专练09 溶液配制及溶解度专题-备战中考化学压轴题提分专练(深圳专用)
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1.以下是初中化学一些基本实验,请根据实验内容回答下列问题:
(1)利用下图进行粗盐中难溶性杂质去除和配制一定质量分数氯化钠溶液的实验。
①粗盐中难溶性杂质去除的主要操作顺序是 (填字母序号):
②B溶解时用玻璃棒搅拌的目的是 。
③配制11%的氯化钠溶液100g。如按下图进行称量和量取,其它操作均规范无误,最终导致配制的氯化钠溶液的溶质质量分数 (填“大于”、“小于”或“不能确定”)11%。
④取100g配制好的质量分数为11%的NaCl溶液,稀释成质量分数为5.5%的NaCl溶液,需加水 g。
(2)化学社团的同学在探究化学反应能否产生电能时做了如下实验。
①图1实验中观察到的现象是:锌片表面 。
②图2中两种金属触碰后铜 (选填“有”或“没有”)发生化学反应。
③图3将锌片、铜片用导线连接后平行插入稀硫酸中,酸溶液中的氢离子从铜片表面获得 (选填“锌”或“铜”)失去的电子生成了氢气。
④(延伸应用)制造钢制船闸门时,为防止铁被腐蚀,常在钢闸门表面安装比铁 (选“更活泼”或“更不活泼”)的金属。
【答案】(1)BDC;加速溶解;小于;100
(2)有气泡冒出;没有;锌;更活泼
【解析】(1)①粗盐中难溶性杂质去除的主要操作顺序:溶解、过滤、蒸发,故填:BDC。
②B溶解时用玻璃棒搅拌的目的是加速溶解,故填:加速溶解。
③图中,物码放反且使用了游码,氯化钠质量偏少,量筒仰视读数,溶剂体积偏大,最终导致配制的氯化钠溶液的溶质质量分数小于11%,故填:小于。
④取100g配制好的质量分数为11%的NaCl溶液,稀释成质量分数为5.5%的NaCl溶液,设需加水x,100g×11%+x100g+x×100%=5.5%,x=100g,故填:100。
(2)①锌和稀硫酸生成硫酸锌和氢气,观察到的现象是:锌片表面有气泡冒出,故填:有气泡冒出。
②铜是金属活动性氢之后金属,图2中两种金属触碰后铜没有发生化学反应,故填:没有。
③图3将锌片、铜片用导线连接后平行插入稀硫酸中,锌比铜活泼,酸溶液中的氢离子从铜片表面获得锌失去的电子生成了氢气,故填:锌。
④制造钢制船闸门时,为防止铁被腐蚀,常在钢闸门表面安装比铁更活泼的金属,让更活泼的金属被腐蚀,从而保护铁,故填:更活泼。
2.请根据如图所示实验回答下列问题:
(1)图甲是配制碳酸氢钠溶液可能会用到的部分仪器,其中不需要的仪器是 (填序号),若图甲D中将碳酸氢钠固体放在托盘天平的右盘,砝码放在左盘,会导致所称取溶质的质量 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(2)图乙所示是碳酸氢钠的溶解度曲线图在室温(20℃)下, (填“能”或“不能”)配制出质量分数为10%的碳酸氢钠溶液。请你通过计算说明 。
(3)图丙实验中能证明铁钉生锈需要水的实验组合是 (填字母编号)。实验①中植物油的作用是 。为了防止铁制品生锈,可以采取的合理措施是写出一种措施是 。(写出一种措施即可)
【答案】(1)A;偏小
(2)不能;9.6g100g+9.6g×100%≈8.8%<10%
(3)②③;防止氧气溶于水,干扰实验;刷漆(或涂油等)
【解析】(1)称量碳酸氢钠用图中的托盘天平,溶解配制溶液时用了图中的胶头滴管和玻璃棒,不需要的仪器是漏斗;若图甲D中将碳酸氢钠固体放在托盘天平的右盘,砝码放在左盘,会导致所称取溶质的质量偏小;故填:A;偏小;
(2)由碳酸氢钠的溶解度曲线图可知,在在室温(20°C)下,碳酸氢钠的溶解度是9.6g,所配制的溶液的最大溶质质量分数是9.6g100g+9.6g×100%≈8.8%<10%,所以在室温(20℃)下不能配制出质量分数为10%的碳酸氢钠溶液。故填:不能;9.6g100g+9.6g×100%≈8.8%<10%;
(3)要验证钉生锈需要水,则变量为水,所以图丙实验中能证明铁钉生锈需要水的实验组合是②③;实验①中植物油的作用是防止氧气溶于水,干扰实验;为了防止铁制品生锈可以刷漆或者涂油。故填:②③;防止氧气溶于水,干扰实验;刷漆(或涂油等)。
3.制作“叶脉书签”需用到10%的氢氧化钠溶液。现配制50g质量分数为10%的氢氧化钠溶液。
(1)配制溶液的正确操作顺序为 (填序号,下同),其中操作错误的是 。
(2)若用氢氧化钠固体配制,需称量氢氧化钠的质量为 g。
(3)用氢氧化钠固体配制10%的氢氧化钠溶液过程中需要用到的仪器除了托盘天平、药匙、量筒、烧杯、胶头滴管、试剂瓶外,还需要 。
(4)下列操作正确的是____(填字母)。
A.倾倒液体时,标签朝向手心
B.在托盘天平的左右托盘上垫滤纸称量氢氧化钠固体
C.量取液体后读数时,应仰视液面
D.将配制好的氢氧化钠溶液装入试剂瓶中,塞好瓶塞并贴上标签
(5)若用20%的氢氧化钠溶液加水(水的密度为1g/cm3)配制50g质量分数为10%的氢氧化钠溶液,需20%的氢氧化钠溶液的质量为 g;配制时应选用 mL的量筒量取水(填“10”或“50”)。
【答案】(1)②①⑤③④;①
(2)5
(3)玻璃棒
(4)A;D
(5)25;50
【解析】(1)配制溶液的顺序是计算、称量量取、溶解、装瓶。顺序为②①⑤③④。①操作不正确,使用托盘天平称量药品要左物右码,且氢氧化钠有腐蚀性应放在玻璃器皿中称量。
(2)需称量氢氧化钠的质量为50g×10%=5g。
(3)称量量取过程需要使用托盘天平、药匙、量筒、胶头滴管,溶解过程需要烧杯、玻璃棒,装瓶需要试剂瓶。故填玻璃棒。
(4)A、倾倒液体时,标签朝向手心,以免标签被残留液腐蚀,正确。
B、称量氢氧化钠固体应将氢氧化钠放在玻璃容器内。不正确。
C、量取液体后读数时,视线应与液体凹液面最低处持平。不正确。
D、将配制好的氢氧化钠溶液装入试剂瓶中,塞好瓶塞并贴上标签,正确。
故答案为:AD。
(5)
稀释前后溶质的质量不变,设需要20%的氢氧化钠溶液的质量为x。则50g×10%=20%x,x=25g。需要称量水的质量为50g-25g=25g,为25mL。选择量筒要遵循比要量取的液体体积大,且接近。所以选择50mL的量筒量取水。
4.化学实验基本技能在化学学习和研究中具有重要的作用。
(1)进行如图1所示操作的目的是 。
(2)过滤操作如图2所示,指出其中的不正确之处:① 。② 。
(3)实验室要取用7.5g氢氧化钠固体与50mL水,来配制氢氧化钠溶液。现准备如下实验用品,请回答下列问题:
①指出上述实验中标号仪器的名称A ,B 。
②固体药品通常保存在 (填仪器名称)里。小君同学要称量7.5g的具有腐蚀性的氢氧化钠固体药品,他应该选择的仪器有托盘天平、 (填仪器名称)、小烧杯。称量前,检查天平平衡时,若指针向左偏转,应该如何进行操作? 。调整天平平衡后称量固体时,如果右盘上只加一个5g的砝码,则天平上的游码位置应是下图中的 (填字母)。在称量7.5g氢氧化钠的过程中,发现指针向右偏,则应该如何操作 。
③量取50mL水时,应选用的仪器是50mL的量筒和 ,若仰视读数,则实际量取水的体积 。(填“>”、“<”或“=”)50mL。
【答案】(1)检查装置气密性
(2)没有用玻璃棒引流;漏斗下端的管口未紧靠烧杯内壁
(3)烧杯;细口瓶;广口瓶;药匙;将平衡螺母向右调;C;向左盘继续加氢氧化钠至天平平衡;胶头滴管;>
【解析】(1)图示1操作是检查装置气密性;
(2)根据图示可以看出,该过滤操作没有使用玻璃棒引流,且漏斗下端管口未紧贴烧杯内壁;
(3)①据图可知仪器A的名称是烧杯,B是细口瓶;
②固体药品通常保存在广口瓶内,称量7.5g的具有腐蚀性的氢氧化钠固体需要的仪器:托盘天平、药匙、小烧杯;检查天平平衡时,若指针向左偏转,应该将平衡螺母向右调;游码的左侧对准2.5g,所以C正确;在称量7.5g氢氧化钠的过程中,发现指针向右偏,说明药品少,要向左盘继续加氢氧化钠至天平平衡;
③量取50mL水时,应选用的仪器是50mL的量筒和胶头滴管,如果选择100mL量筒会增大误差;若仰视读数,看到的读数偏小,但实际量取水的体积偏大。
5.据图回答下列有关实验的问题:
(1)如图1,操作一现象:加入硝酸铵后,一会儿发现烧杯与塑料片粘在一起,其原因是硝酸铵晶体溶于水时 热量,使溶液的温度降到0℃以下,塑料片上的水结成冰。操作二现象:烧杯与塑料片分离,其原因是 。
(2)如图2,探究二氧化碳能否与水、饱和石灰水氢氧化钠溶液反应。
小明分别振荡三个软质塑料瓶,观察到塑料瓶都变瘪且变瘪的程度由大到小的顺序为A>B>C。
①小明认为通过塑料瓶变瘪就可证明二氧化碳与三种物质都能发生反应,你认为小明的结论 (填“是或否”)正确,理由是 。
②小华取C瓶溶液少量,滴加紫色的石蕊试液,看到 现象,说明CO2与水反应生成了酸。对“无明显现象发生”的化学反应,小华的探究思路和方法是 。
③B瓶中发生的还有 现象能证明反应发生。对比A瓶与 瓶的实验现象,可证明二氧化碳能与氢氧化钠溶液发生反应且溶质的溶解性更强,该反应的化学方程式为 。
【答案】(1)吸收;浓硫酸稀释放热
(2)否;C瓶变瘪可能是二氧化碳溶于水;溶液变红;验证生成物;澄清石灰水变浑浊;B;2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
