2023年中考化学二轮复习科学探究题之探究酸碱的主要性质
一.科学探究题(共10小题)
1.学习了常见的酸、碱、盐后,同学们对NaOH的化学性质进行了整理归纳,并在老师的指导下进行如下实验活动。
【验证实验】在盛有NaOH溶液的试管中分别加入下列物质:
(1)A中的实验现象为 。
(2)B中发生反应的方程式为 。
【探究实验】通过实验,同学们发现C、D试管中均无明显现象,于是继续进行探究:
(1)试管C中加入稀盐酸后,再进行如下实验,能证明试管C中已发生化学反应的是 。
①在混合液中加金属Zn,无气泡产生
②在混合液中加无色酚酞,溶液呈无色的
③在混合液中加AgNO3溶液,有白色沉淀
④用pH试纸测混合液的pH,测得pH等于7
(2)为了证明D中已发生化学反应,同学们设计了下列实验方案:
甲同学向该试管中再加入足量的 ,观察到有气泡产生,证明CO2和NaOH发生了反应。
乙同学用图1所示装置进行实验。实验前U形管两端液面相平,将NaOH溶液滴入试管中,恢复到室温后,U形管中的液面 。据此,他得出“CO2与NaOH发生了化学反应”的结论。丙同学认为乙同学的结论证据不充足,理由是 。
乙同学在老师的指导下改进实验,利用如图2装置测定二氧化碳浓度变化,采集数据绘制成曲线(如图3)。据图3分析,能说明二氧化碳与氢氧化钠发生反应的时间段是 。a﹣b段数据不再变化的原因是 。
【定量实验】氢氧化钠固体常因保存不当而变质。兴趣小组的同学将一定量实验室久置的氢氧化钠样品(样品经干燥不含水分)与200g7.3%的盐酸混合,恰好完全反应时测得产生气体的质量为4.4g。求样品中NaOH的质量分数为 。(写出计算过程,计算结果精确到0.1%)
2.酸和碱是初中化学研究的两类重要物质。
【探究一】探究硫酸的化学性质
(1)将金属锌加入稀硫酸中观察到的现象是 。
(2)甲向装有氧化铜的试管A中加入稀硫酸,反应的化学方程式为 。
(3)甲继续对试管A中的溶液进行探究。
步骤1:向反应后的试管A中加入一定量的氢氧化钠溶液,无明显的实验现象。
步骤2:再继续加入一定量的氯化钡溶液。
步骤3:向步骤2反应后的溶液中又逐步滴加氢氧化钠溶液,一段时间后才有蓝色沉淀产生,溶液仍为蓝色,一定发生的化学方程式为 。
【探究二】探究氢氧化钠的化学性质
已知20℃时,氢氧化钙的溶解度为0.165g。
20℃时,乙取两份长期放置在实验室的8%的氢氧化钠溶液各10g分别于试管A、B中。
(1)向试管A中滴加酚酞溶液的现象是 。
(2)向试管B中滴加10%的氯化钙溶液,直至不再产生白色沉淀时为止。
①乙认为该沉淀一定是碳酸钙,他这样认为的理由是 (用化学方程式表示)。
②丙认为乙的说法不正确,其原因是 。
③请设计实验证明白色沉淀的成分。
实验步骤 实验现象 实验结论
3.二氧化碳通入氢氧化钠溶液中无明显现象,为证明两者发生反应,某化学兴趣小组设计了如下四个实验方案进行验证(通常状况下1体积水中溶解1体积二氧化碳;集气瓶容积均为250mL;装置气密性良好)。
方案一
(1)将注射器内液体全部注入集气瓶中充分反应后,观察到 ,证明氢氧化钠和二氧化碳发生了反应。
(2)有同学认为该方案不完备,需补充一个对比实验,实验操作为 。
方案二
(3)图中N溶液的溶质可能是 (写出一种),由此判断氢氧化钠与二氧化碳发生反应依据的现象是 。
(4)为确保实验目的达成,该方案中还应注意的问题是 。
方案三
【资料】①CO2与乙醇不反应,本实验条件下CO2在乙醇中的溶解忽略不计。
②常温下氢氧化钠易溶于乙醇,碳酸钠微溶于乙醇。
(5)将氢氧化钠的乙醇饱和溶液注入充满CO2的集气瓶中,轻轻振荡,溶液变浑浊。该反应的化学方程式 。
(6)同学们向上述集气瓶中加入过量稀盐酸,观察到 现象,判断氢氧化钠与二氧化碳发生了反应。
方案四
(7)兴趣小组的同学将CO2持续通入一定浓度的氢氧化钠溶液中,用数字化实验技术测定反应过程中温度变化,结果如图所示。图中温度变化说明该反应 (填“放出”或“吸收”)热量。
【反思】
(8)同学们完善实验后总结如下:对于无明显现象的反应,可以通过验证反应物的减少,如方案 ;或检验有新物质生成,如方案 ;或从变化等角度验证反应的发生;还可以通过现代技术手段进行数据测定,实现反应过程的“可视化”。
4.某化学兴趣小组设计实验探究氢氧化钠的性质,请你参与他们的探究。
【实验过程与分析】
实验1 实验2 实验3
实验操作
实验现象 X 无明显现象 溶液进入试管中
实验结论 氢氧化钠能与硫酸铜反应 氢氧化钠与硫酸不反应 氢氧化钠能与二氧化碳反应
【实验反思与拓展】
(1)实验1发生反应的化学方程式是 。
(2)甲同学认为,实验2的结论不正确,他改进了该实验方案:先向氢氧化钠溶液中滴入几滴酚酞溶液并振荡,再滴入稀硫酸,观察到溶液由 色变为无色,由此表明氢氧化钠与硫酸发生了反应。
(3)乙同学认为,实验3的现象不能说明二氧化碳和氢氧化钠发生了反应,再加入一种试剂,才能证明二氧化碳和氢氧化钠发生了反应,他的理由是 ,需要加入的试剂可以是 (填一种)。
(4)实验结束后,将实验1和改进后实验2的试管内剩余物质倒入烧杯中,如果观察到烧杯内液体呈红色,则实验1中观察到的现象X是 。
5.为加深对酸、碱的主要性质的认识,通过实验解释生活中的一些现象,在学完酸、碱的性质后,老师组织同学们完成了以下实验活动。
(1)实验一中,观察到紫色石蕊溶液变 色;
(2)实验二中,观察到溶液由无色变成黄色,一段时间后有气泡产生,请写出产生气泡的化学方程式 ,除锈时, (选填“能”或“不能”)将铁制品长时间浸在酸中;
(3)实验三中,观察到溶液由红色变成无色,判断反应后所得无色溶液中溶质成分的情况,用化学式表示 ;
(4)由实验四得出的结论正确的是 ;
A.氢氧化钙微溶于水
B.氢氧化钙不溶于水
C.步骤二中溶液变红是因为Ca(OH)2在水溶液中解离出Ca2+
D.步骤三中溶液由红色变为无色的原因是氢氧化钙与盐酸发生了反应
【应用与拓展】
(5)结合以上实验内容,若要除去铜粉中混有的少量氧化铜,得到纯净的铜,比较适宜的试剂是 ;
(6)中和反应在生产、生活中应用广泛。下列应用的主要原理不涉及中和反应的是 。
A.生石灰用于加热即热食品
B.氢氧化铝用于治疗胃酸过多症
C.熟石灰用于改良酸性土壤
D.硼酸用于处理皮肤上沾有的碱
6.酸在工业、医药等领域的应用特别广泛,其中最常见的就是盐酸和硫酸。化学兴趣小组对酸的相关性质展开了如下项目式探究:
【任务一】初识盐酸和硫酸
(1)某瓶酸溶液由于标签被腐蚀(如图1),无法看清药品名称和化学式。根据残留的部分信息可以判断出该酸为: (写出化学式)。
【任务二】探究酸的共性
实验①:小组同学用紫茄子皮自制了酸碱指示剂,滴加至盐酸和硫酸中都能变成桃红色。
实验②:分别将大小相同的金属铝、锌、铁放入等体积等浓度的稀硫酸溶液中,观察实验现象,结果发现铝表面开始时并没有气泡产生。
实验③:向某固体滴加足量稀盐酸溶液,产生大量气泡。
(2)盐酸、硫酸都能使指示剂变色的本质原因是溶液中都含有 (写出离子符号)。
(3)写出铁与稀硫酸反应的化学方程式 ;铝和稀硫酸反应为什么刚开始没有气泡产生 。
(4)小组同学根据实验③中的现象判断该固体一定是活泼金属。你认为他的说法是否正确?理由是: 。
注意:若答对以下问题可奖励3分,化学试卷总分不超过40分
【任务三】再探盐酸和硫酸
盐酸和硫酸中酸根离子不同,与其它物质反应,也可体现酸的个性。
【进行实验】:同学对这个问题进行了如下探究:用滴定管分别向Ba(OH)2溶液中匀速滴加稀盐酸和稀硫酸,观察现象并绘制出电导率随时间变化的曲线(如图2)。
