同學(xué)們在化學(xué)實驗室發(fā)現(xiàn),盛放NaOH溶液的試劑瓶瓶口和橡皮塞上出現(xiàn)了白色粉末.
[提出問題]盛放NaOH溶液的試劑瓶瓶口的白色粉末究竟是什么物質(zhì)?
[查閱資料](1)已知玻璃的主要成分是二氧化硅(Si02),它具能與CO2、SO2相似的化學(xué)性質(zhì),與氫氧化鈉反應(yīng)產(chǎn)生的硅酸鈉(Na2SiO3)和水,硅酸鈉也是一種白色固體,俗稱“水玻璃”,它是一種凝膠,能將玻璃粘結(jié)在一起;
(2)硅酸鈉和鹽酸或硫酸能發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),產(chǎn)生的硅酸(H2SiO3)是一種白色難溶解于水的固體.
[成分分析]同學(xué)們依據(jù)所學(xué)的化學(xué)知識結(jié)合從資料中獲取的信息,對這種白色粉末的成分作了如下猜想:
①小軍可能是Na2CO3和Na2SiO3的混合物;
②小紅可能是NaOH、Na2CO3和Na2SiO3的混合物.
[實驗驗證]為了驗證猜想,小紅同學(xué)取少量上述白色粉末并完全溶于水,用pH試紙測得溶液的pH大于7,繼續(xù)向溶液中滴加稀鹽酸至過量,發(fā)現(xiàn)有氣體生成,同時還有白色沉淀出現(xiàn).由此小紅認(rèn)為自己的猜想成立.
(1)寫出下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)方程式:
①二氧化硅(Si02)和氫氧化鈉溶液的反應(yīng)________;
②小紅的實驗中,白色沉淀形成的化學(xué)反應(yīng)________.
[問題解答]
(2)實驗室里不同化學(xué)試劑的保存方法不盡相同.現(xiàn)有①NaOH溶液、②硝酸銀溶液、③大理石、④白磷、⑤稀硫酸等5種藥品可分別保存在下列各試劑瓶中,請把NaOH溶液和硝酸銀溶液的序號填寫在各試劑瓶下面的括號內(nèi):
ABCDE
(3)老師和同學(xué)們都認(rèn)為小紅所得結(jié)論不正確,為什么?________.
[含量測定]在老師的指導(dǎo)下,同學(xué)們設(shè)計了實驗并通過實驗證明小軍的猜想成立.為進(jìn)一步確定白色粉末中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù),他們設(shè)計了如下2種不同的實驗方案:
方案一:氣體分析法--取2.5g白色粉末樣品,放入錐形瓶(見下圖),加入足量的鹽酸充分反應(yīng),氣體最后通入氫氧化鈉溶液(假設(shè)氣體全部被氫氧化鈉吸收,忽略系統(tǒng)內(nèi)空氣中CO2的影響),兩次稱量盛氫氧化鈉溶液的洗氣瓶的質(zhì)量,得前后兩次質(zhì)量差為0.90g.

[實驗討論]
①向錐形瓶加入白色粉末樣品前,必須進(jìn)行的操作是________;
②裝置E的作用是________;
③用B中NaHCO3飽和溶液除去CO2中混有的少量HCl氣體,B中的NaHCO3溶液能否換成石灰水?請判斷并寫出理由________.
④老師和同學(xué)們都認(rèn)為:不能根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)0.90g計算白色粉末中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù),理由是________;
⑤為達(dá)到準(zhǔn)確測定白色粉末樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的目的,應(yīng)該加以改進(jìn),你認(rèn)為改進(jìn)方法是________.
方案二:沉淀分析法--另取一定量白色粉末的樣品,按照下圖所示的過程進(jìn)行實驗,測定產(chǎn)生的硅酸的質(zhì)量以推算碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù).

