科学探究是奇妙的过程.某同学在实验室进行如下探究活动,请你参与,并帮助他完成下列内容:
(1)[提出问题]某同学在实验室发现一瓶白色粉末,瓶上标签已失去.他将该粉末取少量放入试管中,滴入稀盐
酸,有气泡产生.为鉴定该气体的成分,他作了如下探究:
(2)[猜想与假设]该气体可能是CO2
(3)[设计与实验]
实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
用一支玻璃棒蘸取少许澄清石灰 水,插入产生气体的试管中 | 玻璃棒上有白色的物质产生 | 方程式;______ 该气体是CO2,由此可判断该白色 粉末是碳酸盐 |
已知白色碳酸盐有Na2CO3,、K2CO3,、CaCO3、BaCO3等.他做了分类归纳:
归纳1:该白色粉末是Na2CO3、K2CO3等可溶性物质
归纳2:该白色粉末是CaCO3、BaCO3等不溶性物质
(5)[实验探究]
实验步骤:①取白色粉末少许于试管中,再注入适量水,振荡,粉末全部溶解
②在①中滴人澄清石灰水,溶液中出现白色沉淀.
结论:该粉末是______.
请你思考判断:该同学做的上述实验中,是否有必要做第②步?______,为什么?______.
(6)[计算分析]
根据上述实验结论,该同学为确定白色粉末为何种碳酸盐,进行了定量探究.他称取白色粉末6.9g,与20g稀盐酸混合,刚好完全反应.此时称量,溶液质量为24.7g.求:
①反应中产生二氧化碳的质量克数;
②计算确定白色粉末是碳酸钠还是碳酸钾;
③反应前盐酸溶液的质量分数.
(3)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,反应物是氢氧化钙和二氧化碳,生成物是碳酸钙和水,碳酸钙后面标上沉淀符号,该反应的化学方程式为:CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O;
(5)Na2CO3、K2CO3可以溶于水,而CaCO3、BaCO3不能溶于水,所以根据实验①可以知道该是Na2CO3或K2CO3;而实验②没有必要做,根据已知条件第①步已经证明;
(6)①根据质量守恒定律可以知道二氧化碳的质量为:20+6.9-24.7=2.2g
②设白色粉末中金属元素为R,其相对原子质量为r,反应前盐酸中溶质的质量为x
R2CO3+2HCl═2RCl+H2O+CO2↑
2r+60 73 44
6.9g x 2.2g
=2r+60 6.9g
=73 x 44 2.2g
解得:r=39,x=3.65g
所以可以判断该碳酸盐为碳酸钾;
③反应前盐酸的质量分数为:
×100%=18.25%3.65g 20g
答:反应前盐酸溶液的质量分数为18.25%.
故答案为:(3)CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O;
(5)Na2CO3或K2CO3;没有;Na2CO3,、K2CO3可以溶于水,而CaCO3、BaCO3不能溶于水,第①步已经证明;
(6)①2.2g
②碳酸钾;
③18.25%.