【解析】(1)加入硝酸铵后,一会儿发现烧杯与塑料片粘在一起,其原因是硝酸铵晶体溶于水时吸收热量,使溶液的温度降到0℃以下,塑料片上的水结成冰。操作二现象:烧杯与塑料片分离,其原因是浓硫酸稀释放热,故填:吸收;浓硫酸稀释放热。
(2)① 小明认为通过塑料瓶变瘪就可证明二氧化碳与三种物质都能发生反应,小明的结论不正确,理由是C瓶变瘪可能是二氧化碳溶于水,故填:C瓶变瘪可能是二氧化碳溶于水。
② 紫色石蕊试液遇酸变红色,小华取C瓶溶液少量,滴加紫色的石蕊试液,看到溶液变红现象,说明CO2与水反应生成了酸。对“无明显现象发生”的化学反应,小华的探究思路和方法是验证生成物,故填:溶液变红;验证生成物。
③ 氢氧化钙和二氧化碳生成碳酸钙沉淀和水,B瓶中发生的还有澄清石灰水变浑浊现象能证明反应发生。对比A瓶与B瓶的实验现象,A瓶中含有氢氧化钠,变瘪更严重,可证明二氧化碳能与氢氧化钠溶液发生反应且溶质的溶解性更强,该反应的化学方程式为2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O,故填:澄清石灰水变浑浊;B;2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。
6.实验小组同学在一定温度下进行硝酸钾的固体的溶解实验。
(1)(定性研究)同学们进行如下实验,发现1号试管中硝酸钾全部溶解,2号试管中固体没有完全溶解。由此获得的实验结论是 。要使2号试管中的固体全部溶解,可采取的方法有 、 。
(2)(定量研究)实验小组同学在一定温度下进行硝酸钾的固体溶液实验。实验数据如下。请根据数据进行分析。
实验序号
实验1
实验2
实验3
实验4
水的质量(g)
100
100
100
100
加入硝酸钾的质量(g)
80
100
120
140
溶液质量(g)
180
200
210
M
请计算实验2中硝酸钾的溶质质量分数是 。
(3)现将实验2中的溶液稀释成20%的硝酸钾溶液,需要加水的质量为 g。
(4)请判断实验2中硝酸钾溶液是 溶液。(选填“饱和”或“不饱和”)。
(5)实验4中M的数值是 。
【答案】(1)一定温度下5mL水最少能够溶解1.5g硝酸钾,2号试管溶液达到饱和状态,1号试管溶液可能饱和;加水;升高温度
(2)50%
(3)300
(4)不饱和
(5)210
【解析】[定性研究]
由此获得的实验结论是一定温度下5mL水至少能够溶解1.5g硝酸钾,2号试管溶液达到饱和状态,1号试管可能饱和可能不饱和;
硝酸钾的溶解度随温度的升高而增大,所以要使2号试管中的固体全部溶解,可采取的方法有升高温度、加水。
[定量研究]
(2)实验2中硝酸钾的溶质质量分数是: 100g200g×100%=50%
(3)设需要加水的质量为x,
根据题意有: 100g200g+x×100%=20%
x=300g
需要加水的质量为300g。
(4)由实验3中可知,100g水中最多溶解110g硝酸钾,实验2中硝酸钾溶液是不饱和溶液。
(5)由实验3中可知,100g水中最多溶解110g硝酸钾,实验4中M的数值是210。
7.实验小组同学在一定温度下进行硝酸钾的固体的溶解实验。
(1)(定性研究)同学们进行如下实验,发现1号试管中硝酸钾全部溶解,2号试管中固体没有完全溶解。要使2号试管中的固体全部溶解,可采取的方法有 。(列举一条即可)。
(2)(定量研究)实验小组同学在一定温度下进行硝酸钾的固体溶液实验。实验数据如下:
实验序号
实验1
实验2
实验3
实验4
水的质量(g)
100
100
100
100
加入硝酸钾的质量(g)
80
100
120
140
溶液质量(g)
180
200
210
M
请根据数据进行分析:
请计算实验2所得溶液中硝酸钾的质量分数是 。
(3)现将实验2中的溶液稀释成10%的硝酸钾溶液,需要加水的质量为 g。
(4)请判断实验2中硝酸钾溶液是 溶液。(选填“饱和”或“不饱和”)
(5)实验4中M的数值是 。
【答案】(1)加水或升温
(2)50%
(3)800
(4)不饱和
(5)210
【解析】[定性研究]
硝酸钾的溶解度随温度的升高而增大,所以要使2号试管中的固体全部溶解,可采取的方法有升高温度、加水。
[定量研究]
(2)实验2中硝酸钾的溶质质量分数是: 100g200g×100% =50% ;
(3)设需要加水的质量为x,根据题意有:(200g+x)×10%=100g, 解得x=800g,需要加水的质量为800g;
(4)由实验3中可知,100g水中最多溶解110g硝酸钾,实验2中硝酸钾溶液是不饱和溶液;
(5)由实验3中可知,100g水中最多溶解110g硝酸钾,实验4中M的数值是210。
8.如图是配制溶质质量分数为10 %的NaCl 溶液的实验操作示意图:
(1)用图中序号表示配制溶液的正确操作顺序 ;
(2)图②中用来取用NaCl的仪器是 ;
(3)称量 NaCl 时,天平平衡后的状态如图⑤所示,游码标尺示位置见图,则称 取的 NaCl 质量为 g;
(4)NaCl 称量完毕放回砝码时,发现 10g 的砝码有缺损,若其他操作步骤正确, 则所配制溶液的质量分数 (“大于”、“小于”或“等于”)10%。
(5)配制 NaCl 溶液时是否用到玻璃棒 (填“是”或“否”),其作用是 。
【答案】(1)②⑤①④③
(2)药匙
(3)18.2
(4)小于
(5)是;加速食盐溶解
【解析】(1)称量食盐的质量首先打开广口瓶塞,倒放在桌面上,将取得的 食盐放在天平的左盘,然后将称得的食盐放到烧杯中,再将量取的水倒入烧杯中, 用玻璃棒搅拌使之溶解,故正确的顺序为②⑤①④③;
(2)图②中用来取用 NaCl 的仪器是为药匙;
(3)食盐的质量=砝码+游码,据图可知,砝码的读数是 15g,游码的读数是 3.2g, 故食盐的质量=15g+3.2g=18.2g;
(4)砝码缺少一角则称量的食盐的质量减小,溶质减少,则溶液变稀,溶质质量分数变小;
(5)溶解时用玻璃棒搅拌以加速溶解。
故答案为(1)②⑤①④③;(2)药匙;(3)18.2g;(4)小于;(5)是;加速食盐溶解。
9.有一包从海水中获得的粗盐,已经经过初步提纯。课外活动小组对它的成分进行探究,并将粗盐进一步提纯。一些物质的溶解性
OH-
Cl-
SO42-
CO32-
H+
溶、挥
溶
溶、挥
Na+
溶
溶
溶
溶
Ca2+
微
溶
微
不
Ba2+
溶
溶
不
不
Mg2+
不
溶
溶
微
(1)探究过程:
Ⅰ.探究一:这包粗盐中可能有的杂质是CaCl2和MgCl2。
现用实验验证这种假设:取样品并溶解,加入数滴NaOH溶液,无明显现象,说明粗盐中无 ;另取样品并溶解,加入数滴碳酸钠溶液,有白色沉淀生成。
实验证明:这包粗盐中含有的杂质是 。
(2)Ⅱ.探究二:这包粗盐中NaCl的质量分数。按下面步骤进行实验:
①称取ag的样品;
②将样品加水溶解,制成粗盐溶液;
③向粗盐溶液中加入过量的某种试剂,过滤,得到沉淀和滤液;
④将③中所得沉淀洗涤后小心烘干,称量得到bg纯净固体M;
⑤向③中所得滤液逐滴滴入稀盐酸,直到不再产生气泡为止后,移入蒸发皿蒸发, 称量得到cg纯净固体N;
②③⑤的步骤中,都使用到同一仪器是 ;它在步骤②和⑤中的操作方法相同,但目的不同,在步骤②中的目的是 。
步骤③中加入的试剂是 ;目的是 。
根据以上实验可知粗盐中NaCl的质量分数为(用含字母的代数式表达) 。
【答案】(1)MgCl2;CaCl2
(2)玻璃棒;加速粗盐的溶解;Na2CO3溶液(或碳酸钠溶液);将杂质CaCl2完全转化为CaCO3沉淀;100a-111ba% 或 a-1.11ba×100%
【解析】Ⅰ.探究一:取样品并溶解,加入数滴NaOH溶液无明显现象,说明无氢氧化镁沉淀生成,粗盐中无MgCl2;
取样品并溶解,加入数滴碳酸钠溶液,有白色沉淀生成,说明溶液中有钙离子,则这包粗盐中含有的杂质是CaCl2;
Ⅱ.探究二:在②③⑤的步骤中都有在溶液中添加物质,故都需溶解过程,因此都使用到同一仪器是玻璃棒;
步骤②是将样品加水溶解,制成粗盐溶液,故其目的是加速粗盐的溶解;
粗盐溶液含有钙离子,因此加入碳酸钠溶液会得到沉淀;粗盐溶液含有钙离子,加入碳酸钠溶液会得到沉淀,其目的是将杂质CaCl2完全转化为CaCO3沉淀;
如题,称取ag的样品,将③中所得沉淀洗涤后小心烘干,称量得到bg纯净固体CaCO3,因此可得,原溶液中含钙离子 b100mol ,则ag的样品中含氯化钙杂质 b100×111 g,粗盐中NaCl的质量分数为 a-1.11ba×100% 。
10.学会物质的分离提纯和准确配制一定质量分数的溶液在实际应用中有重要意义。(已知:20℃氯化钠的溶解度为36g,水的密度可近似看作lg/mL)
(1)实验一:溶液配制
某实验小组用6%的氯化钠溶液(密度约为1.04g/cm3)配制50g质量分数为3%的氯化钠溶液,步骤如下:①计算;②量取;③混匀;④装瓶贴标签。回答下列问题:
计算需要6%的氯化钠溶液的体积是 mL(结果取整数);
(2)实验中用到的仪器有25mL的量筒、细口瓶、烧杯、 。
(3)下列实验操作会导致所配溶液中溶质的质量分数一定偏大的是 。
a.量取6%的氯化钠溶液时仰视读数
b.向烧杯内加入液体时有液体溅出
c.混匀过程中没有使用玻璃棒搅拌
d.配制好的溶液装入未干燥的细口瓶
(4)实验二:粗盐提纯
操作①中玻璃棒的作用是 ,操作②的名称为 。
