为测定久置于空气中的氢氧化钠样品的变质程度,某化学活动小组称取该固体样品6.5g放入锥形瓶中,加水溶解,配成50g溶液,再向锥形瓶中滴加稀硫酸,反应过程中产生气体质量的部分实验数据和锥形瓶中溶液质量变化的图象如表所示:
加入稀硫酸的质量/g | 40 | 65 | 75 |
产生气体的质量/g | 1.1 | 2.2 | 2.2 |
(1)6.5g样品与稀硫酸完全反应产生气体的质量是________g。
(2)6.5g样品中碳酸钠的质量分数是________。(结果精确至0.1%)
(3)以上三次的实验数据中,只有一次加入的稀硫酸与锥形瓶中溶液的溶质恰好完全反应。
①如图图象中a的数值是________。
②求该实验中所用稀硫酸的溶质质量分数____。(写出计算过程)
(1)由表格中数据可知,当加入的稀硫酸的质量为65g时,完全反应,故6.5g样品与稀硫酸完全反应产生气体的质量为2.2g。
(2)设6.5g样品中碳酸钠的质量为x
故6.5g样品中碳酸钠的质量分数为
(3)①图象中a点时稀硫酸和碳酸钠反应完全,表格中第二次完全反应,生成1.1g二氧化碳消耗的硫酸溶液的质量为25g,则第一次40g中25g与碳酸钠反应,15g与氢氧化钠反应,故a的数值为。
②生成1.1g二氧化碳需要稀硫酸溶液的质量为
设生成1.1g二氧化碳需要稀硫酸的溶质质量为y
实验中所用稀硫酸的溶质质量分数为
答:实验中所用稀硫酸的溶质质量分数为9.8%。
【分析】
久置于空气中的氢氧化钠,氢氧化钠和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,碳酸钠和稀硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,稀硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水。
【点睛】
化学式的含义 | 以H2O为例 | ||
质的含义 | 宏观 | ①表示一种物质 ②表示物质的元素组成 |
①表示水 ②表示水是由氢、氧两种元素组成的 |
微观 | ①表示物质的一个分子 ②表示组成物质每个分子的原子种类和数目 ③表示物质的一个分子中的原子总数 |
①表示一个水分子 ②表示一个水分子是由两个氧原子和一个氧原子构成的 ③表示一个水分子中含有三个原子 | |
量的含义 | ①表示物质的相对分子质量 ②表示组成物质的各元素的质量比 ③表示物质中各元素的质量分数 |
①H2O的相对分子质R =18 ②H2O中氢元素和氧元素质量比为1:8 ③H2O中氢元素的质量分数=100%=11.1% |
化学式和化合价的关系:
(1)根据化学式求化合价
①已知物质的化学式,根据化合价中各元素的正负化合价代数和为0的原则确定元素的化合价。
标出已知、未知化合价:
列出式子求解:(+1)×2+x×1+(-2)×3=0 x=+4
②根据化合价原则,判断化学式的正误,如判断化学式KCO3是否正确
标出元素或原子团的化合价
计算正负化合价代数和是否为0:(+1)×1+(-2)×1=-1≠0,所以给出的化学式是错误的,正确的为K2CO3。
③根据化合价原则,计算原子团中某元素的化合价,如计算NH4+中氮元素的化合价和H2PO4-(磷酸二氢根)中磷元素的化合价。
由于NH4+带一个单位的正电荷,不是电中性的,因此各元素的化合价代数和不为多,而是等于+1. 设氮元素的化合价为x
x+(+1)×4=+1 x=-3
所以在NH4+中,氮元素的化合价为-3. 同理H2PO4-带一个单位的负电荷、不是电中性的、因此各元素的化合价代数和不为零,而是-1.
设磷元素的化合价为y
(+1)×2+y+(-2)×4=-1 y=+5 所以在H2PO4-中磷元素的化合价为+5.
④根据化合价原则,确定物质按化合价的排序。如H2S,S,SO2,H2SO4四种物质中均含有硫元素,并且硫元素的化合价在四种物质中分别为:-2,0, +4,+6,故这四种物质是按硫元素的化合价由低到高的顺序排列的。
(2)根据化合价写化学式
根据化合物中化合价的代数和等于0的原则,已知元素的化合价可以推求实际存在物质的化学式,主要方法有两种:
①最小公倍数法
步骤 | 举例 | |
写 | 一般把正价元素的符号(或原子团)写在左边,负价元素的符号(或原子团)写在右边,并把化合价写在元素符号(或原子团)的正上方 | 、 |
求 | 求出两种元素化合价绝对位的最小公倍数,然后求出每种元素的原子个数= | 因为|-2|×|+3|=6,所以Al原子个数为6/3=2,O原子个数=6/2=3 |
标 | 将原子个数写在相应元素符号的正下角 | Al2O3 |
验 | 检验各种元素正负化合价的代数和是否为0,确定化学式的正确性 | (+3)×2+(-2)×3=0,所以该化学式正确。 |
步骤 | 例1 硫酸铜 | 例2 氧化钙 | |
排列 | 分析名称,确定元素符号(或原子团)的顺序 | 铝 硫酸根 Al SO4 |
钙 氧 Ca O |
标价 | 标上化合价 | 、 | 、 |
约简 | 将化合价的绝对值约成最简整数比 | 、 | 、 |
交叉 | 将整数交叉写在元素符号(或原子团)的右下角 | ||
检验 | 根据正负化合价代数和是否为0,检验正误 | (+3)×2+(-2)×3=0 | (+2)+(-2)=0 |
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