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中考化学二轮复习讲义+训练专题06 科学实验探究(复习讲义)(含解析)
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【要点归纳|典例解析】
中考化学中的科学探究题,其素材取材于课本,从新的视角对课本的基础实验进行了深层次的探究,强调实验过程与方法、实验方案设计、逻辑推理等高阶思维的考查,要求学生从定性到定量的角度,进行实验方案设计、实验现象预测、实验方案的评价,综合性较强,区分度好。
科学探究的命题主要是围绕科学探究的6个要素来设计的:提出科学问题→进行猜想和假设→制定计划→设计实验→进行实验,获取事实与依据→检验与评价→表达与交流。但在探究性试题的命制过程中,这6个要素不一定都涉及,有些要素即使涉及,也可能以题给信息的方式来加以呈现。结合科学探究的6个要素对如何解答作简要分析:
提出科学问题,进行猜想和假设:通常由题目给出,或者在题目最后设计“根据实验你还能提出什么问题”,只需紧扣实验提出还有哪些影响因素的问题即可。
猜想与假设:
(1)对混合物成分猜想:混合物成分是A、B、C中的两种或三种,则猜想为:①A、B;②A、C;③B、C;④A、B、C。判断猜想是否合理,可看猜想中的物质是否互相反应。
(2)反应后物质成分的猜想:
① 反应后溶液中溶质成分的猜想:反应后溶液的成分一定有生成物,可能存在反应物中的一种;
② 反应后固体或气体成分的猜想:根据质量守恒定律判断、根据物质的颜色判断。
类型一 教材实验拓展探究
1.(2022年江西省中考)学习了“过氧化氢制氧气使用二氧化锰作催化剂”,化学社团在“寻找新的催化剂”的活动中,对“硫酸铜能否作过氧化氢分解的催化剂”进行了以下探究。
【实验探究】甲同学按如下方案进行实验。
【评价改进】大家认为甲同学的实验结论不严谨。若要确定该实验结论正确,还需证明硫酸铜的______在反应前后都没有发生改变。
【继续探究】乙同学补做以下实验,进而确认了甲同学的实验结论。
根据上述实验中m1:m2=_________,证明反应前后铜离子没有发生变化;将实验方案中的氢氧化钠溶液换成_________溶液,再次实验,证明反应前后硫酸根离子也没有发生变化。
【讨论交流】大家认为还可以采取另一种方法获取上述实验结论:在甲同学实验的基础上,将乙同学实验时烧杯B中的溶液蒸发、干燥得到白色固体,再称其质量为______g,然后将固体加入5%的过氧化氢溶液中,仍然可以加速过氧化氢分解。
【拓展延伸】比较硫酸铜和二氧化锰对过氧化氢制氧气的催化效果,实验过程中不需要控制的条件是______(填序号)。
A.溶液的起始温度 B.催化剂的质量 C.溶液的浓度 D.反应起始时间
【答案】 木条复燃 SKIPIF 1 < 0 质量和化学性质 160∶98##80∶49 氯化钡(或硝酸钡等) m1 D
【解析】
实验探究:步骤①中未加入硫酸铜,带火星的木条不复燃,步骤②中加入硫酸铜,产生气泡,溶液变蓝色,将带火星的木条放在试管口,带火星的木条复燃,说明硫酸铜能加快过氧化氢的分解;
过氧化氢在硫酸铜的催化下分解为水和氧气,该反应的化学方程式为: SKIPIF 1 < 0 ;
评价改进:催化剂能改变化学反应速率, 且化学反应前后,催化剂的质量和化学性质不变,故还需证明硫酸铜的质量和化学性质在反应前后都没有发生改变;
继续探究:硫酸铜与氢氧化钠反应生成氢氧化铜和硫酸钠,即 SKIPIF 1 < 0 ,参加反应的硫酸铜与生成氢氧化铜的质量比为:(64+96):(64+34)=160:98=80:49,说明硫酸铜中的铜离子完全转化到了氢氧化铜中,反应前后铜离子没有发生变化;
硫酸铜能与钡离子反应生成硫酸钡白色沉淀,故可将实验方案中的氢氧化钠溶液换成氯化钡溶液(或硝酸钡溶液),根据生成硫酸钡的质量,证明证明反应前后硫酸根离子也没有发生变化;
讨论交流:化学反应前后,催化剂的质量和化学性质不变,故还可在甲同学实验的基础上,将乙同学实验时烧杯B中的溶液蒸发、干燥得到白色固体,再称其质量为m1g,说明反应后质量不变,然后将固体加入5%的过氧化氢溶液中,仍然可以加速过氧化氢分解,说明反应后,化学性质不变;
拓展延伸:比较硫酸铜和二氧化锰对过氧化氢制氧气的催化效果,除了催化剂的种类不同,其它因素均应相同,故溶液的起始温度、催化剂的质量、溶液的浓度应相同,反应起始时间不需要控制。
故选D。
2.陈东同学家购买了新的水龙头,从说明书上了解到该水龙头是铜质镀铬的,他想起在学习金属性质时用到的金属活动顺序中没有铬,为了了解铬与常见金属铝、铜在金属活动顺序中的相对位置关系,陈东在老师的帮助下,从实验室中找到了实验所需的全部用品和同学进行探究,请你一起参与他们的探究活动。
【查阅资料】铬(Cr)是银白色、有光泽的金属,在空气中其表面会生成抗腐蚀性的致密氧化膜,铬能与稀硫酸反应,生成蓝色的硫酸亚铬(CrSO4)溶液。
请你写出铬与稀硫酸反应的化学方程式:____________。
【提出问题】三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系是怎样的呢?