【查阅资料】1.电导率传感器可通过电脑软件记录溶液中导电情况;
2.电导率与溶液中离子浓度有关。
【进行实验】
(5)向Ba(OH)2溶液中匀速滴加稀盐酸(如图3),并绘制出曲线1,其中曲线1点M处烧杯中溶液溶质有 (写化学式)。曲线2表示的是向Ba(OH)2溶液中匀速滴加稀硫酸时溶液的导电性的变化情况,该反应的微观本质如图4,将图补充完整。
【分析与结论】
(6)根据该实验,下列所得结论正确的是 (填序号)
A.溶液离子浓度越大,电导率越强
B.N点和Q点是中和反应的结束点
C.随着酸的不断增加,电导率最终趋近于稳定值
D.往氢氧化钡溶液中滴加盐酸和硫酸溶液时现象相同
7.酸的研究是一项重要课题。某小组以“酸的性质”为主题开展以下项目式学习。
【任务一】酸的物理性质。
(1)测定加热后稀盐酸的浓度变化。小组同学将等量且初始浓度相同的稀盐酸一份加热5分钟,一份不加热,用它们中和等量的氢氧化钠,发现未加热的盐酸用量大,则加热后稀盐酸浓度 (填“变大”、“变小”或“不变”),原因可能是 。
【任务二】酸的化学性质。
(2)与指示剂作用。向月季花提取液中分别滴入以下常见溶液,颜色变化如下表:
物质 白醋 石灰水 蒸馏水
显色情况 浅红色 黄色 红色
那么小组同学将月季花提取液滴入装有少量稀硫酸的试管中,现象为 。
(3)与活泼金属作用。小组同学在杠杆的两端分别挂着质量和体积都相同的铁球和铝球(ρ铁>ρ铝),这时杠杆平衡如图1,将两球分别浸泡在质量相同、质量分数也相同的稀硫酸中,直到两个烧杯中均没有气体产生为止,将两球移出烧杯(悬挂球的线无损),发现两球的外形变化不大且无孔洞出现。那么,一定空心的球是 (填“铁球”或“铝球”);写出M端浸没在烧杯里时发生的反应化学方程式 ;最后取出的杠杆, 端下沉。
(4)与盐的作用。
【查阅资料】碳酸钠溶液与稀盐酸反应:①当稀盐酸过量时,反应生成氯化钠、二氧化碳和水;②稀盐酸不足时,产物是氯化钠和碳酸氢钠。小组同学在老师的指导下设计实验一、二(如图2)探究稀盐酸与碳酸钠的反应,根据图示,实验一试管中的现象是 ;实验二试管中的现象是 。请写出实验二中发生的反应化学方程式 。
8.二氧化碳与氢氧化钠反应无明显现象,同学们对此心存困惑:它们是否真的发生反应?因此他们根据学到的知识和方法设计了以下四种实验方案,并进行判断。
【查阅资料】氢氧化钠易溶于乙醇;碳酸钠微溶于乙醇。
(1)实验一:将去壳熟鸡蛋放在充满二氧化碳的抽滤瓶的瓶口,打开止水夹,迅速注入氢氧化钠溶液,关闭止水夹,并振荡抽滤瓶。这时观察到鸡蛋被 瓶中。
(2)实验二:向2mL的氢氧化钠的乙醇溶液(溶剂是乙醇)中吹气约30秒左右,观察到的现象是 。再用2mL乙醇做同样的实验,观察到无现象。
(3)实验三:数字化实验:将电脑、数字化实验中压强传感器通过真空橡胶管与盛有二氧化碳的烧瓶相连,迅速注入80mL的40%氢氧化钠溶液。得到实验压强变化如曲线A。
Ⅰ.曲线A的变化趋势无法判断反应真实发生,理由 。
Ⅱ.为了更科学的判断反应已发生。还需用80mL 做同样的实验得曲线B,这样做的原因 。
(4)实验四产物转化法实验:
实验步骤 实验现象 实验结论
实验A:向氢氧化钠溶液中通入二氧化碳后,逐滴滴加稀盐酸 无气泡产生 二氧化碳与氢氧化钠不反应
实验B:向氢氧化钠溶液中通入二氧化碳后,滴加氯化钡溶液。 产生白色沉淀 二氧化碳与氢氧化钠发生反应
Ⅰ.某同学认为实验A的操作不当,导致结论错误。其理由是: 。
Ⅱ.写出实验B中产生白色沉淀的反应方程式 。
【结论】同学们认为以上四个实验中的现象均可说明反应已发生,但你认为 (填实验序号,如有多个只需填一种)的结论不严谨,理由是 。
9.下列是初中化学中常见的几组实验:
(1)分别取少量氧化铁粉末和一根生锈铁钉于A、B两支试管中,分别加入等质量的稀盐酸并在酒精灯上微热,观察到两试管中溶液均变黄色,而B试管中还有大量气泡产生。B试管产生气泡的反应方程式为 ,两试管中均发生反应的方程式为 。一段时间后,A试管没有明显变化,B试管中溶液颜色变为浅绿色。
(2)利用图1装置探究二氧化碳能否与氢氧化钠反应。推入针筒内试剂,当U型管液面稳定且出现 的现象则可得出结论。写出二氧化碳与氢氧化钠反应的方程式 。也可反应后,通过向左瓶内加入 物质,证明新物质的生成,从而说明反应的发生。
(3)利用图2装置比较碳酸钠、碳酸氢钠固体与稀盐酸反应快慢。气球中的盐酸应同时 (填快速或慢速)全部倒入。可根据 (选填“反应至5秒”、“反应结束”、“两者都行”)时气球大小不同现象得出反应速率大小:碳酸钠 碳酸氢钠(选填>、<、=)。写出碳酸氢钠和盐酸反应的化学方程式 。
10.通过学习,我们知道有些物质混合后,虽然无明显现象产生,但确实发生了化学反应,如氢氧化钠溶液和二氧化碳,写出该反应的化学方程式 。教材上是通过证明反应物二氧化碳的减少证明了反应的发生。某兴趣小组的同学认为还可以通过以下实验证明。请与他们一起完成实验方案的实施和评价。
①方案一:将二氧化碳通入盛有氢氧化钠溶液的试管中,再滴加足量的稀盐酸,观察到 ,证明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了反应。还可以使用的试剂有 (写出一种与稀盐酸不同类别的物质)。
②方案二:资料显示,常温下NaOH、Na2CO3分别在水和酒精中的溶解度(单位:g/100g溶剂)如表所示:
溶剂 NaOH Na2CO3
水 109 21.8
酒精 17.3 <0.01
将CO2通入饱和的NaOH乙醇溶液中,观察到 ,证明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了反应。他们的推测依据是 。
③上述两个方案在设计思想上的相同点是 。
④某兴趣小组的同学还想进一步探究氢氧化钠溶液和二氧化碳反应后溶液的成分,请完成以下表格:
实验步骤 实验现象 实验结论
步骤一:取少量样品,滴加 产生白色沉淀 溶质成分为碳酸钠和氢氧化钠
步骤二:在上步反应后的溶液中继续滴加
2023年中考化学二轮复习科学探究题之探究酸碱的主要性质
参考答案与试题解析
一.科学探究题(共10小题)
1.学习了常见的酸、碱、盐后,同学们对NaOH的化学性质进行了整理归纳,并在老师的指导下进行如下实验活动。
【验证实验】在盛有NaOH溶液的试管中分别加入下列物质:
(1)A中的实验现象为 溶液由无色变成红色 。
(2)B中发生反应的方程式为 2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4 。
【探究实验】通过实验,同学们发现C、D试管中均无明显现象,于是继续进行探究:
(1)试管C中加入稀盐酸后,再进行如下实验,能证明试管C中已发生化学反应的是 ①②④ 。
①在混合液中加金属Zn,无气泡产生
②在混合液中加无色酚酞,溶液呈无色的
③在混合液中加AgNO3溶液,有白色沉淀
④用pH试纸测混合液的pH,测得pH等于7
(2)为了证明D中已发生化学反应,同学们设计了下列实验方案:
甲同学向该试管中再加入足量的 稀盐酸 ,观察到有气泡产生,证明CO2和NaOH发生了反应。
乙同学用图1所示装置进行实验。实验前U形管两端液面相平,将NaOH溶液滴入试管中,恢复到室温后,U形管中的液面 左高右低 。据此,他得出“CO2与NaOH发生了化学反应”的结论。丙同学认为乙同学的结论证据不充足,理由是 二氧化碳溶于水也能使U型管中的液面左高右低 。
