“制氧机”在生产生活中应用广泛,如保健、急救、水下作业、水产养殖以及高原、火灾、矿难等危险环境中的人员救治。某化学兴趣小组对制氧剂过碳酸钠的增氧原理进行了如下探究。
【查阅资料】1.过碳酸钠是由碳酸钠和过氧化氢按一定比例制成的固体,化学式为2Na2CO3•3H2O2,遇水后可缓慢分解产生氧气。
2.碳酸钠溶液显碱性溶液中含有Na+、CO2-3和OH-。
3.碳酸溶液中含有H+和CO2-3。
(1)碳酸钠固体俗称 纯碱、苏打纯碱、苏打;利用 pH试纸pH试纸可快速检测碳酸钠溶液的酸碱度。
【提出问题】制氧剂中的碳酸钠是如何影响过氧化氢分解的?
【猜想与假设】
(2)猜想①:碳酸钠溶液中的Na+能加快过氧化氢分解;
猜想②:碳酸钠溶液中的CO2-3能加快过氧化氢分解;
猜想③:碳酸钠溶液中的OH-能加快过氧化氢分解碳酸钠溶液中的OH-能加快过氧化氢分解。
【实验与设计】取四个100mL的烧杯,分别贴上标签A、B、C、D,代表四组实验。A烧杯中加入80mL蒸馏水,B、C、D烧杯中加入80mL质量分数为4%的H2O2溶液,插入溶解氧传感器探头,连接数据采集器,待数据稳定后再依次加入其他试剂。记录数据如下表:
C
O
2
-
3
C
O
2
-
3
C
O
2
-
3
组别 | A组 | B组 | C组 | D组 | |||||
试剂 | H2O | 加2Na2CO3•3H2O2 | H2O2溶液 | 加NaCl | 加Na2CO3 | H2O2溶液 | 加碳酸溶液 | H2O2溶液 | 加NaOH |
pH | 6.96 | 9.89 | 6.01 | 6.01 | 8.14 | 6.01 | 5.6 | 5.85 | 9.26 |
氧气含量/(mg/L) | 5.68 | 7.79 | 6.44 | 6.48 | 9.11 | 6.37 | 6.38 | 6.26 | 13.82 |
(3)A组实验中蒸馏水中含有氧气,原因可能是
空气中的氧气溶解在水中
空气中的氧气溶解在水中
;根据B组实验数据可知猜想①不正确,理由是 加入氯化钠后溶液中的溶解氧的量没有明显增加
加入氯化钠后溶液中的溶解氧的量没有明显增加
;通过分析比较B、C、D组数据,可知猜想③正确。经查阅资料可知,碳酸钠溶液中含有的OH-是由C
O
2
-
3
在碳酸钠溶液中,能与水作用产生OH-加快过氧化氢分解
C
O
2
-
3
在碳酸钠溶液中,能与水作用产生OH-加快过氧化氢分解
。C
O
2
-
3
【交流与讨论】
(4)为了进一步了解溶液酸碱度如何影响过氧化氢分解速率,学习小组配制了pH不同的氢氧化钠溶液,分别取等量4%的H2O2溶液和等量不同pH的NaOH溶液做了五组实验,利用溶解氧传感器测定相同时间内溶液中氧气的含量,数据见下表。
组别 | E组 | F组 | G组 | H组 | I组 |
混合溶液pH | 8.00 | 8.59 | 9.29 | 10.43 | 11.74 |
氧气含量/(mg/L) | 6.88 | 9.30 | 13.82 | 17.57 | 13.15 |
溶液pH在10.43时过氧化氢分解速率相对较快(合理即可)
溶液pH在10.43时过氧化氢分解速率相对较快(合理即可)
(合理写一点)。【拓展与延伸】除了溶液酸碱度,温度、催化剂、溶液浓度等也是制作制氧机的重要考量因素。如图是氯化铁粉末对相同条件下密闭容器中过氧化氢分解产生气体的影响曲线图。
(5)根据曲线可知,氯化铁
能
能
(填“能”或“不能”)加快过氧化氢分解。若氯化铁为反应的催化剂,写出氯化铁与过氧化氢在制氧机中制氧时的化学方程式:2H2O2 2H2O+O2↑
F
e
C
l
3
2H2O2 2H2O+O2↑
。F
e
C
l
3
(6)制作制氧机时,相比于过氧化氢,制氧剂选择过碳酸钠的优点有
方便运输和携带(合理即可)
方便运输和携带(合理即可)
(合理写一点)。【答案】纯碱、苏打;pH试纸;碳酸钠溶液中的OH-能加快过氧化氢分解;空气中的氧气溶解在水中;加入氯化钠后溶液中的溶解氧的量没有明显增加;在碳酸钠溶液中,能与水作用产生OH-加快过氧化氢分解;溶液pH在10.43时过氧化氢分解速率相对较快(合理即可);能;2H2O2 2H2O+O2↑;方便运输和携带(合理即可)
C
O
2
-
3
F
e
C
l
3
【解答】
【点评】
声明:本试题解析著作权属菁优网所有,未经书面同意,不得复制发布。
发布:2024/5/20 8:0:9组卷:38引用:2难度:0.5
相似题
-
1.碳酸氢钠是一种应用广泛的盐,化学小组对其进行了探究。
(1)NaHCO3可称为钠盐或碳酸氢盐,它是由Na+和
【提出问题】实验室中如何制取少量NaHCO3?