【猜想】猜想Ⅰ:___________;猜想II:Al>Cr>Cu;猜想Ⅲ:A1>Cu>Cr
【实验过程】
【实验分析】
(1)依据实验现象,可得出猜想_____________(填序号)正确。
(2)用砂纸打磨金属片的目的是____________。
(3)写出铝与稀硫酸反应的化学方程式:_____________。
【实验反思】
老师认为只要选用三种药品进行实验就可以得出三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系,这三种药品可以是__________(填序号,下同),或_____________。
①CrSO4溶液 ②CuSO4溶液 ③A12(SO4)3溶液 ④Cr ⑤Cu ⑥Al
SKIPIF 1 < 0 Cr>A1>Cu 蓝 II 除去金属表面的氧化物 SKIPIF 1 < 0
【答案】①⑤⑥ ②③④
【解析】
查阅资料:
铬能与稀硫酸反应,生成硫酸亚铬(CrSO4)和氢气,化学方程式为: SKIPIF 1 < 0 ;
提出问题:
根据金属活动性顺序表可知,活动性Al>Cu,不确定Cr的活动性强弱,因此猜想Ⅰ是Cr>A1>Cu;
实验过程:
根据资料给中的信息,铬能与稀硫酸反应,生成蓝色的硫酸亚铬溶液;
实验分析:
(1)铬片表面产生气泡的速率缓慢,铝片表面产生气泡的速率较快,铜片表面无现象,可得出,三种金属的活动性强弱为Al>Cr>Cu,猜想II正确;
(2)用砂纸打磨金属片的目的是除去金属表面的氧化物;
(3)铝与硫酸反应生成硫酸铝和氢气,化学方程式为: SKIPIF 1 < 0 ;
实验反思:
要通过实验得出A1>Cr和Cr>Cu,从而得出A1>Cr>Cu;要验证A1>Cr,可选择CrSO4溶液和Al或选择A12(SO4)3溶液和Cr;要验证A1>Cu,可选择CuSO4溶液和Al或A12(SO4)3溶液和Cu;若选用三种药品进行实验,应选择①⑤⑥或②③④。
3.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中除了水之外还有__________。
【拓展与应用】将稀盐酸Ca(OH)2溶液NaCI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__________。
【答案】有气泡产生 SKIPIF 1 < 0 水##H2O 酚酞 SKIPIF 1 < 0 ##硫酸根离子 HNO3和Ba(NO3)2 SKIPIF 1 < 0
【解析】
【实验与探究】
实验一:向碳酸钾溶液中滴加稀硫酸,生成硫酸钾、水和二氧化碳。所以现象是产生气泡。化学方程式 SKIPIF 1 < 0 ;
实验二:氢氧化钠溶液使酚酞溶液变红,所以滴有酚酞溶液的氢氧化钠溶液呈红色。溶液颜色由红色恰好变为无色。说明硫酸与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水 。从示意图中可以看出氢离子与氢氧根离子反应生成水,溶液中还有钠离子和硫酸根离子。所以图中的“?”是硫酸根离子。
实验三:硝酸钡中滴加稀硫酸,生成硫酸钡白色沉淀和硝酸。所以结论是生成物中有气体或有 水或有沉淀生成时,复分解反应可以发生。
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,说明碳酸钾与生成的硝酸反应。然后又产生白色沉淀,说明原硝酸钡有剩余,与碳酸钾反应生成碳酸钡白色沉淀。所以原清液a中除了水之外还有硝酸和硝酸钡。
【拓展与应用】根据复分解反应发生的条件,可知:稀盐酸、Ca(OH)2溶液、NaCl溶液、Na2CO3溶液中的Ca(OH)2溶液Na2CO3溶液两种溶液相混合,会生成碳酸钙白色沉淀和氢氧化钠。化学方程式 SKIPIF 1 < 0 。
类型二 实验异常现象
4.(2022年陕西省中考B卷)学习小组同学用下图所示实验探究完碱的化学性质后,将甲、乙、丙中的无色溶液均倒入洁净的废液缸,发现废液明显变浑浊且呈红色。同学们很好奇,于是接着进行了下列的拓展学习与探究。
【反思交流】
(1)小组同学做甲图所示实验时,当溶液恰好由红色变为无色,即停止了滴加稀盐酸,写出发生反应的化学方程式:___________。做乙图所示实验时,看到的现象是___________。
(2)废液呈红色,说明废液显___________性。废液变浑浊,是因为倾倒前丙中的溶液含有___________(填化学式)。
【拓展问题】
使废液变成红色的物质是什么?
【做出猜想】
猜想一:只有Na2CO3
猜想二:只有NaOH
猜想三:NaOH和Ca(OH)2
猜想四:NaOH和Na2CO3
你认为以上猜想中,不合理的是猜想___________。
【查阅资料】
CaCl2溶液呈中性。
【验证猜想】
静置一段时间后,取少量废液缸中的上层红色清液于试管中,加入过量CaCl2溶液,有白色沉淀生成。静置后,发现试管中的上层清液仍为红色,由此证明了猜想___________成立。
【答案】 SKIPIF 1 < 0 小气球逐渐变大 碱 Ca(OH)2 一 四
【解析】
反思交流:
(1)盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,化学方程式为: SKIPIF 1 < 0 ;做乙图所示实验时,由于二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,使装置内的气体减少气压降低,因此在大气压的作用下使小气球变鼓,故现象是小气球逐渐变大;.
