安徽省各地区2022年中考化学模拟试题汇编-科学探究题(压轴题)
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一、科学探究题
1.(2022·安徽合肥·统考三模)课上老师演示硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应实验,一段时间后,有同学看到试管里的蓝色沉淀中出现黑色固体。为了解黑色固体成分,兴趣小组同学展开了探究。
【实验探究1】收约2mL10%硫酸铜溶液于试管中,加入10%氢氧化钠溶液,振荡。观察现象。
小组
实验现象
甲
试管中产生蓝色沉淀,一段时间后,蓝色沉淀变黑
乙
试管中产生绿色沉淀,一段时间后,绿色沉淀无明显变化
(1)请写出试管中产生蓝色沉淀的化学方程式_____。
【提出问题】蓝色沉淀为何会变黑?试管中出现的绿色沉淀是什么?
【查阅资料】1.硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应生成的氢氧化铜沉淀,在碱性条件下,常温下缓慢分解,温度高于60℃迅速分解变黑。2.硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液的反应产物与氢氧化钠的量有关。当氢氧化钠溶液较少时,生成绿色的碱式硫酸铜[Cu4(OH)6SO4]其难溶于水,易溶于稀酸,也易溶于氨水形成深蓝色溶液。
(2)根据质量守恒定律,同学们推断黑色固体是氧化铜。为了验证推断是否正确,甲组同学向实验后的试管中加入足量_______(填物质名称),若发现固体全部消失且溶液变蓝,则推断正确。
(3)碱式硫酸铜[Cu4(OH)6SO4]可改写为[3Cu(OH)2·CuSO4],该物质兼具硫酸盐和_____(填“酸”、“碱”或“盐”)的化学性质。
【实验探究2】乙组同学将实验后试管中的物质进行______、洗涤,得到绿色固体。向绿色固体中加入过量的______(填物质名称),绿色固体溶解,形成深蓝色溶液,说明是碱式硫酸铜。
注意:若答对第(4)(5)(6)小题奖励3分,试卷总得分不超过40分。
(4)取少量绿色固体于试管中,加入稀盐酸,固体消失,溶液变蓝色,此时溶液中一定含有的离子是________(用化学符号表示)。
(5)利用该反应制取氢氧化铜时,为防止出现绿色沉淀,下列做法合理的是___(填序号)。
A.向10%硫酸铜溶液加入少量10%氢氧化钠溶液
B.将硫酸铜溶液逐滴加入氢氧化钠溶液中
C.在60℃的水浴中进行实验
(6)实验室中的氢氧化铜固体不易分解,但甲组实验中生成的氢氧化铜沉淀易分解变黑,可能的原因是_______。
2.(2022·安徽马鞍山·统考二模)新出炉的面包松软醇香,老师说面包制作过程中添加了膨松剂(已知某品牌膨松剂的成分是碳酸氢钠、碳酸氢铵中的一种或两种),化学学习小组的同学对“食品中的膨松剂”进行了如下探究。
【查阅资料】①碳酸氢钠(NaHCO3)受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳;碳酸钠受热不分解;碳酸氢铵受热分解生成氨气、水和二氧化碳。②碱石灰是氢氧化钠和氧化钙的固体混合物,不与氨气反应。③氨气易溶于水并能与水反应生成氨水。
【进行实验】为确定膨松剂的成分,按如图所示连接好装置(夹持仪器略去)
【实验过程与结论】(1)为防止气体泄漏,连接仪器后要___________再装入药品。
(2)点燃酒精灯,打开K1,关闭K2,一段时间后观察到A装置的试管中白色固体减少,B置的试管中澄清石灰水变浑浊,说明分解产物中有二氧化碳,写出澄清石灰水变浑浊的化学方程式__________。
(3)打开K2,关闭K1,观察到D装置的烧杯中无色酚酞溶液___________,说明分解产物中有氨气。
(4)继续充分加热,试管中仍有固体剩余,说明该膨松剂的成分是___________。
