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资料显示:镁与饱和碳酸氢钠溶液反应产生大量气体和白色不溶物.某同学设计了如下实验方案并验证产物、探究反应原理。

1)提出假设

实验1:用砂纸擦去镁条表面的氧化膜,将其放入盛有适量滴有酚酞的饱和碳酸氢钠溶液的试管中,迅速反应,产生大量气泡和白色不溶物,溶液由浅红变为红.该同学对反应中产生的白色不溶物进行如下猜测:

猜测1:白色不溶物可能为_________

猜测2:白色不溶物可能为MgCO3

猜测3:白色不溶物可能是碱式碳酸镁[xMgCO3•yMgOH2]

2)设计定性实验确定产物并验证猜测:

实验序号

实验

实验现象

结论

实验Ⅱ

将实验Ⅰ中收集到的气体点燃

能安静燃烧、产生淡蓝色火焰

气体成分为___

实验Ⅲ

取实验Ⅰ中的白色不溶物,洗涤,加入足量____

_____

白色不溶物可能含有猜测2中不溶物

实验Ⅳ

取实验Ⅰ中的澄清液,向其中加入少量CaCl2稀溶液

产生白色沉淀

溶液中存在_____

 

 

 

3)为进一步确定实验1的产物,设计定量实验方案,如图所示:

称取实验1中所得干燥、纯净的白色不溶物226g,充分加热至不再产生气体为止,并使分解产生的气体全部通入装置AB中.实验后装置A增重18g,装置B增重88g,试确定白色不溶物的化学式:_________;(4)请结合化学用语和化学平衡移动原理解释Mg和饱和NaHCO3溶液反应产生大量气泡和白色不溶物的原因:_________

 

Mg(OH)2 氢气 稀盐酸 产生气泡沉淀全部溶解 CO32- Mg(OH)2(CO3)2或2MgCO3•Mg(OH)2 NaHCO3溶液中存在平衡,HCO3-⇌H++CO32-、H2O⇌H++OH-;Mg和H+反应生成氢气和镁离子,镁离子和氢氧根离子、碳酸根离子反应生成难溶物Mg(OH)2•2MgCO3,则H+、OH-、CO32-的浓度均减小,促使上述两平衡均向右进行。 【解析】 (1)依据猜测可知白色不溶物可能是Mg(OH)2 或MgCO3或Mg(OH)2 ,MgCO3,故答案为Mg(OH)2 ; (2)迅速反应,产生大量气泡和白色不溶物,可以说明镁与饱和碳酸氢钠溶液反应能生成一种无色气体和一种白色不溶物;气体安静燃烧、产生淡蓝色火焰,说明该气体具有可燃性,再根据质量守恒定律反应前后元素种类不变,该气体可能是氢气或一氧化碳,如果测定是一氧化碳时,燃烧后需要用到澄清石灰水,所以该气体是氢气;依据实验Ⅲ的推断分析,加入一种试剂产生气泡可知碳酸盐与酸反应产生二氧化碳,所以加入的是酸,有气泡产生,说明含有碳酸镁;加入盐酸沉淀碳酸镁全部溶解;依据实验Ⅳ加入氯化钙生成沉淀证明含有碳酸根离子,故答案为氢气;稀盐酸;产生气泡沉淀全部溶解;CO32-; (3)B中碱石灰质量的增加量就是生成的二氧化碳的质量,所以生成二氧化碳的质量为8.8g,设生成8.8g二氧化碳,需要碳酸镁的质量为x则: MgCO3+2HCl═MgCl2+H2O+CO2↑ 84 44 x 8.8g 根据:=,解得x=16.8g,所以含有氢氧化镁质量为:22.6g-16.8g=5.8g;碳酸镁和氢氧化镁物质的量之比为::=0.2:0.1=2:1,白色不溶物的化学式为Mg(OH)2(CO3)2或2MgCO3•Mg(OH)2,故答案为Mg(OH)2(CO3)2或2MgCO3•Mg(OH)2 ; (4)NaHCO3溶液中存在平衡,HCO3-H++CO32-、H2OH++OH-;Mg和H+反应生成氢气和镁离子,镁离子和氢氧根离子、碳酸根离子反应生成难溶物Mg(OH)2•2MgCO3,则H+、OH-、CO32-的浓度均减小,促使上述两平衡均向右进行,故答案为NaHCO3溶液中存在平衡,HCO3-H++CO32-、H2OH++OH-;Mg和H+反应生成氢气和镁离子,镁离子和氢氧根离子、碳酸根离子反应生成难溶物Mg(OH)2•2MgCO3,则H+、OH-、CO32-的浓度均减小,促使上述两平衡均向右进行。 【点晴】 本题难度较大,考查全面,从定性和定量两个方面测定物质的种类,关键在于知道碳酸根离子与酸反应能产生二氧化碳,镁和氢离子反应生成氢气。解答综合性实验设计与评价题的基本流程:原理→反应物质→仪器装置→现象→结论→作用意义→联想。具体分析为:①实验是根据什么性质和原理设计的?实验的目的是什么?②所用各物质名称、状态、代替物(根据实验目的和相关的化学反应原理,进行全面的分析比较和推理,并合理选择)。③有关装置:性能、使用方法、适用范围、注意问题、是否有替代装置可用、仪器规格等。④有关操作:技能、操作顺序、注意事项或操作错误的后果。⑤实验现象:自下而上,自左而右全面观察。⑥实验结论:直接结论或导出结论。  
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考点分析:
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NaClNaClO在酸性条件下可发生反应:,某学习小组拟研究消毒液主要成分为NaCl的变质情况.

