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.我国化学家侯德榜根据NaHCO3的溶解度比NaCl、Na2CO3、NH4Cl都小的性质,运用NaCl+CO2+NH3+H2O
NaHCO3↓+NH4Cl等反应原理,发明了“侯氏制碱法”。
根据侯德榜制碱法原理,实验室用食盐、氨水、大理石、盐酸制取碳酸钠。
其实验过程如下:
①配制含氨的氯化钠饱和溶液;
②用石灰石和稀盐酸制取纯净的CO2;
③将CO2通入NaCl的氨溶液中,得到碳酸氢钠晶体;
④过滤,冷水洗涤沉淀;
⑤焙烧NaHCO3得到Na2CO3。
试回答下列问题:
(1)某学生将实验步骤①、②、③设计成下图所示的装置:
ABC
洗气瓶B中的液体是,烧杯C中的液体是。
装置A中的离子方程式是。
(2)实验步骤④中过滤操作要求做到“一贴、二低、三靠”,其具体含义是:
一贴:
;
二低:
、;
三靠:
、、。
洗涤沉淀的目的是。
(3)该学生设计右图所示装置进行NaHCO3的分解,并证实产物中有CO2产生。
①试管中发生的化学反应方程式是:
②指出该学生设计的装置图的错误之处,并改正(文字说明即可)。
③停止加热时应该怎样操作,为什么?
④烧杯中发生反应的离子方程式是:
.根据侯德榜制碱法原理,实验室用食盐、氨水、大理石、盐酸制取碳酸钠。
③将CO2通入NaCl的氨溶液中,保持溶液的温度为40±
2℃,得到碳酸氢钠晶体;
④冷却,减压过滤,用冷水洗涤沉淀;
⑤焙烧NaHCO3得到Na2CO3;
⑥向母液中加入粉状NaCl,并冷却至0℃以下,得到NH4Cl晶体。
(1)过程②用哪些仪器?
(2)过程③用哪种方法加热溶液?
(3)过程③为什么要加入粉状NaCl?
为什么要冷却?
如何冷却?
.某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体,用不同的方法做了以下实验,如图Ⅰ~Ⅳ所示。
ⅠⅡⅢⅣ
(1)只根据图I、II所示实验,能够达到实验目的是(填装置序号);
(2)图III、IV所示实验均能鉴别这两种物质,其反应的化学方程式为
与实验III相比,实验IV的优点是(填选项序号);
AIV比III复杂
BIV比III安全
CIV比III操作简便
DIV可以做到用一套装置同时进行两个对比实验,而III不行
(3)若用实验IV验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性,则试管B中装入的固体最好是;
(4)将碳酸氢钠溶液与澄清石灰水混合并充分反应。
①当石灰水过量时,其离子方程式为;
②当碳酸氢钠与氢氧化钙物质的量之比为2︰1时,所得溶液中溶质的化学式为,请设计实验检验所得溶液中溶质的阴离子。
.我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”为世界制碱工业做出了突出贡献。
他利用NaHCO3、NaCl、NH4Cl等物质溶解度的差异,以食盐、氨气和二氧化碳为原料制得NaHCO3,进而生产出纯碱。
(1)某研究性学习小组的同学,模拟“侯氏制碱法”提出下列三种制备NaHCO3的实验方案。
经过讨论,大家一致认为方案2较合理,请说明方案3的不足之处是。
方案1:
分别将二氧化碳和氨气通入饱和食盐水中;
方案2:
将二氧化碳通入含氨的NaCl饱和溶液;
方案3:
将氨气通入含二氧化碳的NaCl饱和溶液中。
(2)根据方案2,某同学设计了如下实验步骤和装置图:
步骤1:
配制含氨的饱和食盐水。
在100mL的锥形瓶中加入20mL氨水(体积比1︰1),再加入8g食盐,塞紧橡皮塞,振荡几分钟,过滤除去不溶物,得到含氨的饱和食盐水。
步骤2:
制备碳酸氢钠。
按图组装实验装置,先检查装置的气密性,再向各仪器中加入相应的试剂,开始制备碳酸氢钠。