(2)因为废液中有酚酞试液,碱性溶液能使酚酞变红,因此此时溶液显碱性;由于实验乙中生成了碳酸钠,而碳酸钠能和丙中的氢氧化钙生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,因此说明倾倒前丙中的溶液含有剩余的氢氧化钙,故填: SKIPIF 1 < 0 ;
做出猜想:
甲中盐酸和氢氧化钠反应生成了氯化钠和水,因当溶液恰好由红色变为无色,即停止了滴加稀盐酸,所以氢氧化钠和盐酸恰好完全反应。则甲中有酚酞和氯化钠。乙中氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,氢氧化钠过量,则乙中有氢氧化钠和碳酸钠。根据反思交流可知,丙中氢氧化钙过量,氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠。丙中是氢氧化钙和氢氧化钠。则混合后(除酚酞外)一定有不发生反应的氯化钠、氢氧化钠,碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,可能有一种剩余。氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钙都为碱性,都能使酚酞变红,所以使废液变成红色的物质一定有氢氧化钠,所以不合理的是猜想一。
验证猜想:
根据正确的猜想可知,一定有氢氧化钠,只需判断溶液中是否有碳酸钠或氢氧化钙即可。碳酸钠和氢氧化钙不能共存,如判断存在其中的一种则一定没有另外一种。根据题意加入氯化钙后有白色沉淀生成说明溶液中含有碳酸钠,碳酸钠能和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,由此证明猜想四成立。
5.某化学兴趣小组用石灰石和盐酸制取一瓶CO2,验满后,将澄清石灰水倒入集气瓶中,发现没有变浑浊。兴趣小组对这个异常现象进行了探究。
【提出问题】澄清石灰水为什么没有变浑浊?
【查阅资料】
(1)CO2过量时,CaCO3沉淀会与CO2、水反应转化为可溶于水的Ca(HCO3)2。
(2)AgC1不溶于稀硝酸。
【提出猜想】
Ⅰ.石灰水已完全变质 Ⅱ、CO2过量: Ⅲ、CO2中混有HCl
【实验方案】兴趣小组用原药品继续制取CO2,并进行探究。
制备CO2的化学方程式为:______。
【实验结论】制取的气体CO2中混入了HC1,所以澄清石灰水没有变浑浊。
【交流讨论】制取的CO2气体中混入了HCl气体的原因是______。
【拓展思考】回忆课本中收集呼出气体的操作后,同学们尝试用排水法收集一瓶CO2,倒入澄清石灰水后,石灰水变浑浊。你认为该实验成功的原因是______。
A.HCl气体极易溶于水 B.CO2能溶于水
C.石灰水发生了变质 D.CO2在水中溶解性不大
【答案】 SKIPIF 1 < 0 产生白色沉淀 SKIPIF 1 < 0 澄清石灰水不变浑浊 硝酸银##AgNO3 盐酸具有挥发性,挥发出HCl气体 AD##DA
【解析】
本题针对石灰石和盐酸制取一瓶CO2反应中的澄清石灰水没有变浑浊的异常现象进行探究。
石灰石和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,故填: SKIPIF 1 < 0 ;
(1)猜想Ⅰ不成立,石灰水没有完全变质,说明含有氢氧化钙,滴加少量碳酸钠溶液,产生白色沉淀,碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,故填:产生白色沉淀; SKIPIF 1 < 0 ;
(2)将少量CO2气体通入盛有澄清石灰水的试管中,猜想Ⅱ不成立,说明澄清石灰水不变浑浊与二氧化碳多少无关,所以通入少量CO2气体实验现象是澄清石灰水不变浑浊,故填:澄清石灰水不变浑浊;
(3)猜想Ⅲ成立,即CO2中混有HCl,要检验HCl,即检验氯离子,滴加硝酸银溶液,再滴加稀硝酸,产生白色沉淀,沉淀不溶解,故填:硝酸银(或AgNO3);
【交流讨论】
盐酸具有挥发性,易挥发出HCl气体,故填:盐酸具有挥发性,挥发出HCl气体;
【拓展思考】
用排水法收集一瓶CO2,倒入澄清石灰水后,石灰水变浑浊,说明排水法即能收集到CO2,还能将HCl气体除去。
A、HCl气体极易溶于水 可以被水吸收除去,符合题意,故A选项正确;
B、CO2能溶于水,不能说明用排水法可以收集到CO2,不符合题意,故B选项错误;
C、石灰水发生了变质,就不会变浑浊,不符合题意,故C选项错误;
D、CO2在水中溶解性不大,可以用排水法收集到CO2,符合题意,故D选项正确。
故选AD。
探究反应中的异常现象:猜想(找出成因)、实验(验证成因)、得出结论(找到原因)、拓展(延伸思维),将异常现象与常规有机结合起来。
类型三 探究物质的组成及成分
6.Ⅰ、关于蔗糖的组成的探究实验
【查阅资料】蔗糖隔绝空气受热时可以发生分解反应。
【进行实验】用图1所示装置进行实验,实验开始,先通入一会儿氮气,然后关闭弹簧夹,点燃酒精灯给蔗糖加强热。
(1)实验时观察到干冷的小烧杯内壁有水珠,说明蔗糖中含有______元素;先通入一会儿氮气的目的是______。
(2)玻璃管中残留有黑色固体,小组同学猜测该黑色固体是单质碳,并继续利用如图所示装置,另选试剂进行验证。实验过程和现象如下表:
【实验结论】蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的。
