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初中化学中考复习 19专题十九 科学探究题 课件 2021年中考化学（全国）一轮复习
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这是一份初中化学中考复习 19专题十九 科学探究题 课件 2021年中考化学（全国）一轮复习，共60页。
中考化学
专题十九 科学探究题
1.(2020湖北武汉,30,6分)如图1所示,小瑾将反应后试管中的物质全部倒入烧杯时,发现烧杯内白色沉淀 明显增多。为了探究烧杯内物质的成分,她立即向其中逐滴加入稀硝酸,并不断搅拌,烧杯内沉淀的质量 随加入稀硝酸的质量变化如图2所示。 图1
图2回答下列问题:(1)图1所示,烧杯内的白色沉淀是 (写化学式)。(2)BC段发生反应的化学方程式为 。(3)A点,烧杯内的溶液中一定大量含有的离子为 (写离子符号)。B点,烧杯内的沉淀 由 种物质组成。(4)检验D点溶液中是否含有氯离子的方法 。
答案 (1)BaCO3、BaSO4 (2)BaCO3+2HNO3 Ba(NO3)2+H2O+CO2↑ (3)Na+、Cl-、S 2 (4)静置,取上层清液少许于洁净试管中,向其中滴加硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,则说明含有Cl-;反之,无
解析 (1)碳酸钠、硫酸钠溶液和氯化钡溶液反应可以分别生成BaCO3、BaSO4白色沉淀,化学方程式分 别为BaCl2+Na2CO3 BaCO3↓+2NaCl、Na2SO4+BaCl2 BaSO4↓+2NaCl。(2)BC段,沉淀质量在不断减少,原因是碳酸钡沉淀和加入的稀硝酸发生反应转化成可溶性的硝酸钡,发生反应的化学方程式为 BaCO3+2HNO3 Ba(NO3)2+H2O+CO2↑。(3)碳酸钠、硫酸钠溶液和氯化钡溶液反应分别生成BaCO3、BaSO4白色沉淀,同时生成氯化钠,氯化钠可溶于水,因此溶液中一定含有大量的Na+和Cl-。观察图像 可知,AB段沉淀质量仍在增加,说明是碳酸钡沉淀与稀硝酸反应生成的硝酸钡继续与溶液中的S 反应生成沉淀BaSO4,因此溶液中还含有大量的S 。B点沉淀质量达到最高点,溶液中的S 完全反应,但碳酸钡还没有反应完,此时沉淀有两种,即BaCO3、BaSO4。(4)检验氯离子的方法是滴加硝酸银溶液,若产 生不溶于稀硝酸的白色沉淀即可证明含有Cl-。由题图可知,D点加入的稀硝酸已经过量,因此取少许上 层清液于洁净试管中,向其中滴加硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,则说明含有Cl-;反之,则无。
误区警示 多种物质之间的反应,除应分析原物质之间能发生的反应外,还应该注意生成物之间是否能 够发生化学反应。
2.(2019吉林,19,7分)教育部从2018年开始,要求在学校普及垃圾分类回收处理的相关知识。某化学活动 小组结合所学的知识对此进行一系列实践活动。Ⅰ.活动探究(1)学会识图分拣垃圾:下列垃圾应投入带有下图图标的垃圾箱内的是 (填字母序号)。 A.塑料瓶 B.果皮 C.碎瓷片(2)学会检验有害气体:含氯塑料焚烧时会产生氯化氢等气体。若要检验焚烧后的气体中有氯化氢,可将 其通入 溶液中,有白色沉淀生成即可。Ⅱ.实验探究【提出问题】如何回收处理废旧电池中的镉?【查阅资料】(1)废旧电池中含有镉、汞等元素,这些元素会危害人类健康。(2)镉(Cd)从溶液中析出时呈海绵状固体,在化合物中通常表现为+2价。
(3)碳酸镉(CdCO3)、氢氧化镉[Cd(OH)2]都是白色固体、难溶于水。【设计实验】先将废旧电池进行处理以制得硫酸镉(CdSO4)溶液,用于以下实验。
【回收处理】实验结束后,将反应后的混合物通过过滤、洗涤、加热,进而再制得镉。【交流反思】请同学们基于化学视角说明垃圾分类回收处理的重要意义 (答一点即可)。
答案 Ⅰ.活动探究(1)A(1分) (2)硝酸银(或AgNO3)(1分)Ⅱ.实验探究【设计实验】①金属表面有海绵状固体析出(或有固体析出)(1分) ②2NaOH+CdSO4 Cd(OH)2↓+Na2SO4(2分) ③碳酸钠(或Na2CO3)(其他可溶性碳酸盐均可)(1分)【交流反思】节约金属资源或节约能源或保护环境(从资源、能源、污染几方面作答即可)(1分)
解析 Ⅰ.活动探究(1)题图图标是塑料回收标志,表示回收的是塑料制品,故选A;(2)氯化氢可与硝酸银 溶液反应生成氯化银沉淀,故可用硝酸银溶液检验。Ⅱ.【设计实验】①锌可与硫酸镉反应,生成镉和硫酸锌,故金属表面有海绵状固体析出;②硫酸镉与氢 氧化钠溶液反应生成的白色沉淀是氢氧化镉,另一种物质是硫酸钠,化学方程式为2NaOH+CdSO4 Cd(OH)2↓+Na2SO4;③由资料可知,碳酸镉为白色沉淀,因此向硫酸镉溶液中加入可溶性碳酸盐(如碳酸 钠等)可以产生白色沉淀从而除掉硫酸镉。【交流反思】垃圾分类后可回收再利用,从而节约金属资源,节约能源并保护环境。
3.(2019陕西A,22,7分)一种自加热食品包装中加热包的成分有:生石灰、活性炭、铝粉、铁粉、碳酸 钠、氯化钙、硫酸镁,使用时需向加热包加水。课堂上老师分别取适量加热包中的固体样品进行如图 实验: (1)实验A中,将样品加入水里,触摸烧杯外壁发烫,其原因是 (用化学方程式表 示)。(2)实验B中,将一定量稀盐酸加入锥形瓶中,剧烈反应,生成大量气体。学习小组同学对气体成分和锥形 瓶内溶液进行探究。Ⅰ.对气体成分进行探究【做出假设】假设一:只有H2 假设二:只有CO2 假设三:H2和CO2
【实验验证】小明同学设计如下实验对气体成分进行探究。 ①当气体通过甲时,澄清石灰水变浑浊,证明假设 不成立。②丁中出现 的现象时,证明假设三成立。③乙的作用是 。Ⅱ.对锥形瓶内的溶液进行探究
实验后,小萍同学取少量锥形瓶内的溶液于试管中,向其中滴加NaOH溶液,开始一段时间无沉淀生成,其 原因是锥形瓶内的溶液中存在 。【总结反思】通过以上探究,小林同学做了如下的反思归纳:a.加热包应密封防潮保存b.向用过的加热包内的固体中,加入过量稀盐酸后过滤,可以回收活性炭c.能与水混合放出热量的物质均可用作加热包中的发热材料你认为其中不正确的是 (填字母)。
答案 (1)CaO+H2O Ca(OH)2(化学式错误扣2分)(2)Ⅰ.①一 ②黑色固体变为红色 ③吸收CO2 Ⅱ.盐酸或HCl或氯化氢 c
解析 (1)加热包的成分中有生石灰,生石灰与水反应放出大量的热,反应的化学方程式为CaO+H2O Ca(OH)2。(2)Ⅰ.①当气体通过甲中澄清石灰水时,石灰水变浑浊,说明气体中含有CO2,故假设一不成立;②假设三 成立,说明气体中还含有H2,氢气与氧化铜在加热条件下反应,现象为黑色固体逐渐变为红色;③二氧化碳 能与氢氧化钠反应,所以装置乙的作用是吸收CO2。Ⅱ.取锥形瓶内反应后的溶液于试管中,向其中加入氢氧化钠溶液,开始一段时间无沉淀生成,说明溶液中 有物质消耗氢氧化钠,根据反应过程可知,原反应过程中盐酸过量,氢氧化钠先与盐酸反应。故原因是锥 形瓶内的溶液中存在盐酸。加热包中含有CaO,能与水反应,所以加热包应密封防潮保存,故a正确;向用过的加热包内的固体中加入 过量的稀盐酸,熟石灰、铝粉、铁粉、碳酸钠都能与稀盐酸反应生成可溶性物质,氯化钙和硫酸镁易溶 于水,所以加入过量的盐酸后过滤,滤渣为活性炭,故b正确;作为加热包的材料,除了要求物质与水混合放 热外,还要考虑携带是否方便、是否易于保存和环保等因素,故c不正确。
解题关键 探究实验题的解题关键在于明确实验目的,理解实验原理。
思路分析 对于实验中气体成分的探究,根据甲中澄清石灰水变浑浊得出气体中含有CO2;根据假设三 成立说明气体中含有H2,联想氢气具有还原性得出丁中的反应现象为黑色固体变为红色。
4.(2020山东潍坊,26,10分)纳米零价铁(单质铁)在环保领域应用广泛,以菱铁矿(主要成分为FeCO3,不考 虑杂质)为原料,制备纳米零价铁的反应为:H2+FeCO3 Fe+H2O+CO2。反应一段时间后,某学习小组对剩余固体的成分进行探究。【提出问题】剩余固体的成分是什么?【做出猜想】剩余固体的成分:猜想一:Fe 猜想二:FeCO3 猜想三: 。【实验探究】该学习小组利用下图装置,对剩余固体成分进行探究,实验操作及现象如下。回答下列问 题。
(1)装置C中浓硫酸的作用是 ;(2)向装置A中加入稀硫酸后,A中产生气泡且溶液变为浅绿色,小芳同学判断猜想一正确,小刚同学认为 小芳的判断不合理,理由是: ;(3)装置B中溶液变浑浊,说明 ;(4)观察到装置D中黑色粉末变红色,反应的化学方程式是 。
【实验结论】猜想 正确。【反思交流】如果将装置E去掉, (填“能”或“不能”)验证剩余固体中含有Fe,理由是 。
答案 [化学方程式和(2)各2分,其余每空1分,共10分]【做出猜想】Fe、FeCO3(或铁、碳酸亚铁)【实验探究】(1)作干燥剂(或干燥气体或除去气体中的水分)(2)FeCO3与稀硫酸反应也能产生气泡且溶液变为浅绿色(或FeCO3+H2SO4 FeSO4+H2O+CO2↑)(3)剩余固体中含有FeCO3(或装置A中产生了二氧化碳)(4)H2+CuO Cu+H2O【实验结论】三【反思交流】能 可以根据装置D中黑色粉末变红色来判断
解析 【做出猜想】剩余固体的成分有三种可能:Fe或FeCO3或Fe和FeCO3的混合物,故猜想三是Fe和 FeCO3。【实验探究】(1)浓硫酸的作用是吸收生成气体中的水分(或干燥氢气)。(2)猜想三中Fe和FeCO3的混合物中加入稀硫酸后,也能产生气泡且溶液变为浅绿色,所以小芳同学的判断不合理。(3)澄清 石灰水变浑浊,证明生成了二氧化碳,说明剩余固体中有FeCO3。(4)装置D中黑色粉末变为红色,是氢气 和氧化铜反应生成铜和水,化学方程式为H2+CuO Cu+H2O。【实验结论】澄清石灰水变浑浊,证明生成了二氧化碳,说明剩余固体中有FeCO3,装置D中黑色粉末变为红色,是氢气和氧化铜反应生成铜和 水,证明剩余固体中有Fe,所以猜想三正确。【反思交流】固体和稀硫酸反应生成氢气和二氧化碳,只有 氢气能和氧化铜反应,所以没有装置E也能验证固体中有Fe。
5.(2019甘肃兰州A,34,7分)“鱼浮灵”是常用的化学增氧剂,主要成分是过氧碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2),溶 于水能迅速增加水体溶氧量,提高鱼苗及活鱼运输成活率。某化学兴趣小组对“鱼浮灵”的化学性 质、增氧原理进行了探究。[查阅资料]1.过氧碳酸钠具有碳酸钠和过氧化氢的双重性质,其水溶液中含有Na+、OH-、C 、H2O2。
2.Na+不能催化过氧化氢分解。
3.相同温度下,pH相同的溶液,OH-的浓度也相同。探究一 过氧碳酸钠的化学性质
探究二 “鱼浮灵”增氧原理【提出问题】过氧碳酸钠溶液中的哪种微粒对过氧化氢分解有催化作用?【猜想假设】猜想一:C 猜想二:OH- 猜想三:④ 【实验过程】相同温度下,进行H2O2溶液以及H2O2溶液中分别加Na2CO3、NaOH的实验,测定相同时间 内溶液的pH、溶解氧含量(mg/L),数据如下:
【实验结论】对比实验数据,证明猜想⑤ 正确。【反思交流】设计实验2、3的目的是⑥ 。
答案 氯化镁(或氯化钙或其他合理答案) 有气泡产生 2H2O2 2H2O + O2↑ H2O 二 排除猜想一C 对过氧化氢分解有催化作用
