某實(shí)驗(yàn)小組把CO2通入飽和Na2CO3溶液制取NaHCO3,裝置如圖1所示(氣密性已檢驗(yàn),部分夾持裝置略):

(1)D中產(chǎn)生NaHCO3的化學(xué)方程式是
 

(2)請(qǐng)結(jié)合化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋B中溶液的作用
 

(3)當(dāng)D中有大量白色固體析出時(shí),停止實(shí)驗(yàn),將固體過(guò)濾、洗滌、干燥備用.為確定固體的成分,各實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)方案如下(稱(chēng)取一定質(zhì)量的固體,配成1000mL溶液作為樣液,其余固體備用):
①方案1:取樣液與澄清的Ca(OH)2溶液混合,出現(xiàn)白色沉淀.根據(jù)該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,判斷能否確定D中固體的成分并說(shuō)明理由
 

②方案2:取樣液與BaCl2溶液混合,出現(xiàn)白色沉淀并有氣體產(chǎn)生.該實(shí)驗(yàn)小組分析現(xiàn)象后認(rèn)為D中固體存在NaHCO3,其離子方程式是
 
;但不能確定是否存在Na2CO3,你認(rèn)為該結(jié)論是否合理?
 

③方案3:甲、乙兩同學(xué)利用NaHCO3的不穩(wěn)定性進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
甲同學(xué):取樣液400mL,用pH計(jì)測(cè)溶液pH,再水浴加熱蒸發(fā)至200mL,接下來(lái)的操作是
 
,結(jié)果表明白色固體中存在NaHCO3.為進(jìn)一步證明白色固體是否為純凈的NaHCO3,結(jié)合甲同學(xué)實(shí)驗(yàn),還應(yīng)補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)是
 

乙同學(xué):利用儀器測(cè)定了固體殘留率(殘留物=
剩余固體的物質(zhì)
原始固體的物質(zhì)
×100%),隨溫度變化的曲線,如圖2所示.
根據(jù)B點(diǎn)坐標(biāo),計(jì)算殘留固體中NaHCO3與Na2CO3的物質(zhì)的量之比n(NaHCO3):n(Na2CO3)=
 
考點(diǎn):制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算
專(zhuān)題:實(shí)驗(yàn)題
分析:(1)由圖可知,A中生成二氧化碳,在D中二氧化碳與碳酸鈉、水反應(yīng)生成碳酸氫鈉;
(2)B中酸可抑制二氧化碳的溶解;
(3)①Na2CO3和NaHCO3都能跟Ca(OH)2溶液發(fā)生反應(yīng)生成白色沉淀;
②樣液與BaCl2溶液混合,現(xiàn)白色沉淀并有氣體產(chǎn)生,沉淀為碳酸鋇、氣體為二氧化碳;Na2CO3和BaCl2溶液混合也能生成沉淀;
③甲同學(xué):蒸發(fā)后冷卻,測(cè)定pH,可確定固體存在碳酸氫鈉,補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)為對(duì)比性實(shí)驗(yàn);
乙同學(xué):a.A點(diǎn)說(shuō)明碳酸氫鈉分解,殘留率為63.09%;
b.B點(diǎn)殘留率為80%,以此利用差量法計(jì)算.
解答: 解:(1)由圖可知,A中生成二氧化碳,在D中二氧化碳與碳酸鈉、水反應(yīng)生成碳酸氫鈉,該反應(yīng)為Na2CO3+CO2+H2O═2NaHCO3,
故答案為:Na2CO3+CO2+H2O═2NaHCO3;
(2)B中酸可抑制二氧化碳的溶解,則B中溶液的作用為CO2在水中存在平衡:CO2+H2O?H2CO3?HCO3-+H+,有H2SO4存在時(shí),可使上述平衡向左移動(dòng),從而減少CO2在水中的溶解,同時(shí)吸收揮發(fā)出來(lái)的HCl氣體,
故答案為:CO2在水中存在平衡:CO2+H2O?H2CO3?HCO3-+H+,有H2SO4存在時(shí),可使上述平衡向左移動(dòng),從而減少CO2在水中的溶解,同時(shí)吸收揮發(fā)出來(lái)的HCl氣體;
(3)①Na2CO3和NaHCO3都能跟Ca(OH)2溶液發(fā)生反應(yīng)生成白色沉淀,所以無(wú)法確定固體的成分中是否含有NaHCO3,
故答案為:不能,Na2CO3和NaHCO3都能跟Ca(OH)2溶液發(fā)生反應(yīng)生成白色沉淀,無(wú)法確定固體的成分中是否含有NaHCO3;
②樣液與BaCl2溶液混合,現(xiàn)白色沉淀并有氣體產(chǎn)生,沉淀為碳酸鋇、氣體為二氧化碳,離子反應(yīng)為2HCO3-+Ba2+=BaCO3↓+CO2↑+H2O;Na2CO3和BaCl2溶液混合也能生成沉淀,則不能確定是否存在Na2CO3,結(jié)論合理,
故答案為:2HCO3-+Ba2+=BaCO3↓+CO2↑+H2O;合理;
③甲同學(xué):取樣液400mL,用pH計(jì)測(cè)溶液pH,再水浴加熱蒸發(fā)至200mL,接下來(lái)的操作是冷卻到室溫,加水至溶液體積為400mL,再次測(cè)定pH,可確定固體存在碳酸氫鈉,補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)為取相同質(zhì)量的純凈的NaHCO3配成1000mL溶液,取400mL,重復(fù)甲的實(shí)驗(yàn),進(jìn)行對(duì)照,
故答案為:冷卻到室溫,加水至溶液體積為400mL,再次測(cè)定pH;取相同質(zhì)量的純凈的NaHCO3配成1000mL溶液,取400mL,重復(fù)甲的實(shí)驗(yàn),進(jìn)行對(duì)照;
乙同學(xué):A點(diǎn)說(shuō)明碳酸氫鈉分解,殘留率為63.09%,可知白色固體為碳酸氫鈉(NaHCO3),
B點(diǎn)殘留率為80%,設(shè)原固體100g,則B點(diǎn)殘留固體為80g,設(shè)生成碳酸鈉為x,則
2NaHCO3
  △  
.
 