【反思交流】(5)C装置里氢氧化钠的俗称是___________。
【拓展延伸】(6)碳酸氢钠及其分解产物碳酸钠在生活中有广泛的用途,两种物质在部分温度下的溶解度如下表所示:
温度/°C
10
20
30
40
溶解度/g
Na2CO3
12.5
21.5
39.7
49.0
NaHCO3
8.1
9.6
11.1
12.7
请结合上述探究及表中信息,从不同角度设计两种鉴别碳酸钠和碳酸氢钠的方去(写出实验操作、现象及结论:①_______________。②_______________。
3.(2022·安徽·模拟预测)化学兴趣小组用如图装置进行实验,发现镁片完全溶解、石灰水混浊。
(一)石灰水变浑浊的原因是:
(1)镁和盐酸的反应______(填“吸热”或“放热)。
(2)______。
(二)甲同学测得反应后试管内溶液pH<7,该溶液pH<7的可能原因是:
(1)MgCl2溶液的pH<7:
(2)______。
(三)乙同学将反应后试管内溶液冷却,加入镁粉并滴入酚酞,溶液颜色无变化,再加热,发现溶液慢慢浑浊且变红。
【猜想】对实验中“溶液慢慢浑浊且变红”的原因,乙同学提出猜想:,大家都认为此猜想不合理,理由是______。
【查阅】资料1:Mg(OH)2难溶解于水,升高温度可加大其在水中的溶解度。
资料2:K、Ca、Na、Mg等活泼金属在一定条件下能与水反应,产生碱和气体。
【实验】乙同学重新在滴有酚酞的热水中加入镁粉,观察到液体慢慢变红并浑浊,镁粉表面产生气泡。收集并点燃气体,发现能燃烧。乙同学实验中“溶液慢慢浑浊且变红”的原因请用化学方程式表示:______。
(四)丙同学在做实验时,不小心将镁条掉入到碳酸氢钠溶液中,发现产生大量的气泡和白色不溶物。他非常好奇,进行了如下探究。
【提出问题】镁条与碳酸氢钠溶液反应,产生的气体和白色不溶物分别是什么?
【查阅资料】
Mg(OH)2
MgCO3
溶解性
难溶于水
微溶于水
热稳定性
受热易分解,能生成两种氧化物
受热易分解,能生成两种氧化物
实验探究:
【提出问题】镁条与碳酸氢钠溶液反应,产生的白色不溶物是什么?
【作出猜想】丙同学根据资料分析认为白色不溶物可能是Mg(OH)2和MgCO3中的一种或两种。
【进行实验】(1)取白色不溶物加热,生成能使石灰水变浑浊的气体,写出加热白色不溶物时一定发生的化学反应的方程式______。
(2)取2.26g白色不溶物,加入稍过量的盐酸,蒸发结晶,称量“干燥的晶体”质量为2.85g,由此通过计算确定白色不溶物是成分是______。
4.(2022·安徽·校联考模拟预测)关于盐的性质研究是一项重要的课题。某兴趣小组以“探究碳酸氢钠的性质”为主题开展项目式学习。
【任务一】认识碳酸氢钠
(1)下列关于碳酸氢钠的说法正确的是_______。
A.碳酸氢钠是由Na+和HCO3-构成
B.碳酸氢钠俗称纯碱
C.碳酸氢钠难溶于水
D.碳酸氢钠医疗上能用于治疗胃酸过多症
【任务二】探究碳酸氢钠的性质
(2)探究碳酸氢钠与稀盐酸反应:兴趣小组取适量碳酸氢钠粉末于甲试管中,加入稀盐酸,如图1所示。观察到甲试管中有气泡产生,乙中_______,说明碳酸氢钠能与稀盐酸反应生成二氧化碳,写出试管甲中反应的化学方程式_______。
(3)探究碳酸氢钠的热稳定性:用酒精灯充分加热玻璃管,如图2所示。
资料:无水硫酸铜呈白色,遇水后呈蓝色
①发现玻璃管内无水硫酸铜变蓝,紫色石蕊溶液变红,说明碳酸氢钠受热易分解,且有_____和二氧化碳生成。
②实验后兴趣小组同学猜想玻璃管A处固体产物仅是Na2CO3而不含有NaOH,请设计实验证明____(写出具体步骤和现象)。
(4)常温下,兴趣小组同学取一定量的NaHCO3溶液于烧杯中,插入pH传感器,向烧杯中持续滴加CaCl2溶液,有白色沉淀生成,当溶液的pH变为6.68时开始有无色气体产生。反应过程中溶液的pH随时间变化如图所示。
【查阅资料】