解析 ①过氧碳酸钠溶液中有碳酸根离子、氢氧根离子,含钙离子、镁离子的化合物溶液都可以和这 两种离子反应产生白色沉淀;②二氧化锰对过氧化氢分解有催化作用,故会有气泡产生;③过氧化氢在 MnO2作催化剂的条件下分解生成水和氧气,反应的化学方程式为2H2O2 2H2O+O2↑。
疑难突破 对于实验目的中的关键字要重视,如探究一是探究过氧碳酸钠的化学性质实验。其中“化 学性质”就是关键的字眼,因此要注意提取资料里跟过氧碳酸钠化学性质有关的信息,如过氧碳酸钠具 有碳酸钠和过氧化氢的双重性质,其水溶液中含有Na+、OH-、C 、H2O2。进一步推理分析很自然就会想到现象中出现白色沉淀和OH-、C 有关,常见的一些含OH-、C 的白色沉淀有氢氧化镁、碳酸钙、碳酸钡等。
6.(2019辽宁锦州,20,6分)某白色固体可能由BaCl2、NaOH、Na2CO3、Na2SO4中的一种或几种物质组成, 某兴趣小组同学为确定该白色固体的成分,进行了如下实验探究,请你参与并回答相关问题。Ⅰ.初步探究:小明同学设计的实验过程及现象如图所示。【查阅资料】BaCl2溶液显中性。 【初步结论】(1)原白色固体中一定有的物质是 。(2)M溶液中的溶质一定有 ,一定没有BaCl2。【交流讨论】小樱同学认为:无色溶液M变红色,说明溶液M中含有碱性物质,但不能由此推导出原固体 物质中是否含有NaOH。若要进一步确定,需对溶液M继续进行探究。为此同学们进行了如下的探究:Ⅱ.继续探究:
【提出问题】无色溶液M中的碱性物质是什么?【猜想与假设】猜想一:NaOH、Na2CO3 猜想二:NaOH 猜想三: 【探究与结论】
步骤A中加入过量的BaCl2溶液的目的是③ 。在老师的指导下,同学们通过交流、讨论、实验,圆满完成了这次实验探究活动。
答案 【初步结论】(1)BaCl2、Na2CO3(或氯化钡、碳酸钠)(多答、少答或答错均不给分)(2)NaCl(或氯化钠)【猜想与假设】Na2CO3(或碳酸钠)【探究与结论】①产生白色沉淀 ②无色酚酞试液 ③检验并除去Na2CO3
解析 Ⅰ.初步探究:【初步结论】(1)根据题意可知,该白色固体可能是氯化钡、氢氧化钠、碳酸钠、硫酸钠中的一种或几 种,结合初步研究的流程及现象,加水后有沉淀生成,且沉淀全部溶于稀盐酸,白色沉淀应是氯化钡与碳酸 钠反应生成的碳酸钡沉淀,所以白色固体中一定含有的物质是碳酸钠和氯化钡,一定不含硫酸钠。(2)M溶液呈碱性,加入碳酸钠溶液无沉淀产生,则M溶液中一定不含氯化钡,一定含有碳酸钠与氯化钡反 应生成的氯化钠。Ⅱ.继续研究:【猜想与假设】氢氧化钠、碳酸钠溶液都呈碱性,溶液M中的溶质可能是氢氧化钠,也可能氢氧化钠与 碳酸钠都有,也可能只含碳酸钠。【探究与结论】题目中明确猜想一正确,即溶液M中含碳酸钠和氢氧化钠,则向溶液M中加入过量氯化 钡溶液,氯化钡与碳酸钠反应产生碳酸钡白色沉淀,过量的氯化钡可以将碳酸钠反应完,既可以检验碳酸 钠又可以除去碳酸钠。除去碳酸钠后再向上层清液中加入无色酚酞试液,溶液变红,说明含有氢氧化 钠。
7.(2019江西,29,9分)冬季雾霾频发。某校社会实践小组的同学们,对某地区雾霾的成分、成因、危害及 防治产生了浓厚的兴趣并开启了项目性学习之旅。【信息检索】雾是浮游在空气中的大量微小水滴。霾是可吸入颗粒物浓度较高造成的能见度较低的现 象。霾的主要成分可能含有可溶性硫酸盐、硝酸盐、铵盐、不溶性有机物、黑碳、金属元素和其他元 素。【提出问题】某地霾的成分是什么?【实验准备】选择该地重度雾霾天气,用SDLKC-1000型大流量TSP采样器在室外采集大气中的可吸入 颗粒物10 g。活动一:探究霾中是否含有铵盐和硫酸盐。
【总结反思】工业上应加强对污染企业的监管,农业上应合理施用化肥。活动二:探究霾中是否含有黑碳。同学们设计了如下图所示的创新实验(将活动一得到的残渣,干燥后置 于中间凹槽内)。 【实验步骤】①滴入过氧化氢溶液制取O2,排出装置内空气后,再在导管口接上气球。②向右边的凹槽 内滴入澄清的石灰水。③接通电源,用红热电阻丝点燃残渣。
【实验现象】残渣剧烈燃烧,澄清石灰水变浑浊,气球变大。【实验结论】霾中含有黑碳。装置内澄清石灰水变浑浊的化学方程式是 。【交流研讨】某同学对“霾中含有黑碳”的结论产生怀疑,理由是 。活动三:查阅资料,霾中还含有Al、Na、Zn、Pb、Hg、Cd等金属元素,其中的有害元素除Cd外,还有 。【能力发展】请你联系实际填写关于雾霾的问卷调查表:
【检查进度】小组同学没有进行的探究项目是 。
答案 活动一:放出刺激性气味气体BaCl2溶液或BaCl2溶液和稀盐酸(合理即可) 活动二:Ca(OH)2+CO2 CaCO3↓+H2O可能含有不溶性有机物,它燃烧也会生成CO2(合理即可) 活动三:Hg、Pb(或汞、铅)集中供暖(或煤改电/煤改气)(合理即可) 汽车尾气霾中是否含有硝酸盐(或是否含有不溶性有机物或是否含有其他元素或雾霾的危害)
解析 活动一:铵根离子和氢氧根离子反应可产生有刺激性气味的氨气。 方案二中加入的试剂和硫酸 根离子反应生成白色沉淀,说明加入了含钡离子的溶液,可以是BaCl2溶液或BaCl2溶液和稀盐酸。活动二:使澄清石灰水变浑浊的反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2 CaCO3↓+H2O。澄清石灰水变浑浊只能说明残渣燃烧产生二氧化碳气体,但不能说明一定含有黑碳,可能含有不溶性有机物。活动三:Hg、Pb(或汞、铅)两种元素对人体有害。可以采用集中供暖(或煤改电/煤改气)等方法替代烧 散煤取暖;根据表中推广新能源汽车和私家车限号出行的措施可推出对应的雾霾频发的成因是汽车尾 气。通过对题述实验的整体理解,小组同学没有进行的探究项目是霾中是否含有硝酸盐或是否含有不 溶性有机物或是否含有其他元素或雾霾的危害。
8.(2018吉林,19,7分)某化学兴趣小组的同学们在实验室里探究某些酸、碱、盐之间是否发生复分解反 应。【查阅资料】硫酸钡(BaSO4)白色固体,不溶于水,也不溶于盐酸、硫酸和硝酸。【实验与探究】
实验三结束后,某同学出于好奇,把实验三试管里的上层清液a倒入另一支洁净的试管中,向清液a中逐滴 滴加K2CO3溶液。在滴加过程中,发现先产生气泡,然后又产生白色沉淀。根据上述现象,请你判断原清 液a中的溶质是⑤ 。【拓展与应用】将稀盐酸、Ca(OH)2溶液、NaCl溶液、Na2CO3溶液任意两种溶液相混合,写出能发生反应且有沉淀生成 的化学方程式⑥ 。
答案 ①有气泡产生(1分)②酚酞(1分)③S (或硫酸根离子或硫酸根均可)(1分)④水(或H2O)(1分)⑤HNO3和Ba(NO3)2(或硝酸和硝酸钡)(1分)⑥Ca(OH)2+Na2CO3 CaCO3↓+2NaOH(2分)
解析 ①稀硫酸与碳酸钾溶液反应生成二氧化碳气体,可以看到有气泡产生。②氢氧化钠溶液呈碱性, 能使酚酞变红,滴入稀硫酸,稀硫酸与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,当恰好完全反应时溶液由红色变为 无色。③稀硫酸与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,硫酸根离子和钠离子没发生变化。④综合实验一、 二、三可得出结论,生成物中有气体或有水或有沉淀时,复分解反应可以发生。⑤实验三中稀硫酸与硝 酸钡溶液反应生成硫酸钡沉淀和硝酸,溶液中一定含有硝酸,可能含有反应后剩余的硝酸钡或硫酸,加入 碳酸钾溶液,先与硝酸反应生成二氧化碳气体,然后产生白色沉淀,说明原清液a中的溶质是HNO3和Ba(NO3)2。⑥四种溶液中氢氧化钙溶液与碳酸钠溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,化学方程式为Ca(OH)2+Na2CO3 CaCO3↓+2NaOH。
方法技巧 两种溶液反应,情况有两种,一是恰好完全反应,二是反应物有一者剩余。反应后溶液中的溶 质一定含生成的可溶性物质,可能含有剩余的反应物。
9.(2017山西,29,9分)经过监测和治理,我省的土壤质量已经得到了很好的改善,但个别地区仍然存在盐碱 地。某校化学兴趣小组的同学们为此开展了实践活动,他们采集了本地的土样,并对土样围绕两个问题 进行探究。查阅资料:①枸杞和合欢等植物均可在轻度盐碱地中生存。②盐碱地显碱性。③该土样中的可溶性物质只含NaCl、CaCl2和Na2CO3。探究过程:(1)甲组探究土样的酸碱度具体操作是 ,由此得出,该土样pH>7。(2)乙组探究土样的成分(如图所示)
向土样中加入足量的蒸馏水,发生反应的化学方程式为 。同学们对溶液Ⅰ中的溶质成分很感兴趣,做出如下猜想:猜想①:只含NaCl猜想②:含NaCl、CaCl2猜想③:含NaCl、Na2CO3设计实验,继续探究:
反思与评价:①通过交流,甲组认为乙组的方案一不太严谨,理由是 。②同学们对沉淀Ⅰ中CaCO3的来源展开了热烈的讨论。一致认为,CaCO3也可能来自土样本身。请解释 土样中存在CaCO3的原因 。总结与提升:改良我省的盐碱地,充分利用土地资源,造福山西人民,我们任重而道远。以下建议你认为正确的是 。a.轻度盐碱地可以种植枸杞b.可以用熟石灰改良盐碱地c.盐碱地应避免施用碱性化肥
答案 (1)取适量土样于烧杯中,加蒸馏水、搅拌、静置,在玻璃片(或表面皿)上放一条pH试纸,用玻璃棒 蘸取上层清液滴到pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读出pH(2)CaCl2+Na2CO3 2NaCl+CaCO3↓ Na2CO3溶液(或K2CO3溶液) 答案1:稀盐酸(或稀硫酸);答案2:CaCl2溶液/BaCl2溶液/Ca(NO3)2溶液/Ba(NO3)2溶液/Ca(OH)2溶液/Ba(OH)2溶液;答案3:酚酞溶液 答案1: 有气泡产生;答案2:有白色沉淀生成;答案3:溶液由无色变成红色①若溶液中含CaCl2,滴加硝酸银溶液和稀硝酸,也会产生白色沉淀 ②在灌溉(或雨水或潮湿)的条件下, 该土壤中的CaCl2和Na2CO3反应也生成CaCO3a、c
解析 (2)土样中的可溶性物质有氯化钠、氯化钙和碳酸钠,加入水后,氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙 沉淀和氯化钠,溶液Ⅰ中一定有氯化钠,可能有未反应完的氯化钙或未反应完的碳酸钠。根据氯化钙、 碳酸钠的性质,结合实验现象和实验结果填写所用试剂。枸杞可在轻度盐碱地中生存,故a正确;熟石灰 显碱性,不可以用来改良盐碱地,故b错误;盐碱地应施用酸性化肥,避免用碱性化肥,故c正确。
10.(2020江苏南京,21,8分)溶液在生产、生活中起着十分重要的作用。某学习小组的同学对溶液的性质 进行探究。【引发思考】生理盐水是医疗上常用的一种溶液,100 mL生理盐水(其密度可近似看作1 g/cm3)中含有0.9 g医用氯化 钠,该溶液中溶质的质量分数为 。一瓶合格的生理盐水密封放置一段时间后,不会出现浑浊 现象,原因是 。【提出问题】溶液的某些性质是否可以通过定量实验进行验证?【查阅资料】电导率传感器用于测量溶液的导电性强弱;一定条件下,电导率的大小能反映离子浓度的大小。【实验探究1】氯化钠溶于水形成溶液的过程中氯离子浓度、电导率的测定。第一步:读取室温为26 ℃,取100 mL蒸馏水,加入烧杯中,放入磁力搅拌器磁珠;第二步:校准传感器,组装仪器,设定搅拌档位;第三步:用氯离子传感器和电导率传感器同时采集数据,迅速将一定质量的氯化钠加入烧杯中。实验数
据如图1所示。
