液体变为红色,其中液体变为红色的原因是液体中产生了 (填物质的化学式)。
CO2是最主要的温室气体,也是巨大的碳资源,CO2的低能耗捕集、转化和利用正受到世界各国的广泛关注。
(1)以CO2为原料制取炭黑的太阳能工艺如图1所示。
①反应1的基本类型为 。
②反应2中碳元素的化合价 (填“升高”“不变”或“降低”)。
(2)利用NaOH溶液吸收CO2,部分转化关系见图2。
反应①的化学方程式为 ,该转化中循环使用的物质是 。
(3)利用Na2CO3或K2CO3溶液吸收低浓度的CO2,将其转化为NaHCO3或KHCO3,NaHCO3或KHCO3受热分解生成高浓度的CO2储存利用,生成的Na2CO3或K2CO3循环使用以降低生产成本。
吸收剂 |
Na2CO3 |
K2CO3 |
20℃最高浓度(g/L) |
212 |
1104 |
价格(元/Kg) |
1.25 |
9.80 |
根据表中信息,选择K2CO3溶液作吸收液的优点是 。
(4)利用一种新型“人造树叶”将CO2转化为乙醇(C2H5OH)的反应如下:2CO2+3H2O C2H5OH+3O2,研究显示,1L“人造树叶”每天能从空气中吸收968g CO2,计算1L“人造树叶”工作1天可得到乙醇的质量(写出计算过程)。
(5)某研究小组设计如图3所示实验,探究CO2和H2在一定条件下反应的产物。
查阅资料:①CO2和H2在合适催化剂和一定温度下反应转化为CO和H2O;
②白色无水硫酸铜吸水后变为蓝色。
实验过程中观察到的主要现象有:B装置中白色固体变为蓝色,C装置中黑色固体变为红色,D装置中澄清石灰水变浑浊。
①设计B装置的目的是 。
②C装置中发生的反应的化学方程式为 。
③研究小组反思后认为,根据上述实验现象不能确认CO2和H2反应生成了CO,理由是 。
硼及其化合物在现代工农业、医学、国防中有着重要的应用价值。利用硼镁矿可制备硼,工艺流程如图所示。请回答下列问题:
(1)B2O3中B元素的化合价为 。
(2)为加快硼镁矿石与浓NaOH溶液的反应速率,可采取的措施是 ;回收副产物Mg(OH)2可制得流程 的反应物。
(3)H3BO3加热分解只生成两种氧化物,流程②的化学反应方程式为 。
(4)根据流程③的化学反应方程式:B2O3+3Mg 2B+3MgO,理论上制备1.1吨的硼,需消耗镁多少吨写出计算过程)?
酸碱中和反应是初中阶段重要的一类反应,请你一起参与探究。
【实验探究Ⅰ】在50mL一定浓度的氢氧化钠溶液中滴加50mL一定浓度的盐酸,并用玻璃棒搅拌,观察到溶液的温度 ,由此现象小李同学得出两者能发生反应的结论。通过查阅相关资料后,小张同学发现此结论不够严谨,设计了下列3个对比实验:
①50mL一定浓度的盐酸与50mL蒸馏水混合,测量溶液温度的变化。
②50mL一定浓度的氢氧化钠溶液与50mL蒸馏水混合,测量溶液温度的变化。
③50mL一定浓度的盐酸与50mL一定浓度的氢氧化钠溶液混合,测量溶液温度的变化。
用数字化实验技术测得3个实验,溶液温度随时间变化的关系如图所示。
(1)由图可知,盐酸、氢氧化钠溶液稀释时均 (填“放热”或“吸热”),但它们稀释时温度的变化量远 两溶液混合时温度的变化量。
(2)从微观角度分析,此中和反应的温度变化主要是由于 (填离子符号)两种离子发生反应放出热量的缘故。
[实验探究Ⅱ]
(1)在50mL一定浓度的氢氧化钠溶液中滴加2~3滴酚酞试液,再逐滴加入一定浓度的盐酸,并用玻璃棒搅拌,溶液颜色由红色刚好变为无色时,可说明两者发生了反应。该反应的化学方程式为 。
(2)取一定量反应后的无色溶液加热蒸发,在蒸发的过程中,“意外”发现溶液由无色又变成红色。同学们对红色溶液中溶质的成分(酚酞除外)进行再探究。
查阅资料:酚酞在pH<8.2的溶液中呈无色,在8.2<pH<14的溶液中呈红色。
作出猜想:猜想一:NaCl
猜想二:NaCl、NaOH
猜想三:NaCl、NaOH和Na2CO3
同学们讨论后一致认为猜想 是错误的,理由是 。
实验验证:取样,滴加 ,无气泡产生,猜想三错误。
原因分析:反应后无色溶液中仍存在少量NaOH,加热蒸发,当溶液的pH在 范围内,溶液的颜色变红。
总结反思:向某碱性溶液中滴加2~3滴无色酚酞试液,振荡后溶液的颜色 (填“一定”或“不一定”)变红。