(1)“操作1”的名稱是_________;
(2)確定鹽酸是否適量的方法是________(說明實驗的操作、現(xiàn)象與結(jié)論);
(3)若實驗中所取樣品的質(zhì)量為3g,產(chǎn)生硅酸沉淀的質(zhì)量為0.39g.計算該白色粉末中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù).
[反思評價]導(dǎo)致測定的結(jié)果偏大的原因可能是________.

解:[實驗驗證](1)題干中已給出的反應(yīng)物和生成物,結(jié)合方程式的書寫要求寫出.
[問題解答](2)根據(jù)題干的中信息氫氧化鈉保存不能用玻璃塞,選C,硝酸銀見光易分解,用棕色瓶保存,選E.(3)因為NaOH和碳酸鈉溶液都呈堿性,PH都大于7,無法判斷出氫氧化鈉的存在.
故答案為:(1)Si02+2NaOH=Na2SiO3+H2O; Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓;
(2)C:①; E:②
(3)不正確;因為碳酸鈉溶液的PH也大于7,所以不能證明NaOH的存在.
方案一:①做氣體連續(xù)的實驗,都要檢驗氣密性.
②D裝置有可能吸收空氣中二氧化碳,會造成實驗誤差,所以必須防止空氣中氣體進(jìn)入.
③鹽酸和石灰水發(fā)生酸堿中和反應(yīng),使實驗無法完成,所以不能用石灰水.
④實驗的數(shù)據(jù)來源于吸收生成的二氧化碳,所以必須保證生成的二氧化碳被氫氧化鈉完全吸收,但反應(yīng)結(jié)束后有部分二氧化碳滯留在前面的反應(yīng)裝置中.
⑤從實驗?zāi)康某霭l(fā)分析必須將裝置中氣體排盡.
故答案為:
①檢驗裝置的氣密性;
②防止空氣的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)體系.
③不能,應(yīng)為在除去HCl的同時,CO2可以被氫氧化鈣溶液吸收
④因為導(dǎo)氣管中和反應(yīng)裝置中二氧化碳沒有被吸收.
⑤在A裝置中加一個帶水夾的導(dǎo)氣管橡膠管,反應(yīng)結(jié)束后,向裝置中鼓入氫氣或氮氣,使裝置中CO2全部被NaOH吸收.
方案二:(1)從操作后可知反應(yīng)后分離為沉淀和溶液兩部分,所以操作是過濾.
(2)檢驗適量關(guān)鍵要證明加入的最后一滴出現(xiàn)新的現(xiàn)象.所以要有對比試驗現(xiàn)象.
(3)可根據(jù)化學(xué)方程式,列出質(zhì)量比,結(jié)合沉淀的質(zhì)量求解.
故答案為:
(1)過濾;
(2)當(dāng)?shù)稳臌}酸一滴出現(xiàn)渾濁,在繼續(xù)滴加一滴,沒有出現(xiàn)渾濁,證明鹽酸適量.
(3)設(shè)樣品中含硅酸鈉為xg
Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3
122 78
x 0.39g