Ⅱ、关于丙酸钙防霉的效果的探究实验
【查阅资料】丙酸钙为白色固体,易溶于水,可作食品防霉剂。
【进行实验】分别用50g面粉和0.75g酵母按下列①~⑧的配方蒸制8个馒头,冷却后置于密封袋中,记录如下:
(1)从第1组实验数据可以得出:在实验数据范围内,______。
(2)第2组,中x为______。
(3)对比第1组、第2组实验可得到的结论是:在其他条件相同时,蔗糖对丙酸钙防霉效果______(填“有”或“无”)影响。
【实验结论】在食品安全标准范围内使用丙酸钙作为食品添加剂,能起到防止食品霉变作用。
(4)已知碳酸钙与丙酸反应可制得丙酸钙,请把下面的方程式补充完整: SKIPIF 1 < 0 ______ SKIPIF 1 < 0 ,该反应属于______(填基本反应类型)。
【答案】 H、O 排尽装置内的空气 澄清石灰水变浑浊 丙酸钙质量越大,防霉效果越好 5 无 2CH3CH2COOH 复分解反应
【解析】
Ⅰ、(1)根据元素守恒,蔗糖隔绝空气受热,实验时观察到干冷的小烧杯内壁有水珠,说明蔗糖中含有H、O元素;因为反应需隔绝空气受热,先通入一会儿氮气的目的是:排尽装置内的空气。
(2)碳在氧气中燃烧生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,所以玻璃管中黑色固体燃烧,烧杯内的澄清石灰水变浑浊,证明黑色固体是单质碳。
Ⅱ、(1)从第1组实验数据可以得出:在实验数据范围内,丙酸钙质量越大,防霉效果越好。
(2)分析表中数据可知,第2组实验是探究添加蔗糖后对丙酸钙防霉效果有无影响,则需要添加蔗糖量相同,故x=5;
(3)综合分析实验1得出的结论是在其它条件相同时,在一定范围丙酸钙量越多防霉效果越好;分析第2组实验,添加蔗糖后得出的结论也是在其它条件相同时,在一定范围丙酸钙量越多防霉效果越好;对比分析实验1和实验2可得出的结论是在其它条件相同时,有无蔗糖对丙酸钙防霉效果无影响,故填“无”;
(4)已知碳酸钙与丙酸反应可制得丙酸钙,同时生成水和二氧化碳。根据丙酸钙的化学式:(CH3CH2COO)2Ca,可知丙酸根整体显-1价,可知丙酸的化学式为CH3CH2COOH,根据质量守恒定律配平方程式,故应填2CH3CH2COOH。该反应符合复分解反应的定义,两种化合物互相交换成分生成另外两种新的化合物,二氧化碳和水是由碳酸分解得到,故填:复分解反应。
7.某学校老师取用生石灰时,发现实验室里装满生石灰的塑料试剂瓶已经膨胀破裂,于是老师和化学兴趣小组的同学一起对该固体成分进行了如下实验探究活动。
【提出问题】固体中含有什么物质呢?
【作出猜想】固体中含有CaO或Ca(OH)2或CaCO3中的一种或几种。
出现CaCO3的原因是Ca(OH)2与空气中的______发生反应。
【进行实验】
请写出实验中发生反应的化学方程式:______。
【得出结论】结合实验现象以及相关化学知识可知该固体中一定含有______。
【反思交流】如果在上述实验后的溶液中加入酚酞,______(填“能”或“不能”)证明固体中含Ca(OH)2,理由是______。
【拓展延伸】生石灰变质使原本装满生石灰的试剂瓶膨胀破裂的原因是______。
【答案】 CO2##二氧化碳 发热 CaO+ H2O=Ca(OH)2 CaO和CaCO3 不能 氧化钙和水反应生成的氢氧化钙也会使酚酞溶液变红 生石灰与水反应生成氢氧化钙,固体质量增加,体积变大
【解析】
【作出猜想】根据碱的通性可知,碱能与非金属氧化物反应生成盐和水,故Ca(OH)2能与空气中二氧化碳反应生成碳酸钙和水,所以出现CaCO3的原因是Ca(OH)2与空气中的二氧化碳发生反应。故填:CO2或二氧化碳。
【进行实验】由题中信息可知向样品中加水有化学反应发生,说明样品中一含有氧化钙,因为氢氧化钙和碳酸钙都不能与水反应,氧化钙和水反应生成氢氧化钙是放热反应,故烧杯外壁会发热,反应的化学方程式为CaO+ H2O = Ca(OH)2,故填:发热;CaO+ H2O = Ca(OH)2。
【得出结论】由实验现象烧杯外壁发热,有固体剩余可知,固体中除含有氧化钙外还一定含有碳酸钙,因为碳酸钙不溶于水(加入的是足量的水)。故填:CaO和CaCO3。
【反思交流】如果固体中不含Ca(OH)2,含有的 CaO和水反应生成的氢氧化钙也会使酚酞溶液变红色,所以在没有排除氧化钙的干扰之前,不能通过酚酞溶液变色来证明固体中是否含有氢氧化钙。故填:不能;氧化钙和水反应生成的氢氧化钙也会使酚酞溶液变红。
【拓展延伸】生石灰氧化钙易与空气中的水分发生反应生成熟石灰氢氧化钙并放出热量,使固体质量增多,体积变大,所以原本装满生石灰的试剂瓶会膨胀破裂。故填:生石灰与水反应生成氢氧化钙,固体质量增加,体积变大。
类型四 探究反应后物质的成分(含变质)
8.(2022湖北宜昌中考)运用化学知识,开展科学探究。
探究一、久置的物质能否继续使用
【实验探究】小明家中有久置的食品干燥剂(主要成分为生石灰)和消毒用双氧水(过氧化氢溶液),为探究能否继续使用,在老师指导下,他与同学们在实验室探究如下:
反思与交流:久置的双氧水可能失效,反应的化学方程式为___________。
探究二、某些酸、碱、盐之间能否发生反应
【实验探究】化学小组在实验过程中,部分记录如下表:
反思与交流:
(1)有白色沉淀生成的反应化学方程式为___________。
