1.某同学在课外阅读中得知:实验室用电石(主要成分CaC2)与水反应制取乙炔(C2H2)反应的方程式为CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑。在实验室中该同学把一定量的CaC2加入Na2CO3溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液,并对滤液的成分进行探究。
(提出问题)滤液中溶质的成分是什么?
(猜想与假设)猜想一:NaOH
猜想二:NaOH,Ca(OH)2
猜想三:NaOH,Na2CO3
(设计并实验)
| 实验 | 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| 实验一 | 取少量滤液于试管中,向试管这滴入适量的碳酸钠溶液 | 猜想二不成立 | |
| 实验二 | 另取少量滤液于试管中,向其中加入过量稀盐酸 | 产生气泡 | 猜想 成立 |
(拓展延伸)
①若向Cu(NO3)2溶液中加少量CaC2,充分反应,产生的现象是 。
②实验室保存电石应注意 。
【答案】【设计并实验】无白色沉淀生成 三 Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
【拓展延伸】①有气泡产生,生成蓝色沉淀 密封保存
【解析】
试题分析:【设计并实验】实验一:根据反应:Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH,故取少量滤液于试管中,向试管这滴入适量的碳酸钠溶液,若无白色沉淀生成,则猜想二不成立
实验二:另取少量滤液于试管中,向其中加入过量稀盐酸,产生气泡,说明溶液中存在Na2CO3,故猜想三成立;产生气泡的化学方程式:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
【拓展延伸】①若向Cu(NO3)2溶液中加少量CaC2,先后发生反应:CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑,Ca(OH)2+Cu(NO3)2= Ca(NO3)2+ Cu(OH)2↓,故产生的现象是有气泡产生,生成蓝色沉淀
②根据上面的探究过程,可知电石能与水反应,故实验室保存电石应注意密封保存
考点:Ca(OH)2、Na2CO3的化学性质,反应后溶液中溶质成分的判断
2.科学探究是学习化学重要而有效的学习方法。某校化学兴趣小组的同学做实验,向盛有少量NaOH溶液的试管中通入CO2,未看到明显的实验现象。同学们对NaOH与CO2能否反应进行验证,并对废液的成分进行探究。
活动一:同学们经过讨论,设计了甲装置并进行实验,请你把实验现象补充完整。
| 实验步骤 | 实验现象 | 猜测 |
| 如图甲,向集满二氧化碳的软塑料瓶中滴加足量的氢氧化钠溶液,振荡 | ______ | ①CO2溶于NaOH溶液中 ②CO2与NaOH反应 |
(1)取软塑料瓶中的液体于三支试管中,三位同学分别完成如图所示实验。
(2)同学们观察到A试管中有气泡冒出,B、C试管中均有白色沉淀生成。请你写出A试管中生成气体的化学反应方程式______。
(3)以上三个实验均能证明CO2与NaOH发生了反应。请写出甲装置中发生反应的化学方程式______。
活动三:实验结束后,同学们将三支试管中反应后的剩余物倒入一个洁净的大烧杯中(如下图),充分搅拌、静置,观察到烧杯内上层是无色溶液,下层有白色沉淀。请你分析烧杯上层溶液中一定不含有的离子是_____(填离子符号)。小组同学对烧杯内上层溶液中可能含有的离了进行如下探究。
(提出问题)烧杯内上层溶液中可能含有哪些离子?
(猜想与假设)上层溶液中可能含有OH-、CO32-、Ca2+中的一种或几种。
(进行实验)
| 实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
| ①取烧杯内无色溶液少许于试管中,滴加______,静置 | 有白色沉淀生成 | 有CO32-、无Ca2+ |
| ②取①中反应后的上层清液少许于试管中,滴加______(指示剂除外) | ______ | 有OH- |
(2)将烧杯内的物质过滤,滤渣回收,向滤液中加入适量的______(填名称)进行处理后再排放,可以有效防止水体污染。
【答案】软塑料瓶变瘪 H+ 过量的BaCl2(或CaCl2)溶液 CuCl2(或FeCl3)溶液 出现蓝色(或红褐色)沉淀(合理即可) OH-、CO32-、Cl-、Na+ 稀盐酸(合理即可)
【解析】
【详解】
活动一:二氧化碳与氢氧化钠反应,软塑料瓶内压强减小,软塑料瓶变瘪;
活动二:(2)稀盐酸与碳酸钠反应方程式:;
(3)二氧化碳与氢氧化钠反应:;
活动三:H+与碳酸根反应产生气泡,下层有白色沉淀,烧杯上层溶液中一定不含有H+;
[进行实验]
①取烧杯内无色溶液少许于试管中,滴加过量的BaCl2(或CaCl2)溶液与碳酸根反应生成白色沉淀,证明有CO32-、无Ca2+;
②取①中反应后的上层清液少许于试管中,滴加滴加CuCl2(或FeCl3)溶液,出现蓝色(或红褐色)沉淀,证明有OH-;
[反思评价]
(1)经过综合分析,最终确定烧杯内上层溶液中一定存在的离子有:OH-、CO32-、Cl-、Na+;
(2)向滤液中加入适量稀盐酸可以除去氢氧根离子和碳酸根离子,进行处理后再排放。
3. 聊城市某学校2019年实验操作模拟训练的一个题目是:鉴别稀硫酸,稀盐酸和氢氧化钠三种无色溶液。小组的同学把标有序号1、2、3的三种溶液分别滴入标有对应序号的三支试管中,向三支试管中滴加酚酞试液,如甲图,鉴别出1号溶液,再向另两支试管中滴加BaCl2溶液,如乙图。
请回答:
(1)1号试管中是_____溶液。
(2)乙图中2号试管发生化学反应的实质是_____(填微粒名称)结合生成白色沉淀。把该试管反应后的物质进行过滤,得到滤液。
(提出问题)除含有酚酞外,滤液中溶质的成分是什么?