解之得 x=0.61g
白色粉末中碳酸鈉的質(zhì)量為3-0.61=2.39g
碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=79.7%
答:白色粉末中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為79.7%
[反思評價]結(jié)果偏大,說明硅酸鈉的質(zhì)量小,小的原因有兩個,一是沒有沉淀完,從題意來分析沉淀應(yīng)沉淀完全,二是樣品中還有其它雜質(zhì),只可能是沒有變質(zhì)的氫氧化鈉.
故答案為:白色粉末中含有沒有和空氣反應(yīng)的NaOH.
分析:[實驗驗證](1)根據(jù)題干中給出的反應(yīng)物和生成物,結(jié)合方程式的書寫要求來作答.
[問題解答](2)根據(jù)題干的中信息氫氧化鈉保存不能用玻璃塞,硝酸銀見光易分解.
(3)NaOH和碳酸鈉溶液都呈堿性.
方案一:①做氣體連續(xù)的實驗,都要檢驗氣密性.
②實驗必須保證D裝置吸收的是反應(yīng)生成的二氧化碳.
③鹽酸和石灰水發(fā)生酸堿中和反應(yīng).
④實驗是否成功主要是二氧化碳的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確與否,必須保證二氧化碳全部被吸收.
⑤從實驗?zāi)康某霭l(fā)進(jìn)行分析,設(shè)計.
方案二:(1)分析操作前后的目的.
(2)檢驗適量關(guān)鍵要證明加入的最后一滴出現(xiàn)新的現(xiàn)象.
(3)可根據(jù)化學(xué)方程式,列出質(zhì)量比,結(jié)合沉淀的質(zhì)量求解.
[反思評價]結(jié)果偏大,說明硅酸鈉的質(zhì)量小,小的原因有兩個,一是沒有沉淀完,二是樣品中還有其它雜質(zhì).
點評:本題是一道綜合性實驗題,涉及知識點很多,也是實驗考試中的終點和難點,學(xué)生可以認(rèn)真分析研究本題,從閱讀到提取有用信息,從分析到落筆,從思考到方法的總結(jié)多角度思考,以達(dá)到工具使用的效果.
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相關(guān)習(xí)題

科目:初中化學(xué) 來源: 題型:

某化學(xué)實驗小組在實驗室用下圖裝置做CaCO3受熱分解的實驗.加熱一段時間后,同學(xué)們對試管內(nèi)剩余固體的成分進(jìn)行探究.請你參與探究.
[提出問題]加熱CaCO3后殘留的固體成分是什么?
[作出猜想]
猜想1:CaCO3完全分解,固體成分為 CaO,則反應(yīng)的化學(xué)方程式為
CaCO3
 高溫 
.
 
CaO+CO2
CaCO3
 高溫 
.
 
CaO+CO2
;
猜想2:CaCO3未完全分解,固體成分為CaO、CaCO3;
猜想3:CaCO3未分解,固體成分為CaCO3
[實驗與事實]
(1)甲同學(xué)取少量殘留固體于試管中,加適量水振蕩后靜置,再滴幾滴無色酚酞試液,溶液變
色,手摸試管壁感到
發(fā)燙(或熱感)
發(fā)燙(或熱感)

(2)乙同學(xué)取少量殘留固體于試管中,先加適量水振蕩后靜置,再滴幾滴無色酚酞試液,溶液變紅.接著加過量稀鹽酸,有氣泡生成,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2
.反應(yīng)過程中固體逐漸消失.若把產(chǎn)生的氣體通入澄清的石灰水,將會觀察到的現(xiàn)象是
石灰水變渾濁
石灰水變渾濁

石灰水變渾濁
石灰水變渾濁

[結(jié)論與交流]
甲同學(xué)認(rèn)為猜想1成立,他的結(jié)論是
不合理
不合理
(填“合理”或“不合理”)的.你認(rèn)為猜想
2
2
成立.

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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在用硫酸溶液處理廢鋅片時發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生的氣體具有刺激性氣味,同時發(fā)現(xiàn)試管外壁發(fā)燙,這種現(xiàn)象引起同學(xué)們的思考和研究.
查閱資料:①SO2溶于水,它能與NaOH反應(yīng),生成Na2SO3;②H2具有還原性.
分析討論:根據(jù)試管發(fā)燙的現(xiàn)象分析,說明鋅與硫酸發(fā)生的反應(yīng)是
 
(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng).
提出猜想:對生成的氣體進(jìn)行猜想:
猜想1:可能是H2;
猜想2:可能是SO2,做出此猜想的理由是
 
;
猜想3:可能是H2和SO2的混合氣體.
實驗方案:研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計了圖1所示的裝置進(jìn)行探究(夾持儀器已省略,假設(shè)裝置中的反應(yīng)都進(jìn)行完全)
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問題討論:(1)如果裝置A沒有明顯實驗現(xiàn)象,裝置C的現(xiàn)象為
 