(5)20℃时提纯9g粗盐,若已知粗盐中氯化钠含量约为80%,溶解时应选择 的量筒量取所需要的水最为合适(提供的量筒规格有“10mL”“25mL”和“100mL”)。
(6)提纯后的精盐属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
【答案】(1)24
(2)胶头滴管、玻璃棒
(3)A
(4)搅拌,加速溶解;过滤
(5)25mL
(6)混合物
【解析】实验一:
(1)设需要6%的氯化钠溶液的质量为x,则6%x=50g×3%,解得x=25g,又知6%的氯化钠溶液的密度为1.04/cm3,则需要6%的氯化钠溶液的体积=25g÷1.04/cm3≈24mL;
(2)根据实验步骤可知量取需要量筒和胶头滴管,混匀需要烧杯和玻璃棒,装瓶贴标签需要细口瓶,所以实验中除了用到25mL的量筒、细口瓶、烧杯等,还需要用到胶头滴管、玻璃棒;
(3)a.量取6%的氯化钠溶液时仰视读数,导致所取的溶质比需要的多,溶质质量分数偏大,a正确;
b.向烧杯内加入液体时有液体溅出,导致实际的溶质质量比需要的少,溶质质量分数偏小,b不正确;
c.混合过程中没有使用玻璃棒搅拌,会使溶解的速度变慢,对溶质质量分数没影响,c不正确;
d.配制好的溶液装入未干燥的细口瓶,导致实际的溶剂质量比需要的多,溶质质量分数偏小,d不正确;
故答案为:a
实验二:
(4)操作①是溶解,该操作中玻璃棒的作用是搅拌,加速溶解,操作②将滤渣、滤液分开,是过滤操作;
(5)9g粗盐中氯化钠的质量=9g×80%=7.2g,20℃时氯化钠的溶解度为36g,则7.2g氯化钠溶解至少需要20g水,水的密度为1.0/cm3,则需要水的体积为20mL,所以应选择25mL的量筒;
(6)提纯后的精盐还含有可溶性杂质属于混合物。
11.化学小组进行了一系列与溶液有关的实验活动。
(1)活动Ⅰ:通过如图所示实验操作配制500g16%的氯化钠溶液。
正确的操作顺序是 。
(2)操作③中玻璃棒搅拌的作用是 。
(3)活动Ⅱ:探究影响物质溶解性的因素。
分别将10g溶质加入10mL某温度的溶剂中,充分溶解后过滤、干燥,称量剩余固体的质量。实验数据见下表。
实验序号
①
②
③
④
溶质(初始质量为10g)
NaCl
NaCl
Na2CO3
Na2CO3
溶剂(均为10mL)及温度
水20℃
水40℃
水x℃
Y 40℃
剩余固体的质量/g
6.4
6.3
7.8
5.1
对比实验①③或实验②④的数据,均可得出相同的结论。则实验③中温度的数值“x”和实验④中的溶剂“Y”分别为 、 。
(4)综合分析各组数据,可以得出的结论为:物质的溶解性与 有关。
(5)实验 (选填实验序号)所得溶液的溶质质量分数最大。
【答案】(1)②①④③
(2)加快食盐的溶解
(3)20℃;水
(4)温度和溶质种类
(5)④
【解析】(1)配制500g16%的氯化钠溶液顺序为取样、称量、量取、溶解,故正确的操作顺序是②①④③;
(2)操作③是溶解,玻璃棒搅拌的作用是加快食盐的溶解;
(3)实验①③或实验②④的数据是比较相同温度下氯化钠和碳酸钠的溶解度大小,故实验③中温度的数值“x”和实验④中的溶剂“Y”分别为20℃和水;
(4)通过实验①③或实验②④对比得出物质的溶解度与溶质种类有关,通过实验①②或实验③④对比得出物质的溶解度与温度有关,故填溶质种类和温度;
(5)相同质量的溶剂,实验④溶解的溶质最多,故实验④所得溶液的溶质质量分数最大。
12.氯化钠是一种重要的资源,在海水中储量很丰富。海水晒盐得到的粗盐中往往含有杂质,某化学兴趣小组做粗盐(含难溶性杂质)提纯实验,并用所得的精盐配制100g10%氯化钠溶液。
(1)以上操作中有明显错误的是 (填序号)。
(2)操作④中中玻璃棒的作用是 。
(3)粗盐提纯实验的操作顺序为(填操作序号) 、称量精盐并计算产率。
(4)实验结束后称量并计算精盐的产率,发现产率较低,其可能原因是 (填字母序号)
a.过滤后,滤液还是浑浊就蒸发
b.蒸发时未充分蒸干
c.蒸发时有液体溅出
d.把固体从蒸发皿转移到天平上称量时,有较多固体粘在了蒸发皿上
(5)提纯后的精盐属于 (填“纯净物”或“混合物”)
(6)用提纯得到的精盐配制100g10%的氯化钠溶液,经检测,所配溶液溶质质量分数偏小,其原因可能有 (填字母序号)
a.氯化钠固体依然不纯 b.量取水时仰视读数 c.装瓶时,有少量溶液洒出
(7)若使100g10%的氯化钠溶液变成20%的氯化钠溶液,下列可以达到目的的方法是 (填字母序号)
a.加水 b.蒸发溶剂 c.倒出一些原溶液 d.加入一定量5%的氯化钠溶液
【答案】(1)⑥
(2)搅拌,防止局部温度过高,造成液滴飞溅
(3)①⑤②③⑥④
(4)cd
(5)混合物
(6)ab
(7)b
【解析】(1)过滤时,应遵循“一贴、二低、三靠”的原则,故以上操作中有明显错误的是⑥,缺少玻璃棒引流;
(2)操作④是蒸发,蒸发操作中,玻璃棒的作用是:搅拌,防止局部温度过高,造成液滴飞溅;
(3)粗盐提纯的步骤为:溶解、过滤、蒸发,故顺序为:①⑤②③⑥④;
(4)a.过滤后,滤液还是浑浊就蒸发,会使制得精盐的质量偏大,产率偏高,不正确;
b.蒸发时未充分蒸干,会使制得精盐的质量偏大,产率偏高,不正确;
c.蒸发时有液体溅出,会使制得精盐的质量偏小,产率偏低,正确;
d、 把固体从蒸发皿转移到天平上称量时,有较多固体粘在了蒸发皿上,会使制得精盐的质量偏小,产率偏低,正确。
故答案为:cd;
(5)提纯后的精盐中含有大量的可溶性杂质,属于混合物;
(6)a.氯化钠固体依然不纯,会使溶质质量偏小,溶质质量分数偏小,正确;
b.量取水时仰视读数,读取数值小于实际数值,会使量取水的体积偏大,溶液质量偏大,溶质质量分数偏小,正确;
c.装瓶时,有少量溶液洒出,溶液具有均一、稳定性,不影响溶质质量分数的大小,不正确;
故答案为:ab;
(7)a.加水,会使溶液质量增大,溶质质量分数更小,不正确;
b.蒸发溶剂,可使溶剂质量减小,溶液质量减小,溶质质量分数增大,正确;
c.倒出一些原溶液,溶液具有均一、稳定性,溶质质量分数不变,不正确;
d.加入一定量5%的氯化钠溶液,不可能变成20%的氯化钠溶液,不正确。
故答案为:b。
13.化学小组进行了一系列与溶液有关的实验活动。
(1)活动Ⅰ:通过如图所示实验操作配制500g16%的氯化钠溶液。
正确的操作顺序是 。
(2)操作③中玻璃棒搅拌的作用是 。
(3)活动Ⅱ:探究影响物质溶解性的因素。
(探究1)分别将10g溶质加入10mL某温度的溶剂中,充分溶解后过滤、干燥,称量剩余固体的质量。实验数据见下表。
实验序号
①
②
③
④
溶质(初始质量为10g)
NaCl
NaCl
Na2CO3
Na2CO3
溶剂(均为10mL)及温度
水
20℃
水
40℃
水
x℃
Y
40℃
剩余固体的质量/g
6.4
6.3
7.8
5.1
对比实验①③或实验②④的数据,均可得出相同的结论。则实验③中温度的数值“x”和实验④中的溶剂“Y”分别为 。
(4)综合分析(探究1)的各组数据,可以得出的结论为:物质的溶解性与 有关。
(5)实验 (选填实验序号)所得溶液的溶质质量分数最大。
(6)利用(探究1)所反映出的NaCl与Na2CO3的溶解度变化趋势,可实现盐湖“冬天捞碱、夏天晒盐”。如图所示的四个图象中,能正确反映这一变化趋势的是 (选填序号)。
(7)(探究2)小红认为补做一个实验并与(探究1)中①对比,可以证明物质的溶解性还与溶剂的种类有关。
要补做的实验是 。
【答案】(1)②①④③
(2)加速溶解
(3)20、水
(4)溶质种类和温度
(5)④
(6)C
(7)将10gNaCl逐渐加入10mL20℃的植物油(或乙醇,合理即可)中,至不再溶解,称量未溶解的氯化钠的质量
【解析】(1)配制500g16%的氯化钠溶液正确的操作是计算、称量、量取、溶解、装瓶,故正确的操作顺序是②①④③。
(2)操作③为溶解,玻璃棒搅拌的作用是加速溶解;
(3)根据控制变量法,研究什么,什么为对比变量,其他保持不变。因此对比实验①③,则③中温度的数值“x”20℃,对比实验②④溶剂“Y”为水;
(4)比实验①③可知物质的溶解性与温度有关,对比实验②④的数据可知物质的溶解性与溶质种类有关,综合可以得出的结论为:物质的溶解性与溶质种类和温度有关。
(5)在同一体积下剩余的固体量越少,该固体溶解越多,溶液的溶质质量分数越大,因此实验④所得溶液的溶质质量分数最大。
(6)利用【探究1】可知20℃时氯化钠的溶解度高于碳酸钠,40℃时,碳酸钠的溶解度高于氯化钠,
故答案为:C。
(7)验证溶解性还与溶剂的种类有关,根据控制变量法要求改变溶剂种类其他条件不变,因此要补做的实验是将10g NaCl逐渐加入10mL 20℃的植物油(或乙醇,合理即可)中,至不再溶解,称量未溶解的氯化钠的质量。
14.勇往直前学习小组的同学在进行探究实验:溶解时的吸热或放热现象。
(1)(实验探究)现有试管、烧杯、玻璃棒、温度计等仪器和固体氯化钠、硝酸铵、氢氧化钠三种药品。同学们的实验如图一。为了便于比较,三种溶质和水的用量应 。
(2)(实验现象)小冰同学根据测量溶解前后液体的温度,画了如图二图像,请你判断a线代表物质的化学式 。
(3)(实验结论)物质在溶解时,常常会使溶液的温度发生改变,这说明物质在溶解过程中通常伴随着 的变化。
(4)(提出问题)同学们将三种溶液倒入废液缸,会观察到的现象是 ,发生反应的化学方程式为 ,充分反应后,废液缸中的成分是什么?