图1分析图1实验数据:(1)a~b段曲线呈这种形态的原因是 。(2)请说明实验过程中液体的电导率变化的原因 。【交流反思1】如何通过实验验证氯化钠溶液是均一的?请简要说明。 。【实验探究2】用氯离子传感器和电导率传感器同时采集数据,向一定体积、一定浓度的氯化钠溶液中慢慢加入等体 积、一定浓度的硝酸银溶液,恰好完全反应。部分实验数据如图2所示。
图2【交流反思2】推测c点时溶液的电导率是否为零,并说明理由。 。
答案 【引发思考】0.9% 溶液是均一的、稳定的【实验探究1】(1)氯化钠在水中逐渐溶解,氯离子浓度不断增大(2)答题要点:蒸馏水不导电,液体的电导率几乎为零;加入氯化钠后,固体逐渐溶解,溶液中的离子浓度不 断增大,溶液的电导率不断增大;氯化钠全部溶解后,溶液中的离子浓度不变,溶液的电导率不变【交流反思1】测定氯化钠溶液中不同位置的氯离子浓度,数值相同(或测定电导率、密度等)【交流反思2】不为零,因为溶液中存在钠离子和硝酸根离子
解析 【引发思考】生理盐水的溶质质量分数为 ×100%=0.9%;溶液是均一、稳定的,在外界条件不发生改变时,其中的溶质和溶剂不会发生分离。【实验探究1】(1)氯化钠固体在水中逐渐溶解,溶液中的氯离子浓度不断增大。(2)刚开始时,未加入氯 化钠,液体中只含有蒸馏水,蒸馏水不导电,故电导率几乎为零;加入氯化钠后,固体逐渐溶解,溶液中的离 子浓度不断增大,电导率也逐渐增大;固体全部溶解后,溶液中的离子浓度不变,溶液的电导率不变。【交流反思1】溶液的均一性表现在溶液各部分的性质都相同,可以用氯离子传感器或电导率传感器在 溶液的各个部位测试采集数据,数据相同,表示溶液是均一的。【交流反思2】氯化钠与硝酸银反应的化学方程式为NaCl+AgNO3 AgCl↓+NaNO3,其反应本质是氯离子与银离子反应生成氯化银,导致溶液中的氯离子大量减少,恰好反应后氯离子浓度几乎为零,但氯 化钠中的钠离子和硝酸银中的硝酸根离子没有参与反应,仍然存在于溶液中,故溶液仍然有一定的导电 性。
11.(2020河北,35,7分)84消毒液、H2O2溶液都是常用消毒剂,兴趣小组对两种消毒剂进行了如下探究活 动。【查阅资料】84消毒液的有效成分是次氯酸钠(化学式为NaClO)。【实验1】取少量84消毒液于试管中,滴加H2O2溶液,发现有大量气泡产生;然后 (填写实验操作和现象),证明产生的气体是氧气。【提出问题】在上述反应中,NaClO的作用是什么?【作出猜想】猜想一:作反应物,NaClO与H2O2溶液发生化学反应;猜想二:作 ,类似分解H2O2溶液制氧气时MnO2的作用。【实验2】
①按上图所示组装实验装置,并 。②向锥形瓶中加入30 mL 84消毒液,注射器中吸入25 mL H2O2溶液。③将注射器中的H2O2溶液平均分5次推入锥形瓶中;每次推入H2O2溶液,待不再产生气泡后,记录收集气 体的总体积(忽略其他因素对测量结果造成的影响)见下表。
(1)表中的数据x= 。(2)分析表中数据得出“猜想一正确”,其依据是 。【分析讨论】NaClO与H2O2溶液反应除生成氧气外,还生成氯化钠和水。该反应的化学方程式为 。【拓展反思】生活中常用消毒剂除84消毒液、H2O2溶液外,还有75%酒精、过氧乙酸等。在使用各种 消毒剂时,要考虑它们的性质。切记:科学使用,注意安全!生活中下列使用消毒剂的做法正确的是 。A.不同的消毒剂可随意混合使用B.使用84消毒液的浓度越高越好C.使用75%酒精消毒应远离明火,防止火灾D.84消毒液、75%酒精等消毒剂均应密封保存
答案 【实验1】将带火星的木条伸入试管,木条复燃【作出猜想】催化剂【实验2】①检查装置的气密性 (1)370 (2)第3次产生的氧气量变少,以后不再产生气体【分析讨论】NaClO+H2O2 NaCl+H2O+O2↑【拓展反思】CD
解析 【实验1】注意题目要求填写的是证明气体是氧气的实验操作和现象,因此应填写将带火星的木 条伸入试管,木条复燃。【作出猜想】题目中有提示“类似分解H2O2溶液制氧气时MnO2的作用”,而分解H2O2溶液制氧气时 MnO2的作用是作催化剂。【实验2】有气体参加或生成的反应,实验前均需检查装置的气密性;(1)分析表中数据可知第一次加入5 mL 过氧化氢溶液充分反应后收集到140 mL 气体,第二次再加入5 mL过氧化氢溶液充分反应后又收集 到140 mL气体,而第三次加入5 mL过氧化氢溶液充分反应后仅收集到365 mL-280 mL=85 mL气体,说明 此时装置内NaClO已经反应完毕,再加入过氧化氢溶液也不再有气体生成,仅仅是加入的过氧化氢溶液 排出的装置内剩余气体,因此x应该是365+5=370。根据每次反应过程中产生的氧气体积不同,可知NaClO在反应中不是催化剂而是反应物。【分析讨论】题目信息中告知NaClO与H2O2溶液反应除生成氧气外,还生成氯化钠和水,并依据质量守 恒定律,化合价升降总数相等配平方程式。【拓展反思】A项,不同的消毒剂混合使用有可能会发生化学反应,产生危险;B项,消毒剂必须按照使用 说明书上要求的浓度和使用方法使用,并非浓度越高效果越好;C项,酒精具有可燃性,因此使用75%酒精 消毒应远离明火,防止火灾;D项,有些消毒剂易挥发,有些消毒剂易分解,因此消毒剂均应密封保存。
关键点拨 对于我们不熟悉的物质的性质探究,关键是要善于从题目信息中发现与我们熟悉知识的关 系,然后进行迁移和拓展。有时问题的答案就在题中的文字中,尤其要注意解题过程中不要被新物质、 新反应迷惑。
1.(2020新疆,16,8分)不用火,不用电,只需拆开发热包倒入凉水,就能享用美食的自热食品,受到消费者的 追捧。食品专用发热包 贮存条件:存放于阴凉干燥处。使用方法:撕开塑料袋后加入常温水,请立即使用。注意事项:1.使用前检查发热包,如有破损或污染食品,请勿使用。
教师专用题组
2.使用过程中请保持通风,请勿在密闭空间中使用。
3.请勿湿手接触发热包,请勿使用热水。
4.使用前后,勿撕开发热包无纺布。
5.如有发热包内物质不小心进入眼睛或误食,请立即用清水冲洗、催吐或医院就医。【查阅资料】Ⅰ.发热包中物质的主要成分是生石灰、碳酸钠、铝粒。Ⅱ.铝和强碱溶液反应生成氢气。探究一:发热包的发热原理(1)小明买了一盒自热米饭,取出发热包加入凉水,发生剧烈反应,迅速放出大量的热,写出产生该现象的 主要化学反应方程式 ;同时发热包内固体物质变硬、结块,依据观察到的实验现 象,小明猜想发热包内的物质可能发生多个化学反应,写出其中一个反应的化学方程式 。(2)发热包上的安全警示图标有“禁止明火”,其原因可能是 。(3)小明向使用后的发热包中加入稀盐酸,并对产生的气体展开进一步探究。探究二:确定气体的成分【猜想与假设】小明认为该气体可能是a.H2;b.① ;c.CO2和H2的混合气体。【实验设计】小明同学设计下图实验装置,对气体成分进行探究。
【实验验证】甲装置中的实验现象是② ,丁装置中黑色的粉末逐渐变为红色,试管 口有水珠产生,证明猜想c正确。若甲、乙装置交换位置,③ (填“能”或“不能”)确定气体中含有CO2,写出化学方程式并说 明理由④ 。【总结与反思】通过以上探究,小明做出如下反思:
A.发热包应密封防潮保存B.能与水混合放出热量的物质均可做发热包的发热材料C.使用后的发热包应包好按照垃圾分类投放你认为其中正确的是⑤ 。
答案 (1)CaO+H2O Ca(OH)2 Ca(OH)2+Na2CO3 CaCO3↓+2NaOH(2)铝和生成的氢氧化钠反应产生氢气,氢气具有可燃性(合理即可)(3)①CO2 ②澄清石灰水变浑浊 ③不能 ④2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O,若CO2完全被吸收,则无法确定气体中是否含CO2(合理即可) ⑤AC
解析 (1)氧化钙与水反应生成氢氧化钙,并放出大量的热,化学方程式为CaO+H2O Ca(OH)2;生成的氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙和氢氧化钠,化学方程式为Ca(OH)2+Na2CO3 CaCO3↓+2NaOH。(2)铝和生成的氢氧化钠反应产生氢气,氢气具有可燃性,遇明火可能发生爆炸,所以要禁止明火。(3) 【猜想与假设】发热包中碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,所以气体可能为二氧化碳; 【实验验证】二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,用于验证二氧化碳,氢氧化钠溶液用于除去二氧化碳,如 果甲、乙装置交换位置,二氧化碳将被氢氧化钠溶液吸收,所以无法确定气体中含有CO2,化学方程式为2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O;【总结与反思】A项,发热包中含有氧化钙,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,且发热包中的铝粉易与空气中的氧气反应生成氧化铝,所以发热包应密封防潮保存,故正确;B项,发热 包用于自热食品,所以要注意发热材料遇水放热后不能生成有强腐蚀性和毒性的物质,故错误;C项,使用 后的发热包含有强碱等,应包好按照垃圾分类投放,否则会造成环境污染,故正确。
2.(2020吉林,19,7分)结合某校师生线上“互动探究”活动,回答有关问题。【学习目标】了解生活中常见的几种盐的化学性质。【实验用品】教师用品:NaCl溶液、Na2CO3溶液、酚酞溶液、CaCl2溶液、KNO3溶液等。学生用品:洁厕灵(主要成分稀盐酸,不考虑其他成分)、Ca(OH)2溶液(用生石灰干燥剂制备)、纯碱(Na2CO3)溶液、小苏打(NaHCO3)溶液、注射器、废塑料瓶、吸管等。【互动探究】
【拓展延伸】“垃圾是放错了位置的资源”,对下列物质的利用,正确的是 。A.“探究一”中剩余溶液的混合液,可用于检验“探究二”中洁厕灵是否过量B.“探究二”中生成的这种气体,可以作为气体肥料C.“探究三”中生成的这种固体,可以作食品干燥剂D.“探究四”中剩余溶液的混合液,可以除去NaNO3溶液中混入的Ca(NO3)2
答案 ①酚酞 ②气泡(或气体) ③碱④Na2CO3+Ca(OH)2 CaCO3↓+2NaOH⑤产生白色沉淀(或产生沉淀)【拓展延伸】AB
解析 【互动探究】探究一 碳酸钠溶液显碱性,能使酚酞溶液变红色,氯化钠溶液显中性,不能使酚酞溶液变红色,所以通过 分别向盛有NaCl溶液、Na2CO3溶液的两支试管中滴加酚酞溶液所产生的不同现象,可以得出盐溶液不 一定显中性的结论。探究二 洁厕灵中含有稀盐酸,稀盐酸分别与碳酸钠、碳酸氢钠反应均能生成使澄清石灰水变浑浊的 二氧化碳气体,所以可以通过实验探究得出Na2CO3溶液和NaHCO3溶液能与某些酸溶液反应的结论。探究三 氢氧化钙属于碱,碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠,根据产生白色沉淀的实验现 象,可以探究碳酸钠与某些碱的反应;碳酸钠和氢氧化钙反应的化学方程式为Na2CO3+Ca(OH)2 CaCO3↓+2NaOH。探究四 取少量CaCl2溶液于试管中,向其中滴加Na2CO3溶液,产生白色沉淀,说明Na2CO3溶液能与某些 盐溶液反应。【拓展延伸】“探究一”中剩余溶液的混合液中含有碳酸钠,洁厕灵主要成分是稀盐酸,稀盐酸和碳酸钠反应会有二 氧化碳生成,所以可以检验“探究二”中洁厕灵是否过量,故A正确;碳酸钠、碳酸氢钠均与稀盐酸反应 生成二氧化碳,二氧化碳可用于植物光合作用,所以“探究二”中生成的气体可以作为气体肥料,故B正
