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根据Mg与CO2的反应推测,Na也能在CO2中燃烧,且固体产物可能为C、Na2O和Na2CO3中的两种或三种。某兴趣小组用如下装置开展两个阶段的实验探究。

【实验I】引发CO2与Na反应。操作步骤为:
①按图连接装置,检验装置气密性,并往各装置中加入试剂;      
②打开装置a上活塞一段时间;
③点燃d处酒精灯,使CO2与Na充分反应。停止加热,继续通气体使双通管冷却。
回答下列问题:
(1)装置a中用到的玻璃仪器有试管和                      
(2)装置b中装入的试剂是                     
(3)装置c的作用是                     
(4)步骤②中,当观察到                         时,才能进入步骤③。
【实验Ⅱ】探究反应产物及反应机理。取反应后双通管中固体物质29.2 g进行如下实验:
①仔细观察固体,发现有黑色颗粒;
②将固体溶于足量的水并过滤、洗涤,得到1.8 g滤渣(干燥);
③将滤液加水稀释配成250 mL的溶液;
④取少量③的溶液,先加足量BaCl2溶液,观察到白色沉淀,所得固体质量为3.94g;再加几滴酚酞试液,溶液变红;
⑤取25.00 mL③的溶液,滴加甲基橙作为指示剂,用3.0 mol·L-1盐酸滴定,消耗盐酸体积为20.00 mL。
回答下列问题:
(5)如何判断⑤中的滴定终点                              
(6)反应后装置d中的固体物质为                ;通过计算分析:29.2 g残留固体中,各组分的质量各是多少?                           

(1)长颈漏斗(2分,多答导管不扣分)
(2)饱和NaHCO3溶液     (2分)
(3)干燥CO2(2分)
(4)e处澄清石灰水变浑浊 (2分)
(5)当滴入最后一滴盐酸时溶液恰好由黄色变为橙色,且半分钟内不变色。(2分)
(6)C、Na2O、Na2CO3(3分)C:1.8g;Na2O:6.2g;Na2CO3:21.2g(3分)

解析试题分析:(1)从图中可以看出a中的玻璃仪器有试管和长颈漏斗,二者构成了简易启普发生器。
(2)本题要探究的是Na在CO2中燃烧的产物,所以Na与CO2 反应位置应该在d中的硬质玻璃管中,所以CO2 从左边通入。因此a装置是CO2制取装置,实验中用盐酸和石灰石反应制取。制得的CO2 混有水蒸气和HCl气体,所以要除杂,防止其他的杂质气体与钠反应,所以b装置可以除去HCl气体,应用饱和碳酸氢钠溶液。
(3)c装置除水蒸气,干燥二氧化碳。
(4)为了防止空气中的氧气参与反应,应在反应之前先通二氧化碳气体排除空气,所以当看到e处澄清石灰水变浑浊,则说明装置已充满二氧化碳气体。
(5)因为酸滴定碱,用甲基橙作指示剂,所以滴定终点时甲基橙的颜色应该为黄色变为橙色,所以判定终点是:当滴入最后一滴盐酸时溶液恰好由黄色变为橙色,且半分钟内不变色。
(6)步骤①将固中得到1.8g滤渣(干燥)为不溶物碳。
步骤③中最终所得固体质量为3.94g为碳酸钡,说明反应生成碳酸钠,根据碳元素守恒可知,碳酸钠的物质的量=3.94g/197g/mol=0.02mol,故29.2g固体物质中n(Na2CO3)=0.02mol×250ml/25ml=0.2mol,m(Na2CO3)=0.2mol×106g/mol=21.2g。
步骤④中盐酸滴定碳酸钠,消耗盐酸的物质的量为0.02mol×2=0.04mol,实际消耗HCl为3.0mol?L-1×0.020L=0.06mol,大于0.02mol,故溶液中含有氢氧化钠,说明反应中有氧化钠生成,滴定中氢氧化钠消耗的HCl为0.06mol-0.04mol=0.02mol,根据钠离子守恒可知氧化钠的物质的量n(Na2O)=0.02mol/2=0.01mol,其质量为m(Na2O)=0.1mol×62g/mol=6.2g,且1.8g+21.2g+6.2g=29.2g,等于所取固体物质的质量,故生成为C、Na2O和Na2CO3
考点:本题考查的是实验探究题。