(5)(分析讨论)同学们讨论后一致同意,废液缸中一定含有的离子是 。
(6)(设计实验)为确定可能存在的离子是否存在,小城设计实验:取待测样品,向样品滴加 ,发现溶液变红色,得出了正确结论。
(7)(反思应用)联想到农业施肥及实验室药品取用等注意事项,有了更深的感悟,请你写出一点 ,同学们最后对废液进行了处理,完成了探究,体会到勤动手、多思考、会合作、善交流的意义。
【答案】(1)大致相等
(2)NaOH
(3)热量(或能量)
(4)有气泡产生,产生有刺激性气味(有氨味)的气体;NaOH+NH4NO3=NaNO3+NH3↑+H2O
(5)Na+、Cl-、NO3-
(6)(无色)酚酞溶液
(7)铵态氮肥不要与碱性物质混放或混用
【解析】实验探究:
为了便于比较,三种溶质和水的用量应大致相等。
实验现象:
氯化钠溶于水温度基本不变,硝酸铵溶于水吸热,温度降低,氢氧化钠溶于水放热,温度升高,小冰同学根据测量溶解前后液体的温度,画了如图二图像,请你判断a线代表物质的化学式NaOH。
实验结论:
物质在溶解时,常常会使溶液的温度发生改变,这说明物质在溶解过程中通常伴随着热量(或能量)的变化。
提出问题:
同学们将三种溶液倒入废液缸,硝酸铵与氢氧化钠反应生成硝酸钠、氨气和水,会观察到的现象是有气泡产生,产生有刺激性气味(有氨味)的气体,发生反应的化学方程式为 NaOH+NH4NO3=NaNO3+NH3↑+H2O 。
分析讨论:
氯化钠未参加反应,生成物中含有硝酸钠,不确定氢氧化钠、硝酸铵的量,废液缸中一定含有的离子是 Na+、Cl-、NO3- 。
设计实验:
可能存在的离子氢氧根离子(或铵根离子)为确定可能存在的离子是否存在,小城设计实验:取待测样品,向样品滴加(无色)酚酞溶液,发现溶液变红色,说明含氢氧根离子,得出了正确结论。
反思应用:
联想到农业施肥及实验室药品取用等注意事项,有了更深的感悟,铵态氮肥不要与碱性物质混放或混用。
15.下表是20℃时部分物质的溶解度数据,根据数据回答下列问题:
物质
Ca(OH)2
NaOH
CaCO3
Ca(HCO3)2
Na2CO3
NaHCO3
溶解度/g
0.16
109
0.0065
16.6
21.8
9.6
(1)向氢氧化钠溶液中通入CO2,先生成Na2CO3,继续通入CO2,Na2CO3会转化为NaHCO3;若向20℃时饱和Na2CO3溶液中通入过量的CO2,可观察到的现象是 。
(2)20℃时,配制100g饱和氢氧化钙溶液所需要的氢氧化钙质量为 g (保留小数点后两位) ;
(3)选用表格中的物质填空:
①若以20℃时,100g饱和溶液吸收CO2的最大质量为依据,则除去CO气体中的CO2杂质,应选择 溶液:
②欲检验CO2气体的存在,则应选择 溶液;
③欲除去CO2中的HCl气体,应选用饱和的 溶液;
(4)将2.2g CO2通入47.8g稀NaOH溶液中充分反应后,无明显现象(反应过程中没有CO2逸出,水也没有蒸发),溶液中的溶质仅有Na2CO3和NaHCO3,则此时溶液中碳元素的质量分数是 。
【答案】(1)有白色固体析出
(2)0.16
(3)NaOH;Ca(OH)2;NaHCO3
(4)1.2%
【解析】(1) 20℃时碳酸钠溶解度为21.8克,碳酸氢钠溶解度为9.6克, 若向20℃时饱和Na2CO3溶液中通入过量的CO2,会产生碳酸氢钠,而形成的碳酸氢钠不能全部溶解,所以会观察到有白色固体析出;
(2) 20℃时,氢氧化钙的溶解度为0.16克,配制100g饱和氢氧化钙溶液所需要的氢氧化钙质量为
100g×0.16100+0.16=0.16g;
(3) ①氢氧化钙微溶于水,氢氧化钠易溶,若以20℃时,100g饱和溶液吸收CO2的最大质量为依据,则除去CO气体中的CO2杂质,应选择氢氧化钠溶液; ②氢氧化钙与二氧化碳反应会产生碳酸钙沉淀,而与氢氧化钠溶液反应无明显现象,欲检验CO2气体的存在,则应选择 氢氧化钙溶液; ③由题中信息可知碳酸钠与二氧化碳能反应,欲除去CO2中的HCl气体,应选用饱和的碳酸氢钠溶液;
(4)2.2克二氧化碳中碳元素质量为2.2g×1244=0.6g,则 溶液中碳元素的质量分数是 0.6g2.2g+47.8g×100%=1.2%;
16.下面是某小组进行的“哪些因素影响固体物质在水中的溶解度”的实验探究,请你完成探究报告。
(探究实验)哪些因素影响固体物质在水中的溶解度?
(1)溶质种类的影响:
在实验中要改变的因素是:溶质的种类;要保持不变的因素是: 。
(2)(实验步骤)30℃时,用量筒各取5mL蒸馏水分别加入到①、②两支试管中,再分别加入KNO3、Ca(OH)2各2g振荡,观察各物质溶解情况。
(实验现象)试管①中KNO3全部溶解,试管②中有部分Ca(OH)2未溶。
(实验结论)在 保持不变的情况下,不同种类的物质在水中的溶解度一般 (选填“相同”或“不同”)。
(3)温度的影响(以KNO3为例):
在实验中要改变的因素是 ;要保持不变的因素是 。
(4)(实验步骤)用量筒各取5mL蒸馏水,分别加入①、②二支试管中,再加入5gKNO3晶体,将试管①保持在常温下,将试管②加热并保持在60℃,振荡,观察各试管中KNO3的溶解情况。
(实验现象)试管①中有部分KNO3未溶,试管②中KNO3全部溶解。
(实验结论)在不同 下,同种固体物质在水中的溶解度不同。
【答案】(1)温度、溶剂的质量、溶质的质量
(2)温度;不同
(3)温度;溶质的质量和溶剂的质量
(4)温度
【解析】(1)探究溶质的种类对溶解度的影响,即除了溶质的种类不同外,温度和溶剂的质量都必须相同,这样才能得出正确的结论;
(2)由30℃时,5mL蒸馏水中溶解的KNO3、Ca(OH)2质量不同,则说明在温度相同、溶剂的量相同、溶质质量的情况下,不同的固体物质的溶解度不同;
(3)探究温度对溶解度的影响时,除了温度不同之外,溶质和溶剂的质量必须相同;
(4)由试管①中有多量KNO3未溶,试管②中KNO3全部溶解,可知在不同温度下,同种固体物质在水中的溶解度不同。
17.课堂上,老师将用水润湿的手帕在75%医用酒精中浸泡后点燃,酒精燃烧但是手帕安然无恙(图1)。针对本实验,学生开展了以下探究活动。
(查阅资料)滤纸的着火点约为130℃。
(进行实验)
实验一:不同质量的酒精与水混合
实验编号
无水酒精质量/g
水质量/g
①
8
5
②
8
10
③
8
15
④
8
20
⑤
8
30
实验二:取滤纸,分别浸泡在实验一所得溶液中,用图2所示装置测定酒精燃烧时滤纸的温度,得数据绘制成图3所示的曲线。
(实验记录)
实验编号
①
②
③
④
⑤
现象
酒精和滤纸都燃烧
酒精燃烧
酒精燃烧
酒精燃烧
酒精不燃烧
(1)(解释与结论)
75%医用酒精中的溶剂是 。
(2)实验一的目的是 。
(3)实验①在20s时温度突然上升的主要原因是 。
(4)实验③在 s时酒精燃尽,火焰熄灭。
(5)用滤纸做“烧不坏的手帕”实验,所用酒精溶液溶质的质量分数范围大致是21. 1%
图3中实验⑤的曲线与其他4个实验的曲线比较后,你对物质燃烧条件的新认识是 。
【答案】(1)水
(2)研究酒精浓度与燃烧的关系
(3)度超过了滤纸的着火点,滤纸燃烧放出大量的热
(4)14
(5)44.4
(6)物质燃烧还需要可燃物达到一定量才行
【解析】(1)溶液中有水水就是溶剂,75%医用酒精中的溶剂是水。
(2)实验一中控制的变量是水的质量也就是改变了酒精浓度,故目的是研究酒精浓度与燃烧的关系。
(3)由图可知,实验①在20s时温度超过了滤纸的着火点,滤纸燃烧放出大量的热,导致温度突然上升。
(4)由图可知,实验③在约14s时温度最高,此后温度降低,故约14s时酒精燃尽,火焰熄灭。
(5)由图可知,实验①中滤纸燃烧,实验②③④⑤中滤纸没有燃烧,故用滤纸做“烧不坏的手帕”实验,所用酒精溶液溶质的质量分数最大为 8g8g+10g×100%≈44.4% ,故范围大致是21. 1%
18.下表是硝酸钾和氯化钠的部分溶解度数据,回答下列问题。
温度(℃)
0
20
40
60
80
溶解度(g/100g水)
氯化钠
35.7
36.0
36.6
37.3
38.4
硝酸钾
13.3
31.6
63.9
110.0
169.0
①60℃时,硝酸钾的溶解度是 。
②20℃,50g水中加入30g硝酸钾,所得溶液的质量是 g。
③若硝酸钾中混有少量的氯化钠,提纯硝酸钾可采取的方法是 。
④在20℃时,将等质量的硝酸钾和氯化钠分别加入到各盛有100g水的甲、乙两个烧杯中,充分搅拌后如图,说法错误的是 (填序号)。
A 烧杯甲中溶液一定是不饱和溶液
B 烧杯乙中溶液的溶质是硝酸钾
C 若使烧杯乙中固体全部溶解,其溶液浓度一定增大
D 将温度升高到50℃,烧杯乙中的固体一定全部溶解
⑤20℃时,在100g水中溶解NaCl和KNO3,进行以下实验:
Ⅰ.溶液c所含溶质为 ,固体a为 g。
Ⅱ.对整个实验过程分析正确的是 。
A 固体b是纯净物
B 溶液c、d中NaC1质量分数相等
C 溶液d中硝酸钾的质量小于氯化钠的质量
D 实验过程中硝酸钾溶液始终是不饱和溶液
【答案】110.0g/100g水;65.8;降温结晶法;AC;KNO3、NaCl;114;AD
