题目
题型:不详难度:来源:
[查阅资料]水滑石与稀硫酸反应的化学方程式为:[Mg6Al2(OH)16CO3]•4H2O+9H2SO4=6MgSO4+Al2(SO4)3+CO2↑+21H2O,药片中除了水滑石外含有一定量的辅料﹣﹣淀粉等物质。
[提出猜想]小华想将该药片放在空气中充分灼烧完成测定;小明想通过水滑石与硫酸反应原理来完成测定,请你参与探究。
[设计方案]他们设计了不同的实验方案。
小华的方案,称取10.0g市售的水滑石药片研磨成粉末置于通风橱中,充分灼烧至质量不再减少,再称量剩余固体的质量为6.1g,减少的质量即为二氧化碳和水的总质量,则可求的水滑石药片中水滑石的质量分数为 %。
小明的方案:
(1)小明设计了如图所示的实验装置.取10.0g市售的水滑石药片研磨成粉末,进行实验。
[说明]碱石灰是氧化钙和氢氧化钠固体的混合物,B装置中发生的化学方程式为 。
(2)操作步骤
①连接好装置,检查装置的气密性②打开弹簧夹C,在A处缓缓通入一段时间的空气③称量F的质量④关闭弹簧夹C,慢慢滴加稀硫酸至过量,直至D中无气泡冒出⑤打开弹簧夹C,再次缓缓通入一段时间空气⑥再次称量F的质量,得前后两次质量差为0.44g。
(3)问题探究
B、E装置的作用分别是 、 。若没有G装置,则测定的水滑石的质量分数会 (填“偏大”、“偏小”、“不变”)。实验选用稀硫酸而不选用稀盐酸的理由是 。
(4)数据计算
根据实验数据,可求得水滑石药片中水滑石的质量分数为 %.(写出计算过程)。
[方案评价]在上述实验方案中,你认为合理的实验方案是 (填小华或小明),另一个方案不合理的原因是 。
答案
(1)2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O;(3)除去空气中的二氧化碳;除去气体中混有的水蒸气;偏大;用盐酸会使生成的二氧化碳中混有氯化氢气体;(4)60.2;小明;“药片中除了水滑石外含有一定量的辅料﹣淀粉等物质”中的淀粉受热会分解成水和二氧化碳而使结果偏大
解析
试题分析:根据方程式的写法写出水滑石分解的方程式,根据减少的质量即为二氧化碳和水的总质量利用方程式计算出水滑石的质量,再除以10.0g即可;
(1)根据氢氧化钠与二氧化碳反应的方程式回答;
(3)根据氢氧化钠能吸收二氧化碳,浓硫酸具有吸水性考虑;根据G装置的作用考虑实验结果偏大还是偏小;根据盐酸制取气体中混有氯化氢考虑;
(4)根据前后两次质量差为0.44g属于二氧化碳的质量通过方程式计算出水滑石的质量,再除以10.0g;根据粉末中药品在通风橱中做实验时容易逸散到空气中考虑。
根据质量守恒定律可知反应前后元素种类不变,水滑石受热时生成4种不同的氧化物所以氧化物有:MgO、Al2O3、CO2、H2O再根据观察法进行配平即可,所以方程式是:[Mg6Al2(OH)16CO3]•4H2O6MgO+Al2O3+CO2↑+12H2O;
减少的质量即为二氧化碳和水的总质量,所以生成二氧化碳和水的质量为:10.0g﹣6.1g=3.9g,设生成3.9g二氧化碳和水需要水滑石的质量为X则:
[Mg6Al2(OH)16CO3]•4H2O6MgO+Al2O3+CO2↑+12H2O 固体质量减少量
602 260
X 3.9g
根据:
解得X=9.03g
所以水滑石药片中水滑石的质量分数为:×100%=90.3%;
(1)氢氧化钠吸收二氧化碳的反应的反应物是氢氧化钠和二氧化碳,生成物是碳酸钠和水,用观察法配平即可,所以方程式是:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O;
(3)由于氢氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,所以氢氧化钠的作用是除去空气中的二氧化碳;由于浓硫酸具有吸水性,所以浓硫酸的作用是吸收气体中的水蒸气;G装置的作用是防止空气中的水和二氧化碳进入F装置,若没有G装置,空气中的水和二氧化碳进入F装置,被认为是生成的二氧化碳的质量,所以计算出来的水滑石的质量偏大,则测定的水滑石的质量分数会偏大;用盐酸会使生成的二氧化碳中混有氯化氢气体,被误认为全部是二氧化碳的质量,计算出来的水滑石的质量偏大,则测定的水滑石的质量分数会偏大;
(4)由图示装置可知F装置质量的增加量是生成的二氧化碳的质量,F装置前后两次质量差为0.44g,所以生成二氧化碳的质量是0.44g,设要生成0.44g二氧化碳需要参加反应的水滑石的质量为Y则:
[Mg6Al2(OH)16CO3]•4H2O +9H2SO4=6MgSO4+Al2(SO4)3+CO2↑+21H2O
602 44
Y 0.44g
根据:
解得Y=6.02g
所以水滑石药片中水滑石的质量分数为:×100%=60.2%;
“药片中除了水滑石外含有一定量的辅料﹣淀粉等物质”中的淀粉受热会分解成水和二氧化碳而使结果偏大,所以说小明的方案合理。
核心考点
试题【水滑石化学式为:[Mg6Al2(OH)16CO3]•4H2O(相对分子质量为602),是环保型阻燃剂,它受热时生成4种不同的氧化物,请写出该物质分解的化学方程式】;主要考察你对实验室制取气体的思路等知识点的理解。[详细]
举一反三
小伟同学设计了下列实验方案,请你帮助完成.
