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15.纯碱是工业生产和日常生活中的重要物质.某兴趣小组为测定某工业纯碱(假设仅含碳酸氢钠杂质)中碳酸钠的质量分数,设计了下列三种实验方案进行探究.请填空:
方案一:纯碱样品$\stackrel{加热}{→}$测定剩余固体质量
(1)分别称取干燥坩埚和纯碱样品的质量,将纯碱样品放人坩埚中充分加热(如图1).坩埚中发生反应的化学方程式为2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Na2CO3+CO2↑+H2O.
(2)将坩埚置于干燥器中冷却后称量.实验时需要重复“加热一冷却一称量”操作多次,其目的是确保碳酸氢钠完全分解,减少测定误差.
方案二:纯碱样品溶液$\stackrel{氯化钙溶液}{→}$测定沉淀质量
(3)称取m1g样品,置于小烧杯中,加水溶解.向小烧杯中滴加足量氯化钙溶液(如图2).将反应混和物过滤后的下一步操作是洗涤.

(4)沉淀经干燥后称量为m2g,则该样品中碳酸钠的质量分数为$\frac{53{m}_{2}}{50{m}_{1}}$.
(5)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,测得样品中的碳酸钠质量分数将比实际偏高(填“偏高”、“偏低”或“不变”).
方案三:纯碱样品$\stackrel{硫酸}{→}$测定生成二氧化碳的质量
(6)本实验采用图3装置,C中盛放的物质是浓硫酸.
(7)反应前后都要通人N2,反应后通入N2的目的是将B、C装置中的CO2全部驱入D装置的碱石灰中,减小实验误差.

分析 方案一:该方案原理为在加热的条件下Na2CO3能够稳定存在,而NaHCO3较易发生如下的分解反应2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+CO2↑+H2O,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,要加热至恒重,以保证NaHCO3全部分解.
方案二:该方案原理为在样品中加入CaCl2溶液,其中Na2CO3可与CaCl2发生反应Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl,而NaHCO3与CaCl2则不反应,从而根据产生的沉淀量,得出纯碱的质量分数;
方案关键是测定CaCO3沉淀的质量,自然要保证沉淀完全,要正确过滤好;
(3)沉淀会附着氯化钠、氯化钙等,需要洗涤除去;
(4)根据碳酸钙计算碳酸钠质量,再根据质量分数定义计算碳酸钠质量分数.
(5)在一定量样品中加入足量Ca(OH)2溶液,此时分别发生如下反应Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH,
NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+NaOH+H2O,均产生CaCO3沉淀,根据样品的总量和生成CaCO3沉淀的量,就可得出纯碱的质量分数;
方案三:该方案原理为一定量混合样品与足量的稀硫酸分别发生如下反应Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+CO2↑+H2O,
2 NaHCO3+H2SO4=Na2SO4+2CO2↑+2H2O↑,根据所产生的CO2的质量,可以分别求得样品中Na2CO3和NaHCO3的质量从而得出纯碱的质量分数.该方案关键是要获得产生的CO2的质量,在实验前要检查装置的气密性,要将装置中的CO2全部被碱石灰所吸收,要称量碱石灰在吸收CO2前后的质量;
(6)C装置干燥二氧化碳;
(7)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C中碱石灰完全吸收,导致测定结果有较大误差.

解答 解:(1)样品中的碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水、二氧化碳,化学方程式是2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Na2CO3+CO2↑+H2O,
故答案为:2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Na2CO3+CO2↑+H2O;
(2)加热到固体为恒重时,说明碳酸氢钠分解完全,所以重复“加热一冷却一称量”操作多次的目的是:确保碳酸氢钠完全分解,减少测定误差,
故答案为:确保碳酸氢钠完全分解,减少测定误差;
(3)氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀,利用碳酸钙的质量测定碳酸钠的质量分数,所以将碳酸钙沉淀过滤后的操作为洗涤沉淀,再干燥、称量,
故答案为:洗涤;
(4)沉淀经干燥后称量为m2g,说明碳酸钙的物质的量是$\frac{{m}_{2}}{100}$mol,则碳酸钠的质量是$\frac{{m}_{2}}{100}$mol×106g/mol=$\frac{53{m}_{2}}{50}$g,所以碳酸钠的质量分数是:$\frac{\frac{53{m}_{2}}{50}g}{{m}_{1}g}$=$\frac{53{m}_{2}}{50{m}_{1}}$,
故答案为:$\frac{53{m}_{2}}{50{m}_{1}}$;
(5)若用氢氧化钙代替氯化钙,则氢氧化钙会与碳酸氢钠反应生成碳酸钙沉淀,则沉淀的质量增加,所以碳酸钠的质量偏大,结果偏高,
故答案为:偏高;
(6)方案三是利用与足量的酸反应生成二氧化碳气体的质量计算碳酸钠的质量分数,则C装置内的液体起干燥作用,所以C中液体为浓硫酸,
故答案为:浓硫酸;
(7)反应前通入氮气是排除装置内的二氧化碳、水蒸气,反应后通入氮气的目的是将装置内的二氧化碳尽可能驱入装置D中,减小实验误差,
故答案为:将B、C装置中的CO2全部驱入D装置的碱石灰中,减小实验误差.

