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初中化学二轮复习【讲通练透】专题14 实验与探究(讲通)
展开这是一份初中化学二轮复习【讲通练透】专题14 实验与探究(讲通),文件包含专题14实验与探究精讲讲义教师版docx、专题14实验与探究精讲讲义学生版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共45页, 欢迎下载使用。
中考化学第二轮复习策略
一、重视知识的综合运用
在第二轮复习过程中,考生需要重视知识的综合运用,关注实验探究、联系实际,逐步提高所学技能,能解决一些需要查阅资料解决的实际问题。
中考试卷中,重点知识反复考,核心知识重点考,近三年中考都有燃烧条件的探究、实验基本操作的考查、溶解度曲线、气体的制取收集方法等,比如:非选择题中,考查了考生对微粒观、元素观的认识,属于初中化学课程标准的一级主题——物质构成的奥秘。
二、合理选取备考资料
关于试题的筛选,如果是巩固练习,可以用模拟试题,由于区模拟卷难易度适中,知识覆盖较为全面,部分非选择题综合度也较高,锻炼考生的审题能力和对各章知识的统筹综合应用能力。如果是进行自我评测或进行周测,建议更多选择近三年辽宁地区的中考真题。
通过多年经验分析,考生在试卷中的错误整体分为以下几种情况:
(1)审题问题;(2)概念知识不清;(3)概念知识不会综合应用;
(4)由于学习方法和习惯问题,复习时间安排不合理,不会让知识做到有序多次呈现;
(5)主观学习态度、情绪控制问题;
(6)理化答题时间分配问题。考生需对号入座,有针对性地发现问题、解决问题。
专题14 实验与探究(精讲讲义)
核心考点一 有关物质变质的探究
物质的变质一般是与空气中的成分(如氧气,水,二氧化碳等)发生化学反应。常见易变质的物质有:NaOH、CaO、Ca(OH)2、碱石灰(NaOH和CaO的混合物)等。
变质的情况有三种:
①没有变质(变质后的物质不存在),检验时只需证明不存在变质后的物质。
②部分变质(变质前与变质后的物质都存在),检验时需分别证明变质前和变质后的物质都存在,但一定要注意二者在检验时可能存在的相互干扰以及加入的物质对成分检验的干扰。
③全部变质(变质前的物质不存在,只存在变质后的物质),检验时只需证明不存在变质前的物质。
1. 氢氧化钠(NaOH)的变质
(1)变质的原因:吸收空气中的CO2而变质,化学方程式为CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O。
(2)变质情况分析:
①没有变质,成分:NaOH。 ②部分变质,成分:NaOH和Na2CO3。③全部变质,成分:Na2CO3。
(3)变质情况的检验方法:
①没有变质:取样,滴入足量稀盐酸(或CaCl2溶液),无气泡产生(或无白色沉淀生成)。
②部分变质:取样,滴入足量或过量的Ba(NO3)2溶液(或CaCl2溶液),有白色沉淀生成,再往上层清液中滴入无色酚酞,溶液变红色,说明部分变质。
③全部变质:取样,滴入足量或过量的Ba(NO3)2溶液(或CaCl2溶液),有白色沉淀生成,再往上层清液中滴入无色酚酞,溶液不变红色,说明全部变质。
2. 氢氧化钙的变质
(1)变质的原因:吸收空气中的CO2而变质,化学方程式为Ca(OH)2+CO2===CaCO3+H2O。
(2)变质情况分析:
①没有变质,成分:Ca(OH)2。 ②部分变质,成分:Ca(OH)2和CaCO3。 ③全部变质,成分:CaCO3。
(3)变质情况的检验方法:
取样,加水(一般没有变质也会有不溶物,因为常温下氢氧化钙为微溶物,其溶解度非常小)。滴入无色酚酞,溶液变红,再往不溶物中加入足量稀盐酸,有气泡产生,说明部分变质,没有气泡产生,说明没有变质。
③全部变质:取样,加水,滴入无色酚酞,溶液不变红,再往不溶物中加入足量稀盐酸,有气泡产生,说明全部变质。
【考点排查1】(2020•西宁)某同学发现,上个月做实验用的氢氧化钠溶液忘记了盖瓶盖。对于该溶液是否变质,化学兴趣小组的同学进行了如下探究。
(1)【提出问题1】该溶液是否变质?
【实验探究1】
实验步骤
实验现象
解释与结论
取少量该溶液于试管中,加入足量的
有气泡产生
说明该溶液已变质。变质的原因是 (用化学方程式表示)
(2)【提出问题2】该溶液变质程度怎样?
【提出猜想】
猜想Ⅰ:完全变质;
猜想Ⅱ:部分变质。
【实验探究2】
实验步骤
实验现象
结论
取少量该溶液于试管中,加入适量Ca(OH)2溶液
猜想Ⅱ成立
静置后,取上层清液于另一支试管中,滴加无色酚酞溶液
溶液变为红色
(3)【反思交流】
在反思交流环节中,有同学提出实验探究2不足以得出猜想Ⅱ成立的结论,其理由是
(用化学方程式解释)。经过讨论,大家一致认为将实验探究2中的Ca(OH)2溶液换成过量的 溶液,重新进行实验,即可得出猜想Ⅱ成立的结论。
[答案](1)稀盐酸;2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O;(2)产生白色沉淀;(3)Na2CO3+Ca(OH)2═CaCO3↓+2NaOH;氯化钙。
[解析]解:(1)加入足量稀盐酸,产生气泡,是因为碳酸钠和稀盐酸反应生成了二氧化碳,进一步说明氢氧化钠已经和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,反应的化学方程式:2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O。
(2)取少量该溶液于试管中,加入适量Ca(OH)2溶液,产生白色沉淀。
(3)有同学提出实验探究2不足以得出猜想Ⅱ成立的结论,其理由是碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,影响对氢氧化钠的检验经过,反应的化学方程式:Na2CO3+Ca(OH)2═CaCO3↓+2NaOH;
论,大家一致认为将实验探究2中的Ca(OH)2溶液换成过量的氯化钙溶液,重新进行实验,即可得出猜想Ⅱ成立的结论。
核心考点二 有关物质成分的探究
【考点排查2】(2020•烟台)某品牌干燥剂含有氧化钙、氢氧化钠和氯化钙中的两种物质,为探究其组成,某化学兴趣小组取一定质量的干燥剂样品做了如下实验。