(猜想假设)猜想一:HCl;猜想二:HCl和_____;猜想三:HCl和BaCl2。
(进行实验)①取一定量的滤液于试管中,向试管中滴加Na2SO4溶液,有白色沉淀生成,猜想_____正确。
②为了验证该滤液的酸碱性,将一片pH试纸放在干燥的玻璃片上,用_____蘸取该滤液,滴到试纸上,立即将试纸显示的颜色与pH标准比色卡进行对照,读出pH=5。
(交流拓展)2号试管中滤液显酸性,要将该滤液调至中性,可向滤液中加入适量_____(填序号)。
A铁粉 B氯化钙溶液 C石灰石
【答案】氢氧化钠 钡离子和硫酸根离子 H2SO4 三 玻璃棒 A
【解析】
【分析】
(1)无色酚酞溶液遇酸性溶液不变色,遇碱性溶液变红,进行分析解答。
(2)乙图中2号试管中氯化钡溶液能与稀硫酸反应生成硫酸钡白色沉淀和盐酸,进行分析解答。
[猜想假设]氯化钡溶液能与稀硫酸反应生成硫酸钡白色沉淀和盐酸,根据反应物氯化钡、稀硫酸可能有剩余,进行分析解答。
[进行实验]①取一定量的滤液于试管中,向试管中滴加Na2SO4溶液,有白色沉淀生成,生成的白色沉淀是硫酸钡,进行分析解答。
②根据用pH试纸测定未知溶液的pH的方法,进行分析解答。
[交流拓展]根据酸的化学性质,进行分析解答。
【详解】
(1)无色酚酞溶液遇酸性溶液不变色,遇碱性溶液变红,1号试管颜色变红色,说明显碱性,1号试管中是氢氧化钠溶液。
(2)乙图中2号试管中氯化钡溶液能与稀硫酸反应生成硫酸钡白色沉淀,发生化学反应的实质是钡离子和硫酸根离子结合生成硫酸钡白色沉淀。
[猜想假设]
氯化钡溶液能与稀硫酸反应生成硫酸钡白色沉淀和盐酸,猜想二可以是HCl和H2SO4。
[进行实验]
①取一定量的滤液于试管中,向试管中滴加Na2SO4溶液,有白色沉淀生成,生成的白色沉淀是硫酸钡,说明溶液中含有钡离子,则猜想三正确。
②用pH试纸测定未知溶液的pH时,正确的操作方法为取一片pH试纸放在玻璃片或白瓷板上,用玻璃棒蘸取少量待测液滴在干燥的pH试纸上,与标准比色卡对比来确定pH。
[交流拓展]
2号试管中滤液中溶质为HCl和BaCl2,要将该滤液调至中性,故可以加入铁粉和石灰石,故:AC。
故答案为
(1)氢氧化钠;
(2)钡离子和硫酸根离子;
[猜想假设]H2SO4;
[进行实验]①三;②玻璃棒;
[交流拓展]AC。
【点睛】
本题有一定难度,熟练掌握酸碱盐的化学性质、无色酚酞溶液的性质是正确解答本题的关键。
4.小杨往NaOH溶液中滴加稀硫酸,溶液无明显变化,他和小组同学以“酸与碱能否发生反应”为课题进行了科学探究,请回答下列问题。
(实验一)
(1)向NaOH溶液中先滴入几滴酚酞溶液,振荡,再滴入稀硫酸,观察到溶液由_____色变为无色,该反应的化学方程式为_____。
(2)继续往上述试管逐滴滴入NaOH溶液,不断振荡,如果观察到_____现象,证明了滴加的稀硫酸过量。
(实验二)按照“证明反应后NaOH消失了”这个角度,同学们又设计了实验二,利用NaOH溶液、CuSO4溶液、稀盐酸同样证明了酸和碱能发生反应,其中试剂丙是_____。
(拓展延伸)CO2通入NaOH溶液中也无明显现象,CO2与NaOH溶液能否发生化学反应呢?小组同学对此继续探究。
溶质
溶解性
| 溶剂 | 氢氧化钠 | 碳酸钠 |
| 水 | 极易溶 | 易溶 |
| 乙醇 | 易溶 | 微溶 |
(实验三)
小组同学设计了多角度验证CO2与NaOH溶液反应的实验,如实验三图所示(装置已连接好,气密性良好,止水夹a和b已关闭,部分仪器已略去)。
(温馨提示)CO2与乙醇不反应,本实验条件下CO2在乙醇中的溶解忽略不计。
