在七十五届联合国大会上,中国提出努力争取2060年前实现“碳中和”,实现二氧化碳的“零排放”。化学兴趣小组认为实验室可用氢氧化钠溶液吸收多余的二氧化碳,从而实现实验室二氧化碳的“零排放”。小组同学对吸收后溶液中溶质的成分产生兴趣并进行探究。
【提出问题】氢氧化钠溶液吸收二氧化碳气体后,溶液中溶质的成分是什么?
【查阅资料】
(1)CO2与NaOH溶液反应会生成Na2CO3,当二氧化碳过量时,会继续反应生成NaHCO3。
(2)NaHCO3溶液呈弱碱性,一般不与CaCl2溶液反应,与稀盐酸反应产生气体。
(3)CaCl2溶液呈中性。
【作出猜想】
猜想①NaOH、Na2CO3
猜想②Na2CO3
猜想③Na2CO3、NaHCO3
猜想④NaHCO3
【实验与结论】
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
步骤一:取少量待测液于试管中,加入CaCl2溶液 |
产生白色沉淀 |
猜想 不成立 |
步骤二:另取少量待测液于试管中,加入过量CaCl2溶液至不再产生沉淀,过滤,取少量滤液,向其中加入适量稀盐酸 |
气泡产生(填“有”或“无”) |
猜想③不成立 |
步骤三:另取步骤二的少量滤液,向其中滴入2~3滴无色酚酞试液 |
试液变红 |
猜想 成立 |
写出步骤一中反应的化学方程式 。
【反思与交流】
反应物的量不同,可能导致生成物的种类不同。
【实验与结论】
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
步骤一:取少量待测液于试管中,加入CaCl2溶液 |
产生白色沉淀,是因为碳酸钠和氯化钙反应生成白色沉淀碳酸钙和氯化钠,说明溶液中含有碳酸钠 |
猜想④不成立 |
步骤二:另取少量待测液于试管中,加入过量CaCl2溶液至不再产生沉淀,过滤,取少量滤液,向其中加入适量稀盐酸 |
稀盐酸能和碳酸氢钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,无气泡产生,说明溶液中不含有碳酸氢钠 |
猜想③不成立 |
步骤三:另取步骤二的少量滤液,向其中滴入2~3滴无色酚酞试液 |
试液变红,是因为除去碳酸钠后溶液中仍然含有氢氧化钠,氢氧化钠溶液显碱性,能使酚酞试液变红色,说明溶液中含有氢氧化钠 |
猜想①成立 |
步骤一中碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,反应的化学方程式:
粗盐中含有泥沙等难溶性杂质和氯化镁、氯化钙等可溶性杂质,某学习小组做粗盐的提纯实验。
【提出问题】如何才能将粗盐中的杂质除去,获得精盐?
【实验方案】该小组按以下流程进行实验。
【问题讨论】
(1)实验步骤②③④都需要进行操作,该操作中玻璃棒的作用是。
(2)沉淀X是,沉淀Y是。
(3)有同学认为该实验方案不完善,请你说明原因并补充完善:。
(4)将实验所得的精盐在烧杯中配制成100g 8﹪的氯化钠溶液。经检测,所配溶液溶质质量分数偏小,其可能原因有(填序号)。
①精盐称量时,仅在左盘垫上了称量纸,而右盘没有垫上称量纸;
②溶解时所用烧杯不干燥;
③所得精盐未完全干燥。
(5)工业上用电解饱和食盐水的方法可制取氢氧化钠,同时还生成两种气体单质。写出此反应的化学方程式。
CO2通入NaOH溶液中没有明显现象,CO2与NaOH是否发生了化学反应呢?某化学兴趣小组的同学们对此进行了探究。
【查阅资料】①通常情况下,1体积水溶解1体积的CO2。
②在一定浓度的溶液中,有微溶物生成的复分解反应也能发生。
【实验探究】小红同学设计了下图所示的实验装置(锥形瓶内充满CO2),并进行实验。
打开瓶塞和活塞,使NaOH溶液快速滴入锥形瓶中,立即关闭活塞(漏斗中仍有溶液剩余),观察到U形管左侧的红墨水液面______(填“升高”、“降低”或“不移动”),小红根据现象判断CO2和NaOH发生了反应,理由是___________。请根据初中化学知识写出CO2与NaOH溶液反应的化学方程式:____________。
【反思与评价1】小明认为小红的实验方案不严密,理由是_______________________。
