3.過碳酸鈉(2Na2CO3•3H2O2)是一種集洗滌、漂白、殺菌于一體的氧系漂白劑.某興趣小組制備過碳酸鈉的實(shí)驗(yàn)方案(圖1)和裝置示意圖(圖2)如下:


已知:主反應(yīng):2Na2CO3 (aq)+3H2O2 (aq)?2Na2CO3•3H2O2 (s)△H<0
副反應(yīng):2H2O2═2H2O+O2↑ 50℃時(shí)2Na2CO3•3H2O2 (s) 開始分解
請(qǐng)回答下列問題:
(1)步驟①的關(guān)鍵是控制溫度,原因是制備過碳酸鈉是放熱反應(yīng),防止H2O2和過碳酸鈉分解.
(2)在濾液X中加入適量NaCl固體目的是增大鈉離子濃度,有利于過碳酸鈉的析出(鹽析作用).
(3)步驟③中選用無水乙醇洗滌產(chǎn)品的目的是洗去水份,利于干燥.
(4)下列物質(zhì)中,會(huì)引起過碳酸鈉失效的有BD.
A.NaHCO3          B.Na2SO3         C.Na2SiO3          D.HCl
(5)過碳酸鈉產(chǎn)品中往往含有少量碳酸鈉,可用重量法測(cè)定過碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù);其操作步驟:取樣品溶解→加入BaCl2溶液→過濾→洗滌→干燥→稱量.需要直接測(cè)定的物理量有:樣品的質(zhì)量m1g、沉淀的質(zhì)量m2g(用字母表示并注明其含義).產(chǎn)品中過碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為:$\frac{314(m{\;}_{1}-\frac{106m{\;}_{2}}{197})}{102m{\;}_{1}}$.

分析 雙氧水和碳酸鈉混合控制溫度發(fā)生反應(yīng)2Na2CO3 (aq)+3H2O2 (aq)?2Na2CO3•3H2O2(s),靜置過濾得到固體2Na2CO3•3H2O2,將固體洗滌、干燥得到較純凈的2Na2CO3•3H2O2
(1)根據(jù)副反應(yīng),溫度過高時(shí)導(dǎo)致H2O2和過碳酸鈉分解其產(chǎn)率過低,據(jù)此分析;
(2)溶液X中含有溶解的過碳酸鈉,鈉離子濃度越大,過碳酸鈉的溶解度越。
(3)過碳酸鈉難溶于乙醇,水和乙醇互溶;
(4)過碳酸鈉相當(dāng)于帶結(jié)晶雙氧水的碳酸鈉,具有雙氧水和碳酸鈉的性質(zhì),強(qiáng)酸、還原性物質(zhì)易促進(jìn)過碳酸鈉反應(yīng)而導(dǎo)致失效;
(5)沉淀法測(cè)定過碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)需要稱量樣品質(zhì)量和沉淀質(zhì)量,列方程計(jì)算過碳酸鈉的質(zhì)量,進(jìn)而計(jì)算得到過碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù).