乙同学在老师的指导下改进实验,利用如图2装置测定二氧化碳浓度变化,采集数据绘制成曲线(如图3)。据图3分析,能说明二氧化碳与氢氧化钠发生反应的时间段是 t2到t3 。a﹣b段数据不再变化的原因是 水中二氧化碳已经达到饱和 。
【定量实验】氢氧化钠固体常因保存不当而变质。兴趣小组的同学将一定量实验室久置的氢氧化钠样品(样品经干燥不含水分)与200g7.3%的盐酸混合,恰好完全反应时测得产生气体的质量为4.4g。求样品中NaOH的质量分数为 43.0% 。(写出计算过程,计算结果精确到0.1%)
【分析】【验证实验】(1)根据酚酞遇碱变红进行分析;
(2)硫酸铜与氢氧化钠反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠;
【探究实验】(1)根据盐酸、氢氧化钠的性质分析;
(2)根据二氧化碳能和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水;根据二氧化碳能够溶于水分析;根据二氧化碳能和氢氧化钠溶液反应使装置内压强降低进行分析;根据二氧化碳能溶于水达到饱和状态进行分析。
【定量实验】根据碳酸钠与盐酸反应,以及氢氧化钠与盐酸反应的化学方程式进行计算可得。
【解答】解:【验证实验】(1)因为酚酞遇碱变红,所以A试管中现象:溶液由无色变成红色。
(2)硫酸铜与氢氧化钠反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠,反应方程式为2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4。
【探究实验】(1)①盐酸与锌反应生成氢气,在混合液中加金属Zn,无气泡产生,说明混合液中没有盐酸,则能证明试管C中已发生化学反应;
②在混合液中加无色酚酞,溶液呈无色的,说明混合液中没有氢氧化钠,氢氧化钠呈碱性,能使酚酞试液变化,则能证明试管C中已发生化学反应;
③在混合液中加AgNO3溶液,有白色沉淀,氯化钠和盐酸都能与硝酸银反应生成氯化银沉淀,则不能证明试管C中已发生化学反应;
④用pH试纸测混合液的pH,测得pH等于7,证明混合液呈中性,盐酸和氢氧化钠都反应掉了,则能证明试管C中已发生化学反应。
故选:①②④。
(2)二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,甲同学向该试管中再加入足量的稀盐酸,观察到有气泡产生,证明CO2和NaOH发生了反应;
实验前U型管两端液面相平,将NaOH溶液滴入试管中,恢复到室温后,U型管中的液面左高右低,是因为二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,导致试管中压强减小。上述结论的证据不充足,理由是二氧化碳溶于水也能使U型管中的液面左高右低;
氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,二氧化碳能溶于水且和水反应,图3中t2到t3时间段二氧化碳的浓度明显减小为0,说明二氧化碳和氢氧化钠发生了反应;ab段二氧化碳浓度不变的原因是水中二氧化碳已经达到饱和,装置中二氧化碳的浓度不再变化。
【定量实验】设样品中Na2CO3的质量为x,反应的盐酸质量为y
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
106 73 44
x y×7.3% 4.4g
x=10.6g
y=100g
设样品中氢氧化钠质量为z
NaOH+HCl=NaCl+H2O
40 36.5
z (200g﹣100g)×7.3%
z=8g
样品中NaOH的质量分数为≈43.0%。
故答案为:
【验证实验】(1)溶液由无色变成红色;
(2)2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4;
【探究实验】(1)①②④;
(2)稀盐酸;左高右低;二氧化碳溶于水也能使U型管中的液面左高右低;t2到t3;水中二氧化碳已经达到饱和;
【定量实验】43.0%。
【点评】本题主要考查物质的性质,解答时要根据各种物质的性质,结合各方面条件进行分析、判断,从而得出正确的结论。
2.酸和碱是初中化学研究的两类重要物质。
【探究一】探究硫酸的化学性质
(1)将金属锌加入稀硫酸中观察到的现象是 固体逐渐溶解,有气泡产生 。
(2)甲向装有氧化铜的试管A中加入稀硫酸,反应的化学方程式为 CuO+H2SO4=CuSO4+H2O 。
(3)甲继续对试管A中的溶液进行探究。
步骤1:向反应后的试管A中加入一定量的氢氧化钠溶液,无明显的实验现象。
步骤2:再继续加入一定量的氯化钡溶液。
步骤3:向步骤2反应后的溶液中又逐步滴加氢氧化钠溶液,一段时间后才有蓝色沉淀产生,溶液仍为蓝色,一定发生的化学方程式为 HCl+NaOH=NaCl+H2O、2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4 。
【探究二】探究氢氧化钠的化学性质
已知20℃时,氢氧化钙的溶解度为0.165g。
20℃时,乙取两份长期放置在实验室的8%的氢氧化钠溶液各10g分别于试管A、B中。
(1)向试管A中滴加酚酞溶液的现象是 溶液变红 。
(2)向试管B中滴加10%的氯化钙溶液,直至不再产生白色沉淀时为止。
①乙认为该沉淀一定是碳酸钙,他这样认为的理由是 CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl (用化学方程式表示)。
②丙认为乙的说法不正确,其原因是 氯化钙和氢氧化钠接触生成微溶于水的氢氧化钙 。
③请设计实验证明白色沉淀的成分。
实验步骤 实验现象 实验结论
取少量白色固体,逐渐滴加稀盐酸 有气泡产生(或无气泡产生,或一会后才有气泡产生) 该白色固体是碳酸钙(或氢氧化钙,或氢氧化钙和碳酸钙)
【分析】探究一:(1)根据金属锌位于氢之前,能和稀硫酸反应,生成硫酸锌和氢气,进行分析;
(2)根据氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水进行分析;
(3)根据稀硫酸先和氢氧化钠溶液反应,生成水和硫酸钠,硫酸钠和氯化钡反应生成硫酸钡和氯化钠,过量的稀硫酸和氯化钡反应,生成硫酸钡和盐酸,硫酸铜和氢氧化钠反应生成硫酸钠和氢氧化铜沉淀进行分析;
探究二:(1)根据氢氧化钠和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,氢氧化钠和碳酸钠都呈碱性,氢氧化钙微溶于水,氯化钙和氢氧化钠接触生成微溶于水的氢氧化钙进行分析;
(2)根据氯化钙能和碳酸钠反应生成碳酸钙和水,证明白色沉淀是氢氧化钙还是碳酸钙,可向白色固体上逐渐滴加稀盐酸进行分析。
【解答】解:探究一:(1)金属锌位于氢之前,能和稀硫酸反应,生成硫酸锌和氢气,故观察到的现象是:固体逐渐溶解,有气泡产生;故答案为:固体逐渐溶解,有气泡产生;
(2)氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水,化学方程式为:CuO+H2SO4=CuSO4+H2O;故答案为:CuO+H2SO4=CuSO4+H2O;