(2)甲同学认为硫酸与氢氧化钠没有发生反应,其理由是___________;乙同学认为它们发生了反应,只需从“试剂用量”角度作实验改进即可证明,其方法是___________。
【废液处理】实验后的废液需进行无害化处理,使溶液呈中性且不含钡离子等。经讨论,同学们将上述废液按下列步骤进行处理:
反思与交流:
(1)步骤Ⅱ静置后的上层清液中,除酚酞外一定含有的溶质是___________(填化学式,下同):溶质种类最多时,溶质有___________。
(2)步骤Ⅳ加过量X的目的用化学方程式可表示为___________。
【答案】①. 烧杯发热 ②. 不能继续使用 ③. SKIPIF 1 < 0 ④. SKIPIF 1 < 0 ⑤. 溶液颜色无明显变化 ⑥. 继续加稀硫酸至红色消失 ⑦. NaNO3 ⑧. NaNO3、Na2SO4、H2SO4、HNO3 ⑨. SKIPIF 1 < 0 ,H2SO4+CaCO3=CaSO4+H2O+CO2↑
【解析】探究一、久置的物质能否继续使用
[实验探究]久置的食品干燥剂(主要成分为生石灰),取样于烧杯中,加适量水,因为得出的结论是还能继续使用,所以样品中还含有生石灰,生石灰和水反应放热,故实验现象是:烧杯发热。久置的消毒用双氧水(过氧化氢溶液),取样于烧杯中,加适量二氧化锰,如果还含有过氧化氢,过氧化氢在二氧化锰的催化作用下能分解产生氧气,实验中可观察到有气泡产生,而实验现象是没有气泡产生,说明溶液中已不含过氧化氢,消毒作用已失去,故实验结论是不能继续使用。
反思与交流:久置的双氧水失效,是因为过氧化氢分解生成水和氧气,反应的化学方程式为: SKIPIF 1 < 0 。
探究二、某些酸、碱、盐之间能否发生反应
反思与交流:
(1)硝酸钡溶液中加入稀硫酸,硝酸钡和稀硫酸反应生成白色沉淀硫酸钡,故有白色沉淀生成的反应化学方程式为: SKIPIF 1 < 0 。
(2)氢氧化钠能使无色酚酞溶液呈红色,故加了酚酞的氢氧化钠溶液呈红色,由于滴加稀硫酸后溶液仍然呈红色,说明溶液中含有氢氧化钠,甲同学认为硫酸与氢氧化钠没有发生反应,其理由是:溶液颜色无明显变化;根据酸和碱的化学性质,稀硫酸和氢氧化钠能反应生成硫酸钠和水,甲同学的实验是滴加的稀硫酸不足,没有将氢氧化钠完全反应,所以溶液仍然呈红色,如果继续滴加稀硫酸,将氢氧化钠全部反应,溶液就会变为无色,故乙同学认为它们发生了反应,只需从“试剂用量”角度作实验改进即可证明,其方法是:继续加稀硫酸至红色消失。
[废液处理]反思与交流:
(1)三组实验中加入的试剂除了酚酞,还有稀硫酸、氢氧化钠、碳酸钠、硝酸钡,稀硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,稀硫酸和碳酸钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,稀硫酸和硝酸钡反应生成硫酸钡和硝酸。三组废液混合时观察到的现象是:浑浊,产生气泡,红色消失。红色消失,说明步骤Ⅱ静置后的上层清液中不存在碳酸钠和氢氧化钠,因为这两种物质呈碱性,能使酚酞变红;产生气泡,说明稀硫酸和碳酸钠反应中,稀硫酸不足,碳酸钠有剩余,混合后碳酸钠和硝酸钡与稀硫酸反应产生的硝酸或该反应中剩余的稀硫酸反应生成二氧化碳气体,将三组废液倒入同一烧杯中,硝酸与原来和稀硫酸反应时剩余的氢氧化钠反应生成硝酸钠和水,如果废液混合前硝酸钡有剩余,硫酸钠和硝酸钡也能反应生成硫酸钡和硝酸钠,根据混合后的现象,硫酸、硝酸钡、硫酸钠、硝酸不能确定,但硝酸钡和硫酸、硫酸钠不可能同时存在,故步骤Ⅱ静置后的上层清液中,除酚酞外一定含有的溶质是硝酸钠,其化学式为:NaNO3。因为硝酸钡和硫酸、硫酸钠不可能同时存在,故溶质种类最多时,除酚酞外溶质有:NaNO3、Na2SO4、H2SO4、HNO3。
(2)步骤Ⅲ向静置后的上层清液中滴加足量的硫酸钠溶液,无明显现象,说明上层清液中不含钡离子。根据实验后的废液需进行无害化处理,使溶液呈中性且不含钡离子的要求,步骤Ⅲ已证明不含钡离子,而废液中还可能含有H2SO4、HNO3,故步骤Ⅳ加过量X的目的是除去H2SO4、HNO3,因为碳酸钙能跟酸反应,过量的碳酸钙又难溶于水,所以X最好选择碳酸钙,硝酸和碳酸钙反应生成硝酸钙、水和二氧化碳,化学方程式为: SKIPIF 1 < 0 ;若含有硫酸,硫酸和碳酸钙反应生成硫酸钙、水和二氧化碳,化学方程式为:H2SO4+CaCO3=CaSO4+H2O+CO2↑。
9.兴趣小组的同学为探究在空气中久置的某氢氧化钠样品是否变质,设计了如图所示的A、B、C、D四组探究实验。
[查阅资料]氯化钙、氯化钡溶液都呈中性。
[实验探究]取适量该氢氧化钠样品,加足量的水溶解,将得到的溶液分别加入四支试管中,再向四支试管中分别加入稀盐酸(足量)、酚酞溶液、氢氧化钙溶液、氯化钙溶液,如图所示。
[分析与结论]
(1)上述四组实验中不能达到实验目的的是______(填序号)。
(2)实验A中,观察到______的现象,说明该氢氧化钠样品已经变质。实验A中反应的化学方程式是______。
(3)实验C中,证明该氢氧化钠样品已经变质的反应的化学方程式是______,该反应属于______(基本反应类型)
[继续探究]实验结束后,同学们将四支试管中反应后的混合物全部倒入一个洁净的大烧杯中,充分搅拌、静置,观察到烧杯内上层清液呈红色,下层有白色沉淀。
[提出问题]上层清液呈红色,说明溶液呈碱性。上层清液中呈碱性的物质是什么?