【解析】①由表中数据可知,60℃时,硝酸钾的溶解度是110.0g/100g水
②由表中数据可知,20℃时,硝酸钾的溶解度是31.6.0g/100g水,50g水中最多溶解硝酸钾的质量为 50g100g×31.6g=15.8g ,所以,所得溶解的质量为50g+15.8g=65.8g;
③硝酸钾的溶解度随温度变化远大于氯化钠,当硝酸钾中混有少量的氯化钠,可以用降温结晶法提纯硝酸钾;
④A、由表中数据20℃时,硝酸钾和氯化钠的溶解度分别是31.6g/100g水和36.0g/100g水,对比烧杯中的溶解现象可知,加入的质量大于31.6g,小于或等于36.0g, 所以,不能判断烧杯甲中的溶液是否饱和,不正确,正确;
B、由表中数据20℃时,硝酸钾和氯化钠的溶解度分别是31.6g/100g水和36.0g/100g水,对比烧杯中的溶解现象可知,烧杯甲中的溶质是氯化钠,烧杯乙中的溶质是硝酸钾,正确,不正确;
C、烧杯乙中溶液为饱和溶液,若使烧杯乙中固体全部溶解,可以加水,其溶液浓度不变或者减小,不正确,正确;
D、烧杯乙中的溶质是硝酸钾,加入硝酸钾的质量大于31.6g,小于或等于36.0g,50℃时硝酸钾的溶解度是110.0g,温度升高到50℃,烧杯乙中的固体一定全部溶解,正确,不正确;
故答案为:AC;
⑤Ⅰ.20℃时,硝酸钾和氯化钠的溶解度分别是31.6g/100g水和36.0g/100g水,100g水中加入15g硝酸钾全部溶解,150g氯化钠36g溶解,溶质为KNO3和NaCl;过滤以后的固体为未溶解的氯化钠,质量为150g-36.0g=114g
Ⅱ. AD由表中数据80℃时,硝酸钾和氯化钠的溶解度分别是169.0g/100g水和38.4g/100g水,溶液C中的溶质为15g硝酸钾和36.0g氯化钠,温度升高到80℃,蒸发掉90g水以后,溶液中最多能溶解硝酸钾和氯化钠的质量为: 100g-90g100g×169g=16.9g , 100g-90g100g×38.4g=3.84g ,
A、溶液C温度升高到80℃,蒸发掉90g水,过滤后的固体b为氯化钠,是纯净物,正确,正确;
B、溶液c为氯化钠20℃时的饱和溶液,溶液d为氯化钠80℃时的饱和溶液,溶解度不同,质量分数也不相等,不正确,不正确;
C、溶液d中硝酸钾的质量为15g,氯化钠的质量为3.84g,说法不正确,不正确;
D、20℃时,硝酸钾溶解度是31.6g/100g水,50g水中最多溶解 50g100g×31.6g=15.8g ,温度升高到80℃,蒸发掉90g水以后,溶液中最多能溶解硝酸钾的质量为: 100g-90g100g×169g=16.9g ,加入硝酸钾的质量为15g,所以,实验过程中硝酸钾溶液始终是不饱和溶液,正确,正确;
故答案为:AD。
19.水是生命的源泉,也是不可缺少的资源。
①如图电解水实验,写出该反应的化学方程式 ,1处产生的气体是 。
②该实验的主要目的是验证水由 组成。
③我区华亭大米远近闻名,选种时可用一定浓度的食盐水浸泡选种。现要配制浓度为16%的食盐水50kg,需要称量氯化钠 kg。
④下表是KNO3、NaCl 在不同温度下的部分溶解度数据(单位:g/100g 水),请回答问题:
温度(℃)
10
20
40
60
80
KNO3
20.9
31.6
63.9
110
169
NaCl
35.8
36
36.6
37.3
38.4
Ⅰ. 60℃时,KNO3溶解度是 。将70g的硝酸钾加入到50g 水中,所得溶液的质量是 g。
Ⅱ. 60℃时,KNO3的饱和溶液中含有少量NaCl,通过 方法获得较纯净的KNO3晶体。
Ⅲ. 根据表中数据,请在坐标图中描点、绘制符合KNO3 溶解度变化规律的曲线 。
Ⅳ. 40℃时,向两个分别盛有相同质量的硝酸钾和氯化钠的烧杯中,各加入100g 水,充分溶解后,恢复至40℃,其结果如图所示。下列有关说法中,错误的是 (填字母编号)。
A烧杯①中溶解的是NaCl,烧杯②中溶解的是KNO3
B烧杯②中溶液肯定是不饱和溶液
C使烧杯①中固体全部溶解可以增加溶剂
D若将烧杯①中的溶液变为不饱和溶液,溶液中溶质质量分数一定减小
【答案】2H2O通电__2H2↑+O2↑;氢气;氢、氧元素;8;110g/100g水;105;降温结晶;;BD
【解析】① 如图电解水实验,电解水生成氢气和氧气,该反应的化学方程式 2H2O通电__2H2↑+O2↑ ,根据“正氧负氢”,1处连接电源负极,产生的气体是氢气。
② 该实验的主要目的是验证水由氢、氧元素组成。
③ 现要配制浓度为16%的食盐水50kg,需要称量氯化钠50kg×16%=8kg。
④ Ⅰ.60℃时,KNO3溶解度是110g/100g水。将70g的硝酸钾加入到50g水中,最多可溶解55g硝酸钾,所得溶液的质量是55g+50g=105g。
Ⅱ.60℃时,KNO3的饱和溶液中含有少量NaCl,硝酸钾溶解度受温度影响较为显著,通过降温结晶方法获得较纯净的KNO3晶体。
Ⅲ.根据表中数据,请在坐标图中描点、绘制符合KNO3溶解度变化规律的曲线为 。
Ⅳ.A、40℃时,硝酸钾溶解度大于氯化钠溶解度,根据上述分析,烧杯①中溶解的是NaCl,烧杯②中溶解的是KNO3,说法正确;
B、烧杯②中溶液可能恰好饱和,也可能是不饱和溶液,说法不正确;
C、增加溶剂都有可能将烧杯①中固体全部溶解,说法正确;
D、若将烧杯①中的溶液变为不饱和溶液,若采取升温的方法,则溶液中溶质的质量分数增大,若采取增加溶剂的方法,则溶液中溶质质量分数不变或减小,说法不正确;
故填:BD。
20.燃煤烟气含有的二氧化硫(SO2)是一种无色有刺激性气味的有毒气体,进入大气后会形成酸雨,某化学兴趣小组的同学对其进行了如下探究:
(1)Ⅰ.甲同学认为SO2与CO2都属于非金属氧化物,它们具有相似的化学性质,并设计了下列实验进行验证:
实验操作
实验现象
实验结论
文字表达式
将SO2通入滴有紫色石蕊试液的蒸馏水中
SO2能与水反应
二氧化硫+水→亚硫酸(H2SO3)
将SO2通入澄清石灰水
石灰水变浑浊
SO2能与石灰水反应
(2)Ⅱ.乙同学猜想SO2与CO2还具有不同的化学性质。他分别将SO2与CO2通入25%的Ba(NO3)2溶液(含Ba2+、NO3-、H2O等微粒)中,发现CO2通入Ba(NO3)2溶液后无明显现象,而SO2通入Ba(NO3)2溶液后产生白色沉淀,经进一步研究确定该白色沉淀为硫酸钡(BaSO4),为探究Ba(NO3)2溶液中何种微粒与通入的SO2反应生成BaSO4,乙同学提出了如下假设:
假设一:溶液中的NO3-
假设二:溶液中溶解的O2
验证假设一:
实验步骤
实验现象
实验结论
在盛有煮沸后迅速冷却的20mL、25%的BaC12溶液的烧杯中,缓慢通入SO2
假设一成立
在盛有煮沸后迅速冷却的20mL、25%的Ba(NO3)2溶液的烧杯中,缓慢通入SO2
实验所用的溶液先要煮沸的目的是尽可能除去溶解在溶液中的O2,由此说明O2在水中的溶解能力随温度的升高而 (选填:“增强”、“减弱”或“不变”)。
(3)验证假设二:
实验步骤
实验现象
实验结论
无明显现象
假设二成立
在盛未经脱O2处理的20mL、25%的BaCl2溶液的烧杯中,缓慢通入SO2
产生白色沉淀
(4)(实验结论)SO2能与Ba(NO3)2溶液中的Ba2+、NO3-共同作用产生白色沉淀BaSO4;SO2也能与BaCl2溶液中的 (填微粒符号)共同作用产生白色沉淀BaSO4。
【答案】(1)紫色溶液变红;二氧化硫+氢氧化钙→亚硫酸钙+水
(2)无明显现象;产生白色沉淀;减弱
(3)在盛有煮沸后迅速冷却的20mL、25%的BaCl2溶液的烧杯中,缓慢通入SO2
(4)Ba2+、O2
【解析】Ⅰ:根据实验结论:SO2能与水反应生成亚硫酸可知,二氧化硫和水生成了酸,酸性溶液可以使石蕊变红色,故实验现象,紫色溶液变红;SO2与CO2都属于非金属氧化物,它们具有相似的化学性质;将SO2通入澄清石灰水,石灰水变浑浊,那么应该是生成了亚硫酸钙和水,氧化硫+氢氧化钙→亚硫酸钙+水;
Ⅱ:(2)因为实验结论为假设一成立,那么由于25%的BaC12溶液中没有硝酸根离子,所以通入二氧化硫不会有沉淀生成,没有明显现象;25%的Ba(NO3)2溶液有硝酸根离子,所以通入二氧化硫有白色沉淀生成;煮沸是尽可能除去溶解在溶液中的O2,由此说明O2在水中的溶解能力随温度的升高而减弱;
(3) 因为实验结论为假设二成立,那么应该是向经过脱O2处理和没有脱O2处理的BaCl2溶液中通入SO2进行对比,观察实验现象,探究氧气在其中的作用;故填:在盛有煮沸后迅速冷却的20mL、25%的BaCl2溶液的烧杯中,缓慢通入SO2;
实验结论:通过实验证明在生成白色沉淀的过程中氧气也起到了作用,所以结论为:SO2也能与BaCl2溶液中的Ba2+、O2共同作用产生白色沉淀BaSO4。
21.仔细阅读下面的探究实验信息,回答相关问题。
Ⅰ.(实验目的)探究溶解过程中,溶液温度的变化情况。
Ⅱ.(查阅资料)
①物质溶解于水的过程包括吸收热量(Q吸)的扩散过程和放出热量(Q放)的水合过程。
②实验条件下,水的凝固点为0℃,沸点为100℃.