【查阅资料】稀硝酸(HNO3)具有酸的通性
【设计实验】流程如图:
【实验分析】(1)干燥剂样品溶于水后得到的溶液一定显 (填“酸性”或“碱性”或“中性”)。白色沉淀a的化学式是 。
(2)生成气体b的反应的化学方程式是 。
【结论与反思】(1)若c处无现象,则该品牌干燥剂的成分为 (写化学式)。
(2)若c处有白色沉淀生成,且沉淀质量为2.87g;白色沉淀a的质量为1.2g。则干燥剂的成分为 (写化学式)。写出c处产生白色沉淀的化学方程式 。
(3)该实验过程中,过量稀硝酸不能用过量的稀盐酸代替的原因是 。
物质成分的探究可以分为两类:一类是探究混合物中(固体或气体混合物)物质组成的成分;另一类是探究在发生化学反应后生成物的物质组成。
[答案]【实验分析】(1)碱性;CaCO3;(2)Na2CO3+2HNO3=2NaNO3+H2O+CO2↑;【结论与反思】(1)CaO、NaOH;CaCl2、CaO;NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3;
[解析]解:【实验分析】(1)依据干燥剂含有氧化钙、氢氧化钠和氯化钙中的两种物质,因为CaO+H2O=Ca(OH)2,Ca(OH)2和NaOH都是碱,干燥剂样品溶于水后得到的溶液一定显碱性,加入过量的碳酸钠溶液后溶液中的碳酸根离子与钙离子反应生成白色碳酸钙沉淀,化学式为CaCO3,故填:碱性;CaCO3;
(2)分析流程图可知,过量的碳酸钠与加入的硝酸反应生成硝酸钠、水和二氧化碳,所以生成气体b的反应的化学方程式Na2CO3+2HNO3=2NaNO3+H2O+CO2↑,故填:Na2CO3+2HNO3=2NaNO3+H2O+CO2↑;
【结论与反思】(1)分析流程可知,若c处无现象,说明干燥剂中不含有CaCl2,则该品牌干燥剂的成分为CaO、NaOH,故填:CaO、NaOH;
(2)分析流程可知,加入过量的稀硝酸和硝酸银,生成白色沉淀,说明干燥剂里含有CaCl2,
设生成2.87g沉淀需要氯化钙的质量为x,分析 CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3反应可得如下关系,
CaCl2~~~2AgCl
111 287
x 2.87g
=
x=1.11g
1.11gCaCl2中钙元素 质量为1.11g××100%=0.4g,1.2gCaCO3中钙元素质量1.2g××100%=0.48g,说明干燥剂里还含有CaO,所以c处产生白色沉淀的化学方程式为NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3,故填:CaCl2、CaO;NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3;
(3)依据本流程的实验目的是探究干燥剂含有氧化钙、氢氧化钠和氯化钙中的两种物质,所以实验过程中,过量稀硝酸不能用过量的稀盐酸代替的原因是用稀盐酸会引入氯离子,干扰样品中是否含有氯化钙的判断,故填:用稀盐酸会引入氯离子,干扰样品中是否含有氯化钙的判断。
【考点排查3】(2020•鄂尔多斯)实验室有一瓶常用无色液体的标签模糊了(如图)。为确定该瓶溶液的溶质是什么,同学们进行了如下探究:
【提出问题】这瓶溶液的溶质是什么?
【作出猜想】猜想1:NaOH 猜想2:Na2CO3 猜想3:NaHCO3 猜想4:NaCl
【查阅资料】NaHCO3溶液显碱性,NaHCO3溶液不与CaCl2溶液反应。
【实验探究】
实验步骤
实验现象
实验结论
小亮取2mL该无色溶液于试管中,滴加2滴无色酚酞溶液
溶液变红
猜想1、3成立、猜想2、4不成立
小丽取2mL该无色溶液于试管中,加入3mL稀盐酸
立即产生气泡
猜想 不成立
【交流讨论】
(1)同学们一致认为小亮的实验结论不正确,理由是 。
(2)为了确定该无色溶液到底是什么,小强继续进行如下实验:
①取2mL该无色溶液于试管中,滴加CaCl2溶液,边加边振荡,观察到产生白色沉淀。由此得出猜想 成立,反应的化学方程式为 。
②另取2mL该无色溶液于试管中,逐滴加入稀盐酸,一段时间后才观察到有气泡产生。
【拓展思考】小丽和小强都向无色溶液中加入稀盐酸,为什么现象不同?
【延伸探究】同学们查阅资料发现:向Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸时,反应分两步进行:Na2CO3+HCl═NaHCO3+NaCl;NaHCO3+HCl═NaCl+CO2↑+H2O.故出现小强的实验现象。
【应用提升】现有两瓶失去标签的无色溶液,已知它们分别是碳酸钠溶液和稀盐酸中的一种,若不另加任何试剂要将二者鉴别开,你的鉴别方案是 (写出操作方法、现象和结论)。
[答案]1、4;Na2CO3 溶液也能使酚酞溶液变红;2; CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl;分别将两瓶溶液编号A、B,取少量A,将B滴入A中,若立即产生气泡,则A是稀盐酸,B是碳酸钠溶液,若滴加一段时间后产生气泡,则A为碳酸钠溶液,B为稀盐酸。
[解析]解:【实验探究】有气泡产生,说明盐酸与碳酸钠或者碳酸氢钠反应,因此排除猜想1和4;
故答案为:1、4。
【交流讨论】(1)氢氧化钠、碳酸氢钠、碳酸钠三种溶液都显碱性,加入酚酞后都变红,因此无法实验现象得出实验结论;
故答案为:Na2CO3 溶液也能使酚酞溶液变红。
(2)①加入氯化钙有沉淀生成,说明有碳酸钠存在,因此猜想2成立;碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,书写化学方程式注意配平及沉淀符号,所以化学方程式为 CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl;
故答案为:2; CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl。
【应用提升】碳酸钠加入足量盐酸中,直接反应生成氯化钠、水和二氧化碳,可以看到气泡,而加入少量盐酸中,则生成氯化钠和碳酸氢钠,不会有气体生成,看不到气泡,因此溶液互相滴加,观察现象,是否有气泡产生,判断溶液组成;