确;碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠,碳酸钙不溶于水,不吸收水分,所以“探究三”中生 成的固体不能作食品干燥剂,故C不正确;碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙和氯化钠,“探究四”中剩余 溶液的混合液中含有碳酸钠、硝酸钾和生成的氯化钠,碳酸钠和硝酸钙反应生成碳酸钙和硝酸钠,可以 除去NaNO3溶液中混入的Ca(NO3)2,但引入了新杂质,故D不正确。
易错警示 除杂过程中除去杂质的同时不能引入新的杂质,加入的物质不能和原物质反应;“探究四” 中剩余溶液的混合液中含有的碳酸钠和硝酸钙反应生成碳酸钙和硝酸钠,可以除去NaNO3溶液中混入 的Ca(NO3)2,但引入了硝酸钾和氯化钠杂质。
3.(2019安徽,14,7分)某兴趣小组对KClO3分解反应的催化剂进行研究,在相同的加热条件下,用下图装置 完成表中实验:
(1)设置实验1的目的是 。(2)表中所列3种催化剂的催化效果最佳的是 。(3)写出KClO3分解的化学方程式: 。(4)由实验1和实验4可知,KCl (填“有”或“无”)催化作用。维持加热条件不变,用实验1再继续 收集50 mL O2,所需时间明显少于171 s,解释原因: 。(5)要比较KClO3分解反应中不同催化剂的催化效果,除了测量收集50 mL O2所需时间外,还可以测量相 同时间内 。
答案 (7分)(1)对照实验 (2)MnO2 (3)2KClO3 2KCl+3O2↑(4)有 随着反应的进行,生成的催化剂KCl越来越多(合理即可)(5)收集的氧气体积(合理即可)
解析 (1)设置实验1的目的是与其他组实验进行对照。(2)收集50 mL O2所需时间越短,说明催化剂的催 化效果越佳,由表中数据可知MnO2的催化效果最佳。(3)KClO3分解的化学方程式为2KClO3 2KCl+3O2↑。(4)由表中数据可知,收集50 mL O2,加入0.5 g KCl比不加时所需时间短,说明KCl有催化作 用。维持加热条件不变,用实验1再继续收集50 mL O2,所需时间明显少于171 s是因为氯酸钾分解生成了 KCl,KCl有催化作用,加快了反应速率。(5)比较KClO3分解反应中不同催化剂的催化效果,除了测量收集 50 mL O2所需时间外,还可以测量相同时间内收集的氧气体积。
4.(2019山东青岛,27,8分)实验是进行科学探究的重要方式。请根据下图回答问题。 (1)用图A所示装置蒸发食盐水时,玻璃棒的作用是 。(2)用图B所示装置在空气中点燃氢气,该反应的化学方程式为 。在点燃氢气等可燃性气体前,一定要先 。(3)图C所示装置是探究铜生锈的部分实验,铜锈的主要成分是碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]。实验所用铜 片形状、大小相同。一段时间后,试管①中铜片保持光亮,试管②中铜片出现绿色锈渍。对比试管①② 的实验现象,得出的结论是 。
(4)甲同学用图D所示装置探究二氧化碳能否与氢氧化钠发生反应。他向盛满二氧化碳的软塑料瓶中倒 入10%的氢氧化钠溶液50 mL,迅速拧紧瓶盖,振荡,观察到软塑料瓶变瘪。由此得出结论:二氧化碳能与 氢氧化钠发生反应。乙同学认为甲同学的实验方案不严谨,理由是 。乙同学利用图D所示装置,补做一个对比实验:将甲同学实验中的 换成 ,实验步骤与甲同学完全相同,对比两个实验的现象得出结论:二氧化碳能与氢 氧化钠发生反应。
答案 (1)搅拌,使液体受热均匀,防止液滴飞溅(2)2H2+O2 2H2O 验纯(3)铜生锈需要有氧气的参与(4)二氧化碳能溶于水,并且与水发生反应,使压强减小,塑料瓶变瘪 氢氧化钠溶液 水
解析 (1)蒸发时,玻璃棒的作用是搅拌,使液体受热均匀,防止液滴飞溅;(2)点燃氢气等可燃性气体前一 定要检验气体的纯度,氢气在氧气中燃烧生成水,化学方程式为2H2+O2 2H2O;(3)实验①②的不同点在于①中没有氧气,②中有氧气,①中铜未生锈,②中的铜生锈说明铜生锈需要有氧气参与;(4)利用图D装 置实验不能证明氢氧化钠和二氧化碳发生了反应,因为氢氧化钠溶液中的水也可溶解二氧化碳并能和 二氧化碳反应,使压强减小,软塑料瓶变瘪;要想得出正确结论,可以做一个对比实验,把氢氧化钠溶液换 成水,若软塑料瓶变瘪的程度小,可证明氢氧化钠和二氧化碳发生了反应。
5.(2018内蒙古呼和浩特,15,7分)根据大量的实验总结得出酸、碱、盐之间相互发生复分解反应的条件 是:生成物中有沉淀、气体或水。依据该条件,某化学小组的同学推断稀硫酸和氯化镁溶液不能发生复 分解反应。为了进一步确认该推断的可靠性,该小组同学将一定量稀硫酸和一定量氯化镁溶液在烧杯 中混合后,进行了如下探究活动。(1)甲同学取烧杯中混合溶液分别进行以下两个实验,记录实验现象如下。请依据实验现象填写实验结 论:
(2)乙同学看到甲同学的实验报告后,认为甲同学的结论不正确,原因是 。为 了进一步确认两者没发生反应,还需检验烧杯内的混合液中含有氯化镁。于是,乙同学设计了如下两个 实验:①取少量烧杯内的混合液于试管中,逐滴加入过量的 溶液,证明了混合液中含有Mg2+。整个实 验过程中乙同学观察到的实验现象是 。②乙同学另取少量烧杯内的混合液,通过实验成功地检验出混合液中含有Cl-。他设计的方案为 (写出操作和现象)。【总结】通过上述实验,该小组同学证明了稀硫酸和氯化镁溶液确实没有发生反应。
答案 (1)H+(1分) S (1分)(2)还可能是反应后硫酸有剩余(1分) ①NaOH(或KOH)(1分) 先无明显现象,一段时间后产生白色沉 淀(1分,答出全部带点部分给分) ②向盛有少量混合液的试管内加入过量的Ba(NO3)2溶液,过滤(静置), 再向滤液(清液)中滴加AgNO3溶液,有白色沉淀产生[2分,答出过量的Ba(NO3)2溶液给1分,答出滴加AgNO3溶液,有白色沉淀产生给1分]
解析 (1)向混合液中滴加石蕊溶液,溶液变红色,说明溶液呈酸性,故溶液中含有H+;向混合液中滴加氯 化钡溶液,产生的白色沉淀为硫酸钡,说明溶液中含有S 。 (2)根据甲同学的实验报告可知,若稀硫酸与氯化镁溶液发生了反应且反应后稀硫酸有剩余,也会出现相同的实验现象,故甲同学的结论不正确。 为了进一步确认两者没发生反应,还需检验烧杯内的混合液中含有氯化镁,即检验含有Mg2+和Cl-。①检 验Mg2+的方法:取少量烧杯内的混合液于试管中,逐滴加入过量的NaOH溶液,若产生白色沉淀,证明混合 液中含有Mg2+。②由于溶液中含有S ,因此在检验混合液中含有Cl-之前,先除去溶液中的S ,过滤,再向滤液中加 AgNO3溶液,若有白色沉淀产生,说明溶液中含有Cl-。
6.(2017重庆A,23,6分)某化学兴趣小组为了探究氢气的实验室制法,进行了一系列实验探索。(1)小组用锌与稀盐酸反应制取氢气,该反应的化学方程式为 。(2)为了加快锌与稀盐酸的反应速率,老师提示可向反应物中加入少量硫酸铜固体。为了弄明白速率加 快的原因,小组同学提出了以下猜想。猜想一:起促进作用的是硫酸根离子猜想二:起促进作用的是铜离子猜想三:生成物质起到促进作用为了验证上述猜想是否正确。①小明将硫酸铜换成硫酸钠,发现反应速率几乎没有变化,小明得出猜想 不正确。②小明提出将硫酸铜换成氯化铜进一步验证猜想,小刘认为不需要替换试剂,只需通过观察加入硫酸铜 固体后的现象就可以验证,该反应的现象为 ,发生反 应的化学方程式为 。此反应发生后反应速率加快依然较明显, 小刘得出猜想 正确。(3)小王觉得用稀硫酸比用稀盐酸制取的氢气更纯净,原因是 。
答案 (6分)(1)Zn+2HCl ZnCl2+H2↑(1分)(2)①一(1分) ②锌片表面出现红色物质,溶液由蓝色变成无色(1分) Zn+CuSO4 ZnSO4+Cu(1分) 三(1分)(3)稀盐酸具有挥发性(1分)
解析 (1)用锌与稀盐酸反应制取氢气,反应的化学方程式为Zn+2HCl ZnCl2+H2↑。(2)①小明将硫酸铜换成硫酸钠,结果发现反应速率几乎没有变化,说明猜想一不正确;②加入CuSO4后,Zn与CuSO4发生 置换反应生成Cu和ZnSO4,因此会观察到锌片表面有红色物质出现,溶液由蓝色变为无色,反应方程式为 Zn+CuSO4 ZnSO4+Cu;该反应发生后,反应速率加快依然较明显,说明猜想三正确。(3)稀盐酸有挥发性,挥发出来的氯化氢气体混入氢气中会使制取的氢气不纯净;稀硫酸没有挥发性,不会使氢气中混入其 他气体,因此用稀硫酸比用稀盐酸制取的氢气更纯净。
7.(2017新疆乌鲁木齐,16,12分)化学实验小组的同学在用锌粒与右图硫酸溶液(试剂瓶标签部分被腐蚀) 反应时,发现有气泡产生,并闻到有刺激性气味。他们对此气体的成分进行了探究。【提出问题】锌粒加入该硫酸溶液反应生成的气体是什么?【查阅资料】①浓硫酸能与锌反应,但不产生氢气,也不会产生氧气,能生成二氧化硫气体;②SO2有刺激性气味,易溶于水,能使品红(一种红色色素)溶液褪色。【猜想与假设】甲同学认为:气体可能是H2;乙同学认为:气体可能是SO2;丙同学认为:气体还可能是 。【实验探究】为了验证上述猜想,同学们在老师的指导下设计了下图的装置(部分夹持器材略去,假设每个能发生的反 应都完全进行)进行探究:
(1)图Ⅰ中a仪器的名称是 ,图Ⅱ中D处气体发生装置可选图Ⅰ的 (填字母序号)。(2)实验开始后,观察到E中品红溶液褪色,证明气体中含有 。(3)H装置的作用是 ,写出发生反应的化学方程式: 。(4)F装置的作用是 。(5)G装置在点燃酒精灯加热之前应先通一段时间的气体,目的是 ;加热一段时间
后,观察到 ,证明气体中含有H2。【实验结论】 同学的猜想是正确的。【反思与交流】①锌和浓硫酸反应生成硫酸锌、水和二氧化硫,为什么在反应过程中又产生了氢气呢?用文字简述原因: 。②锌与浓硫酸、稀硫酸反应都可以产生硫酸锌,如果需要制取硫酸锌,用锌与稀硫酸反应的优点是 (任填一种合理的答案)。
后,观察到 ,证明气体中含有H2。【实验结论】 同学的猜想是正确的。【反思与交流】①锌和浓硫酸反应生成硫酸锌、水和二氧化硫,为什么在反应过程中又产生了氢气呢?用文字简述原因: 。②锌与浓硫酸、稀硫酸反应都可以产生硫酸锌,如果需要制取硫酸锌,用锌与稀硫酸反应的优点是 (任填一种合理的答案)。
答案 (每空1分,共12分)【猜想与假设】H2、SO2【实验探究】(1)长颈漏斗 B或C(2)SO2(3)吸收SO2 SO2+2NaOH Na2SO3+H2O(4)吸收水蒸气(5)排尽装置内的空气 黑色固体变红【实验结论】丙【反思与交流】①随着反应的进行浓硫酸变成了稀硫酸②只产生氢气或无污染(合理答案均可得分)
解析 【猜想与假设】气体还可能是氢气和二氧化硫的混合物。【实验探究】(1)由题图知a是长颈漏斗;根据反应物的状态和反应条件可知选取的发生装置为B或C。 (2)由资料知SO2有刺激性气味,易溶于水,能使品红溶液褪色,观察到E中品红溶液褪色,证明气体中含有 二氧化硫。(3)生成的二氧化硫会造成空气污染,所以用氢氧化钠溶液吸收,二氧化硫与氢氧化钠溶液反 应生成亚硫酸钠和水。(4)浓硫酸具有吸水性,所以F装置中的浓硫酸可以除去混合气体中的水蒸气。 (5)氢气与空气混合在加热时可能发生爆炸,因此,在加热前要先通一段时间的气体,把装置内的空气全部 排出;氢气能与氧化铜在加热条件下反应生成铜和水,会观察到黑色固体变红色。【实验结论】由以上分析得出气体中既有氢气,也有二氧化硫,故丙同学的猜想正确。【反思与交流】①随着反应的进行,浓硫酸逐渐变为稀硫酸,锌与稀硫酸反应生成氢气。②锌与浓硫酸反应会生成污染空气的二氧化硫,而与稀硫酸反应生成氢气,不会污染空气。