材料一:NaHCO3溶于水后,少量的HCO3-能同时发生如下变化:
变化①:
变化②:
材料二:溶液的酸碱性与溶液中H+和OH-数目的相对大小有关。常温下,当单位体积溶液中OH-的数目大于H+的数目时溶液的pH>7,反之pH<7;单位体积溶液中所含的H+数目越大,溶液的pH越小。
①根据上述实验可知NaHCO3溶液显碱性,结合材料一、二从微观角度说明原因:
_______。
②根据本实验,可知从0~30s,单位体积溶液中H+数目不断_______(填“增大”或“减小”),你认为能不能用CaCl2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液,若不能请说明理由:_______。
5.(2022·安徽·模拟预测)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】:初始盐酸和硫酸
(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 _______;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:_______。
【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温度变化的曲线。
【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】
【分析与结论】:
(5)向Ba(OH)2溶液中匀速滴加稀盐酸,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,将图补充完整_______。
(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
6.(2022·安徽·统考模拟预测)某小组同学用如图所示装置做氧化铜与稀盐酸反应的兴趣实验,发现有的同学得到蓝色溶液,有的同学得到绿色溶液。老师提示这种现象可能与所得氯化铜溶液有关。同学们对这个现象进行探究:
实验1:探究影响氯化铜溶液颜色的因素
取溶质质量分数不同的氯化铜溶液各20mL置于同样的烧杯中,分别置于不同温度的水浴箱中加热(忽略溶剂蒸发)。待溶液温度恒定后,观察溶液颜色,记录如下:
烧杯编号
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
溶质质量分数/%
5
5
5
10
10
10
20
20
20
水浴箱温度/°C
30
50
70
30
50
70
30
50
70
溶液颜色
浅蓝
浅蓝
蓝
蓝
蓝绿
翠绿
蓝绿
翠绿
墨绿
实验2:探究室温下氯化铜溶液的变色浓度范围
a.室温下,称取15.4g的氯化铜固体溶于35.0g水中,配制成溶质质量分数30.6%的氯化铜溶液。
b.将上述氯化铜溶液依次加入等质量的水稀释,配制成不同溶质质量分数的氯化铜溶液,观察溶液颜色,
记录如下:
溶质质量分数%
30.6
25.5
21.9
19.2
17.0
15.3
溶液颜色
深绿
翠绿
蓝绿
蓝绿
蓝
浅蓝
【结果与讨论】
(1)氧化铜和稀盐酸反应的化学方程式为___________。
(2)实验1中,④⑤⑥的实验目的是___________。
(3)根据实验1的结果可知,③⑥⑨中影响氯化铜溶液颜色的因素是___________。
【反思与评价】
(4)室温下,小文将20g氯化铜固体溶于80g水中,则此溶液的颜色为___________。
(5)小昕配制了一杯质量分数为12%的氯化铜溶液,溶液为浅蓝色,若要使此溶液由蓝向绿色转变,可进行的操作有___________(填字母序号)。
a.将溶液放在水浴箱中加热到70℃ b.加入适量的氯化铜固体并使之溶解 c.加入适量的水稀释
【拓展探究】如何将绿色的氯化铜溶液变为蓝色或变黄呢?