,則猜想1成立.
(2)如果裝置A的現(xiàn)象為溶液紅色變淺,裝置C沒有明顯實驗現(xiàn)象,則猜想
 
成立.
(3)猜想3成立的實驗現(xiàn)象是
 

(4)裝置B中濃硫酸的作用是
 

實驗反思:(1)實驗室中可以用氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫,反應(yīng)的化學(xué)方程式是
 

(2)小組內(nèi)一同學(xué)又設(shè)計了判斷SO2與NaOH溶液能否發(fā)生反應(yīng)的裝置(如圖2),實驗時發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)液面上升,就得出SO2與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)的結(jié)論,其他同學(xué)認(rèn)為這一結(jié)論不嚴(yán)謹(jǐn),理由是
 
.要得到科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕Y(jié)論,仍利用該裝置,需做的對比實驗
 

拓展延伸:小組的同學(xué)欲證明試管內(nèi)鋅與硫酸反應(yīng)后的溶液中是否有硫酸剩余,下列方法中錯誤的是
 
(填序號).
①往容器內(nèi)再加稀鹽酸,如有氣泡產(chǎn)生,則溶液中沒有硫酸
②往容器內(nèi)再加鋅粒,如有氣泡產(chǎn)生,則溶液中一定有硫酸
③往容器內(nèi)加氯化鋇溶液,如有沉淀生成,則溶液中一定有硫酸
④將試管中剩余固體加入到硫酸銅溶液中,如有紅色固體生成,則溶液中沒有硫酸.

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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:解答題

某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在用硫酸溶液處理廢鋅片時發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生的氣體具有刺激性氣味,同時發(fā)現(xiàn)試管外壁發(fā)燙,這種現(xiàn)象引起同學(xué)們的思考和研究.
查閱資料:①SO2溶于水,它能與NaOH反應(yīng),生成Na2SO3;②H2具有還原性.
分析討論:根據(jù)試管發(fā)燙的現(xiàn)象分析,說明鋅與硫酸發(fā)生的反應(yīng)是________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng).
提出猜想:對生成的氣體進(jìn)行猜想:
猜想1:可能是H2;
猜想2:可能是SO2,做出此猜想的理由是________;
猜想3:可能是H2和SO2的混合氣體.
實驗方案:研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計了圖1所示的裝置進(jìn)行探究(夾持儀器已省略,假設(shè)裝置中的反應(yīng)都進(jìn)行完全)

問題討論:(1)如果裝置A沒有明顯實驗現(xiàn)象,裝置C的現(xiàn)象為________,則猜想1成立.(2)如果裝置A的現(xiàn)象為溶液紅色變淺,裝置C沒有明顯實驗現(xiàn)象,則猜想________成立.
(3)猜想3成立的實驗現(xiàn)象是________.
(4)裝置B中濃硫酸的作用是________.
實驗反思:(1)實驗室中可以用氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫,反應(yīng)的化學(xué)方程式是________.
(2)小組內(nèi)一同學(xué)又設(shè)計了判斷SO2與NaOH溶液能否發(fā)生反應(yīng)的裝置(如圖2),實驗時發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)液面上升,就得出SO2與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)的結(jié)論,其他同學(xué)認(rèn)為這一結(jié)論不嚴(yán)謹(jǐn),理由是________.要得到科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕Y(jié)論,仍利用該裝置,需做的對比實驗________.
拓展延伸:小組的同學(xué)欲證明試管內(nèi)鋅與硫酸反應(yīng)后的溶液中是否有硫酸剩余,下列方法中錯誤的是________(填序號).
①往容器內(nèi)再加稀鹽酸,如有氣泡產(chǎn)生,則溶液中沒有硫酸
②往容器內(nèi)再加鋅粒,如有氣泡產(chǎn)生,則溶液中一定有硫酸
③往容器內(nèi)加氯化鋇溶液,如有沉淀生成,則溶液中一定有硫酸
④將試管中剩余固體加入到硫酸銅溶液中,如有紅色固體生成,則溶液中沒有硫酸.

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