中考化学
专题十九 科学探究题
1.(2020湖北武汉,30,6分)如图1所示,小瑾将反应后试管中的物质全部倒入烧杯时,发现烧杯内白色沉淀 明显增多。为了探究烧杯内物质的成分,她立即向其中逐滴加入稀硝酸,并不断搅拌,烧杯内沉淀的质量 随加入稀硝酸的质量变化如图2所示。 图1
图2回答下列问题:(1)图1所示,烧杯内的白色沉淀是 (写化学式)。(2)BC段发生反应的化学方程式为 。(3)A点,烧杯内的溶液中一定大量含有的离子为 (写离子符号)。B点,烧杯内的沉淀 由 种物质组成。(4)检验D点溶液中是否含有氯离子的方法 。
答案 (1)BaCO3、BaSO4 (2)BaCO3+2HNO3 Ba(NO3)2+H2O+CO2↑ (3)Na+、Cl-、S 2 (4)静置,取上层清液少许于洁净试管中,向其中滴加硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,则说明含有Cl-;反之,无
解析 (1)碳酸钠、硫酸钠溶液和氯化钡溶液反应可以分别生成BaCO3、BaSO4白色沉淀,化学方程式分 别为BaCl2+Na2CO3 BaCO3↓+2NaCl、Na2SO4+BaCl2 BaSO4↓+2NaCl。(2)BC段,沉淀质量在不断减少,原因是碳酸钡沉淀和加入的稀硝酸发生反应转化成可溶性的硝酸钡,发生反应的化学方程式为 BaCO3+2HNO3 Ba(NO3)2+H2O+CO2↑。(3)碳酸钠、硫酸钠溶液和氯化钡溶液反应分别生成BaCO3、BaSO4白色沉淀,同时生成氯化钠,氯化钠可溶于水,因此溶液中一定含有大量的Na+和Cl-。观察图像 可知,AB段沉淀质量仍在增加,说明是碳酸钡沉淀与稀硝酸反应生成的硝酸钡继续与溶液中的S 反应生成沉淀BaSO4,因此溶液中还含有大量的S 。B点沉淀质量达到最高点,溶液中的S 完全反应,但碳酸钡还没有反应完,此时沉淀有两种,即BaCO3、BaSO4。(4)检验氯离子的方法是滴加硝酸银溶液,若产 生不溶于稀硝酸的白色沉淀即可证明含有Cl-。由题图可知,D点加入的稀硝酸已经过量,因此取少许上 层清液于洁净试管中,向其中滴加硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,则说明含有Cl-;反之,则无。
误区警示 多种物质之间的反应,除应分析原物质之间能发生的反应外,还应该注意生成物之间是否能 够发生化学反应。
2.(2019吉林,19,7分)教育部从2018年开始,要求在学校普及垃圾分类回收处理的相关知识。某化学活动 小组结合所学的知识对此进行一系列实践活动。Ⅰ.活动探究(1)学会识图分拣垃圾:下列垃圾应投入带有下图图标的垃圾箱内的是 (填字母序号)。 A.塑料瓶 B.果皮 C.碎瓷片(2)学会检验有害气体:含氯塑料焚烧时会产生氯化氢等气体。若要检验焚烧后的气体中有氯化氢,可将 其通入 溶液中,有白色沉淀生成即可。Ⅱ.实验探究【提出问题】如何回收处理废旧电池中的镉?【查阅资料】(1)废旧电池中含有镉、汞等元素,这些元素会危害人类健康。(2)镉(Cd)从溶液中析出时呈海绵状固体,在化合物中通常表现为+2价。
(3)碳酸镉(CdCO3)、氢氧化镉[Cd(OH)2]都是白色固体、难溶于水。【设计实验】先将废旧电池进行处理以制得硫酸镉(CdSO4)溶液,用于以下实验。
【回收处理】实验结束后,将反应后的混合物通过过滤、洗涤、加热,进而再制得镉。【交流反思】请同学们基于化学视角说明垃圾分类回收处理的重要意义 (答一点即可)。
答案 Ⅰ.活动探究(1)A(1分) (2)硝酸银(或AgNO3)(1分)Ⅱ.实验探究【设计实验】①金属表面有海绵状固体析出(或有固体析出)(1分) ②2NaOH+CdSO4 Cd(OH)2↓+Na2SO4(2分) ③碳酸钠(或Na2CO3)(其他可溶性碳酸盐均可)(1分)【交流反思】节约金属资源或节约能源或保护环境(从资源、能源、污染几方面作答即可)(1分)
解析 Ⅰ.活动探究(1)题图图标是塑料回收标志,表示回收的是塑料制品,故选A;(2)氯化氢可与硝酸银 溶液反应生成氯化银沉淀,故可用硝酸银溶液检验。Ⅱ.【设计实验】①锌可与硫酸镉反应,生成镉和硫酸锌,故金属表面有海绵状固体析出;②硫酸镉与氢 氧化钠溶液反应生成的白色沉淀是氢氧化镉,另一种物质是硫酸钠,化学方程式为2NaOH+CdSO4 Cd(OH)2↓+Na2SO4;③由资料可知,碳酸镉为白色沉淀,因此向硫酸镉溶液中加入可溶性碳酸盐(如碳酸 钠等)可以产生白色沉淀从而除掉硫酸镉。【交流反思】垃圾分类后可回收再利用,从而节约金属资源,节约能源并保护环境。
3.(2019陕西A,22,7分)一种自加热食品包装中加热包的成分有:生石灰、活性炭、铝粉、铁粉、碳酸 钠、氯化钙、硫酸镁,使用时需向加热包加水。课堂上老师分别取适量加热包中的固体样品进行如图 实验: (1)实验A中,将样品加入水里,触摸烧杯外壁发烫,其原因是 (用化学方程式表 示)。(2)实验B中,将一定量稀盐酸加入锥形瓶中,剧烈反应,生成大量气体。学习小组同学对气体成分和锥形 瓶内溶液进行探究。Ⅰ.对气体成分进行探究【做出假设】假设一:只有H2 假设二:只有CO2 假设三:H2和CO2
【实验验证】小明同学设计如下实验对气体成分进行探究。 ①当气体通过甲时,澄清石灰水变浑浊,证明假设 不成立。②丁中出现 的现象时,证明假设三成立。③乙的作用是 。Ⅱ.对锥形瓶内的溶液进行探究
实验后,小萍同学取少量锥形瓶内的溶液于试管中,向其中滴加NaOH溶液,开始一段时间无沉淀生成,其 原因是锥形瓶内的溶液中存在 。【总结反思】通过以上探究,小林同学做了如下的反思归纳:a.加热包应密封防潮保存b.向用过的加热包内的固体中,加入过量稀盐酸后过滤,可以回收活性炭c.能与水混合放出热量的物质均可用作加热包中的发热材料你认为其中不正确的是 (填字母)。
答案 (1)CaO+H2O Ca(OH)2(化学式错误扣2分)(2)Ⅰ.①一 ②黑色固体变为红色 ③吸收CO2 Ⅱ.盐酸或HCl或氯化氢 c
解析 (1)加热包的成分中有生石灰,生石灰与水反应放出大量的热,反应的化学方程式为CaO+H2O Ca(OH)2。(2)Ⅰ.①当气体通过甲中澄清石灰水时,石灰水变浑浊,说明气体中含有CO2,故假设一不成立;②假设三 成立,说明气体中还含有H2,氢气与氧化铜在加热条件下反应,现象为黑色固体逐渐变为红色;③二氧化碳 能与氢氧化钠反应,所以装置乙的作用是吸收CO2。Ⅱ.取锥形瓶内反应后的溶液于试管中,向其中加入氢氧化钠溶液,开始一段时间无沉淀生成,说明溶液中 有物质消耗氢氧化钠,根据反应过程可知,原反应过程中盐酸过量,氢氧化钠先与盐酸反应。故原因是锥 形瓶内的溶液中存在盐酸。加热包中含有CaO,能与水反应,所以加热包应密封防潮保存,故a正确;向用过的加热包内的固体中加入 过量的稀盐酸,熟石灰、铝粉、铁粉、碳酸钠都能与稀盐酸反应生成可溶性物质,氯化钙和硫酸镁易溶 于水,所以加入过量的盐酸后过滤,滤渣为活性炭,故b正确;作为加热包的材料,除了要求物质与水混合放 热外,还要考虑携带是否方便、是否易于保存和环保等因素,故c不正确。
解题关键 探究实验题的解题关键在于明确实验目的,理解实验原理。
思路分析 对于实验中气体成分的探究,根据甲中澄清石灰水变浑浊得出气体中含有CO2;根据假设三 成立说明气体中含有H2,联想氢气具有还原性得出丁中的反应现象为黑色固体变为红色。
4.(2020山东潍坊,26,10分)纳米零价铁(单质铁)在环保领域应用广泛,以菱铁矿(主要成分为FeCO3,不考 虑杂质)为原料,制备纳米零价铁的反应为:H2+FeCO3 Fe+H2O+CO2。反应一段时间后,某学习小组对剩余固体的成分进行探究。【提出问题】剩余固体的成分是什么?【做出猜想】剩余固体的成分:猜想一:Fe 猜想二:FeCO3 猜想三: 。【实验探究】该学习小组利用下图装置,对剩余固体成分进行探究,实验操作及现象如下。回答下列问 题。
(1)装置C中浓硫酸的作用是 ;(2)向装置A中加入稀硫酸后,A中产生气泡且溶液变为浅绿色,小芳同学判断猜想一正确,小刚同学认为 小芳的判断不合理,理由是: ;(3)装置B中溶液变浑浊,说明 ;(4)观察到装置D中黑色粉末变红色,反应的化学方程式是 。
【实验结论】猜想 正确。【反思交流】如果将装置E去掉, (填“能”或“不能”)验证剩余固体中含有Fe,理由是 。
答案 [化学方程式和(2)各2分,其余每空1分,共10分]【做出猜想】Fe、FeCO3(或铁、碳酸亚铁)【实验探究】(1)作干燥剂(或干燥气体或除去气体中的水分)(2)FeCO3与稀硫酸反应也能产生气泡且溶液变为浅绿色(或FeCO3+H2SO4 FeSO4+H2O+CO2↑)(3)剩余固体中含有FeCO3(或装置A中产生了二氧化碳)(4)H2+CuO Cu+H2O【实验结论】三【反思交流】能 可以根据装置D中黑色粉末变红色来判断
解析 【做出猜想】剩余固体的成分有三种可能:Fe或FeCO3或Fe和FeCO3的混合物,故猜想三是Fe和 FeCO3。【实验探究】(1)浓硫酸的作用是吸收生成气体中的水分(或干燥氢气)。(2)猜想三中Fe和FeCO3的混合物中加入稀硫酸后,也能产生气泡且溶液变为浅绿色,所以小芳同学的判断不合理。(3)澄清 石灰水变浑浊,证明生成了二氧化碳,说明剩余固体中有FeCO3。(4)装置D中黑色粉末变为红色,是氢气 和氧化铜反应生成铜和水,化学方程式为H2+CuO Cu+H2O。【实验结论】澄清石灰水变浑浊,证明生成了二氧化碳,说明剩余固体中有FeCO3,装置D中黑色粉末变为红色,是氢气和氧化铜反应生成铜和 水,证明剩余固体中有Fe,所以猜想三正确。【反思交流】固体和稀硫酸反应生成氢气和二氧化碳,只有 氢气能和氧化铜反应,所以没有装置E也能验证固体中有Fe。
5.(2019甘肃兰州A,34,7分)“鱼浮灵”是常用的化学增氧剂,主要成分是过氧碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2),溶 于水能迅速增加水体溶氧量,提高鱼苗及活鱼运输成活率。某化学兴趣小组对“鱼浮灵”的化学性 质、增氧原理进行了探究。[查阅资料]1.过氧碳酸钠具有碳酸钠和过氧化氢的双重性质,其水溶液中含有Na+、OH-、C 、H2O2。
2.Na+不能催化过氧化氢分解。
3.相同温度下,pH相同的溶液,OH-的浓度也相同。探究一 过氧碳酸钠的化学性质
探究二 “鱼浮灵”增氧原理【提出问题】过氧碳酸钠溶液中的哪种微粒对过氧化氢分解有催化作用?【猜想假设】猜想一:C 猜想二:OH- 猜想三:④ 【实验过程】相同温度下,进行H2O2溶液以及H2O2溶液中分别加Na2CO3、NaOH的实验,测定相同时间 内溶液的pH、溶解氧含量(mg/L),数据如下:
【实验结论】对比实验数据,证明猜想⑤ 正确。【反思交流】设计实验2、3的目的是⑥ 。
答案 氯化镁(或氯化钙或其他合理答案) 有气泡产生 2H2O2 2H2O + O2↑ H2O 二 排除猜想一C 对过氧化氢分解有催化作用
解析 ①过氧碳酸钠溶液中有碳酸根离子、氢氧根离子,含钙离子、镁离子的化合物溶液都可以和这 两种离子反应产生白色沉淀;②二氧化锰对过氧化氢分解有催化作用,故会有气泡产生;③过氧化氢在 MnO2作催化剂的条件下分解生成水和氧气,反应的化学方程式为2H2O2 2H2O+O2↑。