故答案为:分别将两瓶溶液编号A、B,取少量A,将B滴入A中,若立即产生气泡,则A是稀盐酸,B是碳酸钠溶液,若滴加一段时间后产生气泡,则A为碳酸钠溶液,B为稀盐酸。
归纳3:有关酸和碱性质的探究
酸的通性(共性)
碱的通性(共性)
与指示剂反应:酸溶液能使紫色的石蕊溶液变红,不能使无色酚酞变色;碱溶液能使紫色的石蕊溶液变蓝;使无色酚酞变红
酸+金属氧化物→盐+水
如稀盐酸+氧化铜:2HCl+CuO=CuCl2+H2O
碱+非金属氧化物→盐+水
氢氧化钠变质:2NaOH + CO2 ==== Na2CO3 + H2O
碱+酸→盐+水 如:稀盐酸+氢氧化钠:HCl+NaOH==NaCl+H2O
酸+盐→新酸+新盐
如稀硫酸+碳酸钠:Na2CO3+H2SO4 ===Na2SO4+H2O+CO2↑
碱+盐→新碱+新盐
如氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应:2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4
酸+金属→盐+氢气
如稀硫酸+铁:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑_
【考点排查4】(2020•十堰)复习常见的碱的性质时,在老师引导下同学们进行了归纳,并设计了学案。以下是学案的部分内容,请你完成。
【知识回顾】氢氧化钠溶液因与空气中的 (填物质化学式)发生反应易变质,所以必须密封保存。
【举一反三】Ba(OH)2是一种易溶于水的碱,向Ba(OH)2溶液中加入少量液态三氧化硫,反应的化学方程式是 。
【实验探究一】碱能与酸发生中和反应,为探究中和反应是否已经发生,设计了如下实验:
(1)向盛有澄清石灰水的烧杯中先滴加几滴酚酞溶液,再缓慢滴加稀盐酸,边加边搅拌。当观察到 ,说明中和反应已经发生。
(2)向盛有少量石灰乳的烧杯中加入适量稀盐酸,并搅拌,观察到白色浑浊完全消失,该实验
(填“能”或“不能”)说明中和反应已经发生。
【实验探究二】向盛有氯化铜溶液的烧杯中加入过量稀氢氧化钠溶液,观察到 ,说明碱能与某些盐发生反应。
【实验探究三】在完成实验探究一、二后,将三只烧杯中的所有物质倒入废液缸,最终得到澄清溶液。该溶液中除酚酞外,一定含有的溶质有 。
【归纳总结】碱能跟某些非金属氧化物、酸、某些盐反应,还能使酸碱指示剂显色。
[答案]CO2;Ba(OH)2+SO3=BaSO4↓+H2O;溶液由红色变为无色;不能;有蓝色沉淀生成;NaCl、CaCl2、CuCl2。
[解析]解:【知识回顾】氢氧化钠与二氧化碳可以反应生成碳酸钠和水,空气中含有二氧化碳,所以氢氧化钠可与空气中的二氧化碳反应;
【举一反三】氢氧化钡与三氧化硫反应生成硫酸钡沉淀和水,书写化学方程式注意配平及沉淀符号,所以化学方程式为Ba(OH)2+SO3=BaSO4↓+H2O;
【实验探究一】(1)澄清石灰水呈碱性,加入酚酞后变红,再加入盐酸,盐酸与氢氧化钙反应生成氯化钙和水,不再显碱性,红色变为无色,证明反应发生;
(2)石灰乳是氢氧化钙的过饱和溶液,加入稀盐酸时也会有水加入,此时溶剂增大,可以溶解更多氢氧化钙,可使白色浑浊消失;
【实验探究二】氯化铜与氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和氯化钠,氢氧化铜为蓝色沉淀,所以可以看到有蓝色沉淀生成;
【实验探究三】在实验探究一种氢氧化钙与盐酸反应生成氯化钙和水,探究二中氯化铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和氯化钠,混合后,溶液为澄清,说明氢氧化铜被溶解,且溶液不含有氢氧化钙,因为若存在氢氧化钙就会有沉淀生成,因此盐酸与氢氧化铜反应生成氯化铜和水,氢氧化钙与盐酸反应生成氯化钙和水,而探究二中生成的氯化钠,不参与反应,最终留在溶液中,所以氯化钠、氯化钙和氯化铜一定存在,而盐酸是否有剩余无法判断;
【考点排查5】(2020•岳阳)某化学兴趣小组为验证酸的通性,做了以下5组实验,试回答问题:
【演示实验】
【提出质疑】实验③没有明显现象,甲同学对该实验是否发生化学反应提出质疑,并设计了以下实验进行验证。
【实验探究】
实验方案
实验操作
实验现象
实验结论
一
测定氢氧化钠溶液的pH=a,滴加稀盐酸后测得溶液pH=b(忽略体积的变化)
a > b
(填“>”、“<”或“=”)
发生了反应
二
向实验③所得混合溶液中加入硝酸银溶液
有白色沉淀产生
发生了反应
【评价交流】乙同学认为甲同学的验证实验中方案二不可行,理由是 。
【拓展延伸】演示实验中有一组没有验证酸的通性,该组是 (填序号)。请你补充一个演示实验(不改变反应物的类别)完整验证酸的通性,该实验的化学方程式为 。
[答案]>;盐酸含有氯离子,加入硝酸银也可以反应生成氯化银沉淀;④;2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2↑。
[解析]解:【实验探究】开始测定碱性溶液的pH,此时溶液pH比7大,而加入盐酸后,氢氧化钠被消耗,生成氯化钠溶液,显中性,碱被消耗,溶液pH开始减小,所以a>b,证明发生了反应;
【评价交流】因为加入的是盐酸,盐酸本身含有氯离子,加入硝酸银就会生成氯化银沉淀,不能得出含有氯化钠,证明氢氧化钠与盐酸反生了反应;
【拓展延伸】在第④组实验中主要考查氯离子与银离子的反应,不属于考查酸的通性,这是验证了银离子,而应该验证氢离子的性质,氢离子与碳酸盐可以反应生成二氧化碳,观察到气泡,所以④未验证酸的通性;盐酸滴加到碳酸钠溶液中,盐酸与碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,书写化学方程式注意配平及气体符号,所以为2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2↑;
归纳4:有关金属活动性顺序的探究
【考点排查6】(2021•宁津县一模)通过一学期的化学学习,我们已经了解了常见金属的活动性顺序。铬(Cr)是重要的金属材料,越来越受到人们的关注。某化学兴趣小组对Cr、Al、Cu的金属活动性顺序进行了探究,过程如下:
【提出假设】(1)对三种金属的活动性顺序提出的三种可能的假设:
A.Al>Cr>Cu B.Cr>Al>Cu C.