(3)步骤1:向反应后的试管 A 中加入一定量的氢氧化钠溶液,无明显的实验现象,因为所加入的稀硫酸过量,稀硫酸先和氢氧化钠溶液反应,生成水和硫酸钠,步骤2:再继续加入一定量的氯化钡溶液,生成的硫酸钠和氯化钡反应生成硫酸钡和氯化钠,也可能过量的稀硫酸和氯化钡反应,生成硫酸钡和盐酸,步骤3:向步骤2反应后的溶液中又逐步滴加氢氧化钠溶液,一段时间后才有蓝色沉淀产生,是因为步骤2中生成的盐酸先和氢氧化钠反应,或步骤2中剩余的稀硫酸和氢氧化钠反应,一段时间后产生蓝色沉淀,是因为溶液中的硫酸铜和氢氧化钠反应生成硫酸钠和氢氧化铜沉淀,因此步骤3中一定发生的化学方程式为:HCl+NaOH=NaCl+H2O、2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4;故答案为:HCl+NaOH=NaCl+H2O、2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4;
探究二:(1)A试管中加入长期放置在实验室的 8%的氢氧化钠溶液,有可能氢氧化钠和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,氢氧化钠和碳酸钠都呈碱性,因此滴加酚酞溶液后,溶液变为红色;故答案为:溶液变红;
(2)①加入的氯化钙能和碳酸钠反应生成碳酸钙和水,化学方程式为:CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl;故答案为:CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl;
②20℃时,氢氧化钙的溶解度为 0.165g,说明氢氧化钙微溶于水,氯化钙和氢氧化钠接触生成微溶于水的氢氧化钙;故答案为:氯化钙和氢氧化钠接触生成微溶于水的氢氧化钙;
③证明白色沉淀是氢氧化钙还是碳酸钙,可向白色固体上逐渐滴加稀盐酸,若无气泡生成,说明该白色固体是氢氧化钙,若开始无气泡,一会后产生气泡,说明该白色固体是氢氧化钙和碳酸钙,若刚滴加就有气泡产生,说明该白色固体是碳酸钙;故答案为:取少量白色固体,逐渐滴加稀盐酸;有气泡产生(或无气泡产生,或一会后才有气泡产生);该白色固体是碳酸钙(或氢氧化钙,或氢氧化钙和碳酸钙)。
【点评】本题主要考查酸的化学性质,注意理解复分解反应中,酸和碱的中和反应优先进行,书写化学方程式时应注意反应条件和气体符号及沉淀符号的标注。
3.二氧化碳通入氢氧化钠溶液中无明显现象,为证明两者发生反应,某化学兴趣小组设计了如下四个实验方案进行验证(通常状况下1体积水中溶解1体积二氧化碳;集气瓶容积均为250mL;装置气密性良好)。
方案一
(1)将注射器内液体全部注入集气瓶中充分反应后,观察到 气球变大 ,证明氢氧化钠和二氧化碳发生了反应。
(2)有同学认为该方案不完备,需补充一个对比实验,实验操作为 将注射器中氢氧化钠溶液更换为等体积的水注入装置中观察实验现象 。
方案二
(3)图中N溶液的溶质可能是 石灰水 (写出一种),由此判断氢氧化钠与二氧化碳发生反应依据的现象是 石灰水不变浑浊 。
(4)为确保实验目的达成,该方案中还应注意的问题是 提供足量的氢氧化钠溶液 。
方案三
【资料】①CO2与乙醇不反应,本实验条件下CO2在乙醇中的溶解忽略不计。
②常温下氢氧化钠易溶于乙醇,碳酸钠微溶于乙醇。
(5)将氢氧化钠的乙醇饱和溶液注入充满CO2的集气瓶中,轻轻振荡,溶液变浑浊。该反应的化学方程式 2NaOH+CO2=Na2CO3↓+H2O 。
(6)同学们向上述集气瓶中加入过量稀盐酸,观察到 有气泡产生 现象,判断氢氧化钠与二氧化碳发生了反应。
方案四
(7)兴趣小组的同学将CO2持续通入一定浓度的氢氧化钠溶液中,用数字化实验技术测定反应过程中温度变化,结果如图所示。图中温度变化说明该反应 放出 (填“放出”或“吸收”)热量。
【反思】
(8)同学们完善实验后总结如下:对于无明显现象的反应,可以通过验证反应物的减少,如方案 一、二 ;或检验有新物质生成,如方案 三 ;或从变化等角度验证反应的发生;还可以通过现代技术手段进行数据测定,实现反应过程的“可视化”。
【分析】(1)根据氢氧化钠和二氧化碳反应,装置中气体减小,压强减小分析;
(2)根据二氧化碳会溶于水,也会导致装置中压强减小分析;
(3)根据二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊分析;
(4)根据实验注意事项分析;
(5)根据氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水分析;
(6)根据碳酸钠和稀盐酸生成二氧化碳气体分析;
(7)根据图像信息分析;
(8)根据实验过程分析。
【解答】解:(1)氢氧化钠和二氧化碳反应,装置中气体减小,压强减小,会观察到气球变大,证明氢氧化钠和二氧化碳发生了反应;
(2)二氧化碳会溶于水,也会导致装置中压强减小,故需补充﹣一个对比实验,实验操作为将注射器中氢氧化钠溶液更换为等体积的水注入装置中观察实验现象;
(3)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,可用于二氧化碳的检验,图中N溶液可为石灰水,溶质是氢氧化钙,由此判断氢氧化钠与二氧化碳发生反应依据的现象是石灰水不变浑浊;
(4)为确保实验目的达成,则二氧化碳需要全部吸收,因此需要提供足量的氢氧化钠溶液,其他答案合理也可以;
(5)常温下氢氧化钠易溶于乙醇,碳酸钠微溶于乙醇;反应生成的碳酸钠会在乙醇中形成沉淀,导致溶液变浑浊;氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水:2NaOH+CO2=Na2CO3↓+H2O;
(6)碳酸钠和稀盐酸生成二氧化碳气体,向上述集气瓶中加入过量稀盐酸,观察到有气泡产生的现象,判断氢氧化钠与二氧化碳发生了反应;
(7)由图可知,反应后温度升高,说明反应为放热反应;
(8)对于无明显现象的反应,可以通过验证反应物的减少,如方案一、二;或检验有新物质生成,如方案三。
故答案为:(1)气球变大;
(2)将注射器中氢氧化钠溶液更换为等体积的水注入装置中观察实验现象;
(3)石灰水;石灰水不变浑浊;
(4)提供足量的氢氧化钠溶液;
(5)2NaOH+CO2=Na2CO3↓+H2O;
(6)有气泡产生;
(7)放出;
(8)一、二;三。
【点评】本题主要考查物质的性质,解答时要根据各种物质的性质,结合各方面条件进行分析、判断,从而得出正确的结论。
4.某化学兴趣小组设计实验探究氢氧化钠的性质,请你参与他们的探究。
【实验过程与分析】
实验1 实验2 实验3
实验操作
实验现象 X 无明显现象 溶液进入试管中
实验结论 氢氧化钠能与硫酸铜反应 氢氧化钠与硫酸不反应 氢氧化钠能与二氧化碳反应
【实验反思与拓展】
(1)实验1发生反应的化学方程式是 2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4 。
(2)甲同学认为,实验2的结论不正确,他改进了该实验方案:先向氢氧化钠溶液中滴入几滴酚酞溶液并振荡,再滴入稀硫酸,观察到溶液由 红 色变为无色,由此表明氢氧化钠与硫酸发生了反应。
(3)乙同学认为,实验3的现象不能说明二氧化碳和氢氧化钠发生了反应,再加入一种试剂,才能证明二氧化碳和氢氧化钠发生了反应,他的理由是 二氧化碳能溶于水 ,需要加入的试剂可以是 足量稀盐酸(或氢氧化钙溶液等) (填一种)。
(4)实验结束后,将实验1和改进后实验2的试管内剩余物质倒入烧杯中,如果观察到烧杯内液体呈红色,则实验1中观察到的现象X是 产生蓝色沉淀,溶液由蓝色变为无色 。
【分析】(1)根据氢氧化钠与硫酸铜反应生成硫酸钠、氢氧化铜沉淀进行分析;