疑难突破 对于实验目的中的关键字要重视,如探究一是探究过氧碳酸钠的化学性质实验。其中“化 学性质”就是关键的字眼,因此要注意提取资料里跟过氧碳酸钠化学性质有关的信息,如过氧碳酸钠具 有碳酸钠和过氧化氢的双重性质,其水溶液中含有Na+、OH-、C 、H2O2。进一步推理分析很自然就会想到现象中出现白色沉淀和OH-、C 有关,常见的一些含OH-、C 的白色沉淀有氢氧化镁、碳酸钙、碳酸钡等。
6.(2019辽宁锦州,20,6分)某白色固体可能由BaCl2、NaOH、Na2CO3、Na2SO4中的一种或几种物质组成, 某兴趣小组同学为确定该白色固体的成分,进行了如下实验探究,请你参与并回答相关问题。Ⅰ.初步探究:小明同学设计的实验过程及现象如图所示。【查阅资料】BaCl2溶液显中性。 【初步结论】(1)原白色固体中一定有的物质是 。(2)M溶液中的溶质一定有 ,一定没有BaCl2。【交流讨论】小樱同学认为:无色溶液M变红色,说明溶液M中含有碱性物质,但不能由此推导出原固体 物质中是否含有NaOH。若要进一步确定,需对溶液M继续进行探究。为此同学们进行了如下的探究:Ⅱ.继续探究:
【提出问题】无色溶液M中的碱性物质是什么?【猜想与假设】猜想一:NaOH、Na2CO3 猜想二:NaOH 猜想三: 【探究与结论】
步骤A中加入过量的BaCl2溶液的目的是③ 。在老师的指导下,同学们通过交流、讨论、实验,圆满完成了这次实验探究活动。
答案 【初步结论】(1)BaCl2、Na2CO3(或氯化钡、碳酸钠)(多答、少答或答错均不给分)(2)NaCl(或氯化钠)【猜想与假设】Na2CO3(或碳酸钠)【探究与结论】①产生白色沉淀 ②无色酚酞试液 ③检验并除去Na2CO3
解析 Ⅰ.初步探究:【初步结论】(1)根据题意可知,该白色固体可能是氯化钡、氢氧化钠、碳酸钠、硫酸钠中的一种或几 种,结合初步研究的流程及现象,加水后有沉淀生成,且沉淀全部溶于稀盐酸,白色沉淀应是氯化钡与碳酸 钠反应生成的碳酸钡沉淀,所以白色固体中一定含有的物质是碳酸钠和氯化钡,一定不含硫酸钠。(2)M溶液呈碱性,加入碳酸钠溶液无沉淀产生,则M溶液中一定不含氯化钡,一定含有碳酸钠与氯化钡反 应生成的氯化钠。Ⅱ.继续研究:【猜想与假设】氢氧化钠、碳酸钠溶液都呈碱性,溶液M中的溶质可能是氢氧化钠,也可能氢氧化钠与 碳酸钠都有,也可能只含碳酸钠。【探究与结论】题目中明确猜想一正确,即溶液M中含碳酸钠和氢氧化钠,则向溶液M中加入过量氯化 钡溶液,氯化钡与碳酸钠反应产生碳酸钡白色沉淀,过量的氯化钡可以将碳酸钠反应完,既可以检验碳酸 钠又可以除去碳酸钠。除去碳酸钠后再向上层清液中加入无色酚酞试液,溶液变红,说明含有氢氧化 钠。
7.(2019江西,29,9分)冬季雾霾频发。某校社会实践小组的同学们,对某地区雾霾的成分、成因、危害及 防治产生了浓厚的兴趣并开启了项目性学习之旅。【信息检索】雾是浮游在空气中的大量微小水滴。霾是可吸入颗粒物浓度较高造成的能见度较低的现 象。霾的主要成分可能含有可溶性硫酸盐、硝酸盐、铵盐、不溶性有机物、黑碳、金属元素和其他元 素。【提出问题】某地霾的成分是什么?【实验准备】选择该地重度雾霾天气,用SDLKC-1000型大流量TSP采样器在室外采集大气中的可吸入 颗粒物10 g。活动一:探究霾中是否含有铵盐和硫酸盐。
【总结反思】工业上应加强对污染企业的监管,农业上应合理施用化肥。活动二:探究霾中是否含有黑碳。同学们设计了如下图所示的创新实验(将活动一得到的残渣,干燥后置 于中间凹槽内)。 【实验步骤】①滴入过氧化氢溶液制取O2,排出装置内空气后,再在导管口接上气球。②向右边的凹槽 内滴入澄清的石灰水。③接通电源,用红热电阻丝点燃残渣。
【实验现象】残渣剧烈燃烧,澄清石灰水变浑浊,气球变大。【实验结论】霾中含有黑碳。装置内澄清石灰水变浑浊的化学方程式是 。【交流研讨】某同学对“霾中含有黑碳”的结论产生怀疑,理由是 。活动三:查阅资料,霾中还含有Al、Na、Zn、Pb、Hg、Cd等金属元素,其中的有害元素除Cd外,还有 。【能力发展】请你联系实际填写关于雾霾的问卷调查表:
【检查进度】小组同学没有进行的探究项目是 。
答案 活动一:放出刺激性气味气体BaCl2溶液或BaCl2溶液和稀盐酸(合理即可) 活动二:Ca(OH)2+CO2 CaCO3↓+H2O可能含有不溶性有机物,它燃烧也会生成CO2(合理即可) 活动三:Hg、Pb(或汞、铅)集中供暖(或煤改电/煤改气)(合理即可) 汽车尾气霾中是否含有硝酸盐(或是否含有不溶性有机物或是否含有其他元素或雾霾的危害)
解析 活动一:铵根离子和氢氧根离子反应可产生有刺激性气味的氨气。 方案二中加入的试剂和硫酸 根离子反应生成白色沉淀,说明加入了含钡离子的溶液,可以是BaCl2溶液或BaCl2溶液和稀盐酸。活动二:使澄清石灰水变浑浊的反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2 CaCO3↓+H2O。澄清石灰水变浑浊只能说明残渣燃烧产生二氧化碳气体,但不能说明一定含有黑碳,可能含有不溶性有机物。活动三:Hg、Pb(或汞、铅)两种元素对人体有害。可以采用集中供暖(或煤改电/煤改气)等方法替代烧 散煤取暖;根据表中推广新能源汽车和私家车限号出行的措施可推出对应的雾霾频发的成因是汽车尾 气。通过对题述实验的整体理解,小组同学没有进行的探究项目是霾中是否含有硝酸盐或是否含有不 溶性有机物或是否含有其他元素或雾霾的危害。
8.(2018吉林,19,7分)某化学兴趣小组的同学们在实验室里探究某些酸、碱、盐之间是否发生复分解反 应。【查阅资料】硫酸钡(BaSO4)白色固体,不溶于水,也不溶于盐酸、硫酸和硝酸。【实验与探究】
实验三结束后,某同学出于好奇,把实验三试管里的上层清液a倒入另一支洁净的试管中,向清液a中逐滴 滴加K2CO3溶液。在滴加过程中,发现先产生气泡,然后又产生白色沉淀。根据上述现象,请你判断原清 液a中的溶质是⑤ 。【拓展与应用】将稀盐酸、Ca(OH)2溶液、NaCl溶液、Na2CO3溶液任意两种溶液相混合,写出能发生反应且有沉淀生成 的化学方程式⑥ 。
答案 ①有气泡产生(1分)②酚酞(1分)③S (或硫酸根离子或硫酸根均可)(1分)④水(或H2O)(1分)⑤HNO3和Ba(NO3)2(或硝酸和硝酸钡)(1分)⑥Ca(OH)2+Na2CO3 CaCO3↓+2NaOH(2分)
解析 ①稀硫酸与碳酸钾溶液反应生成二氧化碳气体,可以看到有气泡产生。②氢氧化钠溶液呈碱性, 能使酚酞变红,滴入稀硫酸,稀硫酸与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,当恰好完全反应时溶液由红色变为 无色。③稀硫酸与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,硫酸根离子和钠离子没发生变化。④综合实验一、 二、三可得出结论,生成物中有气体或有水或有沉淀时,复分解反应可以发生。⑤实验三中稀硫酸与硝 酸钡溶液反应生成硫酸钡沉淀和硝酸,溶液中一定含有硝酸,可能含有反应后剩余的硝酸钡或硫酸,加入 碳酸钾溶液,先与硝酸反应生成二氧化碳气体,然后产生白色沉淀,说明原清液a中的溶质是HNO3和Ba(NO3)2。⑥四种溶液中氢氧化钙溶液与碳酸钠溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,化学方程式为Ca(OH)2+Na2CO3 CaCO3↓+2NaOH。
方法技巧 两种溶液反应,情况有两种,一是恰好完全反应,二是反应物有一者剩余。反应后溶液中的溶 质一定含生成的可溶性物质,可能含有剩余的反应物。
9.(2017山西,29,9分)经过监测和治理,我省的土壤质量已经得到了很好的改善,但个别地区仍然存在盐碱 地。某校化学兴趣小组的同学们为此开展了实践活动,他们采集了本地的土样,并对土样围绕两个问题 进行探究。查阅资料:①枸杞和合欢等植物均可在轻度盐碱地中生存。②盐碱地显碱性。③该土样中的可溶性物质只含NaCl、CaCl2和Na2CO3。探究过程:(1)甲组探究土样的酸碱度具体操作是 ,由此得出,该土样pH>7。(2)乙组探究土样的成分(如图所示)
向土样中加入足量的蒸馏水,发生反应的化学方程式为 。同学们对溶液Ⅰ中的溶质成分很感兴趣,做出如下猜想:猜想①:只含NaCl猜想②:含NaCl、CaCl2猜想③:含NaCl、Na2CO3设计实验,继续探究:
反思与评价:①通过交流,甲组认为乙组的方案一不太严谨,理由是 。②同学们对沉淀Ⅰ中CaCO3的来源展开了热烈的讨论。一致认为,CaCO3也可能来自土样本身。请解释 土样中存在CaCO3的原因 。总结与提升:改良我省的盐碱地,充分利用土地资源,造福山西人民,我们任重而道远。以下建议你认为正确的是 。a.轻度盐碱地可以种植枸杞b.可以用熟石灰改良盐碱地c.盐碱地应避免施用碱性化肥
答案 (1)取适量土样于烧杯中,加蒸馏水、搅拌、静置,在玻璃片(或表面皿)上放一条pH试纸,用玻璃棒 蘸取上层清液滴到pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读出pH(2)CaCl2+Na2CO3 2NaCl+CaCO3↓ Na2CO3溶液(或K2CO3溶液) 答案1:稀盐酸(或稀硫酸);答案2:CaCl2溶液/BaCl2溶液/Ca(NO3)2溶液/Ba(NO3)2溶液/Ca(OH)2溶液/Ba(OH)2溶液;答案3:酚酞溶液 答案1: 有气泡产生;答案2:有白色沉淀生成;答案3:溶液由无色变成红色①若溶液中含CaCl2,滴加硝酸银溶液和稀硝酸,也会产生白色沉淀 ②在灌溉(或雨水或潮湿)的条件下, 该土壤中的CaCl2和Na2CO3反应也生成CaCO3a、c
解析 (2)土样中的可溶性物质有氯化钠、氯化钙和碳酸钠,加入水后,氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙 沉淀和氯化钠,溶液Ⅰ中一定有氯化钠,可能有未反应完的氯化钙或未反应完的碳酸钠。根据氯化钙、 碳酸钠的性质,结合实验现象和实验结果填写所用试剂。枸杞可在轻度盐碱地中生存,故a正确;熟石灰 显碱性,不可以用来改良盐碱地,故b错误;盐碱地应施用酸性化肥,避免用碱性化肥,故c正确。
10.(2020江苏南京,21,8分)溶液在生产、生活中起着十分重要的作用。某学习小组的同学对溶液的性质 进行探究。【引发思考】生理盐水是医疗上常用的一种溶液,100 mL生理盐水(其密度可近似看作1 g/cm3)中含有0.9 g医用氯化 钠,该溶液中溶质的质量分数为 。一瓶合格的生理盐水密封放置一段时间后,不会出现浑浊 现象,原因是 。【提出问题】溶液的某些性质是否可以通过定量实验进行验证?【查阅资料】电导率传感器用于测量溶液的导电性强弱;一定条件下,电导率的大小能反映离子浓度的大小。【实验探究1】氯化钠溶于水形成溶液的过程中氯离子浓度、电导率的测定。第一步:读取室温为26 ℃,取100 mL蒸馏水,加入烧杯中,放入磁力搅拌器磁珠;第二步:校准传感器,组装仪器,设定搅拌档位;第三步:用氯离子传感器和电导率传感器同时采集数据,迅速将一定质量的氯化钠加入烧杯中。实验数
据如图1所示。
图1分析图1实验数据:(1)a~b段曲线呈这种形态的原因是 。(2)请说明实验过程中液体的电导率变化的原因 。【交流反思1】如何通过实验验证氯化钠溶液是均一的?请简要说明。 。【实验探究2】用氯离子传感器和电导率传感器同时采集数据,向一定体积、一定浓度的氯化钠溶液中慢慢加入等体 积、一定浓度的硝酸银溶液,恰好完全反应。部分实验数据如图2所示。