【设计实验】同相同温度下,取大小相同的打磨过的金属薄片,分别投入到等体积等浓度的足量稀盐酸中,观察现象,记录如下:
金属
Cr
Al
Cu
与盐酸反应的现象
气泡产生缓慢,金属逐渐溶解
气泡产生激烈,金属迅速溶解
无气泡产生,金属无变化
【控制实验条件】(2)打磨三种金属的原因是 ,上述实验使用等浓度的盐酸溶液的理由是 。
【得出结论】(3)原假设中正确的是 (选填假设中A、B或C)。写出铬与盐酸反应的化学方程式 (已知铬的硫酸化合物化学式为CrSO4)。
【结论应用】(4)根据探究结果,在CuCl2和AlCl3的混合液中加入一定量的金属铬,充分反应后过滤,向滤出的固体中加入盐酸,无明显现象,则滤液中一定含有的成分是 。
[答案]Al>Cu>Cr;除去金属表面的氧化物或污物;盐酸的浓度不同,会影响反应产生的气体的速率;A;Cr+2HCl=CrCl2+H2↑;AlCl3、CrCl2。
[解析]解:(1)铝的金属活动性大于铜,结合已有的猜想可知,猜想C为Al>Cu>Cr,
(2)金属表面存在氧化膜和杂质影响反应的进行,则打磨三种金属的原因是除去金属表面的氧化物或污物,盐酸浓度越大对反应速率越快,依据控制变量法可知,本实验控制变量是金属的种类,所以上述实验使用等浓度的盐酸溶液的理由是盐酸的浓度不同,会影响反应产生的气体的速率;
(3)通过实验探究中的实验现象可知,Cr、Al、Cu的金属活动性顺序是Al>Cr>Cu,且Cr排在氢之前,则猜想A正确;铬与盐酸反应的化学方程式为Cr+2HCl=CrCl2+H2↑;
(4)金属铬加入到CuCl2和AlCl3的混合液中,发生的反应是Cr+CuCl2=CrCl2+Cu,向滤出的固体中加入盐酸,无明显现象,说明滤出固体是铜,则滤液中一定含有的成分是AlCl3、CrCl2,可能还有CuCl2,
归纳5:有关化学反应影响因素的探究
有关影响化学反应因素的探究包括催化剂、燃烧条件、金属生锈的条件等内容。解答此类探究题的关键是掌握控制变量法。在用控制变量法探究问题时,必须明确其他因素不变的条件下,只改变一个因素来进行分析。在分析问题时,要先找出对比实验中哪些条件相同,哪些条件不相同,从改变的条件入手进行分析,得出结论。
1. 催化剂的探究
(1)催化剂:“一变二不变”——能改变化学反应速率,化学反应前后其本身的质量和化学性质都不变。
(2)化学反应速率的改变通常通过产生气体的快慢来判断;质量不变往往通过比较化学反应前后质量是否改变来证明;通常将反应后的物质回收后重复实验来判断其化学性质是否改变。
2. 燃烧条件的探究:
燃烧的三个条件缺一不可。
3. 金属生锈条件的探究:常考查铁在不同环境下的锈蚀情况。
4. 影响化学反应速率的其他因素
①溶液的浓度;②外界的温度;③催化剂的种类;④反应物的接触面积;⑤反应物的浓度等。
【考点排查7】(2019•海南)某研究小组受MnO2催化过氧化氢分解的启发,查阅了不同金属离子对过氧化氢分解影响的实验资料。100℃时,在不同金属离子存在下,纯过氧化氢24h的分解率见下表:
实验编号
离子
加入量(mg•L﹣1)
分解率%
①
无
﹣
2
②
Al3+
1.0
2
③
Fe3+
1.0
15
④
Cu2+
0.1
86
⑤
Cr3+
0.1
96
请回答:
(1)MnO2催化过氧化氢分解的化学方程式为 ;
(2)实验①的目的是 ;
(3)实际生产中,贮运浓度较高的过氧化氢时,使用铝罐(槽)而不使用不锈钢罐(槽),其原因是 。
[答案]2H2O22H2O+O2↑;对比;铝离子不影响过氧化氢的分解,而不锈钢中含有铁、铬等,铁离子和铬离子能够加快过氧化氢的分解。
[解析]解:(1)MnO2催化过氧化氢分解的化学方程式为:2H2O22H2O+O2↑。
(2)实验①的目的是对比,通过对比可知,铝离子不影响过氧化氢的分解速率。
(3)实际生产中,贮运浓度较高的过氧化氢时,使用铝罐(槽)而不使用不锈钢罐(槽),其原因是:铝离子不影响过氧化氢的分解,而不锈钢中含有铁、铬等,铁离子和铬离子能够加快过氧化氢的分解。
考向1 有关物质变质的探究
1.(2020•黔南州)敞口放置于空气中的氢氧化钠溶液能够发生下列变化而变质:
NaOH溶液Na2CO3溶液NaHCO3溶液
上述反应①的化学方程式为 ,NaHCO3俗称 。
某校化学学习小组师生对一瓶氢氧化钠溶液的变质情况进行了如下探究:
【提出问题】NaOH是否变质?
【做出猜想】
猜想1:NaOH全部变质。
猜想2: 。
【制定计划】老师探究是否产生了NaHCO3,学生在老师探究的基础上进一步探究。
【进行试验】
试验操作
试验现象
试验分析
老师试验
略
略
没有产生NaHCO3
学生试验
a.取一定量的待测液于试管中,加入足量CaCl2溶液
产生白色沉淀
反应的化学方程式为
b.充分反应后静置,取上层清液加入无色酚酞溶液
溶液变红
原待测液中含有
【表达交流】有同学认为上述实验a中的CaCl2溶液可改为澄清石灰水,你是否同意这种看法? (填“同意”或“不同意”)。
【实验结论】上述猜想2成立。
【反思评价】在实验室中,氢氧化钠应密封保存。
[答案]2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O;小苏打;
【做出猜想】氢氧化钠部分变质;
【进行试验】Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl;氢氧化钠;
【表达交流】不同意。
[解析]解:反应①中,氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,反应的化学方程式为:2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O,NaHCO3俗称小苏打。
故填:2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O;小苏打。
【做出猜想】
猜想1:NaOH全部变质。
猜想2:氢氧化钠部分变质。
故填:氢氧化钠部分变质。
【进行试验】
a.取一定量的待测液于试管中,加入足量CaCl2溶液,产生白色沉淀,是因为碳酸钠和氯化钙反应生成白色沉淀碳酸钙和氯化钠,反应的化学方程式:Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl。
故填:Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl。
b.充分反应后静置,取上层清液加入无色酚酞溶液,溶液变红色,说明溶液中含有氢氧化钠。
故填:氢氧化钠。
【表达交流】
不同意这种看法,是因为氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,影响对氢氧化钠的检验。
故填:不同意。
2.(2020•海珠区模拟)小强在实验室里做实验时,拿出一瓶久置的氢氧化钙粉末,进行如下实验:
(1)取氢氧化钙粉末溶于足量水中,有 现象出现,小强判断该药品已变质。并写出氢氧化钙变质的反应方程式 。
(2)小强进一步做如下实验探究,请你参与并完成表:
实验操作步骤
实验现象
实验结论
取样、加适量的水,搅拌,过滤。
①取少量滤渣于试管中,加入少量的 。
粉末变质。
②取少量滤液于试管中,滴入少量的 溶液。
氢氧化钙粉末部分变质。
[答案](1)白色不溶物;Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O;(2)稀盐酸;产生气泡;酚酞;溶液变红色。
[解析]解:(1)取氢氧化钙粉末溶于足量水中,有白色不溶物现象出现,小强判断该药品已变质,氢氧化钙变质,是因为氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,反应的反应方程式:Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O。
故填:白色不溶物;Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O。
(2)①取少量滤渣于试管中,加入少量的稀盐酸,产生气泡,是因为碳酸钙和稀盐酸反应生成了二氧化碳。
故填:稀盐酸;产生气泡。
②取少量滤液于试管中,滴入少量的酚酞溶液,溶液变红色,说明溶液中含有氢氧化钙。
故填:酚酞;溶液变红色。
3.(2021•酒泉一模)实验小组的同学发现从超市购买的月饼盒中有一个小纸袋,上面写着“脱氧剂,主要成分:碳粉、铁粉”。他们对纸袋中的固体产生了兴趣,进行了以下探究。
(提出问题)该固体是否变质了呢?变质后的物质是什么?