点评 本题以“实验探究工业纯碱中碳酸钠的质量分数”为载体,考查学生对于实验原理与装置理解评价、实验基本操作、化学计算等,难度中等,题目涉及到的小苏打和纯碱的化学知识是多方面的,构成了一道多角度的探究题.

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19.活性炭吸附法是工业提碘的主要方法之一,其流程如下:
完成下列填空:
(1)酸性条件下,NaNO2溶液只能将I-氧化为I2,同时生成NO.写出反应①的离子方程式2NO2-+4H++2I-═2NO+I2+2H2O.
(2)氯气、浓硝酸、酸性高锰酸钾等都是常用的强氧化剂,但工业上氧化卤水中的I-选择了价格并不便宜的亚硝酸钠,可能的原因是氯气、浓硝酸、酸性高锰酸钾等氧化性太强,还能继续氧化碘单质.
(3)反应②发生时,溶液底部有紫黑色固体生成,有时溶液上方产生紫色气体,产生这种现象的原因是碘在水中的溶解度不大,且易升华.
(4)流程中,碘元素经过了I-→I2→I-、IO3-→I2的变化过程,这样反复操作的目的是富集碘元素.
(5)流程中所用的NaHSO3溶液显弱酸性,源于NaHSO3存在以下两种程度不同的平衡体系:
①水解HSO3-+H2O?H2SO3+OH-和电离HSO3-?SO32-+H+(用离子方程式表示)
②如向0.1mol/L的NaHSO3溶液中分别加入以下物质,回答问题:
加入少量Ba(OH)2固体,水解平衡向逆反应方向移动;加入少量NaClO固体,溶液的pH减小(选填:增大、减小、不变).

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20.X、Y、Z、W是四种短周期主族元素.原子序数依次增大,X是原子半径最小的,元素,元素Y的原子最外层电了数是其电子层数的2倍,元素Z的-1价阴离子和元素W的+3价阳离子的核外电子排布均与氖原子相同,下列说法中错误的是(  )
A.X与Y形成的化合物可能含有非极性键
B.X的单质与Z的单质在暗处能剧烈反应
C.含W的盐溶于水形成的溶液一定显酸性
D.离子半径:r(Z-)>r(W3+

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3.有一种工业废水,已知其中含有大量的FeSO4,少量的Ag+和Na+以及部分污泥.为了回收金属银和硫酸亚铁,实验步骤如下.请将(2)到(6)每一步骤的目的填写在对应的横线上(不必写化学方程式).
(1)过滤,出去污泥,
(2)滤液中加入过量铁粉,使Ag+还原为金属银,
(3)过滤,将银和过量铁粉从溶液中分离出来,
(4)将混有铁粉的Ag用稀硫酸处理,使铁粉溶解,
(5)过滤,分离出银,
(6)将第(3)和(5)步的滤液合并,蒸发浓缩,冷却,使硫酸亚铁结晶析出,
(7)过滤,得到硫酸亚铁晶体.

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10.下面是几种烃的球棍模型(球表示碳原子,氢原子省略).

(1)属于烷烃的是BD
(2)分子中氢原子数最少的EF
(3)上面模型3种同分异构体.

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20.下列溶液中,Na+物质的量浓度最大的是(  )
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C.10 mL 0.3 mo l•L-1 Na2SO4溶液D.5 mL 0.5 mol•L-1 NaNO3溶液

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7.把mg铜丝灼烧变黑,立即放入下列物质中,能使铜丝变红但质量减小的是(  )
A.NaOH溶液B.CH3COOHC.D.CH3CH2OH

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4.已知X、Y是两种性质相似的短周期元素.
Ⅰ.若X、Y是相邻相似,它们的单质都必须采用电解法制备,但都无需密封保存,
(1)X离子的结构示意图.(2)Y元素在周期表中位置第三周期ⅢA族.
Ⅱ.若X、Y是同族相似,X是形成化合物种类最多的元素.
(3)I2O3以氧化XO,常用于测定XO含量,已知:
①2I2(s)+5O2(g)=2I2O5(s)△H=-75.66kJ•mol-1
②2XO(g)+O2(g)=2XO2(g)△H=-566.0kJ•mol-1.请写出XO(g)与I2O5(s)反应生成XO2(g)的热化学方程式:5CO(g)+I2O5(s)=5 CO2(g)+I2(s)△H=-1377.17kJ/mol.
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Ⅲ.若X、Y是对角相似,X、Y的最高价含氧酸的浓溶液都有强氧化性.
(5)下列试剂都可以证明X、Y的最高价含氧酸的浓溶液都有强氧化性的是ABD.
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(6)HA是含有X元素的一元酸,常温下,将0.2mol/L的HA溶液与等体积、等浓度的NaOH溶液混合,所得溶液(假设溶液体积可以相加)中部分微粒组成及浓度如图1所示,图中N表示OH-(填微粒符号).

(7)某化工厂设计要求:空气中YO2含量不得超过0.02mg/L.某同学用图2所示简易装置测定空气中的YO2含量:准确移取10mL5×10-4mol/L的标准碘水溶液,注入试管中,加2-3滴淀粉指示剂,此时溶液呈蓝色,在指定的测定地点抽气,每次抽气100mL,直到溶液的蓝色全部褪尽为止,假设该同学的测量是准确的,则他抽气的次数至少为160次时方可说明该厂空气中的YO2含量达标.

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5.气体摩尔体积的单位是(  )
A.g/LB.L/molC.mol/LD.L/g

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