(1)把注射器Ⅰ中氢氧化钠的乙醇溶液注入充满CO2的三口烧瓶中,轻轻振荡,观察到的现象是_____。写出该反应的化学方程式_____。
(2)把导管d移出石灰水,打开止水夹a、b,再从导管C端往三口烧瓶中鼓入N2,目的是_____。过了一段时间后,先把导管d放入澄清石灰水中,接着关闭止水夹a,再把注射器Ⅱ中的稀盐酸注入三口烧瓶内,观察到三口烧瓶中产生气泡,烧杯中的澄清石灰水变浑浊。此实验从_____角度证明了CO2与NaOH溶液发生了反应。
(总结归纳)对于无明显现象的反应,可以通过改变实验装置,创设新的情境,观察到明显的反应现象,从而判断反应的发生。
【答案】红 2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O。 过一会儿后溶液才变成红色; CuSO4溶液。 生成白色沉淀、气球逐渐变大 CO2+2NaOH===Na2CO3↓+H2O; 排出装置内的二氧化碳 生成物。
【解析】
【分析】
【详解】
实验一(1)向NaOH溶液中先滴入几滴酚酞溶液,振荡,再滴入稀硫酸,观察到溶液由红色变为无色,因为氢氧化钠和硫酸反应生成硫酸钠和水,配平即可;(2)继续往上述试管逐滴滴入NaOH溶液,不断振荡,如果观察到过一会儿后溶液才变成红色的现象,证明了滴加的稀硫酸过量;
实验二:把氢氧化钠溶液、稀盐酸混合在一起,然后滴加CuSO4溶液,没有蓝色沉淀生成,说明氢氧化钠和盐酸发生了反应,因此丙是CuSO4溶液;
实验三:(1)把注射器Ⅰ中氢氧化钠的乙醇溶液注入充满CO2的三口烧瓶中,轻轻振荡,观察到的现象是:生成白色沉淀、气球逐渐变大,因为二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,碳酸钠在酒精中微溶;(2)把导管d移出石灰水,打开止水夹a、b,再从导管C端往三口烧瓶中鼓入N2,目的是排出装置内的二氧化碳,此实验从生成物角度证明了CO2与NaOH溶液发生了反应。
【点睛】
本考点既考查了实验步骤的设计,又考查了化学方程式的书写,还对实验进行了评价,综合性比较强,实验探究题是近几年中考的热点之一,它包括实验方法和过程的探究,实验结论和实验规律的探究等,本题通过实验资料和实验分析,得到了正确的结论,属于结论性探究,同学们要具体分析,综合掌握。
5.某化学兴趣小组同学为了探究实验室中的氢氧化钠固体是否变质,进行了有关
实验。请你与他们一起完成以下探究活动:
(猜想)
猜想I:没有变质;猜想Ⅱ:已经变质;
(实验和推断)
(1)加入的适量A溶液是_______________(填名称),若现象a为有气泡产生,说明氢氧化钠已经变质。
(2)若现象b为____________________,说明氢氧化钠没有变质。
(反思)氢氧化钠的保存方法是______________(填“A”或“B”)。
A密封保存B不需密封保存
【答案】稀盐酸 无明显现象 A
【解析】
【分析】
【详解】
(1)氢氧化钠易与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠而变质,要检验氢氧化钠是否变质,实际是检验是否含有碳酸根离子。那么可加入适量的稀盐酸,若有碳酸钠则会产生大量的气泡,证明已经变质了,故加入的适量A溶液是稀盐酸,若现象a为有气泡产生,说明氢氧化钠已经变质。
(2)若没有气泡产生则说明氢氧化钠没有变质,故若现象b为无明显现象,说明氢氧化钠没有变质。
[反思]氢氧化钠易于二氧化碳反应,故要密封保存,故选A。
6.以下是老师引导学生探究“质量守恒定律”的教学片段,请你参与探究并帮忙填写空格(包括表中的空格)。
(提出问题)化学反应前后各物质的质量总和是否相等?