【查阅资料】
I.氯化铜溶于水后在水溶液中电离出大量的Cu2+和Cl-
II.氯化铜溶液的颜色会随着溶液中的Cu2+与其他离子形成不同的络合离子而改变。
其中:水合铜离子[Cu(H2O)4]2+ 为蓝色;四氯合铜络离子[CuC14]2- 为黄色。
III.由光学知识可知:黄色光+蓝色光=绿色光
因此,氯化铜溶液变绿的原因实际上是溶液中的[Cu(H2O)4]2+和[CuC14]2- 混合形成的。
【设计实验】
目的
步骤
现象
1.将绿色的氯化铜溶液变为蓝色
取少量绿色的氯化铜溶液,加入_______
溶液变蓝
2.将绿色的氯化铜溶液变为黄色
取少量绿色的氯化铜溶液,加入稀盐酸
溶液未变黄
(6)请分析,步骤2中加入稀盐酸溶液未变黄的原因____________。
(7)若将将绿色的氯化铜溶液变为黄色,可向其中加入____________。
7.(2022·安徽·统考模拟预测)我校化学兴趣小组将CO2通入NaOH溶液发现无明显现象,为了进一步验证二者发生反应,进行了如下实验探究。
探究一:甲同学设计了如下实验方案:
实验方案
实验现象
实验结论
向充满CO2气体的塑料瓶中2 2gNaOH固体,振荡。
塑料瓶_______,内壁有大量水雾产生,触摸外壁发烫
CO2气体被消耗,且生成_________,反应放出大量的热。证明发生可以发生。
【交流与反思】(1)写出CO2与氢氧化钠反应的化学方程式_____________。
(2)乙同学提出“向充满CO2气体的塑料瓶中100 mL NaOH溶液,密封振荡。发现塑料瓶变瘪。也可证明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应”。丙同学认为乙同学的方案不合理,理由是______________。通过对比,甲同学的实验方案优点是____________。
探究二:丁同学在查阅资料的基础上又进行了如下的实验探究:
【查阅资料】①已知两种指示剂的pH变色范围:
指示剂
紫甘蓝汁
酚酞
颜色
紫色
蓝色
深绿
黄绿
黄色
无色
浅红色
深红色
pH
4-8
8-9
9-11
11-12
>12
<8
8-10
>10
②饱和碳酸钠溶液的pH=10.5,饱和碳酸氢钠溶液的pH-=8.3,
③碳酸氢钙(Ca(HCO3)2)易溶于水。
【进行实验】打开分液漏斗瓶塞,旋开活塞,慢慢滴下稀硫酸,向上述滴入紫甘蓝汁、pH=13的氢氧化钠稀溶液中持续通入二氧化碳气体,用pH传感器测得溶液pH随时间变化如下图:
【交流讨论】(3)选择稀硫酸而不用盐酸的原因是_______________,实验中,溶液颜色由黄色最终变为___________,从而证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应。
(4)实验中,选紫甘蓝汁指示反应的进行过程而不选酚酞的原因是____________。
(5)通过分析,CD段P点溶液中的溶质一定有Na2CO3和 NaHCO3,请设计实验方案验证溶质成分____________。
8.(2022·安徽滁州·校考模拟预测)某化学兴趣小组的同学对酸、碱和盐的性质进行探究,请你参与。
[查阅资料]
20℃时,部分物质的溶解度。
物质
Ca(OH)2
NaOH
Na2CO3
NaHCO3
溶解度/g
0.16
109
21.8
9.6
探究一:探究氢氧化钙的性质
20℃时,在盛有5g Ca(OH)2固体的A烧杯中加入40mL水,用玻璃棒搅拌,静置,取上层部分清液于B烧杯中。
(1)向A烧杯中滴加几滴酚酞溶液,观察到的现象是____,再加入过量稀盐酸,反应的化学方程式为____
(2)向B烧杯中通入CO2,观察到澄清石灰水变浑浊。
(3)由上述实验可知氢氧化钙的性质____。
[实验拓展]
(4)向上述(1)反应后的A烧杯中滴加碳酸钠溶液,测得其pH随反应时间的变化如图。AB段的实验现象是___,BC段发生反应的化学方程式为____
探究二:二氧化碳通入一定溶质质量分数的氢氧化钠溶液中溶质成分的探究。
[设计和实验] 20℃时,甲、乙两组同学设计如图装置分别进行实验。
甲组:从a端缓慢通入CO2,一段时间后II中变浑浊,停止通CO2,I中溶质为X。打开活塞,滴加足量稀盐酸。
[解释与结论]
(1)经分析X是NaHCO3。实验过程中,Ⅰ中产生的现象是____
