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某化学活动小组设计如下图所示(部分夹持装置已略去)实验装置,以探究潮湿的Cl2与Na2CO3反应得到的固体物质。

(1)写出装置A中发生反应的离子方程式:                                                     
(2)写出试剂Y的名称:_____________________。
(3)已知:通入一定量的氯气后,测得D中只有一种常温下为黄红色的气体,其为含氯氧化物。可以确定的是C中含有的氯盐只有一种,且含有NaHCO3,现对C成分进行猜想和探究。
①提出合理假设:
假设一:存在两种成分:  NaHCO3和__________
假设二:存在三种成分:  NaHCO3和__________、___________。
②设计方案,进行实验。请写出实验步骤以及预期现象和结论(可不填满)。
限选实验试剂和仪器:蒸馏水、稀硝酸、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、试管、小烧杯。

实验步骤
预期现象和结论
步骤1:取C中的少量固体样品于试管中,滴加
足量蒸馏水至固体溶解,然后将所得溶液分别置于A、B试管中。
 
步骤2:向A试管中滴加______________:
①若无明显现象,证明固体中不含碳酸钠;
②若溶液变浑浊,证明固体中含有碳酸钠。
步骤3:向B试管中滴加______________:
若溶液变浑浊,结合步骤2中的①,则假设
一成立:结合步骤2中的②,则假设二成立。
 
(4)己知C中有0.1 mol Cl2参加反应。若假设一成立,可推知C中反应的化学方程式为                                                                                        
(5)常温下Na2CO3和NaHCO3均为0.1mol/L的混合溶液中,c(OH)-c(H+)=___________(用含碳元素的粒子浓度表示),在该溶液中滴加稀盐酸至中性时,溶液中溶质的成分有______________________。

(1)4H+ +2Cl- +MnO2=Mn2+ +Cl2↑+2H2O(2分)
(2)饱和食盐水(2分)
(3)NaCl; NaCl、Na2CO3 (各1分);BaCl2溶液(2分);AgNO3溶液(2分)
(4)2Cl2+ 2Na2CO3 + H2O ="2" NaHCO3 + 2NaCl+ Cl2O(2分)
(5)1/2 c (HCO3-)+3/2 c (H2CO3)-1/2 c(CO32-)(2分);NaCl、NaHCO3 、CO2(或H2CO3)(2分)

解析试题分析: (1)本题探究的是氯气和碳酸钠反应,所以A装置为氯气的制备装置,所以发生的离子方程式为:4H+ +2Cl- +MnO2=Mn2+ +Cl2↑+2H2O。
(2)浓盐酸易挥发,所以氯气中混有HCl气体,B装置为除杂装置,试剂选用饱和食盐水溶液。
(3)①根据题意,反应所得的C中只有一种氯盐,还含有NaHCO3,所以该氯盐是NaCl,所以假设一为NaHCO3和NaCl,假设二的三种成分分别为NaHCO3 、NaCl、Na2CO
②设计方案验证假设,则应该证明NaCl、Na2CO3 的存在,即证明Cl-、CO32- 的存在。根据实验步骤,步骤2为碳酸根的检验,因此可选用试剂BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,说明有碳酸钠,无明显现象则没有碳酸钠;步骤3为检验氯离子,因此选用试剂AgNO3溶液,若白色沉淀产生变浑浊则存在氯化钠,若无明显现象,则无氯化钠,再结合步骤2讨论假设成立。
(4) 若假设一成立,则生成物为氯化钠和碳酸氢钠,所以必然有H2O参加反应,同时生成了黄红色的气体,所以该气体为氯的氧化物Cl2O,发生了氧化还原反应,方程式为:2Cl2+ 2Na2CO3 + H2O ="2" NaHCO3 + 2NaCl+ Cl2O。
(5)根据电荷守恒,相同条件下浓度均为0.1mol/LNa2CO3和NaHCO3的混合溶液有电荷守恒式:c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-),若不考虑弱离子水解,则c(Na+)=0.3mol/L,c(CO32-)=c(HCO3-)=0.1mol/L,所以c(Na+)=3/2[c(CO32-)+c(HCO3-)];由于CO32-、HCO3-均发生水解产生了H2CO3 ,所以水解以后c(Na+)=3/2[c(CO32-)+c(HCO3-)]=3/2[c(CO32-)+c(HCO3-) +C(H2CO3)];把此式带入到电荷守恒式得3/2[c(CO32-)+c(HCO3-) +C(H2CO3)] +c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-),移项得c(OH)-c(H+)=3/2[c(CO32-)+c(HCO3-) +C(H2CO3)]- 2c(CO32-)-c(HCO3-)="1/2" c (HCO3-)+3/2 c (H2CO3)-1/2 c(CO32-)。在该溶液中滴加稀盐酸至中性时,溶液中溶质的成分有NaCl、NaHCO3 、CO2
考点:本题考查的是实验探究、氧化还原反应方程式的配平、离子检验、离子浓度大小比较等。