【查阅资料】
材料一:侯氏制碱的原理:NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl;2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。△
材料二:研究发现,NaHCO3溶于水时吸收热量,Na2CO3溶于水时放出热量。
【实验制备】根据侯氏制碱原理设计如图1所示装置制取NaHCO3。
反应结束后,将试管中的混合物过滤洗涤,低温烘干得白色固体。
(2)烧杯中冰水的作用是
(3)能进一步确认该白色固体是NaHCO3的实验方案是
(4)如图2中碳酸氢钠的溶解度在60℃后无数据的原因可能是
【性质探究】
常温下,取一定量的NaHCO3溶液于烧杯中,插入pH传感器,向烧杯中持续滴加CaCl2溶液,有白色沉淀生成,当溶液的pH变为6.68时开始有无色气体产生。反应过程中溶液的pH随时间变化如图3所示。
【查阅资料】
材料三NaHCO3溶于水后,少量的能同时发生如下变化:HCO-3
变化①:+H2O→H2CO3+OH-;HCO-3
变化②:→HCO-3+H+。CO2-3
材料四:溶液的酸碱性与溶液中H+和OH-数目的相对大小有关。常温下,当单位体积溶液中OH-的数目大于H+的数目时溶液的pH>7,反之pH<7;单位体积溶液中所含的H+数目越大,溶液的pH越小。
【交流反思】
(5)NaHCO3溶液显
(6)根据本实验,下列说法错误的是
a.pH<6.68时生成的无色气体为CO2
b.从0~30s,单位体积溶液中H+数目不断增大
c.不能用CaCl2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液发布:2024/12/25 15:30:1组卷:590引用:4难度:0.5 -
2.关于盐的性质研究是一项重要的课题,某兴趣小组以“探究碳酸氢钠的性质”为主题开展项目式学习。
【任务一】认识碳酸氢钠
(1)下列关于碳酸氢钠的说法正确的是
A.碳酸氢钠是由Na+和构成HCO-3
B.碳酸氢钠俗称纯碱
C.碳酸氢钠医疗上能用于治疗胃酸过多症
D.碳酸氢钠难溶于水
【任务二】探究碳酸氢钠的性质
(2)探究碳酸氢钠与稀盐酸反应:兴趣小组取适量碳酸氢钠粉末于甲试管中,加入稀盐酸,如图1所示,观察到甲试管中有气泡产生,乙中
(3)探究碳酸氢钠的热稳定性:用酒精灯充分加热玻璃管,如图2所示。
资料:无水硫酸铜呈白色,遇水后呈蓝色
①发现玻璃管内无水硫酸铜变蓝,紫色石蕊溶液变红,说明碳酸氢钠受热易分解,且有
②实验后兴趣小组同学猜想玻璃管A处固体产物仅是Na2CO3而不含有NaOH,请设计实验证明(写出具体步骤和现象):
(4)常温下,兴趣小组同学取一定量的NaHCO3溶液于烧杯中,插入pH传感器,向烧杯中持续滴加CaCl2溶液,有白色沉淀生成,当溶液的pH变为6.68时开始有无色气体产生。反应过程中溶液的pH随时间变化如图3所示。
【查阅资料】
材料一:NaHCO3溶于水后,少量的能同时发生如下变化:HCO-3
变化①:+H2O→H2CO3+OH-HCO-3
变化②:→HCO-3+H+CO2-3
材料二:溶液的酸碱性与溶液中H+和OH-数目的相对大小有关。常温下,当单位体积溶液中OH-的数目大于H+的数目时溶液的pH>7,反之pH<7;单位体积溶液中所含的H+数目越大,溶液的pH越小。
①根据上述实验可知NaHCO3溶液显碱性,结合材料一、二从微观角度说明原因:
②根据本实验,可知从0~30s,单位体积溶液中H+数目不断发布:2024/12/25 17:0:2组卷:94引用:2难度:0.4 -
3.图是一瓶浓硫酸标签上的部分内容,某探究小组的同学对这瓶硫酸进行了如下探究,请你参与.
[查阅资料]浓硫酸有强腐蚀性,溶于水会放热;硫酸钡不溶于水也不溶于酸.
[探究一]浓硫酸稀释时会放热.
(1)稀释浓硫酸时,所需仪器主要有
[探究二]稀硫酸与氢氧化钠溶液能发生反应.图10实验步骤 实验现象 实验结论 先用pH试纸测定稀硫酸的pH,再逐滴加入氢氧化钠溶液并不断振荡,同时测混合液的pH pH逐渐变大,
最后pH≥7稀硫酸与氢氧化钠
溶液能发生反应
(3)实验中仅从溶液pH变大,而不强调pH≥7,不能得出稀硫酸与氢氧化钠溶液一定发生反应的结论,理由是
[探究三]由于该试剂瓶瓶口密封签已破损,同学们怀疑该浓硫酸的质量分数与标签不相符.
[提出问题]该浓硫酸的质量分数是否发生变化?
[实验探究](4)取该浓硫酸和足量BaCl2溶液反应,过滤、洗涤、干燥沉淀.实验中如何确定硫酸已完全反应
(5)为达到实验目的,实验中必须要测知的数据是
[探究结论](6)由实验测得的数据计算出的硫酸的质量分数与标签不符.该硫酸的质量分数应发布:2025/1/6 8:0:1组卷:38引用:1难度:0.5