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高中一年级化学

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首页 高中一年级化学知识 碳酸钠 其他物质的制备（硫酸铜晶体、铁红等） 试题正文
  • 实验题
    某活动课程小组拟用50 mL NaOH溶液吸收CO2气体，制备Na2CO3溶液。为了防止通入过量的CO2气体生成NaHCO3，设计了如下实验步骤：
    a．取25 mL NaOH溶液吸收过量的CO2气体，至CO2气体不再溶解；
    b．小火煮沸溶液1～2 min，赶走溶解在溶液中的CO2气体；
    c．在得到的溶液中加入另一半(25mL)NaOH溶液，使其充分混合反应．
    （1）此方案能制得较纯净的Na2CO3，写出c步骤的离子方程式_________________．此方案第一步的实验装置如下图所示

    （2）加入反应物前，如何检验整个装置的气密性： __________________________________________
    （3）若用大理石与盐酸制CO2，则装置B中盛放的试剂是______________，作用是___________________________________
    （4）在实验室通常制法中，装置A还可作为下列_________ (填序号)气体的发生装置
    ①HCl　②H2③Cl2④NH3
    （5）已知所用NaOH溶液中溶质的质量分数为40%，室温下该溶液密度为1．44 g/mL，假设反应前后溶液的体积不变，不考虑实验误差，计算用此种方法制备所得Na2CO3溶液的物质的量浓度为_______ mol/L．
    本题信息：2011年0117期末题化学实验题难度较难 来源:于丽娜
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本试题 “某活动课程小组拟用50 mL NaOH溶液吸收CO2气体，制备Na2CO3溶液。为了防止通入过量的CO2气体生成NaHCO3，设计了如下实验步骤：a．取25 mL NaOH溶液吸收过量的...” 主要考查您对

碳酸钠

其他物质的制备（硫酸铜晶体、铁红等）

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  • 碳酸钠
  • 其他物质的制备（硫酸铜晶体、铁红等）

碳酸钠(Na2CO3)：

(1)俗名：纯碱或苏打；白色粉末，易溶于水，稳定；可用于制玻璃、肥皂、造纸、防治等
(2)与H+反应：CO32-+2H+==CO2↑+H2O
(3)与NaOH不反应
(4)与石灰水反应：CO32-+Ca2+==CaCO3↓
(5)与氯化钡反应：CO32-+Ba2+==BaCO3↓
(6)与CO2反应：CO32-+CO2+H2O==2HCO3-


碳酸钠的物理性质：

碳酸钠常温下为白色粉末或颗粒。溶于水和甘油，不溶于乙醇。水溶液呈强碱性，pH11.6。
碳酸钠是一种强碱盐，溶于水后发生水解反应(碳酸钠水解会产生碳酸氢钠和氢氧化钠），使溶液显碱性，有一定的腐蚀性，能与酸进行复分解反应。
稳定性 稳定性较强，但高温下也可分解，生成氧化钠和二氧化碳。长期暴露在空气中能吸收空气中的水分及二氧化碳，生成碳酸氢钠，并结成硬块。吸湿性很强，很容易结成硬块，在高温下也不分解。含有结晶水的碳酸钠有3种：Na2CO3·H2O、Na2CO3·7H2O和Na2CO3·10H2O。

碳酸钠的用途：

用于制玻璃、肥皂、造纸、纺织等工业，也用作食品工业发酵剂。


Na2CO3、NaHCO3的性质比较：

表示 名称 碳酸钠 碳酸氢钠
化学式 Na2CO3 NaHCO3
俗称 苏打 小苏打
物理性质 色态 白色粉末 白色晶体
溶解性 易溶于水 能溶于水
化学性质 与盐酸反应 Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
热稳定性 很稳定 受热分解：2NaHCO3=（加热）=Na2CO3+H2O+CO2↑
与NaOH反应 不反应 NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
相互转化 Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3 NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
2NaHCO3=（加热）=Na2CO3+H2O+CO2↑