实验过程中,需要控制温度在30℃~35℃(大于35℃时NH4HCO3会分解)和二氧化碳的通入速度(以出现能数得清的连续气泡为好)。
反应结束后,把锥形瓶浸入冷水中,使较多的晶体析出,过滤、洗涤。
请回答下列问题:
①为控制反应温度在30℃~35℃,应采用的操作方法是。
②装置B中试剂是,它的作用为。
③装置C中的化学方程式为。
④检验步骤2中所得晶体是碳酸氢钠而不是氯化钠的的实验方法和现象是。
⑤请你设计一个简单的实验方案证明纯碱溶液呈碱性是由CO32-引起的。
答:
.我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献。
他利用NaHCO3、NaCl、NH4Cl等物质溶解度的差异,以食盐、氨气为原料先制得NaHCO3,进而生产出纯碱,下面是在实验室中模拟“侯氏制碱法”中制取NaHCO3的实验步骤:
第一步:
连接好装置,检验气密性,在仪器内装入药品。
第二步:
先让一装置发生反应,直到产生的气体不能再在C中溶解时,再通入另一装置中产生的气体,片刻后,C中出现固体。
继续向C中通人两种气体,直到不再有固体产生。
第三步:
过滤C中所得的混合物,得到NaHCO3固体。
第四步:
向滤液中加入适量的NaCl粉末,有NH4Cl晶体析出。
……
(1)下图所示装置的连接顺序是:
(a)接()()接()()接()。
(2)A中常选用的固体反应物为;
D中应选用的液体为;
B中发生反应的化学方程式为。
(3)第二步骤中必须先让装置先发生反应,原因是。
(4)C中用球形干燥管而不用直导管,其作用是,试简述使用球干燥管有上述作用的原因:
(5)C中广口瓶内产生NaHCO3固体的总化学方程式为。
(6)第四步中分离出NH4Cl晶体的操作是;
其所得的NH4Cl晶体常含有少量的NaCl和NaHCO3(约占5%~8%),请设计一个简单的实验证明所得固体的成分大部分是NH4Cl。
简要写出操作和现象。
.实验室里临时需要用NaOH溶液和CO2来制取纯Na2CO3溶液。
已知CO2气体通入NaOH溶液中极易过量生成NaHCO3,且无明显现象。
实验室有下列试剂:
(1)未知浓度的NaOH
(2)37%的盐酸(3)37%的硫酸(4)14%的盐酸(5)大理石(6)K2CO3(7)Cu(OH)2CO3
实验室有下列仪器:
铁架台、启普发生器、量筒、烧杯、橡皮管、玻璃导管、分液漏斗。
已知下表中各物质在常温时的溶解度(g/100gH2O)。
Na2CO3
NaHCO3
NaCl
Na2SO4
NaHSO4
NaOH
15.9
8.4
35
35.5
20
40
(1)本实验应选用的仪器:
除启普发生器、橡皮管、玻璃导管外,还需要;
(2)为保证制得的Na2CO3溶液尽量纯,应选用的药品(填编号)除
(1)外,还需要;
(3)简要叙述实验步骤,直到制得纯Na2CO3溶液(仪器安装可省略);
(4)根据给出的溶解度表,求出当NaOH溶液中溶质的质量分数大于多少时,在配制过程中会有晶体析出(写出计算步骤和必要的文字说明)。
.Na2CO3是一种很重要的化学物质,慈溪中学某学生拟在实验室中制备Na2CO3。
下面是他的制备实验过程:
将50mLNaOH溶液吸收CO2气体,制备Na2CO3溶液。
为了防止通入的CO2气体过量,生成NaHCO3,他设计了如下实验步骤:
(ⅰ)用25mLNaOH溶液吸收过量的CO2气体,至CO2气体不再溶解;
(ⅱ)小心煮沸溶液1~2分钟;
(ⅲ)在得到的溶液中加入另一半(25mL)NaOH溶液,使溶液充分混合。
(1)在(ⅰ)中,刚通入CO2时发生的反应是;
而后又发生反应;
将以上两个反应分别改写成离子反应是、。
(ⅱ)中煮沸溶液的目的是。
(ⅲ)中混合另一半NaOH溶液后发生的反应是,改写为离子方程式是。
评价该同学能否制得较纯净的Na2CO3?