Ⅲ.(提出猜想)物质溶解过程中,溶液的温度可能升高或降低或不变。
Ⅳ.(实验探究)某探究小组的同学设计了如右图所示的两种实验方案。在图2所示方案中,每次加入物质b之前,均使用温度计控制热水温度,使之保持在99℃.
Ⅴ.(实验结论)
(1)图1所示实验中,若加入物质a后,发现玻璃片与烧杯底部之间的水结冰,说明溶液的温度 (填“升高”或“降低”或“不变”,下同)。
(2)图2所示实验中,若加入物质b后,热水会突然沸腾,说明溶液的温度 。
(3)Ⅵ.(拓展实验)按照图3所示进行实验。若物质c为NaOH,则U型管内的左边液面将 (填“高于”或“低于”或“等于”)右边液面;若U型管内的液面位置变化与之相反,则物质c为 (填序号)。
①CaO ②NH4NO3③浓H2SO4
(4)Ⅶ.(反思交流)
该小组的同学进一步就物质溶解过程中溶液温度变化的原因展开了讨论,分析得出:若Q吸 Q放(填“>”或“<”或“=”,下同),则溶液温度升高;若Q吸与Q放的相对大小与之相反,则溶液温度降低;若Q吸 Q放,则溶液温度不变。
(5)在图2所示方案中,小张同学对实验现象很感兴趣,他继续向热水中加入相同质量的物质b,又看到沸腾现象,至烧杯中出现固体物质后,再继续加入相同质量的物质b,就看不到沸腾现象。请解释不再产生沸腾现象的原因 。
【答案】(1)降低
(2)升高
(3)低于;②
(4)<;=
(5)氢氧化钠固体的溶解已达到饱和,不能再继续溶解放热
【解析】[实验结论](1)图1所示实验中,若加入物质a后,发现玻璃片与烧杯底部之间的水结冰,说明溶液的温度降低;
(2)图2所示实验中,若加入物质b后,热水会突然沸腾,说明溶液的温度升高;
(3)[拓展实验]按照图3所示进行实验。若物质c为NaOH,则U型管内的左边液面将低于右边液面;若U型管内的液面位置变化与之相反,则物质c为溶于水温度降低的硝酸铵;
[反思交流](4)该小组的同学进一步就物质溶解过程中溶液温度变化的原因展开了讨论,分析得出:若Q吸 (5)在图2所示方案中,小张同学对实验现象很感兴趣,他继续向热水中加入相同质量的物质b,又看到沸腾现象,至烧杯中出现固体物质后,再继续加入相同质量的物质b,就看不到沸腾现象。不再产生沸腾现象的原因形成物质b的饱和溶液,物质形成溶液沸点升高,物质说放出的热达不到溶液的沸点而不能沸腾。
22.如图所示是某化学小组部分实验过程的装置图,请回答下列问题:
(1)A图中所称食盐的质量为 g,若食盐与砝码的位置颠倒了,游码显示仍为A图,则食盐的实际质量为 g
(2)B图中倾倒液体时,手握细口瓶时的注意事项是 。
(3)图C中连接装置,检查气密性时,首先要做的步骤是 。
(4)欲量取40mL水,应选用的仪器是50mL的量筒和 ,某同学如D图读数,则实际量取的液体 40mL(填“大于”“小于” 或“等于”)。
(5)如下图所示,实验室要加热约150mL的水,要完成该实验需要准备的仪器有 (填序号)。
【答案】(1)12.4;7.6
(2)标签朝向手心
(3)将玻璃导管放入盛有水的烧杯中
(4)胶头滴管;大于
(5)①④⑤⑥
【解析】(1)A图中所称食盐的质量=砝码质量+游码质量=10g+2.4g=12.4g,若食盐与砝码的位置颠倒了,游码显示仍为A图,则食盐的实际质量=10g-2.4g=7.6g;(2)B图中倾倒液体时,手握细口瓶时的注意事项是:标签朝向手心;(3)图C中连接装置,检查气密性时,首先要做的步骤是:将玻璃导管放入盛有水的烧杯中;(4)欲量取40mL水,应选用的仪器是50mL的量筒和胶头滴管,用于定容,某同学如D图仰视读数,则实际量取的液体大于40mL。(5)如下图所示,实验室要加热约150mL的水,要完成该实验需要准备的仪器有:①烧杯,④酒精灯,用于加热液体 ⑤石棉网,使烧杯均匀受热 ⑥铁架台,用固定烧杯;
故答案为:①④⑤⑥;
23.碳酸钠俗称纯碱或苏打,在生活、生产和实验硏究中均有广泛应用。
(配制溶液)配制溶质质量分数分別为1%、2%和4%的Na2CO3溶液
(1)若配制50g溶质质量分数为4%的Na2CO3溶液,下列操作正确的是 (填字母)。
a.用托盘天平称取2gNa2CO3固体
b.选用50mL量筒量取所需体积的水
c.选用带玻璃塞的广口试剂瓶,将配好的溶液装瓶并贴标签
(2)分别测定25℃时,上述3种溶液的pH,记录数据如下:
实验编号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
溶质质量分数
1%
2%
4%
溶液pH
11.62
11.76
11.90
分析I、Ⅱ、Ⅲ三组数据可得出的结论是 。
(3)在烧杯中制备FeCO3沉淀时,应选用的加料方式是 (填字母)。
a.将FeSO4溶液与Na2CO3溶液同时加入到烧杯中
b.将Na2CO3溶液缓慢加入到盛有FeSO4溶液的烧杯中
c.将FeSO4溶液缓慢加入到盛有Na2CO3溶液的烧杯中
(4)潮湿的FeCO3固体置于空气中易变质,反应如下: 4FeCO3+6H2O+O2=4X+4CO2 ,则X的化学式为 。
(5)(标定浓度)标定待测盐酸的溶质质量分数
将Na2CO3固体在270℃干燥至恒重,准确称取0.212g无水Na2CO3于锥形瓶中,加入50mL蒸馏水溶解,滴入待测盐酸,当两者恰好完全反应时,消耗盐酸的体积为20.00mL(该盐酸的密度近似等于1g·mL-1,反应中Na2CO3所含的碳元素全部转化为CO2)。
①列式计算待测盐酸的溶质质量分数 (结果用百分数表示,保留两位小数)。
②若上述测定过程中Na2CO3固体未经充分干燥,则测出盐酸的溶质质量分数将 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
【答案】(1)ab
(2)25℃时,Na2CO3溶液的溶质质量分数越大,碱性越强 (制备物质)用Na2CO3溶液和FeSO4溶液发生复分解反应制备FeCO3 (已知溶液pH大于8.8时,Fe2+完全生成Fe(OH)2沉淀)
(3)b
(4)Fe(OH)3
(5)0.73%;偏大
【解析】(1)配制50g、4%的碳酸钠溶液,需要称量碳酸钠的质量为:50g×4%=2g,需要称量水的体积为:50g-2g=48g,48g÷1g/mL=48mL。
a、根据分析可知,应该用托盘天平称量碳酸钠固体2g。a正确;
b、通过分析可知,需要量取48mL的水,则需要50mL的量筒。b正确;
c、碳酸钠溶液是液体,应该使用细口瓶盛装,并且用贴上标签。c不正确。故答案为:ab;
(2)通过图表可知,25℃时,碳酸钠溶液的溶质质量分数越大,溶液的pH越大,则溶液的碱性越强。故答案为:25℃时,Na2CO3溶液的溶质质量分数越大,碱性越强;
(3)根据提示信息可知,当溶液的pH>8.8时,Fe2+会完全生成Fe(OH)2沉淀。而该反应的目的是制备FeCO3沉淀,碳酸钠的水溶液呈碱性,则可能会产生副产物Fe(OH)2沉淀。如果将FeSO4加入Na2CO3溶液中,则碳酸钠溶液呈碱性,存在OH-,pH>7,很容易生成Fe(OH)2沉淀。若将Na2CO3溶液加入FeSO4溶液中,此时Fe2+是过量的,而且此时溶液显酸性,Fe2+不易产生Fe(OH)2沉淀,此时CO32-很容易和Fe2+结合为沉淀析出。故答案为:b;
(4)根据质量守恒定律可知,反应前后原子的个数相同。则反应前,有4个铁原子、4个碳原子、12个氢原子、20个氧原子,反应后有4个碳原子、8个氧原子,相差了4个铁原子、12个氢原子、12个氧原子,则X的化学式为Fe(OH)3。故答案为:Fe(OH)3;
(5)① 消耗盐酸的质量为:20mL×1g·mL-1=20g。
设反应消耗的HCl的质量为x。
Na2CO31060.212g+2HCl73x=2NaCl+H2O+CO2↑10673=0.212gx
解得x=0.146g
则盐酸的溶质质量分数为: 0.146g20g×100%=0.73% 。
② 若碳酸钠没有充分干燥,则实际的碳酸钠的质量小于0.212g,则消耗的HCl的质量小于对应的0.146g,对应消耗的盐酸溶液的质量也小于20g。但是进行相关计算时,仍然会按照“碳酸钠的质量为0.212g”进行计算,则会导致计算溶质的质量分数时,计算的参加反应的HCl的质量依然为0.146g,但是实际消耗的溶液的质量减少了,则会导致计算出的溶质质量分数偏大。故答案为:偏大。
24.学习化学开启了我们认识物质之旅。某实验小组的同学对氢氧化钠的性质及应用进行了如下的探究。
(1)(探究一)溶解过程中的能量变化
如下图所示,同学们设计了不同的实验方案进行探究:
实验一中的硝酸铵溶解后,溶液温度 (填“升高”、“降低”或“不变”)。
(2)实验二所加试剂及用量如图,将分液漏斗中的水全部加入试管后,立即关闭分液漏斗的活塞,此时观察到U形管的液面左低右高,由此小明得出“氢氧化钠溶于水时放出热量”的结论,你是否同意小明的结论并写出你的理由 。
(3)(探究二)氢氧化钠的化学性质
如下图所示,同学们用氢氧化钠溶液进行了下列实验,请分析并回答下列问题:
A试管中观察到的现象是 。
(4)B试管中发生反应的化学方程式: 。
(5)C、D试管中均无明显现象。
①为了证明D中已发生化学反应,向该试管中再加入足量的 ,观察到有气泡产生。
②为了证明氢氧化钠溶液和稀盐酸能发生化学反应,同学们设计并进行了如下实验:(所用稀盐酸经估算确保过量)
整个实验过程中无明显现象,证明氢氧化钠溶液和稀盐酸能发生化学反应。请写出步骤Ⅱ中所加试剂 。
(6)(探究三)氢氧化钠的应用
实验室中的应用
实验室中能用氢氧化钠溶液吸收的气体是 (填字母)。
a、二氧化碳
b、水蒸气
c、氯化氢
d、氧气
吸收上述所选气体,一般不用氢氧化钙溶液,主要是因为氢氧化钠和氢氧化钙的 不同。
(7)工业中的应用
氢氧化钠常用于制造人造丝、造纸、炼油、纺织、印染与橡胶工业。某造纸厂废水中NaOH的质量分数为1.6%,现有废硫酸4.9t(H2SO4的质量分数为20%),可以处理的废水质量是 t。
结合化学方程式中的数据分析:若将等质量、等溶质质量分数的稀硫酸和氢氧化钠溶液混合,充分反应后,请判断溶液中一定含有的溶质,并简述你的判断理由: 。