Na2CO3、NaHCO3的鉴别：

Na2CO3、NaHCO3与足量盐酸反应的比较：


Na2CO3溶液与盐酸反应：

滴加顺序不同，现象不同，化学方程式不同。
①向盐酸里逐滴加入Na2CO3溶液(开始时酸过量) 2HCl＋Na2CO3===2NaCl＋CO2↑＋H2O
②向Na2CO3溶液里逐滴加入盐酸(开始时酸不足) HCl＋Na2CO3==NaCl＋NaHCO3(无气泡)     HCl＋NaHCO3==NaCl＋CO2↑＋H2O(后来有气泡)
[特别提醒]
(1)Na2CO3和盐酸可以用互滴法鉴别。
(2)滴加顺序不同，放出CO2的量可能相同，也可能不同。


碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的基本图像的归纳总结：

(1)向Na2CO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图1所示；
(2)向NaHCO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图2所示；
(3)向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图3所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比x∶y＝1∶1，其他比例时的图像略)；
(4)向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图4所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比m∶n＝1∶1,其他比例时的图像略)。


实验室制取甲烷（CH4）：

(1)反应原理：CH3COONa＋NaOHCH4＋Na2CO3
(2)发生装置：固+固气
(3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气）
(4)收集方法：排水集气法/向下排空气法
(5)尾气处理：无
(6)检验方法：①点燃，淡蓝色火焰，燃烧产物是H2O和CO2

实验室制取一氧化氮（NO）：

(1)反应原理：3Cu＋8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(2)发生装置：固+液→气
(3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气）
(4)收集方法：排水集气法
(5)尾气处理：收集法（塑料袋）
(6)检验方法：无色气体，暴露于空气中立即变为红棕色

实验室制取二氧化氮（NO2）：

(1)反应原理：Cu＋4HNO3(浓)==Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
(2)发生装置：固+液→气
(3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气）
(4)收集方法：向上排空气法
(5)尾气处理：碱液吸收 (3NO2+H2O==2HNO3+NO;NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O)

实验室制取氯化氢（HCl）：
(1)反应原理：2NaCl＋H2SO4Na2SO4＋2HCl?
(2)发生装置：固＋液→气
(3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气）
(4)收集方法：向上排空气法
(5)尾气处理：水（防倒吸装置）
(6)检验方法：①能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 ②靠近浓氨水冒白烟

五水硫酸铜的制备：

(1)实验原理：铜是不活泼金属，不能直接和稀硫酸发生反应制备硫酸铜，必须加入氧化剂。在浓硝酸和稀硫酸的混合液中，浓硝酸将铜氧化成Cu2+，Cu2+与SO42-结合得到硫酸铜： Cu+2HNO3+H2SO4====CuSO4+2NO2+2H2O 未反应的铜屑（不溶性杂质）用倾滗法除去。利用硝酸铜的溶解度在0～100℃范围内均大于硫酸铜溶解度的性质，溶液经蒸发浓缩析出硫酸铜，经过滤与可溶性杂质硝酸铜分离，得到粗产品。硫酸铜的溶解度随温度升高而增大，可用重结晶法提纯。在粗产品硫酸铜中，加适量水，加热成饱和溶液，趁热过滤除去不溶性杂质。滤液冷却，析出硫酸铜，过滤，与可溶性杂质分离，得到纯的硫酸铜。


(2)实验步骤
①称量1.5g铜屑，灼烧至表面呈现黑色，冷却；
②加5.5mL3mol/L硫酸，2.5mL浓硝酸，反应平稳后水浴加热，补加2.5mL3mol/L硫酸，0.5mL浓硝酸；
③铜近于完全溶解后，趁热倾滗法分离；
④水浴加热，蒸发浓缩至结晶膜出现；
⑤冷却、过滤；
⑥粗产品以1.2mL水/g的比例，加热溶于水，趁热过滤；
⑦滤液冷却、过滤、晾干，得到纯净的硫酸铜晶体。
⑧称重，计算产率。

实验室制取硫化氢（H2S）：

(1)反应原理：FeS＋2HCl→H2S↑＋FeCl2
(2)发生装置：固+液→气（启普发生器）
(3)净化方法：饱和NaHS（除HCl），固体CaCl2（除水蒸气）
(4)收集方法：向上排空气法
(5)尾气处理：CuSO4溶液或碱液吸收（H2S+2NaOH==Na2S+H2O或H2S+NaOH==NaHS+H2O）
(6)检验方法：①湿润的蓝色石蕊试纸变红 ②湿润的醋酸试纸黑
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