泡沫灭火器,灭火原理是灭火时,能喷射出大量二氧化碳及泡沫,它们能粘附在可燃物上,使可燃物与空气隔绝,达到灭火的目的。泡沫灭火器的外壳是铁皮制成的,内装碳酸氢钠与发沫剂的混合溶液,另有一玻璃瓶内胆,装有硫酸铝水溶液。使用时将筒身颠倒过来,碳酸氢钠和硫酸铝两溶液混合后发生化学作用,产生二氧化碳气体泡沫,体积膨胀7～10倍,一般能喷射10 m左右。
问题1.请与同学讨论,灭火器中装有Al2(SO4)3溶液与NaHCO3溶液,使用时要将两者混合,那么它的工作原理是什么?(素养角度——宏观辨识与微观探析)
提示:将Al2(SO4)3溶液与NaHCO3溶液混合,Al3+、HC
相互促进水解,Al3++3HC
Al(OH)3↓+3CO2↑,产生的CO2有灭火作用,Al(OH)3有阻燃作用。
问题2.请与同学讨论,灭火器中NaHCO3溶液换为Na2CO3溶液,效果如何?(素养角度——宏观辨识与微观探析)
提示:NaHCO3溶液换为Na2CO3溶液,反应离子方程式为2Al3++3C
+3H2O
2Al(OH)3↓+3CO2↑,产生相同体积CO2消耗的Al2(SO4)3多,且反应速率慢。
问题3.已知CH3COONH4溶液显中性,醋酸的酸性大于碳酸,则碳酸氢铵溶液显什么性?(素养角度——变化观念与平衡思想)
提示:显碱性。醋酸的酸性大于碳酸,则Ka(醋酸)>Ka(碳酸);CH3COONH4溶液显中性,则Ka(醋酸)=Kb(NH3·H2O),可知Kb(NH3·H2O)>Ka(碳酸),则碳酸氢铵溶液显碱性。
问题4.Na2S、Na3PO4、Na2CO3、AlCl3的溶液中,所含离子种类最多的是哪一个?(素养角度——宏观辨识与微观探析)
提示:Na3PO4所含离子种类最多。因它的水解级数最多,有三级: P
+H2O
HP
+OH-;HP+H2OH2P
+OH-;H2P+H2OH3PO4+OH-,此外还有水的电离H2OH++OH-,所以磷酸钠溶液中,除Na+外还有五种离子:P
、HP、H2P、H+、OH-。