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:实验题

请根据教材上的实验“钠与氯气反应”,完成下列问题。

(1)取一块绿豆大的金属钠(切去氧化层),用滤纸吸净其表面的煤油,放在石棉网上,用酒精灯微热。待钠熔成球状时,将盛有氯气的集气瓶迅速倒扣在钠的上方。根据所学的知识分析该实验存在哪些缺点?
①____________________________________________________;
②____________________________________________________;
③________________。(至少填2条)
(2)某同学根据以上存在的缺点改进实验装置,如图所示:

实验步骤:
a.取绿豆粒大的钠,用滤纸吸干表面的煤油,切去氧化层,放入玻璃管中,按图示安装好仪器;
b.慢慢滴加浓盐酸,立即剧烈反应产生氯气;
c.当玻璃管中充满黄绿色气体时,再加热钠,钠熔化并燃烧。
①观察到的实验现象有:当滴加浓盐酸后试管中产生________色气体;钠剧烈燃烧,火焰呈________色且有________生成,反应结束后,管壁上观察到有________生成。
②改进后的实验优点:a.________,b.________,c.______(至少回答2条)。
③写出Na在Cl2中燃烧的化学方程式________________,并用电子式表示产物形成过程________________。

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

某探究小组采用下图所示装置进行Fe粉与水蒸气的反应。

(1)实验前检查装置气密性的方法为________________________________________________________。
(2)检验实验中生成气体的实验操作是_____________________________________________。
(3)将探究小组分为两组,按题图装置进行对比实验,甲组用酒精喷灯、乙组用酒精灯加热,反应产物均为黑色粉末(纯净物),两组分别用产物进行以下实验。

步骤
操作
甲组现象
乙组现象
1
取黑色粉末加入稀盐酸
溶解,无气泡
溶解,无气泡
2
取步骤1中溶液,滴加酸性KMnO4溶液
紫色褪去
紫色褪去
3
取步骤1中溶液,滴加KSCN溶液
变红
无现象
4
向步骤3溶液中滴加新制氯水
红色褪去
先变红,后褪色
 
①乙组得到的黑色粉末是               
②甲组步骤1中反应的离子方程式为                                      
③乙组步骤4中,溶液变红的原因为                                              ;溶液褪色可能的原因是                ;验证方法为                                                    

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

某氯化铁样品含有少量FeCl2杂质。现要测定其中铁元素的质量分数,实验按以下步骤进行:

请根据上面流程,回答以下问题:
(1)操作I是配制溶液,所用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外,还必须有                                      .(填仪器名称)
(2)下列操作可能使所配溶液浓度偏小的是________________(填写序号)。
①未洗涤烧杯和玻璃棒                            
②定容时俯视容量瓶的刻度线
③配溶液前容量瓶中有少量蒸馏水 
④摇匀后,发现液面低于刻度线后继续加水至凹液面与刻度线相切
(3)请写出加入氯水发生的离子方程式                                          
(4)检验沉淀是否已经洗涤干净的操作是                                        
(5)若原样品质量a为50g,加热后红棕色固体质量b为3g,则样品中铁元素的质量分数是                  

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

铁是人体必须的微量元素,治疗缺铁性贫血的常见方法是服用补铁药物。“速力菲”(主要成分:琥珀酸亚铁,呈暗黄色)是市场上一种常见的补铁药物。该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸。
某同学为了检测“速力菲”药片中Fe2的存在,设计并进行了如下实验:

(1)试剂1是            ,加入新制氯水后溶液中发生的离子反应方程式是:                                                               
(2)加入KSCN溶液后,在未加新制氯水的情况下,溶液中也产生了红色,其可能的原因是                                      
(3)在实验中发现放置一段时间,溶液的颜色会逐渐褪去。为了进一步探究溶液褪色的原因,甲、乙、丙三位同学首先进行了猜想:

编号
猜          想

溶液中的+3价Fe又被还原为+2价Fe

溶液中的SCN被过量的氯水氧化

新制的氯水具有漂白性,将该溶液漂白
基于乙同学的猜想,请设计实验方案,验证乙同学的猜想是否正确。写出有关的实验操作、预期现象和结论。(不一定填满,也可以补充)
编号
实验操作
预期现象和结论

 
 
 
 
 
 
 
 
 

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

红热的铁能与水蒸气反应,有氢气生成,现用如图所示装置进行铁在高温下与水蒸气反应的实验,并用简单的方法收集、检验生成的氢气。请回答下列问题:
(1)写出铁在高温下与水蒸气反应的化学方程式:                               
(2)干燥管C内盛放的药品是             (填化学式)。干燥管的       (填“m”或“n”)端与g导管相连接。

(3)在D处画出用试管收集氢气的装置图(所需其他仪器自行选择)。
(4)怎样用简单的方法检验收集到的气体是氢气,简述实验操作步骤和现象        

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

为测定Na2CO3和NaHCO3固体混合物中Na2CO3的质量分数,称取一定质量的样品,甲同学利用图I所示装置测量产生CO2的体积,乙同学利用图II所示装置通过干燥管的增重测量产生CO2的质量,已知所用稀硫酸均足量。

(l)盛放稀硫酸的仪器名称为                        
(2)试剂X为                  ;试剂Y为                  
(3)甲同学在进行实验时,为减小误差,应注意的事项有(填选项字母)          
A.读数前应使整套装置冷却至室温
B.调整Z的高度使量气装置左右液面相平
C.读数时视线与Z内凹液面最低点相切
D.读数前应通入一定量的N2使生成的CO2全部进入量气装置
(4)按乙同学的实验方案进行实验,使测得的Na2CO3的质量分数偏高的因素有(写一种)
                                   ,使测得的Na2CO3的质量分数偏低的因素有
(写一种)                               
(5)为完成相同的测定任务,下列实验方案不能达到实验目的的是          (填选项字母)。
A.取mg混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干得ng固体
B.取mg混合物与足量盐酸充分反应,将溶液加热、蒸干、灼烧得ng固体
C.取mg混合物充分加热,固体质量减少ng
D.将图II装置中的稀硫酸改为稀盐酸进行实验

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

电子工业常用30﹪的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。废腐蚀液含有大量CuCl2、FeCl2和FeCl3,任意排放将导致环境污染及资源的浪费,应考虑回收利用。按如下流程在实验室进行实验:从废液中回收铜,并将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液,作为腐蚀液原料循环使用。

(1)写出FeCl3溶液与铜箔发生反应的化学方程式:                           
(2)检验废腐蚀液中含有Fe3+的实验操作是                                   
(3)“过滤”用到的玻璃仪器有:普通漏斗、                                 
(4)废液中加入过量①后,发生反应的离子方程式:                               
(5)上述流程中取废液200 mL,其中含CuCl2 1.5 mol·L—1、FeCl2 3.0 mol·L—1、FeCl3 1.0 mol·L—1,若要将铜全部回收,需加入Fe粉的质量应不少于_____________g;将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液需通入Cl2的物质的量不少于_______________mol。
(6)某化学兴趣小组利用在下图装置制取氯气并通入到FeCl2溶液中获得FeCl3溶液。

制备Cl2的化学方程式为:                                   
该装置不完整,请在所给虚线框内画出所缺部分,并标注试剂。

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科目:高中化学 来源: 题型:单选题

下列气体不能用浓H2SO4干燥的是

A.CO2 B.SO2 C.NH3 D.HC1

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