[猜想与假设]上层清液中呈碱性的物质可能是碳酸钠、氢氧化钙和______三种物质中的一种或两种。
[设计实验]取少量烧杯中的上层清液于试管中,加入过量的氯化钡溶液,观察现象。
[现象与结论]
[实验反思]同学们认为上述预测现象②所得结论不严密,原因是_______。
【答案】 B 有气泡产生 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
复分解反应 NaOH##氢氧化钠 碳酸钠、氢氧化钠 加入氯化钡不产生沉淀,溶液显红色,说明溶液呈碱性,除了氢氧化钙外,氢氧化钠溶于水形成溶液也显碱性,使溶液呈红色
【解析】
分析与结论:(1)碳酸钠和氢氧化钠溶液都显碱性,加入酚酞后都会使溶液显红色,所以B无法判断是否发生;
(2)若氢氧化钠变质则存在碳酸钠,碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,则可以观察到有气泡产生的现象;反应的化学方程式为 SKIPIF 1 < 0 ;
(3)实验C中,证明该氢氧化钠样品已经变质是含有碳酸钠,碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,化学反应方程式为: SKIPIF 1 < 0 ;该反应是相互交换成分,符合复分解特征,故属于复分解反应;
猜想与假设:溶液显红色,说明呈碱性,因此除了碳酸钠和氢氧化钙,也可能是未变质的氢氧化钠使溶液显碱性;
现象与结论:①加入氯化钡有沉淀产生,说明有碳酸钠,溶液仍为红色,此时显碱性,而碳酸钠存在,则氢氧化钙不存在,因此碱性物质为氢氧化钠,故填碳酸钠和氢氧化钠;
实验反思:溶液中若存在氢氧化钠,溶液也会显碱性,加入酚酞后溶液变红,故原因是加入氯化钡不产生沉淀,溶液显红色,说明溶液呈碱性,除了氢氧化钙外,氢氧化钠溶于水形成溶液也显碱性,使溶液呈红色。
类型五 探究物质的性质
10.(2022年江苏省连云港市中考)用如图所示装置制取干燥的CO2,并对CO2的部分性质进行探究。
(1)装置A中发生反应的化学方程式为_______。
(2)①装置B中饱和NaHCO3溶液的作用是_______。
②装置C中试剂X应该选用_______(填字母)。
a.稀H2SO4 b.浓H2SO4 c.KOH溶液
(3)收集CO2并验满。将集满CO2的锥形瓶与盛有足量NaOH溶液的注射器和传感器密封连接,缓慢的将NaOH溶液注入到锥形瓶中,采集信息形成图像。见图。
①检验装置D中CO2已经集满的方法是_______。
②随着反应的进行,锥形瓶中压强降低的原因是_______。
③反应结束后锥形瓶中的压强保持在40kPa说明_______。
(4)取2mL饱和澄清石灰水于试管中,用4mL蒸馏水稀释,向其中缓慢通入足量CO2。测定反应体系的电导率变化如图所示。(忽略反应前后溶液体积的变化)
【查阅资料】
材料一:溶液的导电力越强,溶液的电导率越大。
材料二:单位体积溶液中某离子的个数越多,则该离子的浓度越大,溶液的导电能力越强。相同浓度的不同离子导电能力不同。
材料三:Ca(OH)2溶于水能完全解离出Ca2+和OH-。
CaCO3遇到溶有CO2的水时,能反应生成易溶于水的Ca(HCO3)2,Ca(HCO3)2在水中能完全解离出Ca2+和 SKIPIF 1 < 0 ;。
①石灰水中通入CO2气体,溶液的电导率先逐渐降低的主要原因是_______。
②反应最终电导率的稳定值低于初始值的可能原因是_______、_______。
【答案】 SKIPIF 1 < 0 除去HCl气体 b 将燃着的小木条置于锥形瓶口,木条熄灭 CO2与NaOH反应,使锥形瓶中CO2气体减少,压强变小 向上排空气法收集到的CO2气体不纯 Ca(OH)2与CO2反应生成CaCO3沉淀,使溶液中离子的浓度逐渐降低,溶液的导电能
力逐渐下降 生成的CaCO3未能完全转化为Ca(HCO3)2 OH-导电能力强于 SKIPIF 1 < 0
【解析】
(1)装置A为稀盐酸与石灰石反应制取二氧化碳,方程式为: SKIPIF 1 < 0 。
(2)①装置B中溶液为碳酸氢钠溶液,呈碱性能与挥发出的HCl发生反应,所以其作用是吸收HCl气体。
②装置C是为了吸收水蒸气,则X应选用的具有极强吸水性的浓硫酸,故选b。
(3)①二氧化碳不支持燃烧,验满的方法是在锥形瓶口放置燃着的木条,若木条熄灭,则已集满。
②氢氧化钠可与二氧化碳反应生成碳酸钠,反应过程中消耗二氧化碳气体,二氧化碳气体减少,锥形瓶内压强降低。
③反应结束后锥形瓶中的压强保持在40kPa,则可说明有其他气体剩余,即为收集到的二氧化碳气体不纯。
(4)①石灰水中通入CO2气体,溶液的电导率先逐渐降低的主要原因是,氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙和水,使溶液中离子浓度降低,致使其电导率逐渐下降。
②反应最终电导率的稳定值低于初始值的可能原因是氢氧根离子导电能力强于碳酸氢根离子、生成的碳酸钙沉淀未能完全转化为碳酸氢钙。
11.化学社团的同学在探究金属化学性质时,进行了如图1所示的实验。
图1实验中观察到的现象是:锌片表面产生气泡,铜片表面_____。锌和稀硫酸反应的化学方程式为______。
实验过程中小李意外发现:当两种金属发生触碰时(如图2),铜片表面产生了气泡。
【提出问题】图2中铜是否发生了化学反应?产生的气体是什么?
