化学兴趣小组要测定制作叶脉书签所用氢氧化钠溶液的浓度。取40g该氢氧化钠溶液于锥形瓶中,加入数滴酚酞溶液后再滴加质量分数为10%的稀硫酸,当锥形瓶中液体由红色恰好变成无色时,消耗稀硫酸的质量为49g。试计算该氢氧化钠溶液中溶质的质量分数。
学习化学开启了我们认识物质之旅。某实验小组的同学对氢氧化钠的性质及应用进行了如下的探究。
[探究一]溶解过程中的能量变化
如图所示,同学们设计了不同的实验方案进行探究:
(1)实验一中的硝酸铵溶解后,溶液温度 (填"升高"、"降低"或"不变")。
(2)实验二所加试剂及用量如图,将分液漏斗中的水全部加入试管后,立即关闭分液漏斗的活塞,此时观察到U形管的液面左低右高,由此小明得出"氢氧化钠溶于水时放出热量"的结论,你是否同意小明的结论并写出你的理由 。
[探究二]氢氧化钠的化学性质
如图所示,同学们用氢氧化钠溶液进行了下列实验,请分析并回答下列问题:
(1)A试管中观察到的现象是 。
(2)B试管中发生反应的化学方程式: 。
(3)C、D试管中均无明显现象。
①为了证明D中已发生化学反应,向该试管中再加入足量的 ,观察到有气泡产生。
②为了证明氢氧化钠溶液和稀盐酸能发生化学反应,同学们设计并进行了如下实验:(所用稀盐酸经估算确保过量)
整个实验过程中无明显现象,证明氢氧化钠溶液和稀盐酸能发生化学反应。请写出步骤Ⅱ中所加试剂 。
[探究三]氢氧化钠的应用
(1)实验室中的应用
实验室中能用氢氧化钠溶液吸收的气体是 (填字母)。
a.二氧化碳
b.水蒸气
c.氯化氢
d.氧气
吸收上述所选气体,一般不用氢氧化钙溶液,主要是因为氢氧化钠和氢氧化钙的 不同。
(2)工业中的应用
氢氧化钠常用于制造人造丝、造纸、炼油、纺织、印染与橡胶工业。某造纸厂废水中NaOH的质量分数为1.6%,现有废硫酸4.9t(H 2SO 4的质量分数为20%),可以处理的废水质量是 t。
结合化学方程式中的数据分析:若将等质量、等溶质质量分数的稀硫酸和氢氧化钠溶液混合,充分反应后,请判断溶液中一定含有的溶质,并简述你的判断理由: 。
某化学小组初步探究氢氧化钠的性质、变化和获得方法。
查阅相关资料:
Ⅰ.部分酸、碱和盐的溶解性表(室温)
阴离子/阳离子 |
OH ﹣ |
NO 3 ﹣ |
Cl ﹣ |
SO 4 2 ﹣ |
CO 3 2 ﹣ |
H + |
|
溶、挥 |
溶、挥 |
溶 |
溶、挥 |
K + |
★溶 |
溶 |
溶 |
溶 |
溶 |
Na + |
溶 |
溶 |
溶 |
溶 |
溶 |
Ca 2+ |
微 |
溶 |
溶 |
微 |
不 |
Cu 2+ |
不 |
溶 |
溶 |
溶 |
﹣﹣ |
说明:"溶"表示那种物质可溶于水,"不"表示不溶于水,"微"表示微溶于水,"挥"表示挥发性,"﹣"表示那种物质不存在或遇到水就分解了。
Ⅱ.氢氧化钠的工业制法:电解氯化钠饱和溶液
2NaCl+2H 2O 2NaOH+H 2↑+Cl 2↑
[性质与变化]
(1)上表★处"溶"对应的物质是 。
(2)完成下列物质转化,各写出一个符合要求的化学方程式。
① 。
② 。
[实践与应用]工业上常用电解氯化钠饱和溶液的方法生产氢氧化钠
(3)某化工厂计划生产16t氢氧化钠,请计算:
①氢氧化钠的相对分子质量是 。
②理论上需要氯化钠的质量是 t。
(4)工业生产中可制得含NaOH溶质质量分数约为45%的液碱产品,经进一步处理还可以制得固体氢氧化钠产品。请根据已有知识,对"进一步处理"中使用的方法提出设想并简要说明理由。
(5)工业固体氢氧化钠质量指标如图所示,请对产品中的杂质来源作出合理分析。
工业固体氢氧化钠质量指标 (合格品) 氢氧化钠(NaOH)/%≥98.0 碳酸钠(Na 2CO 3)/%≤1.0 氯化钠(NaCl)/%≤0.08 |
