19.某化学兴趣小组同学对家中“管道疏通剂”进行下列探究。
活动一:了解疏通原理
“管道疏通剂”包装袋上相关信息如图。
品名:管道疏通剂成分:氢氧化钠固体、铝粉,硝酸钠注意事项:使用时要防明火保存方法:密封适用范围:毛发、残渣等淤积物 |
查阅资料:铝和氢氧化钠固体遇水反应放出大量的热,能加快氢氧化钠对毛发等淤积物的腐蚀。同时产生的气体能增加管道内的气压,利于疏通。该反应的化学方程式为:2Al+2NaOH+2H
2O═2NaAlO
2+3H
2↑。(注:NaAlO
2名称为偏铝酸钠,溶液显碱性。)
(1)该疏通剂与水反应产生的
在空气中遇到明火可能会引起爆炸。该疏通剂需密封保存的原因是成分中的
(填化学式)会与空气中有关物质发生反应,其中发生化合反应的化学方程式为
。
(2)小华使用该疏通剂疏通某塑料软管时发现软管变形,原因可能是
(写出一个即可)。
活动二:探究成分作用
(3)小夏取少量该疏通剂加入适量水,充分反应后,无固体残留,说明疏通剂中
一定已完全反应。取少量反应后溶液,向其中滴入l滴酚酞试液,可观察到溶液呈
色。
(4)该疏通剂中含有硝酸钠,硝酸钠中氮元素的化合价为
。硝酸钠与氢氧化钠和铝粉均不反应,同学们对于疏通剂中硝酸钠的作用感到好奇。通过科学方法检验,该疏通剂与水反应前后硝酸钠的质量和化学性质均没有改变。由此,小夏猜测:硝酸钠可能是铝粉和氢氧化钠溶液反应的催化剂。为判断该猜测是否正确、请你设计一个实验方案:
。(实验方案包括操作、现象和结论。可选用的试剂有:铝粉、氢氧化钠溶液、硝酸钠粉末)
活动三:开展定量分析
(5)小文设计了图1装置测定该疏通剂样品中铝粉的质量分数。将300mg固体样品和足量水分别放在Y形管两侧,倾斜Y形管,将水倒入左侧,充分反应后,冷却到室温,利用量气管和水准管测定反应生成的氢气体积为100mL。已知该条件下氢气密度为0.09mg/mL。请计算样品中铝粉的质量分数。(写出计算过程)
(6)小明设计了不同的实验方案装置如图2,精确称量了该装置在反应前后的质量,将其质量差作为生成氢气的质量,由此计算出样品中铝粉的质量分数。小明和小文测定过程均操作规范,小明测定的样品中铝粉的质量分数却比小文大,原因可能是
。