(2)按该同学的设计,第(ⅰ)步实验装置如下:
①装置A使用的试剂是(固体)和溶液;
②装置B使用的试剂最好是(选择:
水、饱和NaOH溶液、饱和Na2CO3溶液、饱和NaHCO3溶液),作用是,不选择其它三种试剂的原因是(简要文字说明);
写出B中可能发生的离子方程式,如果不用B装置,最终得到的Na2CO3溶液中可能存在的杂质有。
③有人认为实验步骤(ⅱ)、(iii)的顺序对调,即先混合,再煮沸,更合理,你认为对吗?
为什么?
.某学生拟用50mLNaOH溶液吸收CO2气体,制备Na2CO3溶液。
为了防止通入的CO2气体过量而生成NaHCO3,他设计了如下实验步骤:
①取25mLNaOH溶液吸收过量的CO2气体,至CO2气体不再溶解;
②小心煮沸溶液1~2分钟排出溶液中溶解的二氧化碳气体;
③在得到的溶液中加入另一半(25mL)NaOH溶液,使溶液充分混合。
(1)他能否制得较纯净的Na2CO3?
理由是。
按它的设计,第①步实验装置如右图所示:
(2)装置A使用的试剂是石灰石和盐酸溶液.可否使用纯碱代替石灰石?
,原因是.
(3)装置B使用的试剂是,作用是。
(4)有人认为实验步骤②③的顺序对调,即先混合,再煮沸,更合理,你认为对吗?
为什么?
B组
.纯净的氯化钠是不潮解的,但粗盐很容易潮解,这主要是因为其中含有杂质MgCl2的缘故。
为得到纯净的氯化钠,有人设计了一个实验:
把买来的粗盐放入纯氯化钠饱和溶液一段时间,过滤,洗涤,可得纯净的氯化钠晶体。
则下列说法中,正确的是
A粗盐的晶粒大一些有利于提纯
B设计实验的根据是MgCl2比NaCl易溶于水
C设计实验的根据是NaCl的溶解平衡
D在整个过程中NaCl饱和溶液浓度会变大(温度不变)
.我国青海湖地区素有“夏天晒盐,冬天捞碱”之说。
其中捞出的碱主要是碳酸钠和少量氯化钠的混合物。
某同学以捞出的碱作为样品,并用下图装置对样品进行分析,根据量瓶中收集到的液体的体积来计算样品中碳酸钠的含量,下列装置中正确的是
ABCD
.纯碱和小苏打是厨房中两种常见的用品,它们都是白色固体,下列区分这两种物质的说法正确的是
A分别用炒锅加热两种样品,全部分解挥发,没有残留物的是小苏打
B用洁净铁丝蘸取两种样品在煤气灯火焰上灼烧,使火焰颜色发生明显变化的是小苏打
C用两只小玻璃杯,分别加入少量的两种样品,再加入等浓度的食醋,产生气泡速率较快的是小苏打
D先将两样品配成溶液,分别加入石灰水,无白色沉淀生成的是小苏打
.请设计验证Na2CO3·
10H2O化学性质的实验方案。
(提示:
分别考虑晶体、溶液的性质)
①
②
③
④
()
.烧碱中常含有的杂质为纯碱。
商品检测时,通常采用盐酸滴定的方法。
盐酸和烧碱反应的同时,也和纯碱作用。
因而滴定时发生两步反应。
(1)第一步反应式为。
(2)第二步反应式为。
(3)若除去反应生成的碳酸,以使反应完全,可采用的最简单方法是。
.在一NaOH溶液中混有少量的Na2CO3(Na2CO3浓度小于0.1mol/L)。
一学生欲测定其中的NaOH的物质的量的浓度,手边具备的药品和仪器有:
①铁架台(带滴定管夹),②酸、碱式滴定管,③烧杯,④锥形瓶,⑤0.1mol/L盐酸,⑥0.1mol/LBa(OH)2溶液,⑦0.1mol/L的BaCl2溶液,⑧酚酞试液,根据现有的药品和仪器(量和规格均能符合要求)你认为能否测定其中的NaOH的浓度?