(2)根据氢氧化钠与稀硫酸发生中和反应生成无色的水、硫酸钠进行分析;
(3)根据二氧化碳可溶于水,也可以使气体减少,压强减小,使溶液进入试管进行分析;
(4)根据溶液呈红色,说明含有碱性的氢氧化钠进行分析。
【解答】解:(1)氢氧化钠与硫酸铜反应生成硫酸钠、氢氧化铜沉淀,反应的化学方程式为2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4;故答案为:2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4;
(2)氢氧化钠与稀硫酸发生中和反应生成无色的水、硫酸钠,实验前向氢氧化钠中滴入酚酞,酚酞遇碱变红,滴入硫酸,若发生反应,则氢氧化钠被消耗,生成的物质呈中性,溶液由红色变为无色;故答案为:红;
(3)二氧化碳可溶于水,也可以使气体减少,压强减小,使溶液进入试管,因此,仅通过液面上升无法判断二氧化碳是否与氢氧化钠发生反应。若判断二氧化碳与氢氧化钠是否发生反应,需要验证生成物中是否有碳酸钠,即验证是否有碳酸根,故可以加入足量的盐酸或氢氧化钙,若有气体或沉淀生成,说明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应;故答案为:二氧化碳能溶于水;足量稀盐酸(或氢氧化钙溶液等);
(4)溶液呈红色,说明含有碱性的氢氧化钠,实验2中反应后溶液呈无色,说明反应后实验2中无氢氧化钠,因此实验1中的氢氧化钠过量,硫酸铜被完全消耗,故实验1中观察到的现象是:有蓝色沉淀产生,溶液由蓝色变为无色,故答案为:产生蓝色沉淀,溶液由蓝色变为无色。
【点评】本题主要考查碱的化学性质,酸的性质等,注意书写化学方程式时应注意反应条件和气体符号及沉淀符号的标注。
5.为加深对酸、碱的主要性质的认识,通过实验解释生活中的一些现象,在学完酸、碱的性质后,老师组织同学们完成了以下实验活动。
(1)实验一中,观察到紫色石蕊溶液变 红 色;
(2)实验二中,观察到溶液由无色变成黄色,一段时间后有气泡产生,请写出产生气泡的化学方程式 Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ ,除锈时, 不能 (选填“能”或“不能”)将铁制品长时间浸在酸中;
(3)实验三中,观察到溶液由红色变成无色,判断反应后所得无色溶液中溶质成分的情况,用化学式表示 NaCl或NaCl、HCl ;
(4)由实验四得出的结论正确的是 AD ;
A.氢氧化钙微溶于水
B.氢氧化钙不溶于水
C.步骤二中溶液变红是因为Ca(OH)2在水溶液中解离出Ca2+
D.步骤三中溶液由红色变为无色的原因是氢氧化钙与盐酸发生了反应
【应用与拓展】
(5)结合以上实验内容,若要除去铜粉中混有的少量氧化铜,得到纯净的铜,比较适宜的试剂是 稀盐酸或稀硫酸 ;
(6)中和反应在生产、生活中应用广泛。下列应用的主要原理不涉及中和反应的是 A 。
A.生石灰用于加热即热食品
B.氢氧化铝用于治疗胃酸过多症
C.熟石灰用于改良酸性土壤
D.硼酸用于处理皮肤上沾有的碱
【分析】(1)根据紫色石蕊溶液遇酸性溶液会变红进行分析;
(2)根据铁锈的主要成分为氧化铁,滴加的稀盐酸先和氧化铁反应生成氯化铁和水,稀盐酸再与铁发生反应生成氯化亚铁和氢气进行分析;
(3)根据酚酞溶液遇碱性溶液变红,滴加的稀盐酸与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和水进行分析;
(4)根据Ca(OH)2在水溶液中解离出OH﹣,氢氧化钙与盐酸发生了反应生成氯化钙和水进行分析;
(5)根据氧化铜会与盐酸反应生成氯化铜和水,或氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水进行分析;
(6)根据氧化钙和水反应生成氢氧化钙,为化合反应,氢氧化铝与稀盐酸反应生成氯化铝和水的反应,熟石灰与酸反应生成盐和水的反应,硼酸处理碱的反应均为中和反应进行分析。
【解答】解:(1)紫色石蕊溶液遇酸性溶液会变红,故实验一中,观察到石蕊溶液变红色;故答案为:红;
(2)铁锈的主要成分为氧化铁,滴加的稀盐酸先和氧化铁反应生成氯化铁和水,待铁锈消耗完,稀盐酸再与铁发生反应生成氯化亚铁和氢气,故产生气泡的化学方程式为:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,除锈时不能将铁制品长时间浸在酸中;故答案为:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑;不能;
(3)实验三中,酚酞溶液遇碱性溶液变红,滴加的稀盐酸与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和水,溶液由红色变成无色,说明溶液呈中性或酸性,若恰好完全反应时,溶质为NaCl,若稀盐酸过量,溶质为NaCl、HCl,故溶质成分一定有NaCl,可能有HCl;故答案为:NaCl或NaCl、HCl;
(4)实验四中,向0.02g氢氧化钙固体中加入2ml水,再加入1~2滴酚酞,振荡、静置后一部分固体溶解,说明氢氧化钙微溶于水,步骤二中溶液变红是因为Ca(OH)2在水溶液中解离出OH﹣,步骤三中溶液由红色变为无色的原因是氢氧化钙与盐酸发生了反应生成氯化钙和水,故答案为:AD;
(5)氧化铜会与盐酸反应生成氯化铜和水,或氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水,若要除去铜粉中混有的少量氧化铜,得到纯净的铜,可以加入稀盐酸或稀硫酸,过滤、洗涤、干燥,得到纯净的铜;故答案为:稀盐酸或稀硫酸;
(6)A、生石灰用于加热即热食品,是氧化钙和水反应生成氢氧化钙,为化合反应,故A符合题意;
B、氢氧化铝用于治疗胃酸过多症,是氢氧化铝与稀盐酸反应生成氯化铝和水的反应,为中和反应,故B不符合题意;
C、熟石灰(氢氧化钙的俗称)用于改良酸性土壤,是熟石灰与酸反应生成盐和水的反应,为中和反应,故C不符合题意;
D、硼酸用于处理皮肤上沾有的碱,是酸与碱反应生成盐和水的反应,为中和反应,故D不符合题意。
故答案为:A。
【点评】本题主要考查酸和碱的化学性质,中和反应的应用等,利用题目信息和酸和碱的化学性质进行解题。
6.酸在工业、医药等领域的应用特别广泛,其中最常见的就是盐酸和硫酸。化学兴趣小组对酸的相关性质展开了如下项目式探究:
【任务一】初识盐酸和硫酸
(1)某瓶酸溶液由于标签被腐蚀(如图1),无法看清药品名称和化学式。根据残留的部分信息可以判断出该酸为: HCl (写出化学式)。
【任务二】探究酸的共性
实验①:小组同学用紫茄子皮自制了酸碱指示剂,滴加至盐酸和硫酸中都能变成桃红色。
实验②:分别将大小相同的金属铝、锌、铁放入等体积等浓度的稀硫酸溶液中,观察实验现象,结果发现铝表面开始时并没有气泡产生。
实验③:向某固体滴加足量稀盐酸溶液,产生大量气泡。
(2)盐酸、硫酸都能使指示剂变色的本质原因是溶液中都含有 H+ (写出离子符号)。
(3)写出铁与稀硫酸反应的化学方程式 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ ;铝和稀硫酸反应为什么刚开始没有气泡产生 铝表面有一层致密的氧化铝薄膜 。
(4)小组同学根据实验③中的现象判断该固体一定是活泼金属。你认为他的说法是否正确?理由是: 不正确,碳酸盐或碳酸氢盐和酸反应也会产生气泡 。