(猜想与假设)猜想①:固体没有变质,有C、Fe
猜想②:固体部分变质,有
猜想③:固体全部变质,有C、Fe2O3
(实验探究)小明设计实验方案并进行了如下实验:
实验步骤
实验现象
实验结论
取固体粉末置于试管中,向试管中加入一定量的稀盐酸
有气泡产生;上层清液为浅绿色;有黑色固体剩余
猜想 不正确。
猜想①正确,写出有气泡产生的化学方程式:
(提出质疑)小红通过查找资料得知Fe+2FeCl3═3FeCl2,认为小明得出“猜想①正确“的结论不严密,粉末中还可能含有Fe2O3,为了探究是否含有Fe2O3,小红先用物理方法除去了铁粉,她的方法是 ,然后进行了如下实验:
实验步骤
实验现象
实验结论
取除尽铁粉后的固体粉末置于试管中,向试管中加入足量的稀盐酸,振荡,静置
;有黑色固体剩余
猜想 正确
(得出结论)小组同学经过实验探究确定了该固体的成分。
(交流与讨论)经讨论后,大家一致认为:“脱氧剂”除了有脱氧作用外,还有 作用。
(反思与评价)“脱氧剂”是利用铁生锈原理制成的,它对食品防腐起着重要的作用。但生活中的铁制品因生锈会造成大量的浪费,请你写出一条防止铁制品生锈的方法: 。
[答案](猜想与假设)C、Fe、Fe2O3。
(实验探究)③;Fe+2HCl═FeCl2+H2↑;
(提出质疑)利用磁铁吸引;溶液由无色变黄色;②;
(交流与讨论)干燥;
(反思与评价)在铁制品表面涂油或涂漆等。
[解析]解:(猜想与假设)
猜想①:固体没有变质,有C、Fe
猜想②:固体部分变质,有C、Fe、Fe2O3
猜想③:固体全部变质,有C、Fe2O3
故填:C、Fe、Fe2O3。
(实验探究)
实验过程如下所示:
实验步骤
实验现象
实验结论
取固体粉末置于试管中,向试管中加入一定量的稀盐酸
有气泡产生(铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气);上层清液为浅绿色;有黑色固体剩余
猜想③不正确。
猜想①正确,有气泡产生的化学方程式:Fe+2HCl═FeCl2+H2↑
故填:③;Fe+2HCl═FeCl2+H2↑。
(提出质疑)
为了探究是否含有Fe2O3,小红先用物理方法除去了铁粉,她的方法是利用磁铁吸引;
实验步骤
实验现象
实验结论
取除尽铁粉后的固体粉末置于试管中,向试管中加入足量的稀盐酸,振荡,静置
溶液由无色变黄色(氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水);有黑色固体剩余
猜想②正确
故填:利用磁铁吸引;溶液由无色变黄色;②。
(交流与讨论)
经讨论后,大家一致认为:“脱氧剂”除了有脱氧作用外,还有干燥作用。
故填:干燥。
(反思与评价)
一条防止铁制品生锈的方法:在铁制品表面涂油或涂漆等。
故填:在铁制品表面涂油或涂漆等。
考向2 有关物质成分的探究
4.(2020•贺州)某校学习小组的同学用氢氧化钾溶液和稀硫酸做中和反应实验,并探究反应后溶液中溶质成分,在实验过程中测定相应阶段溶液的pH,得到如图所示曲线。请回答:
(1)由图可知,实验时是将 溶液滴入另一种溶液中,该反应的化学方程式为 。
(2)在实验过程中,学习小组分别取a、b、c三处的溶液于三支试管中,但忘了做标记。为了测定试管中溶液的溶质成分,将其中一支试管的溶液分为三等份给甲、乙、丙三位同学进行探究。
①【提出问题】该处溶液中的溶质是什么?
②【假设猜想】
猜想一:K2SO4
猜想二:K2SO4、KOH
猜想三:
③【实验探究】
同学
实验操作
实验现象
实验结论
甲
在待测液中加入过量的氢氧化钡溶液
产生白色沉淀
甲认为猜想一正确
乙
在待测液中加入过量氢氧化钡溶液;取上层清液再滴加几滴酚酞溶液
产生白色沉淀;溶液变红
乙认为猜想二正确
丙
将待测液分成两份。一份加入几滴 溶液;另一份加入过量的氢氧化钡溶液
溶液变红;产生白色沉淀
丙认为猜想三正确
④【讨论交流】甲、乙、丙三位同学都认为自己的实验结论正确。经老师分析后确定只有一位同学的结论是正确的。你认为 同学的实验结论是正确的。
⑤【得出结论】通过实验探究,三位同学探究实验所用的溶液为图中 处溶液。
(3)【拓展应用】实验结束后,把所有的实验废液倒入指定容器集中处理。用稀硫酸把实验废液的pH调至7后过滤,将滤液蒸发,得到的化学肥料是 (填化学式)。
[答案](1)氢氧化钾;2KOH+H2SO4═K2SO4+2H2O;(2)K2SO4、H2SO4;石蕊;丙;a;(3)K2SO4。
[解析]解:(1)由图可知,随着溶液的加入,pH由小于0逐渐升高,实验时是将氢氧化钾溶液滴入另一种溶液中,氢氧化钾和稀硫酸反应生成硫酸钾和水,该反应的化学方程式为:2KOH+H2SO4═K2SO4+2H2O。
故填:氢氧化钾;2KOH+H2SO4═K2SO4+2H2O。
(2)②猜想一:恰好完全反应时是K2SO4
猜想二:氢氧化钾过量时是K2SO4、KOH
猜想三:稀硫酸过量时是K2SO4、H2SO4。
故填:K2SO4、H2SO4。
③实验过程如下所示:
同学
实验操作
实验现象
实验结论
甲
在待测液中加入过量的氢氧化钡溶液
产生白色沉淀
甲认为猜想一正确
乙
在待测液中加入过量氢氧化钡溶液;取上层清液再滴加几滴酚酞溶液
产生白色沉淀;溶液变红
乙认为猜想二正确
丙
将待测液分成两份。一份加入几滴石蕊溶液;另一份加入过量的氢氧化钡溶液
溶液变红;产生白色沉淀
丙认为猜想三正确
故填:石蕊。
④丙同学的实验结论是正确的,是因为溶液变红,说明溶液中含有硫酸,产生白色沉淀,是因为硫酸钾和氢氧化钡反应生成白色沉淀硫酸钡,甲不正确,是因为只要溶液中含有硫酸钾,加入氢氧化钡溶液,都产生白色沉淀,乙不正确,是因为氢氧化钡和硫酸钾反应生成了氢氧化钾,影响对氢氧化钾的检验。
故填:丙。
⑤通过实验探究,三位同学探究实验所用的溶液为图中a处溶液。
故填:a。
(3)实验结束后,把所有的实验废液倒入指定容器集中处理。用稀硫酸把实验废液的pH调至7后过滤,将滤液蒸发,得到的化学肥料是硫酸钾,即钾肥。
故填:K2SO4。
5.(2020•商南县模拟)实验室中有一瓶长时间没用的试剂,标签受损,瓶内盛放无色液体,如图所示。为探究其成分,化学小组进行了如下探究。
【提出问题】这瓶无色液体是什么呢?