【作出猜想】同学们对产生的气体进行了以下猜想:
小文猜想是二氧化硫:小李猜想是氧气;小华猜想是氢气。他们作出猜想的理论依据是_________。
【查阅资料】
(1)将锌片、铜片用导线连接后平行插入稀硫酸中,铜片表面产生气体。该反应过程中金属失去的电子通过导线发生了转移。
(2)二氧化硫能使品红溶液褪色。
【设计并进行实验】他们设计了图3装置进行实验,将产生的气体分别通过导管与图4中的装置连接,验证自己的猜想。
【教师释疑】图1实验中,锌与稀硫酸反应,锌失去电子,酸溶液中氢离子在锌片表面获得电子生成氢气。
【学生感悟】图3实验中,酸溶液中的氢离子从铜片表面获得____(选填“锌”或“铜”)失去的电子生成了氢气。
【得出结论】图2中两种金属触碰后铜____(选填“有”或“没有”)发生化学反应。
【延伸应用】制造钢制船闸门时,为防止铁被腐蚀,常在钢闸门表面安装比铁更活泼的金属。这种金属可以是____(填序号)
A.锌 B.铜 C.银
【答案】 没有气泡 Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑ 质量守恒定律 品红溶液不褪色 不复燃 c 锌 没有 A
【解析】
图1实验中观察到的现象是:锌片表面产生气泡,铜片表面没有气泡,因为锌排在氢前,铜排在氢后,铜不与硫酸反应,锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气,化学方程式为:Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑;
实验过程中小辰意外发现:当两种金属发生触碰时(如图2),铜片表面产生了气泡;小知猜想是二氧化硫;小辰猜想是氧气;小彬猜想是氢气;他们作出猜想的理论依据是质量守恒定律,反应前后元素种类不变;
[设计并进行实验]他们设计了图3装置进行实验,将产生的气体分别通过导管与图4中的装置连接,验证自己的猜想;因为小彬的猜想正确,即气体为氢气,所以小彬连接导管a与导管c,因为氢气密度比空气小,用向下排空气法收集,不是二氧化硫,所以小文实验现象品红溶液不褪色;
[学生感悟]图3实验中,酸溶液中的氢离子从铜片表面获得锌失去的电子生成了氢气;因为[教师释疑]图1实验中,锌与稀硫酸反应,锌失去电子,酸溶液中氢离子在锌片表面获得电子生成氢气。所以图2中两种金属触碰后铜没有发生化学反应;
[延伸应用]制造钢制船闸门时,为防止铁被腐蚀,常在钢闸门表面安装比铁更活泼的金属。锌比铁活泼,铜、银没有铁活泼,故选A。
12.不少同学都被蚊虫叮咬过,感觉又痛又痒。同学们从化学课上知道:蚊虫叮咬时能在人的皮肤内释放出蚁酸刺激皮肤,课外兴趣小组同学决定对蚁酸进行探究。
【提出问题】蚁酸的成分是什么?它有什么性质?
【查阅资料】蚁酸是一种有机酸,化学名称叫做甲酸,化学式为HCOOH;蚁酸在一定条件下会分解生成两种氧化物。
【实验探究一】探究蚁酸的酸性。
(1)向盛有蚁酸溶液的试管中滴加紫色石蕊试液,观察到溶液颜色变成____色,说明蚁酸溶液显酸性;
(2)将小苏打放入盛有蚁酸溶液的试管中,有气泡产生,该气体是_____(填名称)。
【实验探究二】探究蚁酸分解的两种产物。
(1)小芳同学根据蚁酸中含有_____(写元素的符号)元素,推测出生成物中含有水;
(2)另一种生成物是气体,小敏提出两种猜想:
猜想①:该气体是CO2 猜想②:该气体是_______
他们将蚁酸分解产生的气体通过如图装置(铁架台已略去),观察现象。
Ⅰ.实验时装置A中无明显变化,则猜想①______(填“成立”或“不成立”);
Ⅱ.装置B中的现象是_______,则猜想②成立,装置B中发生反应的化学方程式为_______。
【讨论交流】
从环保角度看,该装置的缺陷是_______。
【拓展延伸】
(1)当你被蚊虫叮咬后,在叮咬处涂抹一些物质可减轻痛痒,下列物质中,你不会选择的物质是___。
A 牙膏 B 食醋 C 肥皂水 D 烧碱 E 苏打水
(2)白蚁会分泌出蚁酸,能腐蚀很多建筑材料,下列建筑材料中最不容易被白蚁腐蚀的是_______。
A 大理石 B 铝合金 C 铜制品 D 钢筋
【答案】 红 二氧化碳 H、O CO 不成立 黑色固体逐渐变为红色 SKIPIF 1 < 0 没有处理尾气 BD C
【解析】
[实验探究一]
(1)酸遇石蕊变红,向盛有蚁酸溶液的试管中滴加紫色石蕊试液,观察到溶液颜色变成红色,说明蚁酸溶液显酸性,故填:红。
(2)小苏打是碳酸氢钠,将小苏打放入盛有蚁酸溶液的试管中,有气泡产生,该气体是二氧化碳,故填:二氧化碳。
[实验探究二]
(1)根据质量守恒定律,小芳同学根据蚁酸中含有氢、氧元素,推测出生成物中含有水。故填:H、O。
(2)根据元素守恒推测生成气体。另一种生成物是气体,小敏提出两种猜想:猜想①:该气体是CO2 ;猜想②:该气体是CO。故填:CO。
Ⅰ、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,实验时装置A中无明显变化,说明气体不是二氧化碳,则猜想①不成立,故填:不成立。