注意:若答对以下问题可奖励3分,化学试卷总分不超过40分
【任务三】再探盐酸和硫酸
盐酸和硫酸中酸根离子不同,与其它物质反应,也可体现酸的个性。
【进行实验】:同学对这个问题进行了如下探究:用滴定管分别向Ba(OH)2溶液中匀速滴加稀盐酸和稀硫酸,观察现象并绘制出电导率随时间变化的曲线(如图2)。
【查阅资料】1.电导率传感器可通过电脑软件记录溶液中导电情况;
2.电导率与溶液中离子浓度有关。
【进行实验】
(5)向Ba(OH)2溶液中匀速滴加稀盐酸(如图3),并绘制出曲线1,其中曲线1点M处烧杯中溶液溶质有 BaCl2和Ba(OH)2 (写化学式)。曲线2表示的是向Ba(OH)2溶液中匀速滴加稀硫酸时溶液的导电性的变化情况,该反应的微观本质如图4,将图补充完整。
【分析与结论】
(6)根据该实验,下列所得结论正确的是 ABC (填序号)
A.溶液离子浓度越大,电导率越强
B.N点和Q点是中和反应的结束点
C.随着酸的不断增加,电导率最终趋近于稳定值
D.往氢氧化钡溶液中滴加盐酸和硫酸溶液时现象相同
【分析】【任务一】(1)根据残留的部分信息中的有刺激性气味、分子量为:36.46进行分析;
【任务二】(2)根据盐酸在水溶液中解离出氢离子和氯离子,硫酸在水溶液中解离出氢离子和硫酸根离子进行分析;
(3)根据铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,氧化铝与稀硫酸反应生成硫酸铝和水进行分析;
(4)根据碳酸盐或碳酸氢盐和酸反应也会产生气泡进行分析;
【分析与结论】(5)根据氢氧化钡和盐酸反应生成氯化钡和水,曲线1点M处盐酸不足,氢氧化钡没有反应完进行分析;
(6)根据氢氧化钡和盐酸反应生成氯化钡和水,氯化钡可溶于水,不是沉淀;氢氧化钡和硫酸反应生成硫酸钡沉淀和水,进行分析。
【解答】解:【任务一】(1)某瓶酸溶液由于标签被腐蚀,无法看清药品名称和化学式。根据残留的部分信息中的有刺激性气味、分子量为:36.46,可以判断出该酸为盐酸,故答案为:HCl;
【任务二】(2)盐酸在水溶液中解离出氢离子和氯离子,硫酸在水溶液中解离出氢离子和硫酸根离子;盐酸、硫酸都能使指示剂变色的本质原因是溶液中都含有H+,故答案为:H+;
(3)铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气;铝表面有氧化膜,氧化铝与稀硫酸反应生成硫酸铝和水,所以一开始没有气泡产生;故答案为:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑;铝表面有一层致密的氧化铝薄膜;
(4)小组同学根据实验③中的现象判断该固体一定是活泼金属是不正确的,碳酸盐或碳酸氢盐和酸反应也会产生气泡;故答案为:不正确,碳酸盐或碳酸氢盐和酸反应也会产生气泡;
【分析与结论】(5)向氢氧化钡溶液中匀速滴加稀盐酸,氢氧化钡和盐酸反应生成氯化钡和水,在一开反应是溶液中离子数目不减少,但是随着稀盐酸的加入和反应生成水,溶液质量增大,溶液的中自由运动的离子浓度减小;当盐酸和氢氧化钡恰好完全反应,溶液的中自由运动的离子浓度最小,当盐酸过量,溶液中的离子数目增加,溶液的中自由运动的离子浓度有所变大;故其中曲线1点M处盐酸不足,氢氧化钡没有反应完,其中曲线1点M处烧杯中溶液溶质有:氢氧化钡和氯化钡,故答案为:BaCl2和Ba(OH)2;
曲线2表示的是向氢氧化钡溶液中匀速滴加稀硫酸时溶液的导电性的变化情况,氢氧化钡和硫酸反应生成硫酸钡沉淀和水;故答案为:;
(6)A.由曲线1和曲线2对比可知:氢氧化钡和盐酸反应生成氯化钡和水,氯化钡可溶于水,不是沉淀;氢氧化钡和硫酸反应生成硫酸钡沉淀和水;当氢氧化钡分别恰好与稀盐酸、稀硫酸反应时;与稀盐酸溶液中有钡离子和氯离子;而与稀硫酸时,溶液中没有自由运动的离子,所以溶液离子浓度越大,电导率越强,故A正确;
B.向氢氧化钡溶液中匀速滴加稀盐酸,氢氧化钡和盐酸反应生成氯化钡和水,开始时,溶液中离子数目不减少,但是随着稀盐酸的加入和反应生成水,溶液质量增大,溶液的中自由运动的离子浓度减小;当盐酸和氢氧化钡恰好完全反应,溶液的中自由运动的离子浓度最小,当盐酸过量,溶液中的离子数目增加,溶液的中自由运动的离子浓度变大;向氢氧化钡溶液中匀速滴加稀硫酸,氢氧化钡和硫酸反应生成硫酸钡和水,开始时,溶液中离子数目是一直减少,但是随着稀硫酸的加入和反应生成水,溶液的质量增大,溶液的中自由运动的离子浓度减小;当硫酸和氢氧化钡恰好完全反应,溶液的中自由运动的离子浓度最小,当硫酸过量,溶液中的离子数目增加,溶液的中自由运动的离子浓度有所变大;故N点和Q点是中和反应的结束点,故B正确;
C.随着酸的不断增加,溶液中的离子浓度慢慢与酸的浓度接近,电导率最终趋近于稳定值,故C正确;
D.往氢氧化钡溶液中滴加盐酸和硫酸溶液时现象不相同,氢氧化钡和盐酸反应生成氯化钡和水,氯化钡可溶于水,不是沉淀;氢氧化钡和硫酸反应生成硫酸钡沉淀和水,故D错误。
故答案为:ABC。
【点评】本题主要考查酸的化学性质等,主要书写化学方程式时应注意反应条件和气体符号及沉淀符号的标注。
7.酸的研究是一项重要课题。某小组以“酸的性质”为主题开展以下项目式学习。
【任务一】酸的物理性质。
(1)测定加热后稀盐酸的浓度变化。小组同学将等量且初始浓度相同的稀盐酸一份加热5分钟,一份不加热,用它们中和等量的氢氧化钠,发现未加热的盐酸用量大,则加热后稀盐酸浓度 变大 (填“变大”、“变小”或“不变”),原因可能是 加热时,盐酸里的水蒸发速度比氯化氢气体要快,所以浓度变大 。
【任务二】酸的化学性质。
(2)与指示剂作用。向月季花提取液中分别滴入以下常见溶液,颜色变化如下表:
物质 白醋 石灰水 蒸馏水
显色情况 浅红色 黄色 红色
那么小组同学将月季花提取液滴入装有少量稀硫酸的试管中,现象为 溶液变为浅红色 。
(3)与活泼金属作用。小组同学在杠杆的两端分别挂着质量和体积都相同的铁球和铝球(ρ铁>ρ铝),这时杠杆平衡如图1,将两球分别浸泡在质量相同、质量分数也相同的稀硫酸中,直到两个烧杯中均没有气体产生为止,将两球移出烧杯(悬挂球的线无损),发现两球的外形变化不大且无孔洞出现。那么,一定空心的球是 铁球 (填“铁球”或“铝球”);写出M端浸没在烧杯里时发生的反应化学方程式 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ ;最后取出的杠杆, N(或右或铝球) 端下沉。
(4)与盐的作用。
【查阅资料】碳酸钠溶液与稀盐酸反应:①当稀盐酸过量时,反应生成氯化钠、二氧化碳和水;②稀盐酸不足时,产物是氯化钠和碳酸氢钠。小组同学在老师的指导下设计实验一、二(如图2)探究稀盐酸与碳酸钠的反应,根据图示,实验一试管中的现象是 产生气泡 ;实验二试管中的现象是 无明显现象 。请写出实验二中发生的反应化学方程式 Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3 。
【分析】(1)根据未加热的盐酸用量大,说明此盐酸中的溶质质量分数较小,加热时,盐酸里的水蒸发速度比氯化氢气体要快进行分析;
(2)根据月季花提取液遇白醋显浅红色进行分析;
(3)根据铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,每56份质量的铁与98份质量的硫酸恰好完全反应;2Al 3H2SO4,可知每18份质量的铝与98份质量的硫酸反应恰好完全反应进行分析;
