1、实验题 某兴趣小组为测定某工业纯碱(假设仅含NaHCO3杂质)中Na2CO3的质量分数,设计了下列四种实验方案:
方案一:纯碱样品
测定剩余固体质量
(1)称取mg样品放入坩埚中充分加热。坩埚中发生反应的化学方程式为:?
(2)将坩埚置于干燥器中冷却后称量。实验时需要重复“加热、冷却、称量”操作多次,其目的是:?。
方案二:称取mg样品配成250mL溶液,从中取25mL溶液先用酚酞作指示剂用0.1mol/LHCl溶液滴定至终点,消耗0.1mol/LHCl溶液V1mL,继续用甲基橙作指示剂滴定至终点,消耗0.1mol/LHCl溶液V2mL。则该样品中碳酸钠的质量分数为:??。
方案三:纯碱样品溶液
测定沉淀质量
(1)称取m1g样品,置于小烧杯中,加水溶解后滴加足量氯化钙溶液。将反应混和物过滤后的下一步操作是:?,沉淀经干燥后称量为m2g。
(2)如果用氢氧化钙溶液代替氯化钙溶液作沉淀剂,在其他操作正确的情况下,_______测定样品中的Na2CO3的质量分数。(填“能”或“不能”)
方案四:纯碱样品
测定生成二氧化碳的质量
(1)本实验采用如图装置,C中盛放的物质是?。
(2)反应前后都要通入N2,反应后通入N2的目的是:?

参考答案:方案一:(1)2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O
(2)加热至恒重,以保证NaHCO3全部分解
方案二:
?或
(3分)
方案三:(1)洗涤沉淀 (2)能
方案四:(1)浓硫酸 (2)将生成的二氧化碳从容器内排出,被D装置中碱石灰吸收
本题解析:方案一:该方案原理为:在加热条件下Na2CO3能够稳定存在,而NaHCO3易发生分解反应,从而根据残留的固体的量推算出样品中碳酸钠的质量分数;(1)坩埚中发生反应的化学方程式为:2NaHCO3
Na2CO3 + CO2↑+ H2O;(2)该方案根据加热后残渣的质量来求解,要加热至恒重,以保证NaHCO3全部分解;
方案二:该实验方案的原理为用双指示剂法测定Na2CO3和NaHCO3的混合物中Na2CO3的质量分数,以酚酞作指示剂,发生的反应为Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,再以甲基橙作指示剂,发生的反应为NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,根据上述原理,以酚酞作指示剂,发生的反应为Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,n(Na2CO3)="n(HCl)=" 10×0.1mol/L×0.001V1L="0.001" V1 mol,m(Na2CO3)="0.106" V1g,碳酸钠的质量分数为0.106 V1g/mg×100%="10.6" V1/m%;
方案三:该实验方案的原理为:纯碱样品中的碳酸钠与氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和水,通过测定碳酸钙的质量来确定碳酸钠的质量分数;(1)碳酸钙沉淀会附着氯化钠、氯化钙等杂质,过滤后需用蒸馏水洗涤沉淀;(2)在一定量样品中加入足量Ca(OH)2溶液分别发生如下反应Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH,
NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+NaOH+H2O,均产生CaCO3沉淀,根据样品的总质量和生成CaCO3沉淀的量,可以计算碳酸钠质量,能测得碳酸钠的质量分数;
方案四:该实验方案的原理为:Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑,
2NaHCO3+ H2SO4= Na2SO4+H2O+CO2↑,通过准确测定样品的质量和二氧化碳的质量,来计算碳酸钠的质量分数;(1)该反应产生的二氧化碳中含有水蒸气,会影响二氧化碳质量的测定,必须除去,故C装置的作用为干燥二氧化碳,盛放的物质是浓硫酸;(2)该方案关键是要准确测量产生的CO2的质量,实验前容器内含有空气,空气中含有二氧化碳,会影响生成的二氧化碳的量,反应后装置中容器内含有二氧化碳,不能被D中碱石灰完全吸收,导致测定结果有较大误差,所以反应前后都要通入N2,反应后通入N2的目的是:将生成的二氧化碳从容器内排出,被D装置中碱石灰吸收。
本题难度:困难
2、填空题 将一定量的CH4、O2和Na2O2放入一密封容器中,用电火花不断引燃混合气体,使其充分反应,反应结束后,容器内压强趋于0(固体物质蒸发不计),其残余固体溶于水无气体放出。
(1)有关Na2O2反应的化学方程式是:………
(2)CH4、O2、Na2O2的物质的量之比是…
(3)若混合气体中CH4为0.1mol,充分反应后,向残余固体中加足量的酸,能放出气体的物质的量是……
参考答案:1、2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
2、2:1:6.
3、0.1mol.
本题解析:1、2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
2、依题意,最后产物只能是Na2CO3和NaOH的混合物,根据原子守恒原理(尤其是CH4中C和H原子个数比为1:4),可得三者物质的量之比为2:1:6.
3、加酸后气体只有CO2,由C原子守恒可得,生成气体的物质的量为0.1mol.
本题难度:简单
3、实验题 (10分)我国化学家侯德榜(下图所示)改革国外的纯碱生产工艺,生产流程可简要表示如下:

(1)请写出碳酸钠的一种用途 。
(2)写出上述流程中X物质的分子式 。
(3)使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了?(填上述流程中的编号)的循环,从沉淀池中取出沉淀的操作是 。
(4)该流程中氨气和二氧化碳的添加顺序是:先通氨气后通二氧化碳,请说明理由:?。
参考答案:


本题解析:略
本题难度:一般
4、简答题 某同学在实验室进行如图所示的过氧化钠性质实验.请回答下列问题.
(1)过氧化钠与水反应的化学方程式为______.过氧化钠中氧元素的化合价为______.
(2)如图所示实验,滴入几滴水,现象是______,实验结束后,向试管所得溶液中滴加酚酞溶液,现象是______.
(3)若用嘴通过导管向附着少量Na2O2粉末的棉花吹气,棉花燃烧.原因是Na2O2与H2O和CO2反应,其中与CO2反应的化学方程式为______.
参考答案:(1)过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气,即2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,在过氧化钠中,钠元素的化合价是+1价,据化合价规则,确定氧元素的化合价为-1,故答案为:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;-1;
(2)过氧化钠和水反应生成了氢氧化钠的溶液,固体过氧化钠消失,会产生氧气,氢氧化钠是碱性溶液,使酚酞显示红色,故答案为:固体溶解,得到无色溶液,冒气泡;溶液显示红色;
(3)因为过氧化钠和水以及二氧化碳反应都会生成氧气,氧气具有助燃性,过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,即2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑,故答案为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑.
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 a g钠、铝的混合物投入足量水中,充分反应得到沉淀c g,则溶液中的溶质为
A.NaAlO2
B.NaOH
C.NaOH和NaAlO2
D.无法确定
参考答案:A
本题解析:钠将全部与水反应:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
而铝将与NaOH溶液反应:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
从以上反应可看出,最终不溶于水的物质必定为铝,也就是铝过量,最终溶液只能为NaAlO2溶液,答案为A
本题难度:一般