Na2CO3+CO2↑+H2O△m
             106              62
               x              100g-80g
106
x
=
62
100g-80g
,解得x=34.2g,
n(NaHCO3)=
80g-34.2g
84g/mol
=0.55mol,
n(Na2CO3)=
34.2g
106g/mol
=0.32mol,n(NaHCO3):n(Na2CO3)≈1.7,
故答案為:1.7.
點(diǎn)評(píng):本題考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià),涉及物質(zhì)的性質(zhì),鹽類(lèi)水解、化學(xué)平衡、差量法計(jì)算、圖象分析較等,綜合性較強(qiáng),(3)為解答的難點(diǎn),題目難度較大.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

新房子裝修使用的木工板、膠合板等材料常會(huì)釋放出一種具刺激性氣味的氣體,該氣體是( 。
A、甲烷B、氨氣
C、甲醛D、二氧化硫

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

氮化鋁(AlN)陶瓷是一種類(lèi)金剛石的新型無(wú)機(jī)非金屬材料.超細(xì)氮化鋁粉末被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)領(lǐng)域.其制取原理為:Al2O3+3C+N2
 高溫 
.
 
2AlN+3CO
某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組成員根據(jù)氮化鋁的制取原理,進(jìn)行了如下探究.
問(wèn)題1 在制取氮化鋁時(shí)由于反應(yīng)不完全,氮化鋁產(chǎn)品中所含雜質(zhì)除了碳以外還可能存在
 
(填化學(xué)式).
問(wèn)題2 為測(cè)定該產(chǎn)品中有關(guān)成分的含量,甲同學(xué)設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn):
甲同學(xué):稱(chēng)取10.00g樣品,將其加入過(guò)量的氫氧化鈉溶液中共熱蒸干,AlN跟氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成NaAlO2,并放出氨氣3.36L(標(biāo)準(zhǔn)狀況).則該樣品中的AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
 

問(wèn)題3乙同學(xué)受到甲同學(xué)的啟發(fā),提出利用圖I的裝置,通過(guò)測(cè)量AlN與過(guò)量NaOH溶液反應(yīng)所生成氨氣的體積來(lái)測(cè)定樣品中氮化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(實(shí)驗(yàn)中導(dǎo)管體積忽略不計(jì)).實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,可由錐形瓶中殘余固體測(cè)定雜質(zhì)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù).