(4)根据盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠和碳酸氢钠进行分析。
【解答】解:(1)未加热的盐酸用量大,说明此盐酸中的溶质质量分数较小,加热时,盐酸里的水蒸发速度比氯化氢气体要快,所以浓度变大,故答案为:变大;加热时,盐酸里的水蒸发速度比氯化氢气体要快,所以浓度变大;
(2)根据表格所示月季花提取液遇白醋显浅红色,白醋显酸性,故说明月季花提取液与酸显浅红色,而稀硫酸属于酸显酸性,故答案为:溶液变为浅红色;
(3)质量和体积都相同的铁球和铝球,因铁的密度大于铝的密度,故铁球的实际体积一定小于铝球的实际体积,两球体积相同故铁球一定是的空心;如图,M端是铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,化学方程式为:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑;根据题意,最终无气体放出且金属球变化不大,说明酸完全反应,由质量关系:Fe H2SO4,可知每56份质量的铁与98份质量的硫酸恰好完全反应;2Al 3H2SO4,可知每18份质量的铝与98份质量的硫酸恰好完全反应,可知等质量酸消耗铁的质量大于铝,故取出杠杆后右端下沉,故答案为:铁球;Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑;N(或右或铝球);
(4)实验一中盐酸的量较多,实验二盐酸质量较少,由题意可知,实验一属于盐酸过量,则生成碳酸钠、水和二氧化碳,故现象是:产生气泡;实验二中盐酸不足,则生成氯化钠和碳酸氢钠,故现象是:无明显现象;盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠和碳酸氢钠,化学方程式为:Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3,故答案为:产生气泡;无明显现象;Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3。
【点评】本题主要考查酸的化学性质,化学方程式的简单计算等,注意书写化学方程式时应注意反应条件和气体符号及沉淀符号的标注。
8.二氧化碳与氢氧化钠反应无明显现象,同学们对此心存困惑:它们是否真的发生反应?因此他们根据学到的知识和方法设计了以下四种实验方案,并进行判断。
【查阅资料】氢氧化钠易溶于乙醇;碳酸钠微溶于乙醇。
(1)实验一:将去壳熟鸡蛋放在充满二氧化碳的抽滤瓶的瓶口,打开止水夹,迅速注入氢氧化钠溶液,关闭止水夹,并振荡抽滤瓶。这时观察到鸡蛋被 吸入 瓶中。
(2)实验二:向2mL的氢氧化钠的乙醇溶液(溶剂是乙醇)中吹气约30秒左右,观察到的现象是 溶液变浑浊 。再用2mL乙醇做同样的实验,观察到无现象。
(3)实验三:数字化实验:将电脑、数字化实验中压强传感器通过真空橡胶管与盛有二氧化碳的烧瓶相连,迅速注入80mL的40%氢氧化钠溶液。得到实验压强变化如曲线A。
Ⅰ.曲线A的变化趋势无法判断反应真实发生,理由 二氧化碳能够溶于水,也能使气压减小 。
Ⅱ.为了更科学的判断反应已发生。还需用80mL 水 做同样的实验得曲线B,这样做的原因 与加入80mL的40%氢氧化钠溶液进行对比,通过对比气压减小幅度可知二氧化碳能与氢氧化钠反应 。
(4)实验四产物转化法实验:
实验步骤 实验现象 实验结论
实验A:向氢氧化钠溶液中通入二氧化碳后,逐滴滴加稀盐酸 无气泡产生 二氧化碳与氢氧化钠不反应
实验B:向氢氧化钠溶液中通入二氧化碳后,滴加氯化钡溶液。 产生白色沉淀 二氧化碳与氢氧化钠发生反应
Ⅰ.某同学认为实验A的操作不当,导致结论错误。其理由是: 滴加的稀盐酸太少,被过量的氢氧化钠消耗,导致不能和碳酸钠反应 。
Ⅱ.写出实验B中产生白色沉淀的反应方程式 BaCl2+Na2CO3═BaCO3↓+2NaCl 。
【结论】同学们认为以上四个实验中的现象均可说明反应已发生,但你认为 实验一 (填实验序号,如有多个只需填一种)的结论不严谨,理由是 二氧化碳能够溶于水,也能使瓶内气压减小,导致鸡蛋被吸入瓶中 。
【分析】(1)氢氧化钠溶液能够吸收二氧化碳,导致瓶内气压减小。
(2)氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,碳酸钠微溶于乙醇,容易形成沉淀。
(3)二氧化碳能够溶于水,也能使气压减小。
对比试验要确定好常量和变量。
(4)实验A的操作不当,导致结论错误。其理由是滴加的稀盐酸太少,被过量的氢氧化钠消耗,导致不能和碳酸钠反应。
碳酸钠和氯化钡反应生成白色沉淀碳酸钡和氯化钠。
【解答】解:(1)将去壳熟鸡蛋放在充满二氧化碳的抽滤瓶的瓶口,打开止水夹,迅速注入氢氧化钠溶液,关闭止水夹,并振荡抽滤瓶。这时观察到鸡蛋被吸入瓶中。
故答案为:吸入。
(2)向2mL的氢氧化钠的乙醇溶液(溶剂是乙醇)中吹气约30秒左右,观察到的现象是溶液变浑浊(氢氧化钠和二氧化碳反应生成的碳酸钠微溶于乙醇)。再用2mL乙醇做同样的实验,观察到无现象。
故答案为:溶液变浑浊。
(3)Ⅰ.曲线A的变化趋势无法判断反应真实发生,理由是二氧化碳能够溶于水,也能使气压减小。
故答案为:二氧化碳能够溶于水,也能使气压减小。
Ⅱ.为了更科学的判断反应已发生。还需用80mL水做同样的实验得曲线B,这样做的原因是与加入80mL的40%氢氧化钠溶液进行对比,通过对比气压减小幅度可知二氧化碳能与氢氧化钠反应。
故答案为:水;与加入80mL的40%氢氧化钠溶液进行对比,通过对比气压减小幅度可知二氧化碳能与氢氧化钠反应。
(4)Ⅰ.某同学认为实验A的操作不当,导致结论错误。其理由是滴加的稀盐酸太少,被过量的氢氧化钠消耗,导致不能和碳酸钠反应。
故答案为:滴加的稀盐酸太少,被过量的氢氧化钠消耗,导致不能和碳酸钠反应。
Ⅱ.实验B中产生白色沉淀,是因为碳酸钠和氯化钡反应生成白色沉淀碳酸钡和氯化钠,反应方程式是BaCl2+Na2CO3═BaCO3↓+2NaCl。
故答案为:BaCl2+Na2CO3═BaCO3↓+2NaCl。
【结论】
实验一的结论不严谨,理由是二氧化碳能够溶于水,也能使瓶内气压减小,导致鸡蛋被吸入瓶中。
故答案为:实验一;二氧化碳能够溶于水,也能使瓶内气压减小,导致鸡蛋被吸入瓶中。
【点评】本题主要考查物质的性质,解答时要根据各种物质的性质,结合各方面条件进行分析、判断,从而得出正确的结论。
9.下列是初中化学中常见的几组实验:
(1)分别取少量氧化铁粉末和一根生锈铁钉于A、B两支试管中,分别加入等质量的稀盐酸并在酒精灯上微热,观察到两试管中溶液均变黄色,而B试管中还有大量气泡产生。B试管产生气泡的反应方程式为 Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ ,两试管中均发生反应的方程式为 Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O 。一段时间后,A试管没有明显变化,B试管中溶液颜色变为浅绿色。
(2)利用图1装置探究二氧化碳能否与氢氧化钠反应。推入针筒内试剂,当U型管液面稳定且出现 左侧液面升高,右侧液面下降 的现象则可得出结论。写出二氧化碳与氢氧化钠反应的方程式 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O 。也可反应后,通过向左瓶内加入 酸类或钙盐类 物质,证明新物质的生成,从而说明反应的发生。