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:实验题

(14分)某兴趣小组同学在实验室用加热1-丁醇、浓H2SO4和溴化钠混合物的方法来制备1-溴丁烷,并检验反应的部分副产物,设计了如图所示装置,其中夹持仪器、加热仪器及冷却水管没有画出。

请根据实验步骤,回答下列问题:
(1)关闭a和b、接通竖直冷凝管的冷凝水,给A加热30分钟,制备1-溴丁烷。
竖直冷凝管接通冷凝水,进水口是_____(填“I”或“Ⅱ”);冷凝回流的主要目的是________。
(2)理论上,上述反应的副产物可能有:丁醚(CH3CH2CH2CH2-O-CH2CH2CH2CH3)、1-丁烯、溴化氢、硫酸氢钠、水等。熄灭酒精灯,在竖直冷凝管上方塞上塞子并打开a,利用余热继续反应直至冷却,通过B、C装置检验部分副产物。
B、C中应盛放的试剂分别是_________和         ,写出C装置中主要的化学方程式:___________。
(3)为了进一步分离提纯1-溴丁烷,该兴趣小组同学查得相关有机物的数据如表所示:

物质
熔点/℃
沸点/℃
1-丁醇
-89.5
117.3
1-溴丁烷
-112.4
101.6
丁醚
-95.3
142.4
1-丁烯
-185.3
-6.5
 
请你补充下列实验步骤,直到分离出1-溴丁烷。
①待烧瓶冷却后,拔去竖直的冷凝管;
②____;③_____;④_______;⑤_______,收集所得馏分。
(4)若实验中所取1-丁醇、NaBr分别为7.4 g、13.0 g,蒸出的粗产物经洗涤、干燥后再次蒸馏得到9.6 g1-溴丁烷,则1-溴丁烷的产率是_____。(保留2位有效数字)

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

硫酸铜受热分解生成氧化铜和气体,加热温度不同,气体成分也不同。气体成分可能含SO2、SO3和O2中的一种、两种或三种。某化学课外活动小组通过设计探究性实验,测定反应产生的SO2、SO3和O2的物质的量,并计算确定各物质的化学计量数,从而确定CuSO4分解的化学方程式。实验用到的仪器如下图所示:

[提出猜想]
Ⅰ.所得气体的成分可能只含SO3一种;
Ⅱ.所得气体的成分可能含有________两种;
Ⅲ.所得气体的成分可能含有________三种。
[实验探究]
实验操作过程略。已知实验结束时,硫酸铜完全分解。
(1)请你组装探究实验的装置,按从左至右的方向,各仪器接口的连接顺序为①→⑨→⑩→⑥→⑤→________→________→________→________→②(填接口序号)。
(2)若实验结束时B中量筒没有收集到水,则证明猜想________正确。
(3)有两个实验小组进行该实验,由于加热时的温度不同,实验结束后测得相关数据也不同,数据如下:

实验小组
称取CuSO4的质量/g
装置C增加的质量/g
量筒中水的体积折算成标准状况下气体的体积/mL

6.4
2.56
448

6.4
2.56
224
 
请通过计算,推断出第一小组和第二小组的实验条件下CuSO4分解的化学方程式。
第一小组:______________________________________________;
第二小组:_______________________________________________。

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

醇脱水是合成烯烃的常用方法,实验室合成己烯的反应和实验装置如下:


可能用到的有关数据如下:

 
相对分子质量
密度/(g·cm-3)
沸点/℃
溶解性
环己醇
100
0.9618
161
微溶于水
环己烯
82
0.8102
83
难溶于水
合成反应:
在a中加入20 g环己醇和2小片碎瓷片,冷却搅动下慢慢加入1 mL浓硫酸。b中通入冷却水后,开始缓慢加热a,控制馏出物的温度不超过90℃。
分离提纯:
反应粗产物倒入分液漏斗中分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤,分离后加入无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙。最终通过蒸馏得到纯净环己烯l0 g。
回答下列问题:
(1)装置b的名称是______。
(2)加入碎瓷片的作用是_______________________;如果加热一段时间后发现忘记加瓷片,应该采取的正确操作是(填正确答案标号)       
A.立即补加    B.冷却后补加    C.不需补加    D.重新配料
(3)本实验中最容易产生的副产物的结构简式为__________。
(4)分液漏斗在使用前须清洗干净并__________;在本实验分离过程中,产物应该从分液漏斗的______(填“上口倒出”或“下口放出”)。
(5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是_________________________。 
(6)在环己烯粗产物蒸馏过程中,不可能用到的仪器有__________(填正确答案标号)。
A.蒸馏烧瓶        B.温度计        C.玻璃棒        D.冷凝管       
(7)本实验所得到的环已烯产率是__________(填正确答案标号)。
A.41%        B.50%        C.61%        D.70%