解答 解:(1)制備過碳酸鈉是放熱反應(yīng),反應(yīng)過程中放出的熱量使溫度升高,又根據(jù)副反應(yīng),溫度過高會(huì)導(dǎo)致H2O2和過碳酸鈉分解,從而降低其產(chǎn)率,所以步驟①的關(guān)鍵是控制溫度,故答案為:控制溫度;制備過碳酸鈉是放熱反應(yīng),防止H2O2和過碳酸鈉分解;
(2)加入氯化鈉固體,鈉離子濃度增大,降低了過碳酸鈉的溶解度,有利于過碳酸鈉的析出,故答案為:增大鈉離子濃度,有利于過碳酸鈉的析出(鹽析作用);
(3)過碳酸鈉難溶于無水乙醇,無水乙醇能和水互溶,且極易揮發(fā),所以選用無水乙醇洗滌的目的是:減少過碳酸鈉的溶解損失,并帶走水分利于干燥,故答案為:減少過碳酸鈉的溶解損失,并帶走水分利于干燥;
(4)過碳酸鈉相當(dāng)于帶結(jié)晶雙氧水的碳酸鈉,具有雙氧水和碳酸鈉的性質(zhì),亞硫酸鈉具有還原性與雙氧水反應(yīng),HCl具有強(qiáng)酸性可以與碳酸鈉反應(yīng),碳酸氫鈉和硅酸鈉都不與過碳酸鈉反應(yīng),所以能引起過碳酸鈉失效的是亞硫酸鈉和HCl,故選:BD;
(5)實(shí)驗(yàn)過程中直接測(cè)定的物理量為樣品的質(zhì)量m1g、沉淀的質(zhì)量m2g,沉淀物質(zhì)的量=$\frac{m{\;}_{2}g}{197g/mol}$=$\frac{m{\;}_{2}}{197}$mol,設(shè)過碳酸鈉物質(zhì)的量為x,含有的碳酸鈉物質(zhì)的量為y,
依據(jù)碳元素守恒得到:2x+y=$\frac{m{\;}_{2}}{197}$,
由質(zhì)量可得:314x+106y=m1
解得x=$\frac{m{\;}_{1}-\frac{m{\;}_{2}×106}{197}}{102}$
則過碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:$\frac{m{\;}_{1}-\frac{m{\;}_{2}×106}{197}}{102}$mol×314g/mol÷m1g=$\frac{314(m{\;}_{1}-\frac{106m{\;}_{2}}{197})}{102m{\;}_{1}}$,
故答案為:樣品的質(zhì)量m1g、沉淀的質(zhì)量m2g;$\frac{314(m{\;}_{1}-\frac{106m{\;}_{2}}{197})}{102m{\;}_{1}}$.

點(diǎn)評(píng) 本題考查制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì),側(cè)重考查分析、計(jì)算及知識(shí)遷移、基本操作能力,難點(diǎn)是過碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算,靈活運(yùn)用原子守恒解答,(4)利用知識(shí)遷移方法解答即可,題目難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

20.周期表中第ⅡA族元素都為金屬元素.
(1)鈹隨為第ⅡA元素,但卻與第ⅢA族鋁元素性質(zhì)更相近,如二者的氯化物都為共價(jià)化合物,都易形成共聚分子.

①在多聚氯化鈹中,鈹原子的軌道雜化類型為sp3雜化,AlCl3易于Cl-結(jié)合生成[AlCl4]的結(jié)構(gòu)式為(若有配位鍵,用“→”表示),[AlCl4]的立體構(gòu)型名稱為正四面體形.
②在[AlCl4]中,鋁原子價(jià)電子在雜化軌道中的排布圖為,鈹與鋁元素性質(zhì)相近的原因是Be與Al的電負(fù)性相近.
(2)鎂與鋁同為第三周期元素,設(shè)鎂的電離能為I1、I2、I3…,鋁的電離能為I1′、I2′、I3′…,下列關(guān)于鎂和鋁電離能的描述不正確的是B
A.I1<I2<I3<I4     B.I3+I2<I2+I1     C.I2-I1′<I2-I1      D.I2′>I2:I1′<I1
(3)碳酸鹽的陽(yáng)離子不同,熱分解的溫度不同,MgCO3、CaCO3、SrCO3、BaCO3的熱穩(wěn)定性有強(qiáng)到弱的順序?yàn)锽aCO3>SrCO3>CaCO3>MgCO3,其原因是碳酸鹽分解的本質(zhì)為CO32-生成CO2和O2-,O2-與金屬陽(yáng)離子結(jié)合的過程,而MgO晶格能最大最穩(wěn)定,故MgCO3最易分解(或離子晶體中陽(yáng)離子的半徑越小,結(jié)合碳酸根中的氧離子越容易)
(4)硅是構(gòu)成礦物和巖石的主要元素,巖漿中MgSiO3、CaSiO3、SrSiO3、BaSiO3晶出的先后順序?yàn)镸gSiO3>CaSiO3>SrSiO3>BaSiO3
(5)鎂晶體的堆積方式為ABA型,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示,該堆積方式的空間利用率為$\frac{\sqrt{2}π}{6}$(用含π的式子表示)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:推斷題

1.根據(jù)如圖所示的A、B、C、D、E五種物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系,按如下要求填寫相應(yīng)的物質(zhì)和有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式.
(1)當(dāng)A是氣體單質(zhì)時(shí),A是N2,B是NH3,C是NO,D是NO2,E是HNO3
(2)當(dāng)A是固體單質(zhì)時(shí),A是S,B是H2S,C是SO2,D是SO3,E是H2SO4