(1)此消毒液中NaClO可吸收空气中的生成HClO而变质.写出化学反应方程式:______

(2)取适量消毒液放在试管中,加入足量一定浓度的硫酸,有气体放出.通过以下装置检验气体的成分,从而判断该消毒液是否变质.

限选试剂:浓硫酸、品红溶液、淀粉溶液、溶液、澄清石灰水、饱和NaCl溶液.

请完成下列实验方案.

所加试剂

预期现象和结论

向试管A中加足量① ______ ;试管B中加品红溶液;试管C中加② ______

A中溶液变蓝色,B中溶液不褪色,C中溶液变浑浊,则消毒液部分变质;③ ______ ,则消毒液未变质;

______ ,则消毒液完全变质.

 

(3)测定消毒液中NaClO的浓度.实验步骤如下:

①量取消毒液放入锥形瓶中,加入过量的溶液

②定量分析.使的酸性溶液和剩余的发生反应.重复实验3次,测得平均消耗酸性溶液;此过程中涉及的反应有:

③计算.消毒液中NaClO的浓度为______用含abcV的代数式表示

 

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某化学兴趣小组用100 mL 1 mol/L NaOH溶液完全吸收了a mol CO2后得到溶液A(液体体积无变化)。为了确定溶液A的溶质成分及a值,该兴趣小组的同学进行了如下实验。请帮助他们完成下列相应实验内容。

[提出假设]

假设Ⅰ:溶液A的溶质为NaOHNa2CO3

假设Ⅱ:溶液A的溶质为Na2CO3

假设Ⅲ:溶液A的溶质为Na2CO3NaHCO3

假设Ⅳ:溶液A的溶质为___

[实验过程]

1)甲同学取少量溶液A于试管,再向试管中滴加几滴酚酞溶液,溶液A变红,由此得出假设I成立。

2)乙同学分析后认为甲同学的实验结论有误。请用离子方程式说明乙同学的判断依据_____;他进一步提出,应先取少量溶液,向其中加入足量的___溶液,来检验溶液A是否含___,结果加入检验溶液后观察到溶液A变浑浊。

3)丙同学为了检验溶液A是否还含其它溶质,他将乙同学所得浑浊溶液进行过滤,并把滤液分为两份,向其中的一份加入稀硫酸,有无色气体生成,则假设___正确。

4)为准确测定a值,丁同学取了10 mL 溶液A在锥形瓶中,用滴定管向其中加入某浓度的稀硫酸,记录加入硫酸的体积与生成气体的情况,并绘制成如图:

a=___,所加硫酸的物质的量浓度为___

 

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某学习小组利用如图实验装置制备Cu(NH3)xSO4·H2O。并测量x值。