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

通过沉淀-氧化法处理含铬废水,减少废液排放对环境的污染,同时回收
K2Cr2O7。实验室对含铬废液(含有Cr3+、Fe3+、K+、SO42、NO3和少量Cr2O72)回收与再利用工艺如下:

已知:①Cr(OH)3+OH=CrO2+2H2O;
②2CrO2+3H2O2+2OH=2CrO42+4H2O;
③H2O2在酸性条件下具有还原性,能将+6价Cr还原为+3价Cr。
(1)实验中所用KOH浓度为6 mol·L-1,现用KOH固体配制250mL 6 mol·L-1 的KOH溶液,除烧杯、玻璃棒外,还必需用到的玻璃仪器有   
(2)由于含铬废液中含有少量的K2Cr2O7,抽滤时可用   代替布氏漏斗;抽滤过程
中要及时观察吸滤瓶内液面高度,当快达到支管口位置时应进行的操作为   
(3)滤液Ⅰ酸化前,进行加热的目的是   。冰浴、过滤后,应用少量冷水洗涤K2Cr2O7,其目的是   
(4)下表是相关物质的溶解度数据:

物质
0℃
20℃
40℃
60℃
80℃
100℃
KCl
28.0
34.2
40.1
45.8
51.3
56.3
K2SO4
7.4
11.1
14.8
18.2
21.4
24.1
K2Cr2O7
4.7
12.3
26.3
45.6
73.0
102.0
KNO3
13.9
31.6
61.3
106
167
246.0
 
根据溶解度数据,操作Ⅰ具体操作步骤为①   、②   
(5)称取产品重铬酸钾试样2.000g配成250mL溶液,取出25.00mL于锥形瓶中,加入10mL 2 mol·L-1H2SO4和足量碘化钠(铬的还原产物为Cr3+),放于暗处5min,然后加入100mL水,加入3mL淀粉指示剂,用0.1200 mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定(I2+2S2O32=2I+S4O62)。
①若实验中共用去Na2S2O3标准溶液30.00mL,所得产品的中重铬酸钾的纯度为       (设整个过程中其它杂质不参与反应)。
②若滴定管在使用前未用Na2S2O3标准溶液润洗,测得的重铬酸钾的纯度将:       (填“偏高”、“偏低”或“不变”)。

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

某研究性学习小组将一定浓度Na2CO3溶液滴入CuSO4溶液中得到蓝色沉淀。
甲同学认为两者反应只生成CuCO3一种沉淀;
乙同学认为这两者相互促进水解反应,生成一种Cu(OH)2沉淀;
丙同学认为生成CuCO3和Cu(OH)2两种沉淀。
(查阅资料知:CuCO3和Cu(OH)2均不带结晶水)
Ⅰ.按照乙同学的理解Na2CO3溶液和CuSO4溶液反应的离子反应方程式为:     _    
在探究沉淀物成分前,须将沉淀从溶液中分离并净化。具体操作为 ①过滤②洗涤③干燥。
Ⅱ.请用下图所示装置,选择必要的试剂,定性探究生成物的成分。

(1)各装置连接顺序为                    
(2)装置C中装有的试剂名称是                            
(3)按你的装置连接顺序,甲的猜想是正确的,则可通过________________________现象来说明甲的猜想是正确的。
Ⅲ.若CuCO3和Cu(OH)2两者都有,丙同学通过装置Ⅰ进行定量分析来测定其组成。