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

18.用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.5%的濃鹽酸(密度為1.16g•cm-3)配制成1mol•L-1的稀鹽酸.現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室僅需要這種鹽酸220mL,試回答下列問題:
(1)配制稀鹽酸時(shí),應(yīng)選用容量為250mL的容量瓶.
(2)經(jīng)計(jì)算需要21.6mL濃鹽酸,在量取時(shí)宜選用下列量筒中的C(填序號(hào)).
A.5mL   B.10mL  C.25mL  D.50mL
(3)在量取濃鹽酸后,進(jìn)行了下列操作:
①等稀釋的鹽酸其溫度與室溫一致后,沿玻璃棒注入250mL容量瓶中.
②往容量瓶中小心加蒸餾水至液面接近環(huán)形標(biāo)線1~2cm處,改用膠頭滴管加蒸餾水,使溶液的凹面底部與瓶頸的環(huán)形標(biāo)線相切.
③在盛鹽酸的燒杯中注入蒸餾水,并用玻璃棒攪動(dòng),使其混合均勻.
④用蒸餾水洗滌燒杯和玻璃棒2至3次,并將洗滌液全部注入容量瓶
上述操作中,正確的順序是(填序號(hào))③①④②.
(4)在上述配制過程中,用剛剛洗滌潔凈的量筒來量取濃鹽酸,其配制的稀鹽酸濃度是偏低(填“偏高”、“偏低”或“無影響”,下同).若未用蒸餾水洗滌燒杯內(nèi)壁或未將洗滌液注入容量瓶,則配制的稀鹽酸濃度是偏低.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

5.化學(xué)反應(yīng)原理模塊中涉及很多常數(shù),下列說法中不正確的是( 。
A.對(duì)于同類型反應(yīng),化學(xué)平衡常數(shù)K的大小反映了化學(xué)反應(yīng)可能進(jìn)行的程度
B.化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)k與濃度無關(guān),但受溫度、催化劑、固體表面性質(zhì)等因素的影響
C.水的離子積常數(shù)Kw、電離平衡常數(shù)Ka與溫度有關(guān),不受溶液的酸堿性影響
D.溶度積常數(shù)Ksp與難溶電解質(zhì)的性質(zhì)和溫度無關(guān),只與沉淀的量有關(guān)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

8.硼鎂泥是硼鎂礦生產(chǎn)硼砂(Na2B4O7•lOH2O)時(shí)的廢渣,其主要成分是Mg0,還含有CaO、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、B2O3、SiO2等雜質(zhì).以硼鎂泥為原料制取的七水硫酸鎂在印染、造紙和醫(yī)藥等工業(yè)上都有廣泛的應(yīng)用.硼鎂泥制取七水硫酸鎂的工藝流程如下:

(1)濾渣A能溶于氫氟酸,寫出其反應(yīng)的化學(xué)方程式SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
(2)濾渣B中含有不溶于稀鹽酸的黑色固體,則濾渣B含有的成分有Fe(OH)3、Al(OH)3、MnO2,加MgO并煮沸的目的是調(diào)節(jié)pH,促進(jìn)Al3+、Fe3+完全水解生成氫氧化物沉淀而除去
(3)寫出加NaClO過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式Mn2++ClO-+H2O═MnO2↓+2H++Cl-;2Fe2++ClO-+2H+═2Fe3++Cl-+H2O
(4)趁熱過濾的目的是防止硫酸鎂在溫度降低時(shí)結(jié)晶析出
(5)因B2O3溶于硫酸,所以此法制備的七水硫酸鎂含有少量硼酸(H3BO3),硼酸與NaOH溶液反應(yīng)可制得硼砂,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式4H3BO3+2NaOH+3H2O=Na2B4O7•lOH2O.失去結(jié)晶水的硼砂與金屬鈉、氫氣及石英砂一起反應(yīng)可制備有機(jī)化學(xué)中的“萬(wàn)能還原劑--NaBH4”和另一種鈉鹽,寫出其反應(yīng)的化學(xué)方程式Na2B4O7•lOH2O+16Na+8H2+7SiO2=4NaBH4+7Na2SiO3

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

15.工業(yè)上以β-鋰輝石(主要成分為L(zhǎng)i2O•Al2O3•4SiO2)為原材料制備Li2CO3的工藝流程如下:

已知:Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氫氧化物形式完全沉淀時(shí),溶液的pH分別為3.2、5.2、9.7和12.4;Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分別為34.2g、12.7g和1.3g.
(1)步驟Ⅰ中,酸浸后得到的酸性溶液中含有Li+、SO42-,另含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+等雜質(zhì),需在攪拌下加入石灰石以調(diào)節(jié)溶液的PH到6.0~6.5,過濾,能除去的部分雜質(zhì)離子是Fe3+、Al3+,然后分離得到浸出液.
(2)步驟Ⅱ中,將適量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中,可除去Fe2+等雜質(zhì)金屬離子,用H2O2將Fe2+除去的離子反應(yīng)方程式Fe2++2H++2H2O2=2Fe3++2H2O;步驟Ⅱ所得濾渣主要成分的化學(xué)式是Fe(OH)3、CaCO3、Mg(OH)2
(3)Na2SO4•10H2O是工業(yè)生產(chǎn)的一種重要化工原料.步驟Ⅲ所得母液溶質(zhì)主要是Na2SO4和少量NaOH.可以向母液中加入適量的硫酸(或稀硫酸、濃硫酸),再通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌,得到Na2SO4•10H2O晶體.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

12.二茂鐵可用作燃料的節(jié)能消煙劑、抗爆劑等.實(shí)驗(yàn)室制備二茂鐵裝置示意圖如下:

實(shí)驗(yàn)原理為:

實(shí)驗(yàn)步驟為:
①在三頸燒瓶中加入25g粉末狀的KOH,并從儀器a中加入60mL無水乙醚到燒瓶中,充分?jǐn)嚢,同時(shí)通氮?dú)饧s10min.
②再?gòu)膬x器a滴入5.5mL新蒸餾的環(huán)戊二烯(密度0.95g/cm3),攪拌.
③將6.5g無水FeCl2與(CH32SO(二甲亞砜)配成的溶液25ml裝入儀器a中,慢慢滴入儀器c中,45min滴完,繼續(xù)攪拌45min.
④再?gòu)膬x器a加入25mL無水乙醚攪拌.
⑤將c中的液體轉(zhuǎn)入儀器d,依次用鹽酸、水各洗滌兩次,分液得橙黃色溶液.
⑥蒸發(fā)橙黃色溶液,得二茂鐵粗產(chǎn)品.
⑦…
回答下列問題:
(1)步驟①中通入氮?dú)獾哪康氖牵号疟M裝置中空氣,防止實(shí)驗(yàn)過程中亞鐵離子被氧化.
(2)儀器c的名稱為:三頸燒瓶,其適宜容積應(yīng)為:b.
a.100ml        b.250ml          c.500ml
(3)儀器d使用前應(yīng)進(jìn)行的操作是:檢漏,請(qǐng)簡(jiǎn)述該過程:關(guān)閉分液漏斗頸部旋塞,向分液漏斗內(nèi)注入適量的蒸餾水,觀察旋塞是否漏水,若不漏水,關(guān)閉上磨口塞,倒立,檢查是否漏水;若不漏水,正立,將上磨口塞旋轉(zhuǎn)180度,倒立,檢查是否漏水.
(4)步驟⑦是二茂鐵粗產(chǎn)品的提純,該過程在下圖中進(jìn)行,其操作名稱為:升華.

(5)為了確證得到的是二茂鐵,還需要進(jìn)行的一項(xiàng)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)是測(cè)定所得固體的熔點(diǎn).
(6)最終得到純凈的二茂鐵3.7g,則該實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率為50%(保留兩位有效數(shù)字).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

13.已知反應(yīng)H2(g)+I2(g)═2HI(g),1mol H2完全反應(yīng)放出a kJ的熱量,依據(jù)下表數(shù)據(jù),以下說法錯(cuò)誤的是
( 。
化 學(xué) 鍵H-HI-I
斷開1mol化學(xué)鍵時(shí)吸收的能量(kJ)bc
A.該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量
B.斷開1 mol H-H 鍵和1 mol I-I 鍵所需能量大于斷開2 mol H-I 鍵所需能量
C.斷開2 mol H-I鍵所需能量為(a+b+c)kJ
D.向密閉容器中加入2 mol H2和2 mol I2,充分反應(yīng)后放出的熱量小于2a kJ

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同步練習(xí)冊(cè)答案