(1)廣口瓶中的試劑X可以選用
 

A.苯  B.酒精  C.植物油  D.CCl4
(2)廣口瓶的液體沒(méi)有裝滿(mǎn)(上方留有少量空間),實(shí)驗(yàn)測(cè)得NH3的體積將
 
(填“偏高”、“偏低”或“不變”).
問(wèn)題4 丙同學(xué)認(rèn)為:乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法可能因氣體體積測(cè)量不準(zhǔn),導(dǎo)致誤差.建議改用圖Ⅱ裝置進(jìn)行同樣實(shí)驗(yàn),通過(guò)測(cè)定燒杯中硫酸的增重來(lái)確定樣品中AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù).你認(rèn)為測(cè)定的結(jié)果會(huì)
 
(填“偏高”或“偏低”),理由是
 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

(1)在恒容絕熱(不與外界交換能量)條件下進(jìn)行2A(g)+2B(g)?3C(g)+D(s)的反應(yīng),按下表數(shù)據(jù)投料,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),測(cè)得體系壓強(qiáng)升高,則該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)(K)與溫度的變化關(guān)系
 
.(填“A”或“B”)
物質(zhì) A B C D
起始投料/mol 2 2 3 0
A.K隨溫度的升高而變大    B.K隨溫度的升高而減小    C.K與溫度無(wú)關(guān)
(2)在25℃下,把20ml pH=4的NaHSO4溶液逐滴加入到20ml 1 mol?L-1的Na2CO3溶液中,充分反應(yīng)后向溶液中逐滴加入0.01mol?L-1的BaCl2溶液,先生成
 
沉淀(填化學(xué)式),生成該沉淀的離子方程式為
 
.已知25℃時(shí)Ksp[BaSO4]=1.1×10-11,KSP[BaCO3]=5.1×10-9
(3)在25℃下,將a mol?L-1的氨水與0.01mol?L-1的鹽酸等體積混合,反應(yīng)平衡時(shí)溶液中
c(NH+4)=c(Cl-),則溶液顯
 
性(填“酸”“堿”或“中”):用含a的代數(shù)式表示NH3?H2O的電離常數(shù)Kb=
 

(4)工業(yè)上利用天然氣(主要成分為CH4)與CO2進(jìn)行高溫重整制備CO(同時(shí)產(chǎn)生有氫氣),已知CH4、H2和CO的燃燒熱(△H)分別為-890.3kJ/mol、-285.8kJ/mol和-283.0kJ/mol,則該熱化學(xué)反應(yīng)方程式為
 

(5)常溫下,向V1升pH=a的NH3?H2O溶液中加入V2升pH=b的鹽酸溶液(其中a+b=14).若反應(yīng)后溶液的pH<7,則V1與V2的大小關(guān)系為
 
(填“>”“=”“<”“或“無(wú)法確定”).
(6)最近科學(xué)家再次提出“綠色化學(xué)”構(gòu)想:把空氣吹入碳酸鉀溶液,然后再把CO2從溶液中提取出來(lái),經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后使空氣中的CO2轉(zhuǎn)變?yōu)榭稍偕剂霞状迹状伎芍谱魅剂想姵,?xiě)出以稀硫酸為電解質(zhì)甲醇燃料電池負(fù)極反應(yīng)式
 
.當(dāng)電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量為
 
時(shí),參加反應(yīng)的氧氣的體積是6.72L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下).

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

(1)X、Y和Z代表原子序數(shù)依次增大的三種短周期元素,它們滿(mǎn)足以下條件:
①元素周期表中,X和Y相鄰,Y和Z也相鄰;
②X、Y和Z三種元素的原子最外層電子數(shù)之和為17
則X是
 
元素,Y是
 
元素,Z是
 
元素(均填寫(xiě)名稱(chēng)).
(2)
寫(xiě)出A的分子式
 
,B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式
 
,C的名稱(chēng)
 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

隨著人類(lèi)對(duì)溫室效應(yīng)和資源短缺等問(wèn)題的重視,如何降低大氣中CO2的含量及有效地開(kāi)發(fā)利用CO2,引起了各國(guó)的普遍重視.
(1)目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來(lái)生產(chǎn)燃料甲醇.為探究反應(yīng)原理,現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn),在體積為1L的密閉容器中,充入1mol CO2和3mol H2,在500℃下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ/mol,測(cè)得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示.
①?gòu)姆磻?yīng)開(kāi)始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)=
 
;
②該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為
 
(精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位).若提高溫度到800℃進(jìn)行達(dá)平衡時(shí),K值
 