(猜想与假设)猜想1:不相等; 猜想2:相等。
(实验探究)甲、乙两组同学用托盘天平分别称量反应前后物质的质量。
| 甲 组 | 乙 组 | |
| 实验 方案 (反应后略) | ||
| 实验 现象 | 有气泡产生, 天平指针向右偏转 | 铁钉表面有红色物质析出, 溶液颜色发生改变, 天平指针没有偏转 |
| 结论 | 猜想1正确 反应的化学方程式:________ | 猜想2正确 |
(反思评价)究竟哪种猜想正确?通过讨论,同学们发现甲组中有气体溢出,导致指针向右偏转。得到启示:在探究化学反应前后各物质的质量总和是否相等时,凡是有气体生成或参加的反应一定要在___________中进行。
(优化装置)同学们对甲组左盘中的反应装置进行了如下三种改进,你认为最佳装置是____(填序号),从另外两种装置中任选一种指出其不足_____________。
(得出结论)同学们利用改进后的最佳装置进行再次探究,均得出猜想二正确。进一步分析发现,反应体系中器材和未参加反应的物质的质量在反应前后保持不变,
最终得出结论是:_________________________的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。
(解释应用)解释:化学反应前后,原子的种类、数目、质量均不变,所以质量守恒。
应用:某固体物质受热会发生分解反应,生成氧化铜、水和二氧化碳三种物质,则该固体物质一定由____种元素组成。
【答案】Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+ CO2↑ 密闭容器(或封闭体系等合理答案) B A装置中反应产生气体,气球膨胀,浮力增大,导致称量结果不准或C装置中反应产生气体,瓶内气压增大,可能导致瓶塞迸出(其它合理答案也可)。 参加化学反应(或参加反应) 四(或4或C、H、O、Cu四)
【解析】
【分析】
【详解】
实验探究:反应的化学方程式是:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+ CO2↑
反思评价:在密闭容器中进行化学反应,对探究质量守恒定律实验无影响
优化装置:最佳装置是:B ;另外两种装置的不足:A装置中反应产生气体,气球膨胀,浮力增大,导致称量结果不准或C装置中反应产生气体,瓶内气压增大,可能导致瓶塞迸出。
得出结论:质量守恒定律的概念是: 参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和
解释应用:反应前后元素的种类不变,生成物中含有C、H、O、Cu四种元素,故反应物中也应该含有C、H、O、Cu四种元素。
7.化学实验过程经常会产生一定量的废液,经过无害化处理可有效防止水体污染。在一次实验课上,兴趣小组的同学们完成了NaOH溶液和Na2CO3溶液的鉴别,并对废液成分展开探究。
活动一
通过小组合作,同学们完成了右图所示的三组小实验。实验中生成白色沉淀的化学方程式是____________________(写一个)。
活动二
小雪将六支试管中的剩余物倒入一个洁净的大烧杯中(如下图), 充分搅拌、静置。观察到杯内上层是无色溶液,下层有白色沉淀。由此可以确定:上层溶液中一定不含有的离子是__________________、以及一定含有的离子。小组同学对上层溶液中还可能含有的离子进行了如下探究。
(提出问题)上层溶液中还可能含有什么离子?
(猜想与假设)上层溶液中还可能含有OH-、CO32-、Ca2+中的一种或几种。
(进行实验)
| 实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 | |
| 方案一 | ①取少量溶液于试管中,滴加无色酚酞溶液②继续滴加稀盐酸 | ①溶液变红 ②产生气泡 | ①有OH- ②有CO32-、无Ca2+ |
| 方案二 | 取少量溶液于试管中,____________(指示剂除外) | ①____________ ②___________ | ①有CO32-、无Ca2+ ②有OH- |
(1)小明同学对方案一提出质疑, 他的理由是________________________。
(2)经过综合分析,最终确定上层溶液中肯定存在的离子有______________________。
(3)将烧杯内物质过滤,滤渣回收,向滤液中加入适量_______________________进行处理后再排放。
【答案】 Ca(OH)2+Na2CO3 =CaCO3↓+2NaOH(或CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl) H+(或氢离子) 滴加过量的BaCl2溶液,静置,继续滴加CuSO4溶液,(或滴加过量的Ca(NO3)2溶液,静置,继续滴加FeCl3溶液。 产生白色沉淀 产生蓝色沉淀(或产生红褐色沉淀) 溶液中有CO32-(或Na2CO3)也会使酚酞变红,无法判断是否含OH-[或溶液中有CO32-(或Na2CO3)溶液也显碱性,无法判断是否含OH-](合理即可) Na+、 Cl-、OH-、CO32- (或钠离子、氯离子、氢氧根离子、碳酸根离子) 稀硫酸(或稀盐酸/酸)