【作出猜想】
猜想一:该液体可能是蒸馏水;
猜想二:该液体可能是稀硫酸;
猜想三:该液体可能是过氧化氢溶液;
猜想四:该液体可能是碳酸。
【交流讨论】大家讨论后一致认为猜想一、猜想四是错误的,任选一个说出你的理由 。
【实验探究】
(1)取该液体适量于试管中,向其中加入少量粉末 (填化学式),发现没有气泡产生说明该液体不是过氧化氢溶液。
(2)为证明猜想二成立,同学们设计了如表实验方案:
实验操作
实验现象
(1)
试管中加入 (固体),再向其中加入适量该液体
产生大量气泡
(2)
另取该液体适量于试管中,向其中滴加少量硝酸钡溶液
【得出结论】综合以上方案可知该液体是稀硫酸。请写出实验操作2中涉及的化学方程式 。
【反思交流】大家认为标签受损的原因可能是倾倒液体时 。
[答案]【交流讨论】标签上溶质质量分数为5%,不会是蒸馏水,或碳酸不稳定易分解,实验室无法长期保存;
【实验探究】(1)MnO2;(2)锌粒;产生白色沉淀;
【得出结论】Ba(NO3)2+H2SO4═BaSO4↓+2HNO3。
【反思交流】标签没有对着手心。
[解析]解:【交流讨论】
大家讨论后一致认为猜想一、猜想四是错误的,是因为标签上溶质质量分数为5%,不会是蒸馏水,碳酸不稳定易分解,实验室无法长期保存。
故填:标签上溶质质量分数为5%,不会是蒸馏水,或碳酸不稳定易分解,实验室无法长期保存。
【实验探究】
(1)取该液体适量于试管中,向其中加入少量二氧化锰粉末,发现没有气泡产生,说明该液体不是过氧化氢溶液。
故填:MnO2。
(2)实验过程如下所示:
实验操作
实验现象
(1)
试管中加入锌粒,再向其中加入适量该液体
产生大量气泡
(2)
另取该液体适量于试管中,向其中滴加少量硝酸钡溶液
产生白色沉淀
故填:锌粒;产生白色沉淀。
【得出结论】
实验操作2中,硝酸钡和稀硫酸反应生成硫酸钡沉淀和硝酸,反应的化学方程式:Ba(NO3)2+H2SO4═BaSO4↓+2HNO3。
故填:Ba(NO3)2+H2SO4═BaSO4↓+2HNO3。
【反思交流】
大家认为标签受损的原因可能是倾倒液体时标签没有对着手心,导致残液下流腐蚀标签。
故填:标签没有对着手心。
考向3 有关酸和碱性质的探究
6.(2020•玉林)某兴趣小组在学习酸的化学性质时进行了如下探究活动,请按要求回答问题:
(1)上述六个反应中有溶液颜色改变的是 (填字母)。E试管中发生反应的化学方程式是 。
(2)在不同的酸溶液中都含有H+,所以,酸有一些相似的化学性质。上述反应不能体现酸的相似化学性质的是 (填字母)。
(3)【查阅资料】Ag2CO3不溶于水但能溶于酸,AgCl不溶于水也不溶于酸。
【继续探究】小组同学将反应后B和C试管中的废液倒入一只洁净的烧杯中,只观察到烧杯中的白色沉淀增加,烧杯中一定发生的反应的化学方程式是 。小组同学将烧杯中的混合液过滤,然后对滤液中的溶质成分进行探究。
【提出问题】滤液中的溶质成分是什么?
【作出猜想】猜想一:HNO3、NaNO3、HCl
猜想二:HNO3、NaNO3、AgNO3
猜想三:HNO3、NaNO3
猜想四:HNO3、NaNO3、NaCl
猜想五:
【实验验证】小组同学取少量滤液于两支试管中,在其中一支试管中滴加足量KCl溶液,观察到无明显现象;在另一支试管中滴加足量 (填化学式)溶液,观察到 ,则证明猜想三成立。
【总结拓展】小组同学总结了酸的化学性质,又联想到碱的化学性质。下列物质不能跟Ba(OH)2溶液反应的是 (填字母)。
A.酚酞溶液
B.SO2
C.稀硝酸
D.AlCl3溶液
E.Ca(NO3)2溶液
F.Na2SO4溶液
[答案](1)ADF;2Al+3H2SO4═Al2(SO4)3+3H2↑;(2)C;(3)NaCl+AgNO3═AgCl↓+NaNO3;HNO3、NaNO3、HCl、NaCl;AgNO3;无明显现象;E。
[解析]解:(1)上述六个反应中有溶液颜色改变的是A(稀盐酸显酸性,能使石蕊试液变红色)D(稀硫酸和氧化铁反应生成硫酸铁和水,溶液由无色变黄色)F(氢氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水,溶液由无色变黄色);
E试管中铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气,发生反应的化学方程式是:2Al+3H2SO4═Al2(SO4)3+3H2↑。
故填:ADF;2Al+3H2SO4═Al2(SO4)3+3H2↑。
(2)上述反应不能体现酸的相似化学性质的是C,是因为稀盐酸和硝酸银反应生成白色沉淀氯化银和硝酸,体现的是氯离子和银离子的性质。
故填:C。
(3)【继续探究】
小组同学将反应后B和C试管中的废液倒入一只洁净的烧杯中,只观察到烧杯中的白色沉淀增加,是因为B中反应生成的氯化钠和C中过量的硝酸银反应生成白色沉淀氯化银和硝酸钠,烧杯中一定发生的反应的化学方程式是:NaCl+AgNO3═AgCl↓+NaNO3。
故填:NaCl+AgNO3═AgCl↓+NaNO3。
【作出猜想】
猜想一:反应后B中稀盐酸过量时是HNO3、NaNO3、HCl
猜想二:反应后C中硝酸银过量时是HNO3、NaNO3、AgNO3
猜想三:恰好完全反应时是HNO3、NaNO3
猜想四:反应后B中氯化钠过量时是HNO3、NaNO3、NaCl
猜想五:反应后B中氯化钠、稀盐酸过量时是HNO3、NaNO3、HCl、NaCl。
故填:HNO3、NaNO3、HCl、NaCl。
【实验验证】
小组同学取少量滤液于两支试管中,在其中一支试管中滴加足量KCl溶液,观察到无明显现象,说明溶液中不含有硝酸银;
在另一支试管中滴加足量硝酸银溶液,观察到无明显现象,说明溶液中不含有盐酸、氯化钠,则证明猜想三成立。
故填:AgNO3;无明显现象。
【总结拓展】
A.氢氧化钡溶液显碱性,能使酚酞溶液变红色,即两种物质能够反应;
B.二氧化硫和氢氧化钡反应生成白色沉淀亚硫酸钡和水;
C.稀硝酸和氢氧化钡反应生成硝酸钡和水;
D.AlCl3和氢氧化钡反应生成白色沉淀氢氧化铝和氯化钡;
E.Ca(NO3)2溶液不能和氢氧化钡反应;
F.Na2SO4和氢氧化钡反应生成白色沉淀硫酸钡和氢氧化钠。
故填:E。
7.(2021•承德一模)为了探究碱的化学性质,同学们进行了如图所示的实验。
【实验操作】
(1)夹紧弹簧夹,将注射器中的氢氧化钠溶液全部注入锥形瓶中。锥形瓶中发生反应的化学方程式为 。
(2)反应一段时间后(氢氧化钠过量,CO2完全反应),打开弹簧夹,观察到的现象为 ,锥形瓶底部有白色沉淀生成。此时锥形瓶中发生的反应的化学方程式为 。