实 验 步 骤 | 可能出现的实验现象 | 实验结论 |
(1)取少量滤液于试管中,加入碳酸钠溶液 | 产生 | 假设③成立 |
(2)取少量滤液于试管中,加入足量稀盐酸 | 放出无色气体 | 假设 成立 |
(3)取少量滤液于试管中,加入碳酸钠溶液或足量稀盐酸 | 没有明显现象 | 假设 成立 |
Ⅰ.结构:
NaOH含有钠元素,钠在元素周期表中处于第三周期的 (填“开头”、“中间”或“结尾”)。
NaOH属于碱,碱在溶液中都可以电离出相同的离子,该离子是 (填离子符号)。
Ⅱ.制备:
实验室用纯碱制备烧碱的化学反应方程式为 。Ⅲ.性质及变化:
(1)氢氧化钠固体曝露在空气中容易 ,因此它与生石灰一起用作某些气体的干燥剂
(2)如右图所示,NaOH溶液可与稀酸反应的方程式为 。
该反应没有明显的现象,为了说明该反应确实能够发生,下列哪种物质肯定无法帮助你达到目的 。
a.镁条 b.酚酞 c.CuSO4 d.Ba(NO3)2
Ⅳ.保存:
张老师整理药品时,意外发现实验桌上有瓶敞口放置的NaOH固体,他让同学们对这瓶NaOH固体进行探究
【提出猜想】
猜想I:没有变质
猜想Ⅱ:部分变质为Na2CO3,依据是 (用方程式表示);猜想Ⅲ:全部变质
【实验设计、现象和推断】
实验步骤 | 实验现象 |
①取少量白色固体于试管中,加水振荡后,至全部溶解 | 无色溶液 |
②向试管的溶液中滴加适量物质X的溶液 | 现象A |
③再向试管中滴加几滴酚酞试液. | 现象B |
(1)若现象A为有气泡产生,则加入的X溶液是 ,说明猜想 可排除。
(2)若X是Ca(OH)2溶液,现象A有白色沉淀,现象B为无色变红色,该实验 (填“能”或“不能”)说明猜想Ⅱ成立。
(3)若X是CaCl2溶液,则猜想Ⅱ成立的实验现象是 。
(4)定量研究:根据上述实验,可通过测定 ,
再通过计算得到氢氧化钠的变质情况。
【提出问题】久置固体的成分是什么?
【查阅资料】铁与氯化铁溶液在常温下发生反应生成氯化亚铁。
【作出猜想】久置固体中可能含有Fe、Fe2O3、CaO、Ca(OH)2和CaCO3,久置固体中可能含有Ca(OH)2的原因是(用化学方程式表示) 。
【实验探究1】
甲同学的方案:
实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
(1)取少量固体放于试管中,加足量蒸馏水溶解,静置后取上层清液滴加无色酚酞溶液 | 固体溶解时试管外壁发烫,试管底部有不容物,溶液变红。 | 固体中一定含有 和氢氧化钙。 |
(2)另取少量固体放于试管中,滴加足量的 。 | 固体逐渐消失,有大量无色气体产生,得到浅绿色溶液. | 固体中一定含有 , 一定不含Fe2O3 |
(3)将步骤(2)中产生的气体通入到澄清的石灰水中 | | 固体中一定含有CaCO3 |
(1)乙同学认为甲同学的实验中不能得出一定含Ca(OH)2的结论,理由是 。
(2)丙同学认为甲同学的实验并不能得出一定不含Fe2O3的结论,理由是 。
【实验探究2】
乙、丙同学设计如下实验方案继续验证:
(1)③中反应的化学方程式是 。
(2)乙、丙同学实验中又能得出固体样品中一定还含有 ,仍有一种物质不能确定,该物质是 。
(3)乙、丙同学又经过实验测得上述残留固体中含钙物质的总质量为1.6g,滤渣B中CaCO3的质量为1.0g,滤渣C的质量为1.0g。
【实验结论】综合上述实验及所给数据,久置固体的成分是 。
[提出问题]生成的三种氧化物是什么?
[查阅资料]无水硫酸铜是一种白色粉末物质,遇水变成淡蓝色硫酸铜晶体.化学方程式为:
CuSO4(白色粉末)+5H2O=CuSO4•5H2O(蓝色晶体)
[提出猜想]生成的氧化物中有H2O、CO2和CO。
[实验探究]张亮将生成的气体,依次通过如图所示装置,验证猜想。
(1)观察到A中 ,证明生成物中有水。
(2)B中澄清石灰水变浑浊,证明 。
(3)D中红色粉末是 (填化学式),实验现象 。
[交流讨论]
陈军认为:张亮不需要E装置也能够推断出生成物中有一氧化碳.你是否支持陈军的观点: (填“支持”或“不支持”),请说出你的理由: 。
陈军还认为:从环保的角度来看,此装置有一个缺陷,请你指出该缺陷: 。
xCu(OH)2•yCuCO3.实验小组为测定某碱式碳酸铜样品的组成,利用如图所示的装置(夹持仪器省略)进行实验。
步骤1:检查装置的气密性,将样品平铺置于平直玻璃管中。
步骤2:打开活塞K,鼓入空气,一段时间后关闭.称量相关装置的质量。
步骤3:加热装置B直至装置C中无气泡产生,观察到样品全部转化为黑色粉末。
步骤4: 。
步骤5:称量相关装置的质量。
(1)装置A的作用是 。若无装置E,则实验测定的x/y的值将 (填偏大、偏小或无影响)。
(2)某同学在实验过程中采集了如下数据:
A.反应前玻璃管与样品的质量163.8g | B.反应后玻璃管中样品的质量为56.0g |
C.装置C实验后增重9.0g | D.装置D实验后增重8.8g |
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