(3)利用图2装置比较碳酸钠、碳酸氢钠固体与稀盐酸反应快慢。气球中的盐酸应同时 慢速 (填快速或慢速)全部倒入。可根据 反应至5秒 (选填“反应至5秒”、“反应结束”、“两者都行”)时气球大小不同现象得出反应速率大小:碳酸钠 < 碳酸氢钠(选填>、<、=)。写出碳酸氢钠和盐酸反应的化学方程式 NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ 。
【分析】(1)铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,据此书写化学方程式;氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水,据此书写化学方程式;
(2)根据内部压强变化分析回答此题;二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,据此书写化学方程式;根据碳酸盐性质分析回答此题;
(3)根据反应过程分析回答此题;根据反应速率的表示方法分析回答此题;根据实验现象总结实验结论;碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,据此书写化学方程式。
【解答】解:(1)生锈铁钉主要为铁,铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,可以看到气泡,书写化学方程式注意配平及气体符号,所以化学方程式为Fe+2HCl=FeCl2+H2↑;生锈铁钉含有氧化铁,因此都发生的反应都是氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水,书写化学方程式注意配平,所以化学方程式为Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O;
故答案为:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑;Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O。
(2)二氧化碳与氢氧化钠反应,气体减少,压强减小,因此左侧压强小,右侧压强大,右侧液体被压向左侧,所以看到液面左升右降;二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,书写化学方程式注意配平,所以化学方程式为CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O;碳酸钠可与酸反应生成二氧化碳气体,也可与钙盐或者钡盐产生沉淀,因此可以加入酸或者盐类验证碳酸钠的存在;
故答案为:左侧液面升高,右侧液面下降;CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O;酸类或钙盐类。
(3)为了确保反应充分进行,需要慢速加入;反应速率快慢需要通过反应过程表现,所以反应5s时进行观察便可验证反应速率,反应结束后是一个完结后的结果,不能准确反应速率;碳酸氢钠一侧气球体积大,说明碳酸钠的反应速率比碳酸氢钠小;碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,书写化学方程式注意配平及气体符号,所以化学方程式为NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑;
故答案为:慢速;反应至5秒;<;NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑。
【点评】在解此类题时,首先要将题中的知识认知透,然后结合学过的知识进行解答。
10.通过学习,我们知道有些物质混合后,虽然无明显现象产生,但确实发生了化学反应,如氢氧化钠溶液和二氧化碳,写出该反应的化学方程式 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O 。教材上是通过证明反应物二氧化碳的减少证明了反应的发生。某兴趣小组的同学认为还可以通过以下实验证明。请与他们一起完成实验方案的实施和评价。
①方案一:将二氧化碳通入盛有氢氧化钠溶液的试管中,再滴加足量的稀盐酸,观察到 有气泡产生 ,证明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了反应。还可以使用的试剂有 氯化钙溶液(答案合理即可) (写出一种与稀盐酸不同类别的物质)。
②方案二:资料显示,常温下NaOH、Na2CO3分别在水和酒精中的溶解度(单位:g/100g溶剂)如表所示:
溶剂 NaOH Na2CO3
水 109 21.8
酒精 17.3 <0.01
将CO2通入饱和的NaOH乙醇溶液中,观察到 有白色沉淀析出 ,证明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了反应。他们的推测依据是 碳酸钠在乙醇的溶解度小,会变为沉淀析出 。
③上述两个方案在设计思想上的相同点是 验证有新物质的生成 。
④某兴趣小组的同学还想进一步探究氢氧化钠溶液和二氧化碳反应后溶液的成分,请完成以下表格:
实验步骤 实验现象 实验结论
步骤一:取少量样品,滴加 足量氯化钙溶液 产生白色沉淀 溶质成分为碳酸钠和氢氧化钠
步骤二:在上步反应后的溶液中继续滴加 酚酞溶液 溶液变红
【分析】二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,据此书写化学方程式;
①根据碳酸盐与酸反应生成二氧化碳以及与钙离子、钡离子反应生成碳酸钙的性质分析回答此题;
②根据物质溶解度分析回答此题;
③根据实验过程分析回答此题;
④根据实验结论推断实验步骤和实验现象,据此分析回答此题。
【解答】解:二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,书写化学方程式注意配平,所以化学方程式为CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O;
故答案为:CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O。
①二氧化碳与氢氧化钠反应生成了碳酸钠,此时加入稀盐酸,两者反应生成了二氧化碳,因此会看到气泡产生;另外碳酸钠可与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀,同时氯化钙属于盐,与稀盐酸不属于同类,也可以其他含有钙离子或钡离子的盐类;
故答案为:有气泡产生;氯化钙溶液(答案合理即可)。
②根据题目数据可以看出,碳酸钠在乙醇中溶解度小,因此生成碳酸钠后就会变为沉淀析出;
故答案为:有白色沉淀析出;碳酸钠在乙醇的溶解度小,会变为沉淀析出。
③上述方法都是验证了碳酸钠的存在,证明发生了反应,碳酸钠属于生成物,因此是从有新物质生成方面进行了验证;
故答案为:验证有新物质的生成。
④溶质为氢氧化钠和碳酸钠,可以先利用氯化钙溶液,验证碳酸钠的存在,此时需要加入足量的氯化钙溶液,去除碳酸钠,再对澄清溶液的酸碱性进行验证,利用酚酞溶液检验溶液的酸碱性,判断氢氧化钠是否存在;
故答案为:足量氯化钙溶液;酚酞溶液;溶液变红。
【点评】在解此类题时,首先要将题中的知识认知透,然后结合学过的知识进行解答。