乙组:从a端缓慢通入CO2,一段时间后II中无明显现象,停止通CO2,Ⅰ中溶质为Y。打开活塞,滴加足量稀盐酸,II 中变浑浊。
[解释与结论]
(2)乙组同学认为Y只有Na2CO3。你认为该结论是否合理,结合分析Y的成分说明理由____。I 中一定发生反应的化学方程式为_____。
参考答案:
1. 稀盐酸或稀硫酸 碱 过滤 氨水 Cu2+、SO42-、Cl- B 氢氧化钠与硫酸铜反应放热,氢氧化铜受热分解
【详解】(1)将氢氧化钠溶液滴加到硫酸铜溶液中,氢氧化钠与硫酸铜反应产生蓝色的氢氧化铜沉淀和硫酸钠,化学方程式为:,故填:;
(2)实验现象为发现固体全部消失且溶液变蓝,可以得出氧化铜被反应掉,溶液中出现铜离子,所以加入的物质为酸,酸可以和金属氧化物反应产生盐和水,稀盐酸、稀硫酸等均可以,故填:稀盐酸或稀硫酸;
(3)从化学式[3Cu(OH)2·CuSO4]可以看出该物质是硫酸铜和氢氧化铜的合物,硫酸铜为硫酸盐,氢氧化铜为碱,该物质兼具硫酸盐和碱的化学性质,故填:碱;
分离溶液和不溶性的物质,需要过滤操作,因为固体的表面会附着少量的溶液,所以需要再用蒸馏水洗涤以下,故填:过滤;
绿色的碱式硫酸铜[Cu4(OH)6SO4]其难溶于水故填,易溶于稀酸,也易溶于氨水形成深蓝色溶液,故填:氨水;
(4)碱式硫酸铜[Cu4(OH)6SO4]可改写为[3Cu(OH)2•CuSO4],加入稀盐酸,与盐酸反应生成硫酸铜、氯化铜和水,此时溶液中一定含有的离子是Cu2+、SO42-、Cl-,故填:Cu2+、SO42-、Cl-;
(5)根据题干信息:硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液的反应产物与氢氧化钠的量有关。当氢氧化钠溶液较少时,生成绿色的碱式硫酸铜。
A.向10%硫酸铜溶液加入少量10%氢氧化钠溶液,氢氧化钠较少,生成绿色的碱式硫酸铜,不符合题意;
B.将硫酸铜溶液逐滴加入氢氧化钠溶液中,氢氧化钠较多,生成氢氧化铜,符合题意;
C.在60℃的水浴中进行实验,氢氧化铜会分解,不符合题意;
故选:B;
(6)由题干信息:硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应生成的氢氧化铜沉淀,在碱性条件下,常温下缓慢分解,温度高于60℃迅速分解变黑;甲组实验中生成的氢氧化铜沉淀易分解变黑,可能的原因是氢氧化钠与硫酸铜反应放热,氢氧化铜受热分解,故填:氢氧化钠与硫酸铜反应放热,氢氧化铜受热分解。
2. 检查装置气密性 由无色变为红色 碳酸氢钠和碳酸氢铵(或) 火碱、烧碱或苛性钠 分别加热两种物质,把气体通入澄清石灰水中,能使澄清石灰水变浑浊的是碳酸氢钠,不能使澄清石灰水变浑浊的是碳酸钠 20℃时,分别向100g水中加入两种样品,直至不能溶解为止,溶解的固体较多的是碳酸钠,较少的是碳酸氢钠
【详解】(1)为了防止反应生成的气体逸出装置,故在组装好装置后应检查装置的气密性,故填:检查装置气密性;
(2)二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,化学方程式为:;
(3)根据结论是生成了氨气,由于氨气溶于水会形成氨水,氨水显碱性能使酚酞试液变红,故填:由无色变为红色;
(4)根据资料可知,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;碳酸氢铵受热分解生成氨气、水和二氧化碳,由题意反应过程中生成了氨气说明有碳酸氢铵,再由最终加热固体后试管中仍有固体剩余,说明是碳酸氢钠分解后生成的碳酸钠,故证明还含有碳酸氢钠,因此膨松剂的成分是:碳酸氢钠和碳酸氢铵;
(5)氢氧化钠俗称为:火碱、烧碱或苛性钠;
(6)①根据碳酸钠能受热不分解,而碳酸氢钠受热分解为碳酸钠、水和二氧化碳,二氧化碳能使石灰水变浑浊,故填:分别加热两种物质,把气体通入澄清石灰水中,能使澄清石灰水变浑浊的是碳酸氢钠,不能使澄清石灰水变浑浊的是碳酸钠;
②由碳酸钠和碳酸氢钠的溶解度在同一温度时相差较大,在室温下即20℃时,碳酸钠的溶解度是21.5g,碳酸氢钠的溶解度是9.6g,故填:20℃时,分别向100g水中加入两种样品,直至不能溶解为止,溶解的固体较多的是碳酸钠,较少的是碳酸氢钠。
3. 放热 澄清石灰水的溶解度随温度的升高而降低 稀盐酸有剩余
Mg(OH)2和HCl会发生反应不共存 氢氧化镁和碳酸镁(或)