能或不能均请说明理由,如你认为能够,指出应选用的药品及简要的操作过程。
.某样品为Na2CO3和NaHCO3的固体混合物。
拟将一定质量的样品与稀硫酸反应,用测出生成CO2体积的方法计算出样品中组分的质量分数。
为较准确的测出生成的CO2体积,在反应结束后加热混合液,使溶于溶液的CO2逸出,待冷却后再测CO2的体积(加热时蒸发的水的体积不计)。
右下方是实验装置,其中包括B和C可供选择(B、C中所盛的液体为饱和NaHCO3溶液)。
(1)用托盘天平称取样品Wg,若所用天平游码的最大刻度为5g,则与此天平配套的砝码中最小的质量是
A1gB2gC3gD5gE10g
(2)对A进行气密性检查的最简单方法是。
(3)已知所用硫酸的浓度为0.5mol/L,A中试管的规格是20mm(内径)×
200mm(高度),则在称此样品时,W的值应不大于g。
测定气体的体积所用量筒的规格,合适的是。
A100mLB200mLC500mL
(4)测量CO2气体的体积时,可选用B、C中的一种与A连接,你将选择(填B或C),不选另一种的理由是。
.某样品为Na2CO3和NaHCO3固体混合物,现将一定质量的样品与稀盐酸反应,用测定生成CO2体积的方法计算出样品中各组分的质量
分数。
为较准确地测出生成CO2的体积,在反应结束后加热反应混合物,使溶于溶液中的CO2逸出,待冷却至室温后再测CO2的体积(加热时蒸发的水的体积忽略不计)。
右图是实验装置图,其中,B和C可供选择。
(1)测量CO2气体的体积时,可选用B或C中的一种与A连接,你将选择(填B或C),不选另一种的理由是。
(2)在B或C中所盛的液体应为(选填编号)。
A澄清石灰水B饱和Na2CO3溶液
C水DNaOH溶液
(3)在正确选用了B或C中所盛液体后,则实验过程中造成收集到的CO2体积会
(填“偏大”或“偏小”)。
若要使收集到的CO2体积较准确,应对该实验作何改变?