Cu(NH3)xSO4·H2O制备)见图1

1A中发生的化学反应方程式为________________________________

2CCCl4的作用是______________

3B中先产生蓝色沉淀,随后沉淀溶解变成深蓝色溶液,此溶液中含有Cu(NH3)xSO4,若要从溶液中析出Cu(NH3)xSO4·H2O晶体,可加入试剂___________________________

x值的测量)见图2

步骤一:检查装置气密性,称取0.4690g晶体[M=(178+17x)g/mol]于锥形瓶a

步骤二:通过分液漏斗向锥形瓶a中滴加l0%NaOH溶液至无气体产生为止

步骤三:用0.5000mol/LNaOH标准溶液液滴定b中剩余HCI,消耗标准溶液液16.00mL

4)步骤二的反应可理解为Cu(NH3)xSO4NaOH在溶液中反应,其离子方程式为_________________

x值的计算与论证)

5)计算:x=__________

该学习小组针对上述实验步骤,提出测量值(x)比理论值偏小的原因如下:

假设1:步骤一中用于称量的天平砝码腐蚀缺损;

假设2:步骤二中_____________________________________________________(任写两点);

假设3 :步骤三中测定结束读数时,体积读数偏小。该假设_______(填成立不成立)。

6)针对假设l,你对实验的处理意见是________________

 

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NaHSO3可被过量KIO3氧化,当NaHSO3完全消耗时即有I2析出。某课题组用淀粉作指示剂,通过测定溶液变蓝所用时间来探究影响化学反应速率的因素。

1)写出NaHSO3溶液与过量KIO3溶液反应生成I2的离子方程式:____________

2)调节反应物浓度和温度进行对比实验,记录结果如下:

编号

0.02mol/LNaHSO3溶液/mL

0.02mol/LKIO3溶液/mL

H2O/mL

反应温度/℃

溶液变蓝的时间t/s

10

15

a

10

t1

10

40

0

10

t2

10

b

0

20

t3

 

表中a=________b=________

3)改变反应温度,重复实验③,得到温度(T)与溶液变蓝所需时间(t)的关系如下图所示(“×××”表示超过50℃后溶液不会再变蓝)。

①在30℃下,若溶液变蓝时,I2的物质的量为n mol,则从反应开始至溶液变蓝,IO3-的平均反应速率______mol·L-1·s-1(写出表达式即可,不要化简)。

②根据图像,请你分析温度低于50℃时,溶液变蓝所需时间与反应温度的关系:____

4)将NaHSO3溶液与KIO3溶液混合(预先加入可溶性淀粉为指示剂),用速率检测仪检测出起始阶段反应速率逐渐增大,一段时间后反应速率又逐渐减小。课题组对起始阶段反应速率逐渐增大的原因提出如下假设,请你完成假设二:

假设一:反应生成的I2对反应起催化作用;

假设二:_________________________________________

5)请你设计实验验证上述假设一,完成下表中内容(反应速率可用测速仪测定):____

实验方案(不要求写出具体操作过程)

预期实验现象和结论

 

 

 

 

 

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某小组同学用如下装置电解食盐水,并对电解产物进行探究。

实验装置

电解质溶液

实验现象

NaCl溶液

a极附近

b极附近

开始时,产生白色浑浊并逐渐增加,当沉入U形管底部时部分沉淀变为橙黄色;随后a极附近沉淀自下而上也变为橙黄色

产生无色气泡

 

资料显示:

 

①氯化亚铜(CuCl)为白色粉末,微溶于水;

②氢氧化亚铜(CuOH)为黄色不溶于水的固体,易脱水分解为红色的

水溶液中不稳定,酸性条件下易歧化为Cu

④氢氧化铜可以溶于浓NaOH得到蓝色溶液.

经检验,b极产生的气体是b极附近溶液的pH______填“增大”、“减小”、或“不变”;铜丝a应与电源的______填“正”或“负”极相连。

同学们分析a极附近生成的白色浑浊是CuCl,则该极的电极反应式是______

①橙黄色沉淀中含有,则CuCl转化为的原因是______用方程式表示

②结合离子在溶液中的运动规律,解释“a极附近沉淀自下而上”变为橙黄色原因是______

同学们通过实验进一步证实沉淀中含有:将橙黄色沉淀滤出洗涤后,滴加至过量,应观察到的现象是______

同学们根据上述实验提出猜想:电解时,Cu做阳极先被氧化为。为此,他们用Cu电极电解NaOH溶液,实验时观察到阳极产生大量无色气泡,附近溶液变蓝,未见预期的黄色沉淀。根据现象能否得出“该猜想不成立”的结论,并说明理由:______

 

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