【答案】(1)降低
(2)不同意(或否),加入10mL水后试管中的部分空气被排出,也会使U形管中液面左低右高,无法得到小明的结论(其他合理答案均可)
(3)溶液由无色变红色(其他合理答案均可)
(4)2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4
(5)稀盐酸(或稀硫酸)(其他合理答案均可);酚酞试液
(6)ac;溶解性(其他合理答案均可)
(7)50;一定有的溶质为Na2SO4和NaOH,NaOH和H2SO4反应后有Na2SO4生成,所以溶液中一定有Na2SO4,根据化学方程式可知每98份质量的H2SO4与80份质量的NaOH恰好完全反应,当加入的两种物质质量相等时,NaOH有剩余,所以溶液中一定有氢氧化钠(其他合理答案均可)
【解析】[探究一](1)硝酸铵溶于水吸收热量,溶液温度降低,由实验一可知,温度计的示数降低,故实验一中的硝酸铵溶解后,溶液温度降低。(2)加入10mL水后试管中的部分空气被排出,也会观察到U形管的液面左低右高,故不同意(或否),理由加入10mL水后试管中的部分空气被排出,也会使U形管中液面左低右高,无法得到小明的结论。
[探究二](3)氢氧化钠溶液显碱性,能使酚酞溶液变红色,故A试管中观察到的现象是溶液由无色变红色。(4)B试管中发生反应是氢氧化钠和硫酸铜生成氢氧化铜和硫酸钠,故反应的化学方程式为 2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4 。(5)①D中二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,碳酸钠和酸反应生成二氧化碳气体,故为了证明D中已发生化学反应,向该试管中再加入足量的稀盐酸(或稀硫酸),观察到有气泡产生。
②氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水,酸性溶液和中性溶液不能使酚酞溶液变红色,碱性溶液能使酚酞溶液变红色,氢氧化钠溶液和稀盐酸发生化学反应,如果溶液不变色,说明氢氧化钠被反应完全,故步骤Ⅱ中所加试剂是酚酞试液。
[探究三](6)a、二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,能用氢氧化钠溶液吸收,故a正确;
b、氢氧化钠溶液不能吸收水蒸气,故b不正确;
c、氯化氢溶于水生成盐酸,盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,能用氢氧化钠溶液吸收,故c正确;
d、氧气和氢氧化钠不反应,不能用氢氧化钠溶液吸收,故d不正确。
故答案为:ac。
氢氧化钠易溶于水,氢氧化钙微溶于水。氢氧化钙溶液中氢氧化钙的含量较少,故吸收上述所选气体,一般不用氢氧化钙溶液,主要是因为氢氧化钠和氢氧化钙的溶解性不同。(7)设可以处理的废水质量是x
2NaOH80x×1.6%+H2SO4984.9t×20%=Na2SO4+H2O
8098=x×1.6%4.9t×20%
x=50t
故现有废硫酸4.9t(H2SO4的质量分数为20%),可以处理的废水质量是50t。
反应的化学方程式为 2NaOH+H2SO4=Na2SO4+H2O ,若将等质量、等溶质质量分数的稀硫酸和氢氧化钠溶液混合,充分反应后,一定有的溶质为Na2SO4和NaOH,NaOH和H2SO4反应后有Na2SO4生成,所以溶液中一定有Na2SO4,根据化学方程式可知每98份质量的H2SO4与80份质量的NaOH恰好完全反应,当加入的两种物质质量相等时,NaOH有剩余,所以溶液中一定有氢氧化钠。
25.化学兴趣小组的同学对“天气瓶”(如图)是否可预测天气很好奇。他们自制了“天气瓶”,并对其晶体析出的影响因素展开了探究。
步骤:
①称取10.0g樟脑丸溶解于40.0mL无水酒精中得溶液a。
②向35.0g水中依次加入2.5gKNO3和2.5gNH4Cl,制得溶液b。
③将a、b两种溶液倒入容器中混合,密封即制得“天气瓶”。
④模拟不同的天气情况,将制得的“天气瓶”置于不同的温度和大气压的环境中,并记录析出晶体情况如下:
0℃
20℃
40℃
101.3kPa
100.5kPa
99. 7kPa
根据以上信息回答下列问题:
(1)配制溶液a时,为加快樟脑丸的溶解,可以采用搅拌、微热、 等方法。溶液a中的溶质以分子形式分散,所以该溶液 (选填“能”或“不能”)导电。
(2)溶液b中NH4Cl的质量分数是 。
(3)为进一步探究析出的晶体中是否含有铵盐,需要的实验用品有 (填序号)。
a.稀盐酸
b.氢氧化钠溶液
c.蓝色石蕊试纸
d.红色石蕊试纸
(4)从表格信息中可知, 条件对“天气瓶”晶体析出的影响较大。
【答案】(1)研细;不能
(2)6.25%
(3)bd
(4)温度
【解析】(1)配制溶液a时,为加快樟脑丸的溶解,可以采用搅拌、微热、研细等方法。溶液a中的溶质以分子形式分散,所以该溶液不能导电,故填:研细;不能。
(2)溶液b中NH4Cl的质量分数是 2.5g35g+2.5g+2.5g×100%=6.25% ,故填:6.25%。
(3)氢氧化钠和氯化铵反应生成氯化钠氨气和水,氨气可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝,可以通过氢氧化钠溶液和红色石蕊试纸检验是否有铵盐,
故答案为:bd。
(4)从表格信息中可知温度对“天气瓶”晶体析出的影响较大,故填:温度。
26.今年5月5日成功首飞的长征五号B运载火箭,采用了低温高压液氢作燃料。
(1)从分子的角度分析,氢气变成液氢时发生变化的是 。
(2)如图所示,将一定量氧气封闭在注射器中,改变氧气的体积和温度,记录不同条件下注射器中氧气的压强大小,结果如下:
温度/℃
20
20
20
20
20
25
30
35
40
体积/mL
12
11
10
9
8
12
12
12
12
压强/kPa
99.6
110.6
120.7
130.6
149.7
101.3
103.1
104.5
106.6
分析数据可知,其他条件不变:温度升高,气体压强 ;体积增大,气体压强 。
(3)影响一定容积的氧气钢瓶内压强大小的因素是瓶内的温度、 。
(4)如图所示,某小组收集了三瓶CO2气体(均为大小相同的玻璃瓶),分别加入1/3体积的相应试剂,甲、乙立即塞紧瓶塞,丙敞口,均振荡一会儿。(水的挥发忽略不计)
①CO2与NaOH溶液反应的化学方程式为 。
②振荡后,甲、乙、丙中气体压强由大到小的顺序是 ,仿照乙画出此时甲、丙中气体组成的微观示意图 。
【答案】(1)物理变化
(2)增大;减小
(3)气体体积
(4)2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O;丙>甲>乙;
【解析】(1)氢气和液氢都是由氢分子构成的,无新物质生成,属于物理变化;
(2)由表中数据可知,其他条件不变:温度升高,气体受热膨胀,气体压强增大;体积增大,气体压强减小;
(3)由(2)可知,其它条件不变,温度升高,气体压强增大,体积增大,气体压强减小,故影响一定容积的氧气钢瓶内压强大小的因素是瓶内的温度、气体体积;
(4)① 二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,该反应的化学方程式为: 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O ;
② 二氧化碳能溶于水,且与水反应生成碳酸,氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,氢氧化钠吸收的二氧化碳比水多,故甲的压强大于乙,丙由于敞口放置,氢氧化钠与二氧化碳反应,消耗了二氧化碳,装置内压强减小,外界空气会进入,故丙内压强不变,故压强大小为:丙>甲>乙;反应后,由于甲中消耗二氧化碳比乙少,故甲中二氧化碳气体含量多,反应后,丙中进入了空气,故丙中含有空气。此时甲、丙中气体组成的微观示意图为:
27.某化学活动小组同学发现,不同物质在发生变化时,即使实验现象相同,其变化的实质也可能存在着本质的区别。
同学们利用如图所示的装置进行了以下两个实验。
实验Ⅰ:在集气瓶底部放入一定量的硝酸铵固体,再将注射器中的水注入瓶中,振荡。
实验Ⅱ:向充满二氧化碳的集气瓶中注入一定量的氢氧化钠溶液,振荡。
(1)(现象分析)上述两个实验过程中,U形管中液面均出现 (填“左高右低”
或“左低右高”)现象,其中实验Ⅰ没有发生化学变化,实验Ⅱ发生了化学变化,其反应的化学方程式为 。
(归纳总结)相同的实验现象既可以由物理变化引起,也可以由化学变化引起。
(2)(拓展延伸)在探究白色固体的组成时,也需考虑相同现象是否存在着本质区别。
有一包白色固体,可能含有氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙中的一种或几种。为了探究白色固体的成分,同学们做了以下实验。
步骤1:甲同学取一定量的白色固体于试管中,加入一定量的水后振荡,触摸试管外壁,没有感觉到放热现象,说明白色固体中没有 。
试管底部有白色不溶物,甲同学认为白色固体中一定含有碳酸钙,乙同学认为上述现象不足以证明碳酸钙的存在,其理由是 。
步骤2:为进一步得出准确的结论,他们进行了下面所示实验。
实验操作
实验现象
实验现象
①将步骤1试管中物质过滤,向滤液中滴加 。
溶液由无色变成红色
白色固体中含有
②向滤出的固体中加入足量的 。
有气泡产生
【答案】(1)左高右低;2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
(2)氧化钙;氢氧化钙微溶于水,剩余固体可能有未完全溶解的氢氧化钙;无色酚酞溶液;稀盐酸;氢氧化钙和碳酸钙
【解析】现象分析:
实验Ⅰ:在集气瓶底部放入一定量的硝酸铵固体,再将注射器中的水注入瓶中,振荡,硝酸铵溶于水吸热,压强减小,U形管中液面出现左高右低;