(4)若测得CO2体积换算成标准状况下是VL(样品为mg),则V的数值范围是
(用含m的代数式表示)。
(5)若气体最大量程为50mL,则固体样品的取样范围是(假设为标准状况下)。
(6)用此方法测定Na2CO3或NaHCO3质量分数其结果不够准确。
现有人设计了下面几种实验方案,请你从中选择一种既简单可行又测定结果较准确的实验方案是(选填编号)。
A称取一定量样品,配成溶液,加入澄清石灰水,将产生的沉淀过滤、洗涤、干燥、称量,则可计算出样品中各组分的质量分数
B称取一定量样品,加热样品使之反应完全,恢复至室温,再称量剩余固体质量,则可计算出样品中各组分的质量分数
C称取一定量样品,加热样品使之反应完全,将收集到的CO2称其质量,则可计算出样品中各组分的质量分数
D称取一定量样品,加热样品使之反应完全,将用排水法收集到的CO2测出其体积,则可计算出样品中各组分的质量分数
.纯碱中常含有少量的NaCl杂质,利用下图的仪器装置可用来测定纯碱Na2CO3的百分含量:
供选用的试剂有:
纯碱样品、碱石灰、浓盐酸、浓H2SO4、NaOH溶液,稀硫酸,自来水、无水CaCl2、饱和NaHCO3溶液。
实验步骤:
a按图连接好装置并检查气密性;
b准确称量盛有干燥剂的干燥管D的质量(m1g);
c准确称取纯碱样品质量(n1g)并放入广口瓶内;
d从分液漏斗中缓缓滴试剂3至不再产生气体为止;
e缓缓鼓入空气数分钟,然后再称量D的总质量(设为m2g),
根据上述实验,回答下列问题:
试剂1、3、4、5分别为1、3、4、5。
进行操作e时,要缓缓鼓入空气数分钟,鼓入空气的作用是。
如果撤去A装置,直接向B中缓缓鼓入空气,则会导致实验结果(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
进行d、e操作时,均要求“缓缓”进行,理由是。
(5)装置C和E的作用分别是CE。
(6)根据此实验,计算纯碱中Na2CO3百分含量的数学表达式为:
.某纯碱样品中只含有NaHCO3杂质,兴趣小组为了测定该样品中Na2CO3的纯度,设计了以下几种实验方案:
方案I:
取一定量的样品配成溶液,滴加2滴酚酞,用cmol/LHCl溶液滴定至无色,用去HCl溶液的体积为V1mL;
再滴加2滴甲基橙,继续用cmol/LHCl溶液滴定至橙色,又用去HCl溶液的体积为V2mL。
用c、V1、V2计算出Na2CO3的纯度。
方案Ⅱ:
称取m1g样品溶于水,滴加过量BaCl2溶液,过滤,将所得BaCO3沉淀经洗涤、干燥后称得其质量为m2g,用m1、m2计算出Na2CO3的纯度。
方案Ⅲ:
称取m3g样品与足量稀H2SO4溶液反应,用排饱和碳酸氢钠溶液的方法测得生成的CO2的体积为V3L(已折换成标准状况),用m3、V3计算出Na2CO3的纯度。
方案Ⅳ:
称取m4g样品与足量稀H2SO4溶液反应,将生成的气体用碱石灰吸收,称量,测得生成的CO2的质量为m5g,用m4、m5计算出Na2CO3的纯度。
回答下列问题;
(1)方案I中依次发生的反应的离子方程式是:
、。
(2)方案Ⅱ中,怎样检验加入的BaCl2溶液已过量,请简述操作方法:
(3)方案Ⅲ和Ⅳ中都有CO2生成,不需要干燥就可测定CO2体积或质量的是方案
(填序号);
若生成的CO2部分残留在反应容器中,会使实验结果产生误差的是方案(填序号),此误差会使测得的Na2CO3的纯度(填“偏大”或“偏小”)。
(4)不用任何化学试剂(除样品外),请你再设计一个实验方案,测定该纯碱样品中Na2CO3的纯度。
.某学生实验兴趣小组拟用右图装置来完成“NaHCO3和NaCl混合物中NaHCO3含量的测定”的实验。
(1)各仪器接口连接顺序是(用接口字母填写)。
(2)该装置连接好而未装药品前,检验气密性的操作是。
(3)甲同学认为上述方法误差较大,提出如下改进措施,你认为可行的有。
A.在装置②中水面上滴加少量植物油
B.将装置①中稀盐酸换成稀硫酸,装置②中水换成饱和NaHCO3溶液
C.将装置②中水换成饱和Na2CO3溶液