【拓展实验】兴趣小组的同学们为此又设计了下表所示的两种方法,进一步探究。请填写表中的空格。
实验方法 |
操作过程 |
现象 |
实验结论 |
方法一 |
取小红实验后锥形瓶内的溶液适量,加入足量CaCl2溶液 |
有白色沉淀生成 |
CO2与NaOH发生了反应 |
方法二 |
取小红实验后锥形瓶内的溶液适量,加入足量稀硫酸 |
______________ |
【反思与评价2】同学们经过讨论,认为【拓展实验】的______(填“方法一”或“方法二”)依然不严密,理由是___________________________(用化学方程式表示)。
学习了酸、碱、盐的性质后,化学兴趣小组的同学在杨老师的帮助下,对有关“碱性物质”的知识进行整理和探究。以下是本次活动的部分内容:
【验证实验】小全同学往盛有氨水溶液的试管中滴加了两滴酚酞溶液,结果发现试管中的溶液变色,说明该溶液的pH7。(填“>”“<”“=”)
【查阅资料】像KOH那样,凡是在水溶液中解离出的阴离子全部是OH-的化合物就是碱。碱、酸、盐的解离过程都可用电离方程式来表示,例如:KOH=K++OH-、Ca(OH)2=Ca2++2OH-。氨水(NH3•H2O)是碱,请参照例子写出它的电离方程式:。
【提出问题】纯碱(Na2CO3)是盐不是碱,却因其水溶液显碱性而得名。那么,为什么Na2CO3溶液显碱性呢?对此,化学兴趣小组的同学进行了探讨:
【猜想与讨论】
(1)小唐说:“因为Na2CO3本身在水溶液中也能解离出OH-。”对于小唐的说法,大家一致表示反对。请你从化学基本原理的角度说出大家反对的理由:。
(2)小强说:“可能是部分Na2CO3与水反应,生成了能解离出OH-的化合物。”对此,在场参与大家讨论的杨老师给予了肯定,并提示Na2CO3与水反应生成一种常见的碱和一种常见的化合物。请你根据杨老师的提示写出生成碱的化学式:,并写出Na2CO3与水反应的化学方程式。
【解释与结论】小林组长说:“碱的水溶液一定显碱性,但水溶液显碱性的化合物不一定是碱。只有解离时产生的阴离子全部是OH-的化合物才是碱……”
纯碱(Na2CO3)是一种重要的盐类物质,在化学工业中用途极广。小王同学为探究纯碱的化学性质进行了猜想,并设计实验进行验证。请你帮助她将下列实验报告填写完整。
猜想 |
实验操作 |
实验现象 |
结论(或化学方程式) |
猜想一:Na2CO3溶液显碱性 |
取少量Na2CO3溶液于试管中,滴入2-3滴酚酞试液,振荡 |
溶液显碱性 |
|
猜想二:能与酸反应 |
取少量溶液于试管中,然后滴加稀盐酸 |
有大量气泡产生 |
化学方程式 |
猜想三:能与Ca(OH)2反应 |
向盛有少量Na2CO3溶液于试管中,滴加澄清石灰水 |
产生白色沉淀 |
化学方程式 |
猜想四:能与BaC12反应 |
能产生白色沉淀 |
Na2CO3+BaC12=BaCO3↓+2Na CI 反应的基本类型为: |
甲、乙两同学帮助老师整理实验室时,发现有一瓶试剂标签残缺,只剩下“Na”和“10%”字样(如图)。已知它是无色液体,是初中化学常用的试剂。甲、两同学决定对其成分进行探究:
【提出问题】这瓶试剂可能是什么溶液呢?
【交流讨论】甲根据受损标签的情况判断,这瓶试剂不可能是。
A.酸 B.碱 C.盐
【查阅资料】Ⅰ.初中化学常见的含钠化合物有NaCl、NaOH、Na2CO3、NaHCO3。
Ⅱ.测定室温(20℃)时,四种物质的溶解度的数据如下:
物质 |
NaCl |
NaOH |
Na2CO3 |
NaHCO3 |
溶解度g |
36 |
109 |
215 |
9.6 |
【得出结论】乙根据试剂瓶标注的溶质质量分数10%和上表中的溶解度的数据判断,这瓶试剂不可能是。
【设计实验并继续探究】
(1)甲取该溶液少量于试管中,加入紫色石蕊,溶液变蓝,这瓶试剂不可能是。
(2)乙为了确定该溶液是哪种溶液,又进行了如下实验:
操作步骤 |
实验现象 |
结论及化学方程式 |
取样于试管中,滴加 |
产生大量的气泡 |
该溶液是,反应的化学方程式 |
【拓展与应用】
甲确定该溶液,选择了与乙不同的试剂,甲选择的试剂是(要求类别不同)。
【反思与评价】老师指出该结论不严密,其理由是。