【详解】:(一)(1)镁和盐酸反应放出热量,故填:放热;
(2)石灰水是氢氧化钙溶液,氢氧化钙的溶解度随温度的升高而减小,石灰水变浑浊的原因是温度升高,故填:澄清石灰水的溶解度随温度的升高而降低;
(二)(2)甲同学测得反应后试管内溶液pH<7,盐酸显酸性,若稀盐酸有剩余,则溶液显酸性溶液pH<7,故填:稀盐酸有剩余;
(三)【猜想】由于猜想的生成物是氢氧化镁和盐酸,二者能反应,故不合理,故填:和HCl会发生反应不共存;
【实验】根据题给信息可知,该反应是镁与水反应生成氢气和氢氧化镁,反应的化学方程式为:;
(四)【进行实验】(1)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,加热白色不溶物时一定发生的化学反应的方程式为:;
(2)假设固体全部是氢氧化镁,设生成氯化镁的质量为。
假设固体全部是碳酸镁,设生成氯化镁的质量为。
根据称量“干燥的晶体”质量为2.85g,小于3.7g大于2.56g,说明反应前白色固体不溶物是氢氧化镁和碳酸镁的混合物,故填:氢氧化镁和碳酸镁或。
4. AD 澄清石灰水变浑浊 水##H2O 取少量A处固体于试管中加入足量的水,然后滴加足量氯化钙溶液,有白色沉淀产生,过滤,向滤液中滴加无色酚酞溶液,酚酞溶液不变色 碳酸氢钠溶于水后,发生变化①的碳酸氢根离子比发生变化②的碳酸氢根离子多,导致单位体积溶液中的氢氧根离子数目比氢离子多 增大 不能,氯化钙与碳酸钠反应生成白色碳酸钙沉淀,根据材料一NaHCO3溶于水后,会产生碳酸根离子,也能与氯化钙反应生成白色沉淀,因此不能用CaCl2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液。
【详解】任务一:
(1)A、碳酸氢钠由钠离子和碳酸氢根离子构成,符合题意;
B、碳酸氢钠俗称小苏打,纯碱是碳酸钠的俗称,不符合题意;
C、碳酸氢钠易溶于水,不符合题意;
D、碳酸氢钠能与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,可用于治疗胃酸过多,符合题意。
故选AD;
任务二:
(2)碳酸氢钠能与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,故乙中澄清石灰水变浑浊,甲试管中反应的化学方程式为:;
(3)①玻璃管内无水硫酸铜变蓝,说明碳酸氢钠受热分解生成了水,紫色石蕊溶液变红,说明碳酸氢钠受热分解生成了二氧化碳,二氧化碳和水反应生成碳酸,碳酸显酸性,能使紫色石蕊试液变红;
②氯化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙和氯化钠,可用足量的氯化钙溶液检验碳酸钠,且过量的氯化钙溶液能将碳酸钠除尽,氢氧化钠溶液显碱性,能使无色酚酞试液变红,故可用无色酚酞试液来检验氢氧化钠溶液,故设计实验为:取少量A处固体于试管中加入足量的水,然后滴加足量氯化钙溶液,有白色沉淀产生,过滤,向滤液中滴加无色酚酞溶液,酚酞溶液不变色;
(4)①由材料一可知,碳酸氢钠溶于水后,发生变化为:变化①:,变化②:,由材料二可知,常温下,当单位体积溶液中OH-的数目大于H+的数目时,溶液的pH>7,故碳酸氢钠溶液显碱性,应该是碳酸氢钠溶于水后,发生变化①的碳酸氢根离子比发生变化②的碳酸氢根离子多,导致单位体积溶液中的氢氧根离子数目比氢离子多。
②由图可知,0~30s,pH逐渐减小,说明从0~30s,单位体积溶液中H+数目不断增大;
氯化钙与碳酸钠反应生成白色碳酸钙沉淀和氯化钠,产生白色沉淀,根据材料一NaHCO3溶于水后,会产生碳酸根离子,也能与氯化钙反应生成白色沉淀,现象相同,因此不能用CaCl2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液。
5. 铝表面有一层致密的氧化铝薄膜 不正确,碳酸盐或碳酸氢盐和酸反应也会产生气泡 和 ABC
【详解】[任务一]:初始盐酸和硫酸
(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:36.46,可以判断出该酸为:盐酸,故填:;
[任务二]:探究酸的共性
(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,故填:;
