(18分)工业烧碱(NaOH)具有较好的杀菌消毒作用且廉价易得,但工业烧碱中常含有杂质碳酸钠。某化学学习小组同学围绕工业烧碱展开系列研究。探究一:工业烧碱中是否...

2023-07-07 20:12发布

这道初中化学的题目是:
(18分)工业烧碱(NaOH)具有较好的杀菌消毒作用且廉价易得,但工业烧碱中常含有杂质碳酸钠。某化学学习小组同学围绕工业烧碱展开系列研究。
探究一:工业烧碱中是否含有碳酸钠
【查阅资料】碳酸钠和氯化钙能发生复分解反应。
小红指出可选用下列实验药品来探究:稀盐酸、酚酞试液、CaCl2溶液。
(1)小组同学经过讨论后,一致认为使用                 药品不能达到探究目的,理由是                                                                  
(2)请根据选用的实验药品完成下列实验报告:
实验操作
实验现象
实验结论
取少量工业烧碱样品配成溶液后,滴加过量          
 
             
工业烧碱中含有碳酸钠,产生实验现象的化学方程式:                         
   探究二:测定工业烧碱样品的纯度
小组同学利用下图所示装置测定工业烧碱样品的纯度(固定装置省略)

【实验步骤】
①按图连接装置,并检查装置的气密性;
②称量一定量的烧碱样品和干燥管C的质量;
③打开弹簧夹K,鼓入N2一段时间;
④接入装置C、D,关闭弹簧夹K,装置A中加入稀硫酸,至不再产生气泡为止;
⑤重复步骤③操作,至干燥管C质量不再增加。
试回答下列相关问题:
(1)装置B中浓硫酸的作用是                       ;已知碱石灰的主要成分是CaO和NaOH,则装置D的作用是                                                    
(2)步骤③操作的目的是                                 ;如果步骤⑤没有重复步骤③的操作,则测定烧碱样品的纯度将              (选填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
(3)步骤⑤中干燥管C质量不再增加,说明                           ,写出NaOH与生成的气体反应的化学方程式:                                                
(4)下列操作会影响到测量结果的是              (填序号)。
A.把稀硫酸改为稀盐酸                  B.稀硫酸过量
C.鼓入N2时间较长                      D.省略装置D
1条回答
这道初中化学题的正确答案为:
探究活动一(1)酚酞试液(1分)  NaOH和Na2CO3的水溶液都呈碱性都能使无色酚酞变红色(2分)   (2)稀盐酸(或CaCl2溶液)  产生气泡(或沉淀) Na2CO3 +2HCl =" 2NaCl" + H2O +CO2↑(或CaCl2+ Na2CO3 = CaCO3↓+ 2NaCl)(方程式3分,其余1分)
探究活动二(1)吸收水分  防止空气中的水分和二氧化碳进入装置C中,影响测量结果
(2)把装置A、B中含有二氧化碳的空气排尽,以免影响测量结果   偏高(各1分)
(3)生成的二氧化碳已完全被吸收(1分)   2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O (3分)
(4)AD (2分)
解题思路
探究一:(1)氢氧化钠和碳酸钠的溶液都呈碱性,都可使酚酞试液变红。所以不能用酚酞试液。
(2)碳酸钠可与盐酸反应生成二氧化碳气体,会观察到有气泡生成。反应的化学方程式为:Na2CO3 +2HCl =" 2NaCl" + H2O +CO2↑(氢氧化钠与盐酸反应无现象)
氯化钙可与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀,会观察到有白色沉淀生成;反应的化学方程式为:CaCl2+ Na2CO3 = CaCO3↓+ 2NaCl(氢氧化钠不与氯化钙反应)  可据此回答。
探究二:测定工业烧碱样品的纯度
(1)样品中的碳酸钠与稀硫酸反应生成的二氧化碳气体,C装置中的药品可与生成的二氧化碳气体反应,进一步测出其质量。再利用二氧化碳的质量计算出样品中碳酸钠的质量。A中生成的二氧化碳气体会从溶液中带出一部分水蒸气,如进入C装置会使测得的二氧化碳的质量变大;因此装置B中浓硫酸的作用是吸收气体中的水蒸气;则装置D的作用是防止空气中的二氧化碳气体和水蒸气进入装置C中,影响测量结果。
(2)步骤③操作的目的是用通入的氮气把装置A、B中含有二氧化碳的空气排尽,以免影响测量结果;如果步骤⑤没有重复步骤③的操作,则可能会使一部分二氧化碳气体没有进入D装置,使计算出的碳酸钠的质量减小,从而使测定烧碱样品的纯度将偏高。
(3)步骤⑤中干燥管C质量不再增加,说明生成的二氧化碳已完全被吸收,写出NaOH与生成的气体二氧化碳反应会生成碳酸和水,化学方程式为:2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O。
(4)A.盐酸有一定的挥发性,如进入C装置会发生反应,从而使测定的碳酸的质量分数变大,即氢氧化钠的质量分数变小。B.稀硫酸过量能让样品中的碳酸全部反应,对结果无影响。C.鼓入N2时间较长可使生成的二氧化碳气体全部进入C装置,能使结果更准确。D.省略装置D会使一部分空气进入装置C,则使测定的碳酸钠的质量分数变大,氢氧化钠的质量分数变小。

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