碳酸钠: 。
氯化钠: 。
取一定量的硫酸铵固体于烧杯中,加入100g氢氧化钠溶液,加热,恰好完全反应。反应后将溶液蒸干,得到7.1g固体。该反应的化学方程式为:(NH4)2SO4+2NaOH═Na2SO4+2H2O+2NH3↑.请计算:
(1)生成氨气的质量。
(2)氢氧化钠溶液中溶质的质量分数。
取6.5g锌粒放入烧杯中,向其中加入稀硫酸至恰好完全反应,共用去稀硫酸的质量为50g。请计算:稀硫酸中溶质的质量分数。
某化验室用20%的氢氧化钠溶液洗涤一定量工业产品中残余的H2SO4(工业产品及其他杂质都不与氢氧化钠溶液反应),当恰好完全反应时,共消耗氢氧化钠溶液80g,求产品中残余的H2SO4质量和生成硫酸钠的质量。
某学生将二氧化锰粉末制成颗粒。放入100g溶质的质量分数为10%的过氧化氢溶液中。一段时间后,取出二氧化锰,共收集到3.2g氧气。
(1)利用化学方程式计算,参加反应的过氧化氢的质量。
(2)向反应后的溶液中加入30%的过氧化氢溶液,使其质量分数重新达到10%备用。计算最终可得到10%的过氧化氢溶液的质量。
实验室用34g过氧化氢溶液和2g二氧化锰混合制取氧气。完全反应后剩余物质总质量为35.2g。请计算:
(1)生成氧气的质量为 g。
(2)求所用过氧化氢溶液溶质的质量分数。(根据化学方程式进行计算,写出计算过程)
称取5g含杂质的氢氧化钙固体样品放入烧杯中,向烧杯中加入50g溶质的质量分数为7.3%的稀盐酸(假设杂质不与稀盐酸反应),二者恰好完全反应。请计算:固体样品中氢氧化钙的质量分数。
赤铁矿石的主要成分为氧化铁。将10g赤铁矿石样品(杂质既不溶于水,也不参加反应)放入烧杯中,再加入92g稀硫酸,恰好完全反应,过滤,得到滤液和2g滤渣。请计算:
(1)赤铁矿石样品中氧化铁的质量分数。
(2)反应后所得溶液中溶质质量分数。
84消毒液的有效成分是次氯酸钠(NaClO),次氯酸钠工业制法的反应原理是:Cl 2+2NaOH═NaClO+NaCl+H 2O.某同学将Cl 2通入185.8g NaOH溶液中(NaOH过量),充分反应后得到混合溶液200g。计算:(计算结果精确到0.1%)
(1)参加反应的氯气质量是 g。
(2)混合溶液中次氯酸钠的质量分数。
(3)84消毒液中起消毒作用的是次氯酸钠中的氯元素。已知某品牌84消毒液中起消毒作用的氯元素质量分数为6%,计算该84消毒液中次氯酸钠的质量分数。
过氧化氢溶液俗称双氧水,是一种常见消毒剂。实验员用以下方法制取了少量过氧化氢溶液,在低温下,向56.4g某浓度的稀硫酸中逐渐加入一定量的过氧化钡(BaO 2),发生的化学反应为BaO 2+H 2SO 4═BaSO 4↓+H 2O 2,当恰好完全反应时生成23.3g沉淀。计算:
解:(1)设加入BaO 2的质量为X,生成的H 2O 2质量为Y,需要加入水的质量为Z
BaO 2 +H 2SO 4 ═BaSO 4↓+H 2O 2
169 233 34
X 23.3g Y
X=16.9g;Y=3.4g
(2)反应后所得溶液中溶质质量分数为: 6.8%;
(3)设需加入水的质量为Z
(16.9g+56.4g﹣23.3g)×6.8%=(16.9g+56.4g﹣23.3g+Z)×3%
Z=63.3g
答:(1)加入BaO 2的质量是16.9g;
(2)反应后所得溶液中溶质质量分数6.8%;
(3)需加入水的质量63.3g。
在100g的某盐酸中加入硝酸银溶液,反应为AgNO3+HCl═HNO3+AgCl↓,至恰好完全反应,经过滤、洗涤、干燥、称量得到质量为28.7g的AgCl沉淀,求盐酸的溶质质量分数。