(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,故一开始没有气泡产生;故填:;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;故填: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,故填:和;
曲线2表示的是向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;故填:;
(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,故溶液离子浓度越大,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,在一开始反应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有所变大;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,在一开始反应是溶液中离子数目一直减少,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不正确。
故选:ABC。
6. 探究温度对氯化铜溶液颜色的影响 溶液的溶质质量分数 蓝绿色 ab 水 盐酸浓度太低,氯离子浓度太低,不足以产生更多的四氯合铜络离子 盐酸和氯化铜(合理即可)
【详解】(1)氧化铜和盐酸反应生成氯化铜和水,。
(2)实验1中,④⑤⑥控制的变量为溶液温度,故实验目的是探究温度对氯化铜溶液颜色的影响。
(3)③⑥⑨控制是变量为溶质质量分数,根据实验1的结果可知,③⑥⑨中影响氯化铜溶液颜色的因素是溶液的溶质质量分数。
(4)室温下,将20g氯化铜固体溶于80g水中,得到溶液的质量分数为 ,则对比实验2 数据可知,则此溶液的颜色为蓝绿色。
(5)a.由实验1信息分析可知,将溶液放在水浴箱中加热到70℃,可以实现转变;
b. 由实验2信息分析可知,加入适量的氯化铜固体并使之溶解,提高溶质质量分数,可以实现转变;
c.加入适量的水稀释,溶质质量分数减小,不能使溶液由蓝向绿色转变。
故选ab。
设计实验:实验1目的为将绿色的氯化铜溶液变为蓝色,结合题目信息:水合铜离子[Cu(H2O)4]2+为蓝色;可知向氯化铜溶液中加入水,可促进溶液变蓝。
(6)结合题目信息:四氯合铜络离子[CuC14]2- 为黄色;步骤2中加入稀盐酸溶液未变黄的原因可能是盐酸浓度太低,氯离子浓度太低,不足以产生更多的四氯合铜络离子[CuC14]2-。
(7)由四氯合铜络离子[CuCl4]2-的组成可知,要使溶液变黄色,需增加铜离子和氯离子,因此可向其中加入盐酸和氯化铜(其它合理也可)。
7. 变瘪 水 缺少对照实验,氢氧化钠溶液中的水能溶解二氧化碳、能与二氧化碳反应使塑料瓶变瘪 二氧化碳与氢氧化钠固体反应不需要设计对照实验,实验简便 盐酸具有挥发性,通入氢氧化钠溶液中的气体混有HCl,干扰实验 蓝色 氢氧化钠反应生成碳酸钠过程中溶液一直呈碱性,酚酞作为指示剂无变色现象,而紫甘蓝汁作为指示剂有明显变色过程,便于对实验的观察分析 取适量P点溶液与试管中加入足量的氯化钙溶液,产生白色沉淀,过滤后,分别向滤液和滤渣中滴加盐酸溶液,若都产生使澄清石灰水变浑浊的气体,则说明p点溶液中含Na2CO3和 NaHCO3
【详解】探究一:
二氧化碳和氢氧化钠发生反应,由于内部气体减少,压强减小,外界大气压将瓶子压瘪;反应中有大量水雾生成,说明此时有水生成;故答案为:变瘪;水。
(1)二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,所以化学方程式为CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O;故答案为:CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O。
(2)加入氢氧化钠溶液,由于二氧化碳可以溶于水,因此也会造成气体减少,内部压强减小,塑料瓶被压瘪;甲同学实验没有加入水,排除了水的影响,因此排除了水的影响;故答案为:缺少对照实验,氢氧化钠溶液中的水能溶解二氧化碳,能与二氧化碳反应使塑料瓶变瘪;二氧化碳与氢氧化钠固体反应不需要设计对照实验,实验简便。