,n(CH3OH)/n(CO2)比值
 
(以上兩空填“增大”、“減小”或“不變”);
③平衡時(shí)CH3OH的體積分?jǐn)?shù)ω為
 
;
④若在相同條件下,起始時(shí)加入物質(zhì)的量為:a mol CO2、bmol H2和c molCH3OH、c mol H2O,達(dá)平衡后,CH3OH的體積分?jǐn)?shù)仍為ω.則a、b、c的關(guān)系為
 

(2)在載人航天器的生態(tài)系統(tǒng)中,不僅要求分離去除CO2,還要求提供充足的O2.某種電化學(xué)裝置可實(shí)現(xiàn)如下轉(zhuǎn)化:2CO2=2CO+O2,CO可用作燃料.已知該反應(yīng)的陽(yáng)極反應(yīng)為:4OH--4e-=O2↑+2H2O,則陰極反應(yīng)式為
 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

目前,“低碳經(jīng)濟(jì)”備受關(guān)注,CO2的產(chǎn)生及有效開(kāi)發(fā)利用成為科學(xué)家研究的重要課題.
(1)向濃CaCl2溶液中通入NH3和CO2,可以制得納米級(jí)碳酸鈣(粒子直徑在1?10nm之間).①向濃CaCl2溶液中通人NH3和CO2氣體制納米級(jí)碳酸鈣時(shí),應(yīng)先通入NH3,后通 入C02.制備納米級(jí)碳酸鈣的離子方程式為
 
②判斷產(chǎn)品中是否含有納米級(jí)碳酸鈣的實(shí)驗(yàn)方法為
 

(2)-定條件下,C(s)和H2O(g)反應(yīng),能生成C02(g)和H2(g).將C(s)和H20(g)分別 加入甲、乙兩個(gè)密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):C(s)+2H20(g)?C02(g)+2H2(g),其相關(guān)數(shù) 據(jù)如下表所示:
 容器  容積/L 溫度/℃  起始量/mol  平衡量/mol  達(dá)到平衡所需時(shí)間/min
 C(s)  H2O(g)  H2(g)
 甲 2  T1  2  4  3.2  8
 乙  1  T2  1  2  1.2  3
①T1℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
 

②乙容器中,當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到1.5min時(shí),H2O(g)的物質(zhì)的量濃度
 
 (填選項(xiàng)字母).
A.=0.8mol/L    B.=1.4mol/L    C.<1.4mol/L    D.>1.4mol/L
③丙容器的容積為1L,T2℃時(shí),起始充入a mol CO2和b mol H2(g),反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得CO2的轉(zhuǎn)化率大于H2的轉(zhuǎn)化率,則
a
b
的值需滿(mǎn)足的條件為
 
;
④丁容器的容積為1L,T1℃時(shí),按下列配比充入C(s)、H2O(g)、CO2(g)和H2(g),達(dá)到平衡時(shí)各氣體的體積分?jǐn)?shù)與甲容器完全相同的是
 
(填選項(xiàng)字母).
A.0.6mol、1.0mol、0.5mol、1.0mol
B.0.6mol、2.0mol、O mol、O mol
C.1.0mol、2.0mol、1.0mol、2.0mol
D.0.25mol、0.5mol、0.75mol、1.5mol
(3)CO2在一定條件下可轉(zhuǎn)化為甲醚(CH3OCH3).用甲醚燃料電池做電源,用惰性電極電 解飽和K2SO4溶液可制取H2SO4和KOH,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示
①甲醚燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為
 

②A口導(dǎo)出的物質(zhì)為
 
 (填化學(xué)式).
③若燃料電池通入CH3OCH3(g)的速率為0.1mol?min-1,2min時(shí),理論上C 口收集 到標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的體積為
 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

已知A是應(yīng)用最廣泛、用量最大的一種金屬單質(zhì),B是黑色固體,C是氣體單質(zhì),在一定條件下有下列轉(zhuǎn)化關(guān)系:
①寫(xiě)出A、B的化學(xué)式:A
 
,B
 

②寫(xiě)出A→B+C的化學(xué)方程式
 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

下列說(shuō)法正確的是(  )
A、草木灰可用作鉀肥
B、各種無(wú)磷洗衣粉都是天然洗滌用品
C、天然農(nóng)藥是無(wú)毒的,合成農(nóng)藥是有毒的
D、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和殺蟲(chóng)劑對(duì)農(nóng)作物的作用相同

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