【废液处理】
(1)将反应后锥形瓶内的物质全部倒入烧杯B中,然后滴入几滴无色酚酞溶液,充分混合后,烧杯内的液体为 色。
(2)再向烧杯中加入一定量的稀盐酸,充分反应后,烧杯内得到无色澄清溶液,则该无色溶液中一定含有的溶质是 、 。请写出该烧杯内发生中和反应的化学方程式
(或 ) (写一个)。
(3)最后烧杯内的无色溶液能否直接排放,请阐述你的观点并说明理由 。
【反思交流】
(1)碱溶液易与空气中的二氧化碳发生反应,所以碱溶液应该 保存。
[答案]【实验操作】(1)CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O;(2)液体倒吸进入锥形瓶;Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH;
【废液处理】(1)红;(2)CaCl2;NaCl;NaOH+HCl=NaCl+H2O(或Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O);(3)不能,盐酸过量时,溶液也显无色;
【反思交流】(1)密闭;
[解析]解:【实验操作】(1)氢氧化钠与二氧化碳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。
(2)二氧化碳被吸收以后,气体减小,压强减小,外界大气压将氢氧化钙溶液压入锥形瓶内,因此到倒吸现象;氢氧化钙进入锥形瓶后,与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,书写化学方程式注意配平及沉淀符号,所以化学方程式为Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH;
故答案为:液体倒吸进入锥形瓶;Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH。
【废液处理】(1)此时溶液显碱性,加入酚酞后,溶液变红;
故答案为:红。
(2)物质全部倒入B中,加入盐酸,此时溶液显无色且没有沉淀,说明不含有沉淀和碱性物质,碳酸钙、氢氧化钠和氢氧化钙都有盐酸反应,因此生成了氯化钙、氯化钠,盐酸是否剩余无法判断,所以此时溶质一定有氯化钙和氯化钠;氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水,氢氧化钙与盐酸反应生成氯化钙和水,书写化学方程式注意配平,所以化学方程式为NaOH+HCl=NaCl+H2O(或Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O);
故答案为:CaCl2;NaCl;NaOH+HCl=NaCl+H2O(或Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O)。
(3)此时溶液显无色,不能判断盐酸是否反应完毕,因此不能直接排放;
故答案为:不能,盐酸过量时,溶液也显无色。
【反思交流】(1)由于会吸收二氧化碳,所以需要密闭保存;
故答案为:密闭。
考向4 有关金属活动性顺序的探究
8.(2020•西藏)金属和金属材料与生产生活和社会发展的关系非常密切。
(1)生活中常用铁锅炒菜主要利用了铁的 性;厨房中的铁锅容易生锈,其原因是铁与空气中的 和水等发生了化学反应。
(2)经检测,世界上最大的青铜器“司母戊鼎”中含有铜、锡等金属,某同学为探究铜、锡与铁的金属活动性顺序,设计了如表所示实验(金属片均已打磨,且形状、大小相同,试管中所用5%的稀盐酸体积相同)。
【实验记录与分析】
实验一
实验二
实验三
实验操作
实验现象
立即产生气泡,速率较快
无明显现象
立即产生气泡,速率较慢
实验结论
铁、铜、锡的金属活动顺序由强到弱为 。
【查阅资料】锡元素(Sn)的常见化合价是+2价。根据实验现象推测实验三的试管中锡与盐酸发生反应的化学方程式 。
(3)向m克AgNO3、Cu(NO3)2,Fe(NO3)2的混合溶液中加入Zn粉,充分反应后,过滤所得溶液的质量仍为m克。则下列说法错误的是 (多选)。
A.滤渣中一定有Ag、Cu、Fe
B.滤液中一定没有AgNO3
C.滤液中一定含有Zn(NO3)2、Fe(NO3)2
D.该过程至少发生了三个化学反应
[答案](1)导热;氧气;(2)Fe>Sn>Cu;Sn+2HCl=SnCl2+H2↑;(3)ACD。
[解析]解:(1)因为金属具有导热性,生活中常用铁锅炒菜主要利用了铁的导热性,铁生锈的条件是与水、氧气同时接触,故填:导热;氧气;
(2)从表中实验现象可知,铁是立即产生气泡,速率较快,锡是立即产生气泡,速率较慢,说明铁的金属活性比锡强,铜无明显现象,说明铜的金属活性最弱,所以铁、铜、锡的金属活动性由强到弱的顺序Fe>Sn>Cu;因为活泼金属与稀酸反应生成盐和氢气,锡元素(Sn)的常见化合价是+2价,则反应方程式Sn+2HCl=SnCl2+H2↑,故填:Fe>Sn>Cu;Sn+2HCl=SnCl2+H2↑;
(3)Zn粉与AgNO3、Cu(NO3)2,Fe(NO3)2的混合溶液的反应顺序是Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag,Zn+Cu(NO3)2=Zn(NO3)2+Cu,Zn+Fe(NO3)2=Zn(NO3)2+Fe,并且每340份质量AgNO3生成189份质量的Zn(NO3)2溶液质量减少,每188份质量的Cu(NO3)2生成189份质量的Zn(NO3)2溶液质量增加,每180份质量的Fe(NO3)2生成189份质量的Zn(NO3)2溶液质量增加,依据题意反应前后溶液质量没变,所以一定发生Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag,Zn+Cu(NO3)2=Zn(NO3)2+Cu,可能发生Zn+Fe(NO3)2=Zn(NO3)2+Fe,
A.滤渣中一定有Ag、Cu可能有Fe,A错误,符合题意;
B.滤液中一定没有AgNO3,B正确,不符合题意;
C.滤液中一定含有Zn(NO3)2,可能含有Fe(NO3)2,C错误,符合题意;
D.该过程至少发生了两个化学反应,D错误,符合题意; 故填:ACD。
9.(2021•包河区二模)小明为探究Mg、Fe、Cu、Ag四种金属的活动性进行了如图实验,请你和他一起探究并回答下列问题。
【探究1】比较镁、铁的活动性
小明设计了甲、乙的对比实验,为了得到正确的实验结论,对于镁、铁的要求是 ,其中乙中稀硫酸的浓度为 ,根据甲中产生气泡速率大于乙这一现象可知Mg活动性大于Fe。