探究二:
(3)盐酸具有挥发性,所以可以有氯化氢混入气体中,然后进入氢氧化钠溶液后,盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠和水,不会有二氧化碳与碳酸钠的反应生成,因此不会出现溶液变色的实验现象;二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠,由于二氧化碳足量,二氧化碳再与碳酸钠和水反应生成碳酸氢钠,最终得到碳酸氢钠溶液,此时溶液pH=8.3,从题目中信息可知,在8-9的范围内,此时紫甘蓝汁溶液显蓝色;故答案为:盐酸具有挥发性,通入氢氧化钠溶液中的气体混有HCl,干扰实验;蓝色。
(4)根据题目信息可知,酚酞在pH为8-10范围内都不会出现颜色变化,而紫甘蓝汁可以在8-9的pH范围是一种颜色,9-11则是另一种颜色,因此可以区分碳酸钠和碳酸氢钠,而酚酞则不能;故答案为:氢氧化钠反应生成碳酸钠过程中溶液一直呈碱性,酚酞作为指示剂无变色现象,而紫甘蓝汁作为指示剂有明显变色过程,便于对实验的观察分析。
(5)碳酸钠可与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,而碳酸氢钠不参与反应,此时过滤,滤渣为碳酸钙,溶液含有碳酸氢钠,此时分别加入盐酸,都反应生成二氧化碳,通入澄清石灰水后变浑浊,证明气体为二氧化碳,从而说明为碳酸钠和碳酸氢钠的混合物;故答案为:取适量P点溶液与试管中加入足量的氯化钙溶液,产生白色沉淀,过滤后,分别向滤液和滤渣中滴加盐酸溶液,若都产生使澄清石灰水变浑浊的气体,则说明P点溶液为碳酸钠和碳酸氢钠的混合物。
8. 溶液由无色变为红色 固体;微溶于水,能与指示剂作用;能与某些非金属氧化物反应生成盐和水;能与酸反应生成盐和水 产生大量气泡 无色溶液中逐渐有固体析出(变浑浊),滴盐酸后有气泡产生,固体逐渐溶解(消失) 不合理,根据通入的CO2的量的不同情况,Y的溶质成分可能还有:NaOH和Na2CO3,Na2CO3和NaHCO3,NaHCO3这三种情况。三种情况均能与稀盐酸反应产生气体且使澄清石灰水变浑浊
【详解】(1)氢氧化钙溶液显碱性,向A烧杯中滴加几滴酚酞溶液,观察到的现象是溶液由无色变为红色,再加入过量稀盐酸,稀盐酸和氢氧化钙反应生成氯化钙和水,反应的化学方程式为。
(3)由上述实验可知氢氧化钙的性质:固体;微溶于水(20℃时,溶解度0.16 g),能与指示剂作用;能与某些非金属氧化物反应生成盐和水;能与酸反应生成盐和水。
[实验拓展]
(4)向上述(1)反应后的A烧杯中滴加碳酸钠溶液,AB段是碳酸钠溶液先和上步过量的稀盐酸反应生成氯化钠、水、二氧化碳,pH上升;BC段是氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠;化学方程式为。CD段是最后加入过量碳酸钠溶液。碳酸钠溶液显碱性。故AB段的实验现象是产生大量气泡,BC段发生反应的化学方程式为 。
[解释与结论]
(1)二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,二氧化碳和碳酸钠和水反应生成碳酸氢钠,盐酸和碳酸氢钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳。经分析X是NaHCO3,20℃时溶解度较小。所以实验过程中,Ⅰ中产生的现象是无色溶液中逐渐变浑浊,滴盐酸后有气泡产生,固体逐渐消失。
(2)乙组同学认为Y只有Na2CO3。不合理,根据通入的CO2的量的不同情况,Y的溶质成分可能还有:NaOH和Na2CO3(二氧化碳只够与部分氢氧化钠反应), Na2CO3和NaHCO3(二氧化碳将氢氧化钠反应全部反应完,且与部分碳酸钠反应),NaHCO3(二氧化碳将氢氧化钠反应全部反应完,且与将碳酸钠反应完)这三种情况。三种情况均能与稀盐酸反应产生气体且使澄清石灰水变浑浊。I 中一定发生反应为二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,化学方程式为。
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