学习化学开启了我们认识物质之旅。某实验小组的同学对氢氧化钠的性质及应用进行了如下的探究。
[探究一]溶解过程中的能量变化
如图所示,同学们设计了不同的实验方案进行探究:

(1)实验一中的硝酸铵溶解后,溶液温度 (填"升高"、"降低"或"不变")。
(2)实验二所加试剂及用量如图,将分液漏斗中的水全部加入试管后,立即关闭分液漏斗的活塞,此时观察到U形管的液面左低右高,由此小明得出"氢氧化钠溶于水时放出热量"的结论,你是否同意小明的结论并写出你的理由 。
[探究二]氢氧化钠的化学性质
如图所示,同学们用氢氧化钠溶液进行了下列实验,请分析并回答下列问题:

(1)A试管中观察到的现象是 。
(2)B试管中发生反应的化学方程式: 。
(3)C、D试管中均无明显现象。
①为了证明D中已发生化学反应,向该试管中再加入足量的 ,观察到有气泡产生。
②为了证明氢氧化钠溶液和稀盐酸能发生化学反应,同学们设计并进行了如下实验:(所用稀盐酸经估算确保过量)

整个实验过程中无明显现象,证明氢氧化钠溶液和稀盐酸能发生化学反应。请写出步骤Ⅱ中所加试剂 。
[探究三]氢氧化钠的应用
(1)实验室中的应用
实验室中能用氢氧化钠溶液吸收的气体是 (填字母)。
a.二氧化碳
b.水蒸气
c.氯化氢
d.氧气
吸收上述所选气体,一般不用氢氧化钙溶液,主要是因为氢氧化钠和氢氧化钙的 不同。
(2)工业中的应用
氢氧化钠常用于制造人造丝、造纸、炼油、纺织、印染与橡胶工业。某造纸厂废水中NaOH的质量分数为1.6%,现有废硫酸4.9t(H 2SO 4的质量分数为20%),可以处理的废水质量是 t。
结合化学方程式中的数据分析:若将等质量、等溶质质量分数的稀硫酸和氢氧化钠溶液混合,充分反应后,请判断溶液中一定含有的溶质,并简述你的判断理由: 。
实验室为了测定过氧化氢溶液的质量分数,称取85.00g H2O2溶液和2.00g MnO2混合放入质量为50.00g的烧杯中,用电子天平称得烧杯的总质量随时间变化如表所示:
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时间/S |
15 |
30 |
45 |
60 |
75 |
90 |
|
烧杯总质量/g |
136.5 |
136.1 |
135.70 |
135.50 |
135.40 |
135.40 |
(1)产生O2的质量为 g。
(2)过氧化氢溶液中溶质的质量分数为?(写出计算过程)
某学习小组将足量Zn条插入一定量的浓H2SO4中,发现Zn表面有大量气泡产生。(注:随着反应进行,硫酸浓度逐渐变小)
【提出问题】气体的成分是什么?
【猜想假设】猜想一:只有SO2
猜想二:只有H2
猜想三:
【查阅资料】(Ⅰ)SO2可以使品红溶液褪色
(Ⅱ)SO2可以和碱性溶液反应
(Ⅲ)H2+CuO Cu+H2O
【实验探究】用如图装置验证猜想(部分夹持仪器省略)

【方案设计】
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主要实验步骤 |
主要现象 |
解释或结论 |
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①打开止水夹,先通入一段时间N2 |
/ |
/ |
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②关闭止水夹,将足量Zn条下放,浸入浓硫酸中,点燃E装置处酒精灯 |
B装置处品红溶液褪色 E装置处 |
猜想三成立 |
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③结束实验 |
/ |
/ |
【表达交流】
(1)在步骤①中,通入N2的目的是: 。
(2)请你设计一个实验,用化学方法证明E装置中CuO未完全反应。
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实验步骤 |
实验现象 |
结论 |
|
|
|
CuO未完全反应 |
【反思拓展】
(1)请你根据上述实验探究,补充Zn与浓硫酸反应的化学方程式
Zn+2H2SO4═ZnSO4+SO2↑+ 。
(2)已知Al与H2一样,在加热条件下能与CuO发生化学反应,请写出该反应的化学方程式 。
菱镁矿中主要含MgCO3、FeCO3和SiO2.以菱镁矿为原料制取镁的工艺流程如图。
回答下列问题:
(1)菱镁矿属于 (选填“纯净物”或“混合物”)。
(2)流程中滤渣a主要成分是 。
(3)写出菱镁矿中MgCO3与稀HCl反应的化学方程式 。
(4)溶液b→溶液c反应的化学方程式为:4FeCl2+ +4HCl=4FeCl3+2H2O(补充完方程式)
(5)溶液c调pH使Fe3+完全沉淀为Fe(OH)3从而与Mg2+分离,则调pH的范围应为2.8﹣ 。
已知:物质沉淀的pH见下表:
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物质 |
Mg(OH)2 |
Fe(OH)3 |
|
开始沉淀的pH |
8.9 |
1.5 |
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完全沉淀的pH |
10.9 |
2.8 |
(6)结合流程中的数据计算。
①菱铁矿中镁元素的质量分数为 (不考虑整个流程转化中的损失)。
②MgCl2通电制得的气体的质量(写出计算过程)。
某炼钢厂每天需消耗5000t含Fe2O376%的赤铁矿,该厂理论上可日产含Fe 98%的生铁的质量是多少?
实验室用碳酸钠溶液与氯化钙溶液反应制取高纯度碳酸钙粉末,烧杯中现有100g碳酸钠溶液,将140g氯化钙溶液分四次加入,充分反应,
注:发生反应的化学方程式为:CaCl2+Na2CO3 ═CaCO3↓+2NaCl
四次测量所得数据如表所示:
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次数 |
累计加入氯化钙溶液的质量/g |
烧杯中溶液的总质量/g |
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一 |
40 |
135 |
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二 |
80 |
170 |
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三 |
120 |
205 |
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四 |
140 |
225 |
(1)恰好完全反应时,生成沉淀的总质量为 g。
(2)第四次测量时,所得溶液中的溶质有 (填化学式)
(3)计算氯化钙溶液的溶质质量分数(写出计算过程,计算结果保留到0.1%)