图2【交流反思2】推测c点时溶液的电导率是否为零,并说明理由。 。
答案 【引发思考】0.9% 溶液是均一的、稳定的【实验探究1】(1)氯化钠在水中逐渐溶解,氯离子浓度不断增大(2)答题要点:蒸馏水不导电,液体的电导率几乎为零;加入氯化钠后,固体逐渐溶解,溶液中的离子浓度不 断增大,溶液的电导率不断增大;氯化钠全部溶解后,溶液中的离子浓度不变,溶液的电导率不变【交流反思1】测定氯化钠溶液中不同位置的氯离子浓度,数值相同(或测定电导率、密度等)【交流反思2】不为零,因为溶液中存在钠离子和硝酸根离子
解析 【引发思考】生理盐水的溶质质量分数为 ×100%=0.9%;溶液是均一、稳定的,在外界条件不发生改变时,其中的溶质和溶剂不会发生分离。【实验探究1】(1)氯化钠固体在水中逐渐溶解,溶液中的氯离子浓度不断增大。(2)刚开始时,未加入氯 化钠,液体中只含有蒸馏水,蒸馏水不导电,故电导率几乎为零;加入氯化钠后,固体逐渐溶解,溶液中的离 子浓度不断增大,电导率也逐渐增大;固体全部溶解后,溶液中的离子浓度不变,溶液的电导率不变。【交流反思1】溶液的均一性表现在溶液各部分的性质都相同,可以用氯离子传感器或电导率传感器在 溶液的各个部位测试采集数据,数据相同,表示溶液是均一的。【交流反思2】氯化钠与硝酸银反应的化学方程式为NaCl+AgNO3 AgCl↓+NaNO3,其反应本质是氯离子与银离子反应生成氯化银,导致溶液中的氯离子大量减少,恰好反应后氯离子浓度几乎为零,但氯 化钠中的钠离子和硝酸银中的硝酸根离子没有参与反应,仍然存在于溶液中,故溶液仍然有一定的导电 性。
11.(2020河北,35,7分)84消毒液、H2O2溶液都是常用消毒剂,兴趣小组对两种消毒剂进行了如下探究活 动。【查阅资料】84消毒液的有效成分是次氯酸钠(化学式为NaClO)。【实验1】取少量84消毒液于试管中,滴加H2O2溶液,发现有大量气泡产生;然后 (填写实验操作和现象),证明产生的气体是氧气。【提出问题】在上述反应中,NaClO的作用是什么?【作出猜想】猜想一:作反应物,NaClO与H2O2溶液发生化学反应;猜想二:作 ,类似分解H2O2溶液制氧气时MnO2的作用。【实验2】
①按上图所示组装实验装置,并 。②向锥形瓶中加入30 mL 84消毒液,注射器中吸入25 mL H2O2溶液。③将注射器中的H2O2溶液平均分5次推入锥形瓶中;每次推入H2O2溶液,待不再产生气泡后,记录收集气 体的总体积(忽略其他因素对测量结果造成的影响)见下表。
(1)表中的数据x= 。(2)分析表中数据得出“猜想一正确”,其依据是 。【分析讨论】NaClO与H2O2溶液反应除生成氧气外,还生成氯化钠和水。该反应的化学方程式为 。【拓展反思】生活中常用消毒剂除84消毒液、H2O2溶液外,还有75%酒精、过氧乙酸等。在使用各种 消毒剂时,要考虑它们的性质。切记:科学使用,注意安全!生活中下列使用消毒剂的做法正确的是 。A.不同的消毒剂可随意混合使用B.使用84消毒液的浓度越高越好C.使用75%酒精消毒应远离明火,防止火灾D.84消毒液、75%酒精等消毒剂均应密封保存
答案 【实验1】将带火星的木条伸入试管,木条复燃【作出猜想】催化剂【实验2】①检查装置的气密性 (1)370 (2)第3次产生的氧气量变少,以后不再产生气体【分析讨论】NaClO+H2O2 NaCl+H2O+O2↑【拓展反思】CD
解析 【实验1】注意题目要求填写的是证明气体是氧气的实验操作和现象,因此应填写将带火星的木 条伸入试管,木条复燃。【作出猜想】题目中有提示“类似分解H2O2溶液制氧气时MnO2的作用”,而分解H2O2溶液制氧气时 MnO2的作用是作催化剂。【实验2】有气体参加或生成的反应,实验前均需检查装置的气密性;(1)分析表中数据可知第一次加入5 mL 过氧化氢溶液充分反应后收集到140 mL 气体,第二次再加入5 mL过氧化氢溶液充分反应后又收集 到140 mL气体,而第三次加入5 mL过氧化氢溶液充分反应后仅收集到365 mL-280 mL=85 mL气体,说明 此时装置内NaClO已经反应完毕,再加入过氧化氢溶液也不再有气体生成,仅仅是加入的过氧化氢溶液 排出的装置内剩余气体,因此x应该是365+5=370。根据每次反应过程中产生的氧气体积不同,可知NaClO在反应中不是催化剂而是反应物。【分析讨论】题目信息中告知NaClO与H2O2溶液反应除生成氧气外,还生成氯化钠和水,并依据质量守 恒定律,化合价升降总数相等配平方程式。【拓展反思】A项,不同的消毒剂混合使用有可能会发生化学反应,产生危险;B项,消毒剂必须按照使用 说明书上要求的浓度和使用方法使用,并非浓度越高效果越好;C项,酒精具有可燃性,因此使用75%酒精 消毒应远离明火,防止火灾;D项,有些消毒剂易挥发,有些消毒剂易分解,因此消毒剂均应密封保存。
关键点拨 对于我们不熟悉的物质的性质探究,关键是要善于从题目信息中发现与我们熟悉知识的关 系,然后进行迁移和拓展。有时问题的答案就在题中的文字中,尤其要注意解题过程中不要被新物质、 新反应迷惑。
1.(2020新疆,16,8分)不用火,不用电,只需拆开发热包倒入凉水,就能享用美食的自热食品,受到消费者的 追捧。食品专用发热包 贮存条件:存放于阴凉干燥处。使用方法:撕开塑料袋后加入常温水,请立即使用。注意事项:1.使用前检查发热包,如有破损或污染食品,请勿使用。
教师专用题组
2.使用过程中请保持通风,请勿在密闭空间中使用。
3.请勿湿手接触发热包,请勿使用热水。
4.使用前后,勿撕开发热包无纺布。
5.如有发热包内物质不小心进入眼睛或误食,请立即用清水冲洗、催吐或医院就医。【查阅资料】Ⅰ.发热包中物质的主要成分是生石灰、碳酸钠、铝粒。Ⅱ.铝和强碱溶液反应生成氢气。探究一:发热包的发热原理(1)小明买了一盒自热米饭,取出发热包加入凉水,发生剧烈反应,迅速放出大量的热,写出产生该现象的 主要化学反应方程式 ;同时发热包内固体物质变硬、结块,依据观察到的实验现 象,小明猜想发热包内的物质可能发生多个化学反应,写出其中一个反应的化学方程式 。(2)发热包上的安全警示图标有“禁止明火”,其原因可能是 。(3)小明向使用后的发热包中加入稀盐酸,并对产生的气体展开进一步探究。探究二:确定气体的成分【猜想与假设】小明认为该气体可能是a.H2;b.① ;c.CO2和H2的混合气体。【实验设计】小明同学设计下图实验装置,对气体成分进行探究。
【实验验证】甲装置中的实验现象是② ,丁装置中黑色的粉末逐渐变为红色,试管 口有水珠产生,证明猜想c正确。若甲、乙装置交换位置,③ (填“能”或“不能”)确定气体中含有CO2,写出化学方程式并说 明理由④ 。【总结与反思】通过以上探究,小明做出如下反思:
A.发热包应密封防潮保存B.能与水混合放出热量的物质均可做发热包的发热材料C.使用后的发热包应包好按照垃圾分类投放你认为其中正确的是⑤ 。
答案 (1)CaO+H2O Ca(OH)2 Ca(OH)2+Na2CO3 CaCO3↓+2NaOH(2)铝和生成的氢氧化钠反应产生氢气,氢气具有可燃性(合理即可)(3)①CO2 ②澄清石灰水变浑浊 ③不能 ④2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O,若CO2完全被吸收,则无法确定气体中是否含CO2(合理即可) ⑤AC
解析 (1)氧化钙与水反应生成氢氧化钙,并放出大量的热,化学方程式为CaO+H2O Ca(OH)2;生成的氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙和氢氧化钠,化学方程式为Ca(OH)2+Na2CO3 CaCO3↓+2NaOH。(2)铝和生成的氢氧化钠反应产生氢气,氢气具有可燃性,遇明火可能发生爆炸,所以要禁止明火。(3) 【猜想与假设】发热包中碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,所以气体可能为二氧化碳; 【实验验证】二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,用于验证二氧化碳,氢氧化钠溶液用于除去二氧化碳,如 果甲、乙装置交换位置,二氧化碳将被氢氧化钠溶液吸收,所以无法确定气体中含有CO2,化学方程式为2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O;【总结与反思】A项,发热包中含有氧化钙,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,且发热包中的铝粉易与空气中的氧气反应生成氧化铝,所以发热包应密封防潮保存,故正确;B项,发热 包用于自热食品,所以要注意发热材料遇水放热后不能生成有强腐蚀性和毒性的物质,故错误;C项,使用 后的发热包含有强碱等,应包好按照垃圾分类投放,否则会造成环境污染,故正确。
2.(2020吉林,19,7分)结合某校师生线上“互动探究”活动,回答有关问题。【学习目标】了解生活中常见的几种盐的化学性质。【实验用品】教师用品:NaCl溶液、Na2CO3溶液、酚酞溶液、CaCl2溶液、KNO3溶液等。学生用品:洁厕灵(主要成分稀盐酸,不考虑其他成分)、Ca(OH)2溶液(用生石灰干燥剂制备)、纯碱(Na2CO3)溶液、小苏打(NaHCO3)溶液、注射器、废塑料瓶、吸管等。【互动探究】
【拓展延伸】“垃圾是放错了位置的资源”,对下列物质的利用,正确的是 。A.“探究一”中剩余溶液的混合液,可用于检验“探究二”中洁厕灵是否过量B.“探究二”中生成的这种气体,可以作为气体肥料C.“探究三”中生成的这种固体,可以作食品干燥剂D.“探究四”中剩余溶液的混合液,可以除去NaNO3溶液中混入的Ca(NO3)2
答案 ①酚酞 ②气泡(或气体) ③碱④Na2CO3+Ca(OH)2 CaCO3↓+2NaOH⑤产生白色沉淀(或产生沉淀)【拓展延伸】AB
解析 【互动探究】探究一 碳酸钠溶液显碱性,能使酚酞溶液变红色,氯化钠溶液显中性,不能使酚酞溶液变红色,所以通过 分别向盛有NaCl溶液、Na2CO3溶液的两支试管中滴加酚酞溶液所产生的不同现象,可以得出盐溶液不 一定显中性的结论。探究二 洁厕灵中含有稀盐酸,稀盐酸分别与碳酸钠、碳酸氢钠反应均能生成使澄清石灰水变浑浊的 二氧化碳气体,所以可以通过实验探究得出Na2CO3溶液和NaHCO3溶液能与某些酸溶液反应的结论。探究三 氢氧化钙属于碱,碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠,根据产生白色沉淀的实验现 象,可以探究碳酸钠与某些碱的反应;碳酸钠和氢氧化钙反应的化学方程式为Na2CO3+Ca(OH)2 CaCO3↓+2NaOH。探究四 取少量CaCl2溶液于试管中,向其中滴加Na2CO3溶液,产生白色沉淀,说明Na2CO3溶液能与某些 盐溶液反应。【拓展延伸】“探究一”中剩余溶液的混合液中含有碳酸钠,洁厕灵主要成分是稀盐酸,稀盐酸和碳酸钠反应会有二 氧化碳生成,所以可以检验“探究二”中洁厕灵是否过量,故A正确;碳酸钠、碳酸氢钠均与稀盐酸反应 生成二氧化碳,二氧化碳可用于植物光合作用,所以“探究二”中生成的气体可以作为气体肥料,故B正