【解析】
活动一、根据氢氧化钙溶液与碳酸钠溶液反应生成碳酸钙和氢氧化钠(或氯化钙溶液与碳酸钠溶液反应生成碳酸钙和氯化钠)解答;活动二、根据烧杯下层的白色沉淀应为碳酸钙,说明盐酸反应完,据此分析解答;【进行实验】根据检验碳酸根可以加入钙离子的溶液或钡离子的溶液;检验氢氧根离子可以加入能够说出碱性沉淀的离子分析解答;【反思与评价】(1)根据碳酸钠溶液显碱性,也能使无色酚酞溶液变红解答;(2)根据实验分析解答;(3)根据酸碱中和解答。活动一、氢氧化钙溶液与碳酸钠溶液反应生成碳酸钙和氢氧化钠,反应的化学方程式为Ca(OH)2+Na2CO3 =CaCO3↓+2NaOH(或氯化钙溶液与碳酸钠溶液反应生成碳酸钙和氯化钠,反应的化学方程式为CaCl+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl);活动二、烧杯下层的白色沉淀应为碳酸钙,说明盐酸反应完,故上层溶液中一定不含有的离子是H+(或氢离子);【进行实验】实验步骤:滴加过量的BaCl2溶液,静置,继续滴加CuSO4溶液(或滴加过量的Ca(NO3)2溶液,静置,继续滴加FeCl3溶液]; 现象:①产生白色沉淀;②产生蓝色沉淀(或产生红褐色沉淀);【反思与评价】(1)溶液中有CO32-(或Na2CO3)也会使酚酞变红,无法判断是否含OH-[或溶液中有CO32-(或Na2CO3)溶液也显碱性,无法判断是否含OH-] ;(2)碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠和水;碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙和氯化钠;碳酸钠与氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙和氢氧化钠,故经过综合分析,最终确定上层溶液中肯定存在的离子有 Na+、 Cl-、OH-、CO32- (或钠离子、氯离子、氢氧根离子、碳酸根离子);(3)滤液中含有氢氧化钠、碳酸钠等碱性物质,应加稀硫酸(或稀盐酸或酸)进行处理后再排放。
8.小明同学对家中久置的袋装固体食品防腐剂的成分产生了兴趣(品名和成分如图所示),于是和同学一起,设计实验进行探究:
[提出问题]久置固体食品防腐剂的成分是什么?
[查阅资料]铁与氯化铁溶液在常温下发生反应生成氯化亚铁。
[作出猜想]久置固体中可能含有Fe、Fe2O3、CaO、Ca(OH)2和CaCO3。
[实验探究]甲同学的探究方案如下表:
| 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| (1)取少量固体放于试管中,加足量蒸馏水溶解,静置后取上层清液滴加无色酚酞溶液 | 固体溶解时试管外壁发烫,试管底部有不溶物,溶液变红。 | 固体中一定含有_____和氢氧化钙。此过程的化学方程式_____。 |
| (2)另取少量固体放于试管中,滴加足量的稀盐酸稀盐 | 固体逐渐消失,有大量无色气体产生,得到浅绿色溶液。 | 固体中一定含有Fe,Fe一定不含Fe2O3 |
| (3)将步骤(2)中产生的气体通入到澄清的石灰水中 | _____ | 固体中一定含有CaCO3 |
(1)“504双吸剂”中的铁粉可以吸收空气中的_____、_____。
(2)实验操作(2)的实验现象里“有大量无色气体产生”,根据甲同学的整体探究方案推测,无色气体的成分是一定含有_____,可能含有_____。
(3)乙同学认为甲同学的实验中不能得出一定含Ca(OH)2的结论,理由是_____。
(4)丙同学认为甲同学的实验并不能得出一定不含Fe2O3的结论,理由是_____。
【答案】氧化钙 CaO+H2O=Ca(OH)2 石灰水变浑浊 氧气 水蒸气 二氧化碳 氢气 氧化钙与水反应后也得到氢氧化钙 氧化铁与盐酸反应生成氯化铁后,铁与氯化铁溶液在常温下发生反应生成氯化亚铁
【解析】
(1)生石灰易与空气中的水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙易于二氧化碳反应生成碳酸钙;根据固体溶解时试管外壁发烫,试管底部有不溶物,溶液变红,那么固体中一定含有氧化钙和氢氧化钙,氧化钙与水反应生成氢氧化钙放热并生成呈碱性的氢氧化钙,化学方程式为:CaO+H2OCa(OH)2;(2)滴加足量的稀盐酸,有大量无色气体产生,得到浅绿色溶液,那么一定含有铁,铁与盐酸反应生成氢气和氯化亚铁,肯定无氧化铁,因为氧化铁与盐酸反应生成黄色溶液;(3)将步骤(2)中产生的气体通入到澄清的石灰水中,石灰水变浑浊,证明固体中一定含有CaCO3;[交流与反思] (1)“504双吸剂”中的铁粉可以吸收空气中的氧气和水蒸气;(2)实验操作(2)的实验现象里“有大量无色气体产生”, 根据甲同学的整体探究方案推测,无色气体的成分是一定含有二氧化碳,可能含有氢气;(3)乙同学认为甲同学的实验中不能得出一定含Ca(OH)2的结论,理由是氧化钙与水反应后也得到氢氧化钙;(4)丙同学认为甲同学的实验并不能得出一定不含Fe2O3的结论,理由是:氧化钙与水反应后也得到氢氧化钙,氧化铁与盐酸反应生成氯化铁后,铁与氯化铁溶液在常温下发生反应生成氯化亚铁。