实验Ⅱ:向充满二氧化碳的集气瓶中注入一定量的氢氧化钠溶液,振荡,氢氧化钠和二氧化碳反应,气体减少,压强减小,U形管中液面出现左高右低;
上述两个实验过程中,U形管中液面均出现:左高右低现象,其中实验Ⅰ没有发生化学变化,实验Ⅱ发生了化学变化,二氧化碳会和氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水,其反应方程式为:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O;
拓展延伸:在探究白色固体的组成时,也需考虑相同现象是否存在着本质区别。
步骤1:甲同学取一定量的白色固体于试管中,加入一定量的水后振荡,触摸试管外壁,没有感觉到放热现象。如果有氧化钙溶于水生成氢氧化钙会放出大量的热,该实验中没有感觉到放热现象,说明白色固体中没有:氧化钙。
试管底部有白色不溶物,甲同学认为白色固体中一定含有碳酸钙,乙同学认为上述现象不足以证明碳酸钙的存在,其理由是:氢氧化钙微溶于水,剩余固体可能有未完全溶解的氢氧化钙;
步骤2:①因为碱性物质可以使无色酚酞变红,而此物质中如果含有氢氧化钙,氢氧化钙微溶于水,溶液呈碱性,滴入酚酞溶液就会变红,所以滴入的溶液是无色酚酞溶液,向试管中的滤液加入无色酚酞溶液,溶液由无色变为红色,说明含氢氧化钙;②碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,向滤渣中加入稀盐酸,有气泡冒出,说明含有碳酸钙。因此白色固体中含有:氢氧化钙和碳酸钙,
28.某化学小组需要用到质量分数为10%的氢氧化钠溶液来做实验,但实验室的氢氧化钠刚好用完。同学们提出用熟石灰与碳酸钠反应制取氢氧化钠,再配成溶液来做实验。
下表是氢氧化钙和氢氧化钠的溶解度数据
温度/℃
0
20
40
60
80
100
溶解度
(g/100gH2O)
氢氧化钙
0.19
0.17
0.14
0.12
0.09
0.08
氢氧化钠
31
90
111
129
313
336
请回答问题:
(1)制备氢氧化钠。写出制取氢氧化钠反应的化学方程式 。反应后过滤,蒸发结晶得到固体氢氧化钠。小明提出这样制得的氢氧化钠可能含有少量杂质,
其理由是 。
(2)提纯氢氧化钠。将上述制得的氢氧化钠(含少量氢氧化钙)在60℃时配成饱和溶液,降温、结晶、过滤,对滤渣和滤液成分的分析,正确的是________(双选)。
A.滤渣中只有氢氧化钠
B.滤渣中主要是氢氧化钠,可能有少量氢氧化钙
C.滤液中一定有氢氧化钙,可能有氢氧化钠
D.滤液中一定有氢氧化钠和氢氧化钙
E.滤液中只有氢氧化钙
(3)配制氢氧化钠溶液。配制50克10%氢氧化钠溶液,需要氢氧化钠固体的质量为 g,称取时必须将氢氧化钠固体放在 里进行称量。
(4)进行实验。完全中和40g上述配得的氢氧化钠溶液,用去了稀硫酸的质量为20克,则稀硫酸的质量分数为 (精确到0.1%)
【答案】(1)Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH;反应中可能Ca(OH)2或Na2CO3过量
(2)A;D
(3)5;玻璃器皿
(4)24.5%
【解析】(1)制备氢氧化钠。氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,反应的化学方程式为Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH。反应后过滤,蒸发结晶得到固体氢氧化钠。小明提出这样制得的氢氧化钠可能含有少量杂质,其理由是反应可能不是恰好完全反应,反应中可能Ca(OH)2或Na2CO3过量。
(2)A:氢氧化钙的溶解度随温度升高而降低,所以滤渣中只有氢氧化钠,故正确;
B:滤渣中主要是氢氧化钠,没有少量氢氧化钙,故错误;
C:滤液是氢氧化钠的饱和溶液,所以一定含有氢氧化钙,氢氧化钠,故错误;
D:滤液中一定有氢氧化钠和氢氧化钙,故正确;
E:滤液中不只有氢氧化钙,还含有氢氧化钠,故错误;
故答案为:AD。
(3)配制氢氧化钠溶液。配制50克10%氢氧化钠溶液,需要氢氧化钠固体的质量50g×10%=5g,称取时必须将氢氧化钠固体放在玻璃器皿里进行称量,因为氢氧化钠具有腐蚀性。
(4)设需要稀硫酸的质量分数为x,
2NaOH + H2SO4=Na2SO4 + 2H2O
40×2 98
40g×10% 20gx
40×298=40g×10%20gx
x=24.5%
答:需要稀硫酸的质量分数为24.5%。
29.某实验小组设计如图所示装置,进行气体的制备和性质实验实验试剂 ( 用品 ) :大理石、氯化钠、二氧化锰、硝酸铵固体、稀盐酸、过氧化氢溶液、蒸馏水、木条、火柴、酒精灯。选择合适的试剂 ( 用品 ) 按如下步骤进行实验。
(1)组装仪器, ( 填必要的操作 ) ,加入药品。
(2)关闭止水夹,推动注射器,注入液体,观察到装置A中有大量气泡冒出,气球胀大。
打开止水夹,观察到装置B中导管口有气泡冒出,澄清石灰水未变浑浊,装置A中产生气体的化学方程式为 要进一步确认该气体的成分还需进行的操作是 ,取下装置B中双孔塞,将红热的细铁丝由上到下缓慢地伸入到B装置的玻璃瓶中,细铁丝剧烈燃烧,写出反应的化学方程式 。
(3)更换装置A中的固体和液体药品,重复步骤2中的操作,能观察到相同的实验现象。打开止水夹,观察到装置B中导管口有气泡冒出,澄清石灰水变浑浊,写出装置B中反应的化学方程式 ,装置A中选择的固体和液体分别为 和 。
(4)继续更换装置A中的药品重复上述操作,观察到装置A中没有气泡冒出,气球变瘪。装置A中选择的固体和液体分别为 和 。
【答案】(1)检查装置的气密性
(2)2H2O2MnO2__2H2O+O2↑;在导管a端放一个带火星的木条,木条复燃,证明是氧气;3Fe+2O2点燃__Fe3O4
(3)CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;大理石;稀盐酸
(4)硝酸铵固体;蒸馏水
【解析】(1)组装仪器,检查装置的气密性,加入药品。
(2)关闭止水夹,推动注射器,注入液体,观察到装置A中有大量气泡冒出,气球胀大。
打开止水夹,观察到装置B中导管口有气泡冒出,澄清石灰水未变浑浊,则该气体不是二氧化碳,根据题目中所给的药品可知,该气体是氧气,那么装置A中化学方程式为 2H2O2MnO2__2H2O+O2↑ ,要进一步确认该气体是氧气,则还需进行的操作是在导管a端放一个带火星的木条,木条复燃,证明是氧气。取下装置B中双孔塞,将红热的细铁丝由上到下缓慢地伸入到B装置的玻璃瓶中,细铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体,反应的化学方程式 3Fe+2O2点燃__Fe3O4 。
(3)更换装置A中的固体和液体药品,重复步骤2中的操作,能观察到相同的实验现象。打开止水夹,观察到装置B中导管口有气泡冒出,澄清石灰水变浑浊,则该气体是二氧化碳,装置B中的澄清石灰水变浑浊,反应的化学方程式为 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O ,装置A中选择的固体和液体分别为大理石和稀盐酸。
(4)继续更换装置A中的药品重复上述操作,观察到装置A中没有气泡冒出,气球变瘪,则装置B中温度降低,压强变小,那么装置A中选择的固体和液体分别为硝酸铵固体和蒸馏水。硝酸钾溶于蒸馏水,溶液温度降低,瓶内压强减小,气球变小。
30.根据下表回答问题:
温度/℃
20
40
60
溶解度
NaCl
36.0
36.6
37.3
KNO3
31.6
63.9
110
(1)60℃,100g水中最多能溶解KNO3的质量为 。
(2)下列说法正确的是_____(填序号)
A.20℃时,KNO3饱和溶液的质量分数为31.6%
B.40℃时,136.6gNaCl溶液中一定含有36.6gNaCl
C.将40℃时KNO3的饱和溶液降温到20℃,析出32.3gKNO3固体
D.将40℃时NaCl和KNO3的饱和溶液分别降温至20℃,降温后两溶液质量分数的大小关系为NaCl>KNO3
(3)20℃时,按下列图示操作:
①在溶液A,B,C中,KNO3溶解达到饱和状态的有 (填字母)
②比较溶液A、B中KNO3的质量分数:A B(填“>“或”<”或“=”)
【答案】(1)110g
(2)D
(3)AB;>
【解析】(1)固体物质的溶解度是指在一定温度下,100g溶剂里最多能溶解的某固体物质的质量,60℃时,100g水中最多能溶解110g硝酸钾。(2)A.20℃时, KNO3 的溶解度是31.6g,则KNO3饱和溶液的溶质质量分数为: 31.6g100g+31.6g ×100%≠31.6%,不符合题意;B.40℃时,136.6gNaCl饱和溶液中一定含有36.6gNaCl,若为指明溶液的状态,则无法求算溶质的质量,不符合题意;C.将40℃时100g溶剂所形成的 KNO3 饱和溶液降温到20℃,折出32.3g KNO3 固体,未指明饱和溶液的质量,无法求算析出晶体的质量,不符合题意;D.将40℃时NaCl和 KNO3 的饱和溶液分别降温至20℃,溶解度都变小,由于20℃时,NaCl的溶解度大于KNO3的溶解度,所以降温后两溶液质量分数的大小关系为NaCl> KNO3 ,符合题意。
故答案为:D。(3)①20℃时,KNO3的溶解度是31.6g,一种溶剂中可同时溶解多种溶质,且互相不影响,所以A、B是KNO3的饱和溶液。60℃时,KNO3的溶解度是110g,C是KNO3的不饱和溶液,故填AB。②一种溶剂中可同时溶解多种溶质,且互相不影响,溶液B中由于多溶解了40gNaCl,所以溶液B比溶液A的质量多40g,但两溶液中溶解KNO3的质量相等,因此溶液A、B中 KNO3 的质量分数是:A>B。
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