确;碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠,碳酸钙不溶于水,不吸收水分,所以“探究三”中生 成的固体不能作食品干燥剂,故C不正确;碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙和氯化钠,“探究四”中剩余 溶液的混合液中含有碳酸钠、硝酸钾和生成的氯化钠,碳酸钠和硝酸钙反应生成碳酸钙和硝酸钠,可以 除去NaNO3溶液中混入的Ca(NO3)2,但引入了新杂质,故D不正确。
易错警示 除杂过程中除去杂质的同时不能引入新的杂质,加入的物质不能和原物质反应;“探究四” 中剩余溶液的混合液中含有的碳酸钠和硝酸钙反应生成碳酸钙和硝酸钠,可以除去NaNO3溶液中混入 的Ca(NO3)2,但引入了硝酸钾和氯化钠杂质。
3.(2019安徽,14,7分)某兴趣小组对KClO3分解反应的催化剂进行研究,在相同的加热条件下,用下图装置 完成表中实验:
(1)设置实验1的目的是 。(2)表中所列3种催化剂的催化效果最佳的是 。(3)写出KClO3分解的化学方程式: 。(4)由实验1和实验4可知,KCl (填“有”或“无”)催化作用。维持加热条件不变,用实验1再继续 收集50 mL O2,所需时间明显少于171 s,解释原因: 。(5)要比较KClO3分解反应中不同催化剂的催化效果,除了测量收集50 mL O2所需时间外,还可以测量相 同时间内 。
答案 (7分)(1)对照实验 (2)MnO2 (3)2KClO3 2KCl+3O2↑(4)有 随着反应的进行,生成的催化剂KCl越来越多(合理即可)(5)收集的氧气体积(合理即可)
解析 (1)设置实验1的目的是与其他组实验进行对照。(2)收集50 mL O2所需时间越短,说明催化剂的催 化效果越佳,由表中数据可知MnO2的催化效果最佳。(3)KClO3分解的化学方程式为2KClO3 2KCl+3O2↑。(4)由表中数据可知,收集50 mL O2,加入0.5 g KCl比不加时所需时间短,说明KCl有催化作 用。维持加热条件不变,用实验1再继续收集50 mL O2,所需时间明显少于171 s是因为氯酸钾分解生成了 KCl,KCl有催化作用,加快了反应速率。(5)比较KClO3分解反应中不同催化剂的催化效果,除了测量收集 50 mL O2所需时间外,还可以测量相同时间内收集的氧气体积。
4.(2019山东青岛,27,8分)实验是进行科学探究的重要方式。请根据下图回答问题。 (1)用图A所示装置蒸发食盐水时,玻璃棒的作用是 。(2)用图B所示装置在空气中点燃氢气,该反应的化学方程式为 。在点燃氢气等可燃性气体前,一定要先 。(3)图C所示装置是探究铜生锈的部分实验,铜锈的主要成分是碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]。实验所用铜 片形状、大小相同。一段时间后,试管①中铜片保持光亮,试管②中铜片出现绿色锈渍。对比试管①② 的实验现象,得出的结论是 。
(4)甲同学用图D所示装置探究二氧化碳能否与氢氧化钠发生反应。他向盛满二氧化碳的软塑料瓶中倒 入10%的氢氧化钠溶液50 mL,迅速拧紧瓶盖,振荡,观察到软塑料瓶变瘪。由此得出结论:二氧化碳能与 氢氧化钠发生反应。乙同学认为甲同学的实验方案不严谨,理由是 。乙同学利用图D所示装置,补做一个对比实验:将甲同学实验中的 换成 ,实验步骤与甲同学完全相同,对比两个实验的现象得出结论:二氧化碳能与氢 氧化钠发生反应。
答案 (1)搅拌,使液体受热均匀,防止液滴飞溅(2)2H2+O2 2H2O 验纯(3)铜生锈需要有氧气的参与(4)二氧化碳能溶于水,并且与水发生反应,使压强减小,塑料瓶变瘪 氢氧化钠溶液 水
解析 (1)蒸发时,玻璃棒的作用是搅拌,使液体受热均匀,防止液滴飞溅;(2)点燃氢气等可燃性气体前一 定要检验气体的纯度,氢气在氧气中燃烧生成水,化学方程式为2H2+O2 2H2O;(3)实验①②的不同点在于①中没有氧气,②中有氧气,①中铜未生锈,②中的铜生锈说明铜生锈需要有氧气参与;(4)利用图D装 置实验不能证明氢氧化钠和二氧化碳发生了反应,因为氢氧化钠溶液中的水也可溶解二氧化碳并能和 二氧化碳反应,使压强减小,软塑料瓶变瘪;要想得出正确结论,可以做一个对比实验,把氢氧化钠溶液换 成水,若软塑料瓶变瘪的程度小,可证明氢氧化钠和二氧化碳发生了反应。
5.(2018内蒙古呼和浩特,15,7分)根据大量的实验总结得出酸、碱、盐之间相互发生复分解反应的条件 是:生成物中有沉淀、气体或水。依据该条件,某化学小组的同学推断稀硫酸和氯化镁溶液不能发生复 分解反应。为了进一步确认该推断的可靠性,该小组同学将一定量稀硫酸和一定量氯化镁溶液在烧杯 中混合后,进行了如下探究活动。(1)甲同学取烧杯中混合溶液分别进行以下两个实验,记录实验现象如下。请依据实验现象填写实验结 论:
(2)乙同学看到甲同学的实验报告后,认为甲同学的结论不正确,原因是 。为 了进一步确认两者没发生反应,还需检验烧杯内的混合液中含有氯化镁。于是,乙同学设计了如下两个 实验:①取少量烧杯内的混合液于试管中,逐滴加入过量的 溶液,证明了混合液中含有Mg2+。整个实 验过程中乙同学观察到的实验现象是 。②乙同学另取少量烧杯内的混合液,通过实验成功地检验出混合液中含有Cl-。他设计的方案为 (写出操作和现象)。【总结】通过上述实验,该小组同学证明了稀硫酸和氯化镁溶液确实没有发生反应。
答案 (1)H+(1分) S (1分)(2)还可能是反应后硫酸有剩余(1分) ①NaOH(或KOH)(1分) 先无明显现象,一段时间后产生白色沉 淀(1分,答出全部带点部分给分) ②向盛有少量混合液的试管内加入过量的Ba(NO3)2溶液,过滤(静置), 再向滤液(清液)中滴加AgNO3溶液,有白色沉淀产生[2分,答出过量的Ba(NO3)2溶液给1分,答出滴加AgNO3溶液,有白色沉淀产生给1分]
解析 (1)向混合液中滴加石蕊溶液,溶液变红色,说明溶液呈酸性,故溶液中含有H+;向混合液中滴加氯 化钡溶液,产生的白色沉淀为硫酸钡,说明溶液中含有S 。 (2)根据甲同学的实验报告可知,若稀硫酸与氯化镁溶液发生了反应且反应后稀硫酸有剩余,也会出现相同的实验现象,故甲同学的结论不正确。 为了进一步确认两者没发生反应,还需检验烧杯内的混合液中含有氯化镁,即检验含有Mg2+和Cl-。①检 验Mg2+的方法:取少量烧杯内的混合液于试管中,逐滴加入过量的NaOH溶液,若产生白色沉淀,证明混合 液中含有Mg2+。②由于溶液中含有S ,因此在检验混合液中含有Cl-之前,先除去溶液中的S ,过滤,再向滤液中加 AgNO3溶液,若有白色沉淀产生,说明溶液中含有Cl-。
6.(2017重庆A,23,6分)某化学兴趣小组为了探究氢气的实验室制法,进行了一系列实验探索。(1)小组用锌与稀盐酸反应制取氢气,该反应的化学方程式为 。(2)为了加快锌与稀盐酸的反应速率,老师提示可向反应物中加入少量硫酸铜固体。为了弄明白速率加 快的原因,小组同学提出了以下猜想。猜想一:起促进作用的是硫酸根离子猜想二:起促进作用的是铜离子猜想三:生成物质起到促进作用为了验证上述猜想是否正确。①小明将硫酸铜换成硫酸钠,发现反应速率几乎没有变化,小明得出猜想 不正确。②小明提出将硫酸铜换成氯化铜进一步验证猜想,小刘认为不需要替换试剂,只需通过观察加入硫酸铜 固体后的现象就可以验证,该反应的现象为 ,发生反 应的化学方程式为 。此反应发生后反应速率加快依然较明显, 小刘得出猜想 正确。(3)小王觉得用稀硫酸比用稀盐酸制取的氢气更纯净,原因是 。
答案 (6分)(1)Zn+2HCl ZnCl2+H2↑(1分)(2)①一(1分) ②锌片表面出现红色物质,溶液由蓝色变成无色(1分) Zn+CuSO4 ZnSO4+Cu(1分) 三(1分)(3)稀盐酸具有挥发性(1分)
解析 (1)用锌与稀盐酸反应制取氢气,反应的化学方程式为Zn+2HCl ZnCl2+H2↑。(2)①小明将硫酸铜换成硫酸钠,结果发现反应速率几乎没有变化,说明猜想一不正确;②加入CuSO4后,Zn与CuSO4发生 置换反应生成Cu和ZnSO4,因此会观察到锌片表面有红色物质出现,溶液由蓝色变为无色,反应方程式为 Zn+CuSO4 ZnSO4+Cu;该反应发生后,反应速率加快依然较明显,说明猜想三正确。(3)稀盐酸有挥发性,挥发出来的氯化氢气体混入氢气中会使制取的氢气不纯净;稀硫酸没有挥发性,不会使氢气中混入其 他气体,因此用稀硫酸比用稀盐酸制取的氢气更纯净。
7.(2017新疆乌鲁木齐,16,12分)化学实验小组的同学在用锌粒与右图硫酸溶液(试剂瓶标签部分被腐蚀) 反应时,发现有气泡产生,并闻到有刺激性气味。他们对此气体的成分进行了探究。【提出问题】锌粒加入该硫酸溶液反应生成的气体是什么?【查阅资料】①浓硫酸能与锌反应,但不产生氢气,也不会产生氧气,能生成二氧化硫气体;②SO2有刺激性气味,易溶于水,能使品红(一种红色色素)溶液褪色。【猜想与假设】甲同学认为:气体可能是H2;乙同学认为:气体可能是SO2;丙同学认为:气体还可能是 。【实验探究】为了验证上述猜想,同学们在老师的指导下设计了下图的装置(部分夹持器材略去,假设每个能发生的反 应都完全进行)进行探究:
(1)图Ⅰ中a仪器的名称是 ,图Ⅱ中D处气体发生装置可选图Ⅰ的 (填字母序号)。(2)实验开始后,观察到E中品红溶液褪色,证明气体中含有 。(3)H装置的作用是 ,写出发生反应的化学方程式: 。(4)F装置的作用是 。(5)G装置在点燃酒精灯加热之前应先通一段时间的气体,目的是 ;加热一段时间
后,观察到 ,证明气体中含有H2。【实验结论】 同学的猜想是正确的。【反思与交流】①锌和浓硫酸反应生成硫酸锌、水和二氧化硫,为什么在反应过程中又产生了氢气呢?用文字简述原因: 。②锌与浓硫酸、稀硫酸反应都可以产生硫酸锌,如果需要制取硫酸锌,用锌与稀硫酸反应的优点是 (任填一种合理的答案)。
后,观察到 ,证明气体中含有H2。【实验结论】 同学的猜想是正确的。【反思与交流】①锌和浓硫酸反应生成硫酸锌、水和二氧化硫,为什么在反应过程中又产生了氢气呢?用文字简述原因: 。②锌与浓硫酸、稀硫酸反应都可以产生硫酸锌,如果需要制取硫酸锌,用锌与稀硫酸反应的优点是 (任填一种合理的答案)。
答案 (每空1分,共12分)【猜想与假设】H2、SO2【实验探究】(1)长颈漏斗 B或C(2)SO2(3)吸收SO2 SO2+2NaOH Na2SO3+H2O(4)吸收水蒸气(5)排尽装置内的空气 黑色固体变红【实验结论】丙【反思与交流】①随着反应的进行浓硫酸变成了稀硫酸②只产生氢气或无污染(合理答案均可得分)
解析 【猜想与假设】气体还可能是氢气和二氧化硫的混合物。【实验探究】(1)由题图知a是长颈漏斗;根据反应物的状态和反应条件可知选取的发生装置为B或C。 (2)由资料知SO2有刺激性气味,易溶于水,能使品红溶液褪色,观察到E中品红溶液褪色,证明气体中含有 二氧化硫。(3)生成的二氧化硫会造成空气污染,所以用氢氧化钠溶液吸收,二氧化硫与氢氧化钠溶液反 应生成亚硫酸钠和水。(4)浓硫酸具有吸水性,所以F装置中的浓硫酸可以除去混合气体中的水蒸气。 (5)氢气与空气混合在加热时可能发生爆炸,因此,在加热前要先通一段时间的气体,把装置内的空气全部 排出;氢气能与氧化铜在加热条件下反应生成铜和水,会观察到黑色固体变红色。【实验结论】由以上分析得出气体中既有氢气,也有二氧化硫,故丙同学的猜想正确。【反思与交流】①随着反应的进行,浓硫酸逐渐变为稀硫酸,锌与稀硫酸反应生成氢气。②锌与浓硫酸反应会生成污染空气的二氧化硫,而与稀硫酸反应生成氢气,不会污染空气。
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