9.兴趣小组获得两包制作“跳跳糖”的添加剂,一包是柠檬酸晶体,另一包是标注为钠盐的白色粉末。将少量柠檬酸和这种白色粉末溶于水,混合后产生了使澄清石灰水变浑浊的气体。于是对白色粉末的化学成分进行了以下探究:
(提出猜想)猜想1.碳酸钠;猜想2.碳酸氢钠;猜想3.碳酸钠和碳酸氡钠
(查阅资料)
①碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液均呈碱性;
②碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳;碳酸钠受热不分解;
(实验探究)小月、小妮分别对有关猜想设计方案并进行实验。
| 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 | |
| 小月 | 将白色粉末溶于水后用pH试纸测定其酸碱度 | pH_____7(填“>”、“<”或“=”) | 溶液呈碱性,猜想1成立 |
| 小妮 | 用如上图所示的装置进行实验 | 试管A中有水珠产生,试管B中液体变浑浊 | 猜想2成立。 |
(1)小月实验结论不准确的原因是__________________。
(2)小妮的实验方案不能排除白色粉末是否含有__________________。
(继续探究)小戚称取mg白色粉末与足量稀盐酸反应,充分反应后生成二氧化碳的质量为ng,通过计算并分析实验数据确定猜想3正确,则n的取值范围为__________________(用含m的代数式表示)。
(结论分析)探究后他们核查到添加剂的成分是柠檬酸和碳酸氢钠,分析后认为白色粉末中的碳酸钠是由碳酸氢钠分解产生的。
(拓展探究)向等体积、含等碳原子数的碳酸氢钠和碳酸钠溶液中,分别逐滴加入一定浓度的盐酸,得到pH变化与时间的关系如图所示。
(交流反思2)b点的溶质为__________________(写化学式),将图2和图3的阴影部分进行叠加,发现两者基本重合,C点的溶质__________________(写化学式)。
(得出结论)通过上述分析,碳酸钠和盐酸反应过程,可以依次用以下两个化学方程式表示:________、__________。
(结论与反思)探究溶液的酸碱性及反应pH值的变化,可以认识反应原理及进行的过程。
【答案】> 由于碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液均呈碱性 碳酸钠 NaCl、HCl NaCl、NaHCO3 Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3 NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑
【解析】
【分析】
实验探究小月:根据碳酸钠溶液呈碱性分析溶液的pH;交流反思:(1)小月根据碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液均呈碱性分析;(2)根据碳酸钠和碳酸氢钠的混合物受热分解生成了水和二氧化碳分析;继续探究:根据碳酸钠、碳酸氢钠的化合物与与盐酸的反应分析计算;交流与反思:根据图中提供的信息可以判断相关方面的问题。
【详解】
实验探究小月:由于碳酸钠溶液呈碱性。所以溶液的pH>7;交流反思:(1)由于碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液均呈碱性,溶液的pH>7,所以小月实验结论不准确;(2)由于碳酸钠和碳酸氢钠的混合物受热也会生成了水和二氧化碳,所以不能排除包色粉末中混有碳酸钠;
继续探究:若碳酸钠的质量为m,设与盐酸反应生成的二氧化碳的质量为x
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑
106 44
m x
则 ,解得:x=
若碳酸氢钠的质量为m,设与盐酸反应生成的二氧化碳的质量为y。
NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑
84 44
m y
则 ,解得:y=