【探究2】比较铜、银的活动性
小明设计了实验丙,根据 现象,可知Cu的活动性大于Ag,该反应的化学方程式为 。
【探究3】根据以上3个实验,小明发现并未得出四种金属的活动性顺序,请你帮他补充一个丁实验,从而得出四种金属的活动性:Mg>Fe>Cu>Ag,那么你选择的试剂A、B名称分别为 。
已知一种金属加入到两种比它弱的金属盐溶液的混合液中,会先置换出最弱的金属,在置换出第二种金属。小敏向一定质量的硫酸银和硝酸铜的混合溶液中加入锌粉,溶液质量与加入锌的质量关系如图2所示。那么在A点时,溶液里含的盐有 种;D点得到的固体的成分为 。
[答案]【探究1】镁、铁的颗粒大小相同且打磨处理干净;10%;
【探究2】铜表面出现银白色固体;Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag;
【探究3】铁、硫酸铜溶液;3;Zn、Ag、Cu。
[解析]解:【探究1】镁和铁都容易表面被氧化,形成氧化物保护膜,因此需要进行打磨处理,保证金属与酸直接接触,同时确保加入的形状保持一致,使接触面积相同;为了探究的是不同金属的活动性强弱,因此加入稀盐酸浓度相同,此时也是10%;
故答案为:镁、铁的颗粒大小相同且打磨处理干净;10%。
【探究2】铜置换出金属银,银为银白色固体,所以此时会看到铜表面析出银白色固体;铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银,书写化学方程式注意配平,所以化学方程式为Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag;
故答案为:铜表面出现银白色固体;Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag。
【探究3】根据实验现象可知,镁的金属活动性强于铁,铜强于银,因此再验证铁的金属活动性比铜强即可,所以需要根据铁与硫酸铜发生置换反应,得出该结论,所以需要铁和硫酸铜溶液;A点之后质量继续减少,说明锌与硫酸银继续反应,硝酸铜未反应,同时生成了硫酸锌,所以此时溶质有硫酸银、硝酸铜和硫酸锌,共有3种溶质;D点之后溶液质量保持不变,说明锌已经将硫酸银和硝酸铜全部置换为单质金属银和铜,此时还有未反应的锌,所以固体有三种;
故答案为:铁、硫酸铜溶液;3;Zn、Ag、Cu。
考向5 有关化学反应影响因素的探究
10.(2021•番禺区一模)Ⅰ:硫酸是工农业生产中使用非常广泛的一种试剂。实验室用质量分数为98%的浓硫酸(密度为1.84g/cm3)配制49g质量分数为20%的硫酸。
(1)经计算,所需水的质量为 g,所需98%的浓硫酸的体积为 mL。(结果保留小数点后一位)
(2)量取上述体积的浓硫酸所选用的仪器为 。(填选项)
A.10mL量筒
B.100mL烧杯
C.100mL量筒
D.胶头滴管
(3)稀释浓硫酸时,将 沿烧杯壁缓慢地注入盛有 的烧杯里,并用玻璃棒不断搅拌。
Ⅱ:小兵同学对“锌与硫酸反应的速率的影响因素”进行了探究。
设计并实验:小兵同学用不同质量分数的硫酸和不同形状的锌在相同时间内进行如下实验。
实验编号
硫酸的质量分数(均取20mL)
锌的形状(均取1g)
氢气的体积(mL)
①
20%
锌粒
31.7
②
20%
锌片
50.9
③
30%
锌粒
61.7
④
30%
锌片
79.9
(4)收集证据:小兵用如图装置收集并测量氢气的体积,其中量筒的作用是 ,氢气应从 (填e或f或g)管通入。
(5)得出结论:通过上述实验探究,得出的实验结论是 。
(6)下表是小兵开展第②组实验的详细数据。
时段
第1分钟
第2分钟
第3分钟
第4分钟
第5分钟
第6分钟
H2的体积
3.1mL
16.7mL
10.9mL
8.6mL
6.6mL
5.0mL
请描述锌与硫酸反应速率的变化并解释原因 。
综合以上信息,分析锌与硫酸反应速率可能还受哪些因素影响 ,设计实验验证 。
Ⅲ:(7)用惰性电极电解只含一种溶质A的水溶液可得到稀硫酸、铜和氧气,则A的化学式为: ,若电解生成了200g质量分数为4.9%的稀硫酸,则至少需要 g质量分数为10%的A的水溶液。
[答案](1)39;5.4;(2)A;(3)浓硫酸;水;(4)收集排出水的体积,进而测量集气瓶收集氢气的体积;e;(5)在其它条件相同时,硫酸的质量分数越大,锌与硫酸的接触面积越大,反应速率越快;(6)反应速率由慢到快,然后减慢;原因是随着反应的进行,放出热量,反应速率加快,但随着硫酸被消耗,硫酸的质量分数变小,反应速率又逐渐减慢;(7)CuSO4;160。
[解析]解:(1)依据溶液稀释前后溶质的质量不变可知,所需水的质量为49g﹣49g×20%÷98%=39g,所需98%的浓硫酸的体积为49g×20%÷98%÷1.84g/mL≈5.4mL,故填:39;5.4;
(2)通过以上分析可知,需要浓硫酸的体积为5.4mL,则量取浓硫酸所选用的仪器为10mL的量筒,故填:A;
(3)依据浓硫酸的稀释步骤可知,稀释浓硫酸时,将浓硫酸沿烧杯壁缓慢地注入盛有水的烧杯里,并用玻璃棒不断搅拌,故填:浓硫酸;水;
(4)分析实验原理和装置特点可知,量筒的作用是收集排出水的体积,进而测量集气瓶收集氢气的体积;氢气应从e管通入;故填:收集排出水的体积,进而测量集气瓶收集氢气的体积;e;
(5)分析①组实验数据可知,通过上述实验探究,得出的实验结论是在其它条件相同时,硫酸的质量分数越大,锌与硫酸的接触面积越大,反应速率越快;故填:在其它条件相同时,硫酸的质量分数越大,锌与硫酸的接触面积越大,反应速率越快;
(6)分析②组实验数据可知,锌与硫酸反应速率的变化是:反应速率由慢到快,然后减慢;原因是随着反应的进行,放出热量,反应速率加快,但随着硫酸被消耗,硫酸的质量分数变小,反应速率又逐渐减慢;故填:反应速率由慢到快,然后减慢;原因是随着反应的进行,放出热量,反应速率加快,但随着硫酸被消耗,硫酸的质量分数变小,反应速率又逐渐减慢;
(7)依据化学反应前后元素守恒可知,含一种溶质A的水溶液可得到稀硫酸、铜和氧气,由于反应后的元素为Cu、S、O、H,则A的水溶液应为CuSO4溶液,
设需要硫酸铜的质量为x
CuSO4+2H2OCu+H2SO4+O2↑
160 98
x 200g×4.9%
=
x=16g
则需要质量分数为10%的CuSO4的水溶液质量为16g÷10%=160g;
故填:CuSO4;160。
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