(4)乙同学认为在装置②③之间的导管内会积存水,使测定结果不准,从而改用右图装置。
假定滴定管起始读数为V1mL,终了读数为V2mL,而注射器测定排出的气体为V3mL(标准状况下),混合物样品质量为mg,则原混合物中NaHCO3的质量分数的表达式为。
(用含V1、V2、V3、m的式子表示)。
(5)丙同学改用图3装置,通过测定烧杯中NaOH溶液的增重来确定样品中NaHCO3的含量。
你认为乙、丙两同学的方案中,谁的方案更合理,理由是。
.已知某纯碱试样中含有NaCl杂质,为测定试样中纯碱的质量分数,可用下图中的装置进行实验。
主要实验步骤如下:
①按图组装仪器,并检查装置的气密性
②将ag试样放入锥形瓶中,加适量蒸馏水溶解,得到试样溶液
③称量盛有碱石灰的U型管的质量,得到bg
④从分液漏斗滴入6mol·
L-1的硫酸,直到不再产生气体时为止
⑤从导管A处缓缓鼓入一定量的空气
⑥再次称量盛有碱石灰的U型管的质量,得到cg
⑦重复步骤⑤和⑥的操作,直到U型管的质量基本不变,为dg
请填空和回答问题:
(1)在用托盘天平称量样品时,如果天平的指针向左偏转,说明
(2)装置中干燥管B的作用是
(3)如果将分液漏斗中的硫酸换成浓度相同的盐酸,测试的结果(填高、偏低或不变)
(4)步骤⑤的目的是
(5)步骤⑦的目的是
(6)该试样中纯碱的质量分数的计算式为
(7)还可以用其他实验方法测定试样中纯碱的质量分数。
请简述一种不同的实验法。
.工业制纯碱时,第一步是通过饱和食盐水、氨气和二氧化碳反应,获得碳酸氢钠结晶体。
它的化学反应原理可以用下面方程式表示:
NH3+CO2+H2O=NH4HCO3
NH4HCO3+NaCl(饱和)=NaHCO3↓+NH4Cl
以上反应的总结果是放热反应。
请设计一个简单的实验装置模拟实现这一过程,并获得NaHCO3结晶。
可供选择的实验用品有:
6mol/L盐酸、6mol/L硫酸、浓氨水、氢氧化钠、消石灰、石灰石、氯化铵、食盐、蒸馏水、冰,以及中学化学常用仪器。
(1)画出实验装置图并在图中容器旁分别注明A,B,C,…符号。
(2)请写出在图上用各玻璃容器中盛放物质的化学式或名称。
(3)利用本题所提供的实验用品,如何判断得到的产品是碳酸氢钠的结晶体,而不是碳酸氢铵或食盐结晶体。
说明:
(1)本题装置示意图中的仪器可以用下面的方式表示:
敞口玻璃容器
有塞玻璃容器
玻璃漏斗
分液漏斗
玻璃导管
(但应标示出在液面上或液面下)
(2)铁架台、石棉网、酒精灯、玻璃导管之间的连接胶管等,在示意图中不必画出。
如需加热,在需加热的仪器下方,标以“△”表示。
.工业制成纯碱,是向饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳,获得碳酸氢钠晶体,它的反应原理可用下列化学方程式表示:
NH3+CO2+H2O=NH4HCO3……………………………………………①
NH4HCO3+NaCl(饱和)=NaHCO3↓+NH4Cl………………………②
将所得碳酸氢钠晶体加热分解后即可得到纯碱。
请回答:
(1)工业所制纯碱中常含有少量的氯化钠杂质,其原因是。
(2)现有甲、乙、丙三个小组的学生,欲测定某工业纯碱样品中Na2CO3的质量分数,分别设计并完成实验如下。
甲组:
取10.00g样品,利用下图所示装置,测出反应后装置C中碱石灰的增重为3.52g。
乙组:
取10.00g样品,配成1000mL溶液,用碱式滴定管量取25.00mL放入锥形瓶中,加入甲基橙作指示剂,用0.15mol·
L-1的标准盐酸溶液滴定至终点(有关反应为Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑)。
完成三次平行实验后,消耗盐酸体积的平均值为30.00mL。
丙组:
取10.00g样品,向其中加入过量的盐酸,直至样品中无气泡冒出,加热蒸发所得物并在干燥器中冷却至室温后称量。
反复加热、冷却、称量,直至所称量的固体质量几乎不变为止,此时所得固体的
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