(1)实验有关操作为:①往锥形瓶中放入适量的样品:②从分液漏斗往锥形瓶中加入过量的稀硫酸;③检验装置的气密性;④测定收集到水的体积。
正确的操作顺序为____________________。
(2)广口瓶中水的上面覆盖了一层植物油,若瓶中的液体没有装满(上方留有少量空间),实验测得CO2的体积将___________(填偏大、偏小或不变)。
(3)若实验中测得样品的质量为wg,气体的体积为aL(标况下),则样品中CuCO3的质量分数为___________(CuCO3的式量为124)。
(4)丁同学认为,丙同学的实验方法,可能因气体体积测量不准,导致误差较大。建议改用图中的Ⅱ、III装置进行实验。只需进行简单而又必要的数据测定,可比较准确地确定样品中CuCO3的质量分数,较合理的装置_______(填代号)。但是丁同学的装置仍然有缺陷,所测结果将偏高或偏低__________。理由是___________________________

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

电镀厂曾采用有氰电镀工艺,由于排放的废水中含有的剧毒CN离子,而逐渐被无氰电镀工艺替代。处理有氰电镀的废水时,可在催化剂TiO2作用下,先用NaClO将CN离子氧化成CNO,再在酸性条件下继续被NaClO氧化成N2和CO2。环保工作人员在密闭系统中用下图装置进行实验,以证明处理方法的有效性,并测定CN被处理的百分率。将浓缩后含CN离子的污水与过量NaClO溶液的混合液共200mL(其中CN的浓度为0.05mol·L-1)倒入甲中,塞上橡皮塞,一段时间后,打开橡皮塞和活塞,使溶液全部放入乙中,关闭活塞。

回答下列问题:
⑴乙中反应的离子方程式为                                    
⑵乙中生成的气体除N2和CO2外,还有HCl及副产物Cl2等,上述实验是通过测定二氧化碳的量来确定对CN的处理效果。则丙中加入的除杂试剂是    (填字母)
a.饱和食盐水   b.饱和NaHCO3溶液  c.浓NaOH溶液   d.浓硫酸
⑶丁在实验中的作用是           ;装有碱石灰的干燥管的作用是                               
⑷戊中盛有含Ca(OH)20.02mol的石灰水,若实验中戊中共生成0.82 g沉淀,则该实验中测得CN被处理的百分率等于      ;请说明该测得值与实际处理的百分率相比偏高还是偏低     ?简要说明可能的原因                
⑸请提出一个能提高准确度的建议(要有可操作性,不宜使操作变得过于复杂)                                                               

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

TMB是一种新型指纹检测的色原试剂,由碳、氢、氮三种元素组成,与氢气的相对分子质量之比为120。某研究性学习小组的同学欲利用下列仪器测定TMB的分子式。其主要过程为在足量氧气流中将4.80 g TMB样品氧化(氮元素转化为N2),再利用吸收剂分别吸收水蒸气和CO2。请从图中选择适当的装置(装置符合气密性要求,加热装置等已略去,其他用品可自选)。

(1)将所选用的仪器(可重复选用)连接顺序由上到下依次填入下表,并写出该仪器中应加入的试剂的名称及作用。

选用的仪器
加入试剂
加入试剂的作用
C
H2O2溶液与MnO2
产生氧气
 
 
 
 
 
 
D
CuO粉末
将可能生成的CO转化为CO2
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
(2)实验后称得A及以后的装置(均用A装置并假设每次吸收均是完全的)质量依次增加3.60 g、14.08 g、0.14 g,则TMB的分子式为__________________________。

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

Ⅰ.(1)某化学兴趣小组欲从下列装置中选取必要的装置制取(NH42SO4溶液,连接的顺序(用接口序号字母表示)是:a                

(2)将装置C中两种液体分离开的操作名称是         。装置D的作用是              
Ⅱ.过氧化钙可以用于改善地表水质、处理含重金属粒子废水和治理赤潮,也可用于应急供氧等。工业上生产过氧化钙的主要流程如下:

已知CaO2·8H2O呈白色,微溶于水。I2+2S2O32= 2I+S4O62
(1)用上述方法制取CaO2·8H2O的化学方程式是                             
(2)检验“水洗”是否合格的方法是                             
(3)测定产品中CaO2的含量的实验步骤是:
第一步:准确称取a g产品于锥形瓶中,加入适量蒸馏水和过量的b g KI晶体,再滴入少量2 mol/L的H2SO4溶液,充分反应。
第二步:向上述锥形瓶中加入几滴淀粉溶液。
第三步:逐滴加入浓度为c mol·L—1的Na2S2O3溶液至反应完全,消耗Na2S2O3溶液V mL。
①判断此滴定实验达到终点的方法是:                              
②CaO2的质量分数为                    (用字母表示);
③某同学第一步和第二步的操作都很规范,第三步滴速太慢,这样测得的CaO2的质量分数可能        (填“不受影响”、“偏低”或“偏高”)。

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