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17.端午阳节后,小丽带着快乐的心情返回学校.当她来到实验室时,意外地发现实验桌上有瓶敞口放置已久的NaOH固体,由此,激发了她的探究欲望
【提出问题】这瓶NaOH固体一定变质了,其变质程度如何呢?
【提出猜想】小丽的猜想:NaOH固体全部变质
你的猜想:NaOH固体部分变质
【实验和推断】取少量该溶液于试管中,加入过量的氯化钙溶液,静置后,在上层清液中,滴加2~3滴无色酚酞,观察现象.经过实验证明你的猜想正确,则实验中观察到的实验现象是产生白色沉淀,酚酞试液变红.
【定量研究】通过上述实验证明氢氧化钠固体是部分变质,那么变质程度又是怎样的呢,小丽同学又进行了探究:先称取13.3g的NaOH样品,配成溶液,然后向溶液中逐滴加入质量分数为14.6%的稀盐酸,根据生成CO2的质量测定Na2CO3的质量.从而进一步确定样品中NaOH的变质程度.
(1)实验测得加入稀盐酸的质量与产生CO2气体的质量关系如图所示.填写下表:(计算结果保留小数点后一位)
Na2CO3的质量/g5.3
变质的NaOH的质量/g4.0
NaOH的变质程度(用质量分数表示)33.3%
(2)求实验过程中与NaOH反应所用盐酸的质量.(写出计算过程)
(3)根据“与NaOH反应所用盐酸的质量”,对照图象,你发现了什么问题?

分析 【提出猜想】根据氢氧化钠可能部分变质,可能全部变质进行分析;
【实验和推断】根据氢氧化钠变质就是含有碳酸钠,检验变质也就是检验碳酸根离子,检验部分变质,那么有碳酸钠也有氢氧化钠,所以在检验时只需检验碳酸根,用所选试剂除去碳酸根,再检验溶液显碱性即可;
【定量研究】在变质的氢氧化钠中滴加盐酸,盐酸与碳酸钠产生二氧化碳气体,根据二氧化碳气体的质量可确定碳酸钠的质量.通过图示我们发现刚滴加盐酸时并没有产生二氧化碳气体.

解答 解:【提出猜想】氢氧化钠可能部分变质,可能全部变质,所以我的猜想是:NaOH固体部分变质;
【实验和推断】在检验部分变质时,不但检验有碳酸钠还要检验有氢氧化钠,所以滴加氯化钙有白色沉淀,滴加酚酞试液,溶液变红色;
【定量研究】解:由图示可知产生的二氧化碳的质量为2.2g,
设生成2.2g二氧化碳时需要的碳酸钠质量是x
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
106                   44
x                     2.2g
$\frac{106}{x}$=$\frac{44}{2.2g}$
x=5.3g
由碳酸钠的质量为5.3g,设反应的氢氧化钠的质量为z
2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O
80         106
z          5.3g
$\frac{80}{z}$=$\frac{106}{5.3g}$
z=4g
则氢氧化钠的变质程度为:$\frac{4g}{13.3-5.3g+4g}$×100%=33.3%,所以

Na2CO3的质量/g5.3
变质NaOH的质量/g4.0
NaOH的变质程度(用质量分数表示)33.3%
没变质氢氧化钠质量为13.3g-5.3g=8g
设参加反应氯化氢的质量为m
NaOH+HCl=NaCl+H2O
40   36.5
8g    m
$\frac{40}{8g}$=$\frac{36.5}{m}$
m=7.3g
盐酸的质量=$\frac{7.3g}{14.6%}$=50g.
根据图形可以看出,NaOH被完全中和后,滴加盐酸,为什么没有立即产生CO2气体.
故答案为:【提出猜想】NaOH固体部分变质;
【实验和推断】过量氯化钙溶液或氯化钡溶液;无色酚酞或紫色石蕊;白色沉淀产生,上层清液变红;
【定量研究】(1)
Na2CO3的质量/g5.3
变质的NaOH的质量/g4.0
NaOH的变质程度(用质量分数表示)33.3%
(2)50g;
(3)NaOH被中和后,滴加盐酸,为什么没有立即产生CO2气体.

点评 本题难度较大,主要考查了通过图象分析有价值的数据,然后根据化学方程式进行有关量的计算,培养学生的分析能力和解决问题的能力.

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【猜想】氧化铁能作为过氧化氢分解的催化剂.
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实验一:取一定量的过氧化氢溶液于试管中,观察到有极少量气泡产生,伸入带火星的木条,没有复燃.说明产生氧气速度慢.
实验二:在实验一的试管中加入W g 氧化铁粉末,有大量气泡产生,然后伸入带火星的木条,木条复燃.说明氧化铁加快了过氧化氢分解的速度.
实验三:待反应结束后,将试管里的不溶物滤出,并洗涤、干燥、称量,固体质量仍为W g.说明反应前后氧化铁质量不变.
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【反思评价】乙同学认为要证明甲同学的结论正确,仅做这三个实验还不充分,需要再补充一个探究实验.该实验是探究反应前后氧化铁的化学性质不变.
【拓展】下表是丙同学探究影响过氧化氢分解因素时所记录的部分数据,通过对数据的分析,你能得出的结论是相同条件下,MnO2的催化效果比Fe2O3好(或其他条件相同的情况下,H2O2浓度越大,产生氧气的速率越快),
浓度时间催化剂30%H2O2溶液15% H2O2溶液5% H2O2溶液
加入WgMnO20.20.82.0
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同步练习册答案