猜想3正确,即白色粉末是碳酸钠和碳酸氢钠的混合物,则n的取值范围为: <n< ;交流与反思2:碳酸氢钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,b点时稀盐酸过量,因此溶质是反应生成的NaCl和过量的HCl;将图2和图3的阴影部分进行叠加,发现两者基本重合,说明向碳酸钠溶液中加入稀盐酸时,碳酸钠先和稀盐酸反应生成碳酸氢钠和氯化钠,然后碳酸氢钠再和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,因此c点的溶质是反应生成的NaCl和NaHCO3;得出结论:通过上述分析,碳酸钠和盐酸反应的过程是:碳酸钠先和稀盐酸反应生成碳酸氢钠和氯化钠,然后碳酸氢钠再和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,反应的化学方程式为:Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3,NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑。
10.氯化镁是一种重要的化工原料,同学们在实验室对其开展了系列研究。
课题1:选择制取氯化镁的原料
【查阅资料】
①全球海水中含有的盐类总质量为5亿亿吨,其中含有的各种离子占盐类总质量的百分含量如下表所示:
| 离子 | Cl— | Na+ | Mg2+ | Ca2+ | K+ | 其他 |
| 含量 | 55.06% | 30.61% | 3.69% | 1.15% | 1.10% | …… |
【交流讨论】
同学们经讨论,一致选择卤水用于实验室制取氯化镁。你认为他们的理由是 。
课题2:由卤水制取氯化镁
同学们设计如题18图所示方案,从卤水中制取氯化镁。
(1)溶液X的名称是 。
(2)部分同学认为上述制取方案不够完善,在“过滤”操作后缺少“洗涤”操作,从而导致制取的氯化镁不纯,可能混有的杂质是 。
课题3:测定氯化镁产品的纯度(氯化镁的质量分数)
同学们设计如下实验方案对制得的氯化镁进行纯度测定。
【实验步骤】
①称取9.5g氯化镁样品,放于烧杯中,加足量的水溶解,形成溶液;
②向上述溶液中加入90g质量分数为10%的氢氧化钠溶液;
③充分反应后,过滤;
④……
⑤向所得溶液中加入几滴无色酚酞试液,溶液变红,再逐滴加入10%稀硫酸(密度为1.07g·mL—1),并 ,当观察到溶液恰好褪色且30s内红色不复现,停止加入稀硫酸;
⑥计算氯化镁样品的纯度。
【问题讨论】
(1)为计算出氯化镁样品的纯度,除上述数据外,实验还需测量的数据是 。
(2)若缺少步骤④,则会导致氯化镁纯度测定不准确,步骤④的操作是 。
【答案】课题1 卤水中氯化镁含量高 课题2 (1)盐酸 (2)氯化钠、氯化钾和氯化钙(三者缺一不得分,也可混有其他合理杂质)
课题3 【实验步骤】⑤玻璃棒搅拌或摇晃或振荡【问题讨论】①稀硫酸反应最后的体积或稀硫酸反应前后的质量,或加入酚酞后混合溶液质量与反应后混合溶液质量或稀硫酸的体积等。 ②用水充分洗涤滤渣,并将洗涤液与滤液合并
【解析】根据所学知识和题中信息知,课题1:选择制取氯化镁的原料。【查阅资料】【交流讨论】同学们经讨论,一致选择卤水用于实验室制取氯化镁。你认为他们的理由是卤水中氯化镁含量高。课题2:由卤水制取氯化镁。(1)溶液X的名称是盐酸。(2)部分同学认为上述制取方案不够完善,在“过滤”操作后缺少“洗涤”操作,从而导致制取的氯化镁不纯,可能混有的杂质是氯化钠、氯化钾和氯化钙(三者缺一不得分,也可混有其他合理杂质)。课题3:测定氯化镁产品的纯度(氯化镁的质量分数)。【实验步骤】⑤向所得溶液中加入几滴无色酚酞试液,溶液变红,再逐滴加入10%稀硫酸(密度为1.07g·mL—1),并用玻璃棒搅拌或摇晃或振荡,当观察到溶液恰好褪色且30s内红色不复现,停止加入稀硫酸。【问题讨论】(1)为计算出氯化镁样品的纯度,除上述数据外,实验还需测量的数据是稀硫酸反应最后的体积或稀硫酸反应前后的质量,或加入酚酞后混合溶液质量与反应后混合溶液质量或稀硫酸的体积等。⑵若缺少步骤④,则会导致氯化镁纯度测定不准确,步骤④的操作是用水充分洗涤滤渣,并将洗涤液与滤液合并。
11.设计方案是实验探究的保证,感悟方法是探究的根本目的。某合作学习小组开展了如下探究。
实验一:检验氢氧化钠溶液中是否含有氢氧化钙。
(分析)从组成上看,氢氧化钙和氢氧化钠都属于碱,它们在水溶液中都能解离出相同的_______(填符号),所以具有相似的化学性质。但由于解离出的Na+和Ca2+不同,所以性质也有不同。设计实验时可加入能解离出CO32-的试剂,利用CO32-与Ca2+结合产生白色沉淀这一特殊现象予以检验。
(设计方案并实验)
| 实验操作 | 现象 | 结论 | |
| 方案一 | 取少量待测溶液于试管中,通入CO2 | 出现白色沉淀 | 氢氧化钠溶液中含有氢氧化钙。 |
| 方案二 | 取少量待测溶液于试管中,滴加 _________溶液。 | 出现白色沉淀 |
(方法感悟)在检验物质时,要分析物质的组成和________,据此选择加入恰当的试剂,最后根据不同现象得出结论。
(延伸探究)
实验二:有一包白色固体,可能含有氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠、硫酸钠和钡中的一种或几种,为探究其组成,某合作学习小组设计方案并进行了如下实验:
(1)上述实验中,过滤操作用到的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒和_________。
(2)小晶同学通过上述实验推知:白色固体样品中一定不含有___________。
(3)为确定白色固体样品中可能存在的物质,小燕对沉淀C进行实验。
| 实验操作 | 现象 | 结论 |
| 取少量沉淀C于试管中,加入过量____________ | 有气泡产生,沉淀全部消失 | 白色固体样品中一定含有_________ |
(方法感悟)若其它物质的存在对所检验的物质有干扰时,可先将干扰物质转化,再选择加入恰当的试剂,最后根据不同现象得出结论。
【答案】实验一:OH-K2CO3或Na2CO3或(NH4)2CO3 CO2+ Ca(OH)2CaCO3↓+H2O [或Na2CO3+ Ca(OH)2CaCO3↓+ 2NaOH] 性质(或化学性质)
实验二:(1)漏斗 (2)Ba(NO3)2 (3)稀HCl(或稀HNO3) Na2CO3 (4)BaCl2+ 2AgNO32AgCl↓+ Ba(NO3)2 (或BaCl2+ Na2CO3BaCO3↓+2 NaCl ) Ba(NO3)2溶液
【解析】
试题分析:实验一【分析】从组成上看,氢氧化钙和氢氧化钠都属于碱,它们在水溶液中都能解离出相同的OH-【设计方案并实验】根据提供的信息,取少量沉淀C于试管中,加入过量K2CO3或Na2CO3或(NH4)2CO3,实验现象为出现白色沉淀,说明氢氧化钠溶液中含有氢氧化钙;方案中出现白色沉淀的一个化学方程式CO2+ Ca(OH)2CaCO3↓+H2O [或Na2CO3+ Ca(OH)2CaCO3↓+ 2NaOH] 【方法感悟】在检验物质时,要分析物质的组成和性质,实验二:(1)过滤操作用到的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒和漏斗;(2)小晶同学通过上述实验推知:白色固体样品中一定不含有Ba(NO3)2 ;(3)实验操作取少量沉淀C于试管中,加入过量稀盐酸(或稀),检验是否含有碳酸根或硫酸根,现象为有气泡产生,沉淀全部消失,说明白色固体样品中一定含有碳酸钠;(4)小虎同学认为白色固体中还有物质不能确认其是否存在,其理由是BaCl2+ 2AgNO32AgCl↓+ Ba(NO3)2只需将上述实验方案中所加的一种试剂改为钡,以防止对氯化钠的检验的干扰。
考点:物质成分探究、推断
12.实验室有—瓶久置于空气中已经变质的过氧化钠(Na2O2),乐乐设计了以下实验方案探究其成分。请你跟他一起完成实验并填写相关内容。
(查阅资料)
(1) Na2O2化学性质很活泼,能与水、二氧化碳反应。
相关反应:2 Na2O2+2H2O = 4NaOH+O2↑
2 Na2O2+2CO2= 2Na2CO3+ O2
(2)BaNO3溶液、NaNO3溶液均为中性溶液
(猜想) 猜想Ⅰ:Na2O2、NaOH、Na2CO3
猜想Ⅱ:NaOH、Na2CO3
猜想Ⅲ:Na2CO3
(实验推断)
| 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| ①取少量固体的于试管中,加水振荡制直至完全溶解。 | __________ | 猜想Ⅰ不成立。 |
| ②取少量①的溶液于试管中,滴加过量的Ba(NO3)2溶液。 | ___________ | 证明有Na2CO3存在。化学反应方程为:____________ |
| ③取少量②的溶液于试管中,滴加无色酚酞试液。 | 酚酞试液变红 | 证明 存在。 |
| 结合以上实验现象,说明猜想Ⅱ是成立的。 | ||
实验结论: Ba(NO3)2+ Na2CO3= BaCO3↓ +2Na NO3 NaOH
【解析】
分析:根据物质的检验方法进行分析,要证明过氧化钠的存在,可以加水与之反应观察有无气体放出,要证明碳酸钠的存在,可以加入含可溶性钙、钡化合物的观察有无沉淀生成的方法,要证明氢氧化钠的存在,可以加入指示剂酚酞观察溶液是否变红的方法.
解:
①取固体加水是要证明过氧化钠的存在,猜想Ⅰ不成立,说明固体中无过氧化钠,因此加水将会无气体产生,②加入过量的钡溶液证明有碳酸钠存在,则钡与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和钠,会出现有白色沉淀产生的现象,③通过②能将固体中的碳酸钠全部反应掉,则加入酚酞试液变红能证明氢氧化钠的存在,所以本题答案为:
| 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| 无气体放出 | ||
| 有白色沉淀产生 | Ba(NO3)2+Na2CO3=BaCO3↓+2Na NO3 | |
| NaOH | ||