Ⅱ、猜想②成立,即生成气体是一氧化碳,一氧化碳在高温条件下还原氧化铜。装置B中的现象为黑色固体逐渐变为红色,反应生成了铜和二氧化碳,反应的化学方程式为: SKIPIF 1 < 0 。故填:黑色固体逐渐变为红色; SKIPIF 1 < 0 。
[讨论交流]
一氧化碳有毒,不能直接排放到空气中。从环保角度看,该装置的缺陷是没有处理尾气。故填:没有处理尾气。
[拓展延伸]
(1) A、牙膏中的物质可以与蚁酸反应,可以涂抹;
B、食醋显酸性,不能减轻痛痒,不可以涂抹;
C、肥皂水显弱碱性,可以与蚁酸发生反应,可以涂抹;
D、烧碱是氢氧化钠,是强碱,有强腐蚀性,不可以涂抹;
E、苏打水显碱性,可以与蚁酸反应,减轻痛痒,可以涂抹。故填BD。
(2) A、大理石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙能与蚁酸发生反应,不符合题意;
B、铝合金中的铝活动性较强,能与蚁酸反应,不符合题意;
C、铜制品中的铜活动性在氢之后,不能与蚁酸发生反应,符合题意;
D、钢筋是用铁合金制成的,铁能与蚁酸发生反应,不符合题意。
故填C。
类型六 探究有关反应条件及影响因素
13.(2022年四川省自贡市中考)某化学兴趣小组将镁条用砂纸打磨后按图Ⅰ所示方案进行实验。A中缓慢产生气泡,B、C中快速产生较多气泡,且C中有白色不溶物产生。
(1)图Ⅰ实验中取用镁条的仪器是 _____(填“药匙”或“镊子”)。
(2)同学们经过讨论获知:水能解离出少量H+、OH﹣,且镁与稀盐酸反应的化学方程式为:Mg+2HCl═MgCl2+H2↑,则A中反应的化学方程式为 _____。
同学们接着对C中产生的白色不溶物的成分进行了以下探究。
【提出问题】
C中产生的白色不溶物是什么呢?
【查阅资料】
①Mg(OH)2和MgCO3均为白色不溶物。
②Mg(OH)2和MgCO3均可与盐酸发生复分解反应。
③Mg(OH)2和MgCO3加热均易分解,分别生成两种氧化物。
④Mg(HCO3)2可溶于水,且不稳定,易分解为MgCO3、H2O、CO2。
⑤白色的无水硫酸铜遇水会变成蓝色。
【提出猜想】
(3)猜想一:白色不溶物是纯净的Mg(OH)2。
猜想二:白色不溶物是纯净的 _____。
猜想三:白色不溶物是Mg(OH)2、MgCO3的混合物。
【实验验证】
(4)取该白色不溶物加足量的稀盐酸,发现不溶物全部溶解,并有气体产生,则猜想 _____不成立。再取干燥的该白色不溶物加热分解,并将所产生的气体通过无水硫酸铜,发现无水硫酸铜变蓝,由这两个小实验得出猜想 _____成立。
【拓展探究】
(5)如图Ⅱ,称取干燥的该白色不溶物70.4克于热分解装置中,充分加热至不再产生气体,使分解产生的气体依次通过装置D、E,并使分解产生的气体全部被装置D、E吸收,实验后测得装置D增重3.6克,装置E增重30.8克,若该白色不溶物的组成用xMg(OH)2•yMgCO3表示,则x:y=_____。
(6)装置F的作用是 _____。
【答案】(1)镊子
(2)Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑
(3)MgCO3
(4) 一 三
(5)2:7
(6)防止空气中二氧化碳和水加入D装置,影响实验结果
【解析】
(1)
镁条是块状固体,应用镊子取用;
(2)
由题干可知:水能解离出少量H+、OH-,则A中镁与水反应生成氢氧化镁和氢气,反应的化学方程式为:Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑;
(3)
C中产生的白色不溶物是猜想一:白色不溶物是纯净的Mg(OH)2;
猜想三:白色不溶物是Mg(OH)2、MgCO3的混合物;
因此猜想二:白色不溶物是纯净的MgCO3;
(4)
碳酸镁与盐酸反应生成氯化镁、水和二氧化碳,取该白色不溶物加足量的稀盐酸,发现不溶物全部溶解,并有气体产生,说明有碳酸镁,则猜想一不成立;
氢氧化镁和碳酸镁受热分解生成两种氧化物,则氢氧化镁受热分解生成氧化镁和水,碳酸镁受热分解生成氧化镁和二氧化碳,再取干燥的该白色不溶物加热分解,并将所产生的气体通过无水硫酸铜,发现无水硫酸铜变蓝,说明有水生成,则有氢氧化镁,由这两个小实验得出猜想三成立;
(5)
设碳酸镁的质量为x,氢氧化镁的质量为y
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
x=58.8g
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
y=11.6g
则xMg(OH)2•yMgCO3中x:y= SKIPIF 1 < 0 =2:7;
(6)
装置F中的生石灰与碱石灰的混合物的作用是防止空气中二氧化碳和水加入D装置,影响实验结果。
14.(2022年江苏省扬州市中考)为认识酸和碱的性质,某化学学习小组进行了如下实验。
(1)20℃时,配制80g溶质质量分数为10%的NaOH溶液。
①用图中仪器完成实验,还缺少的玻璃仪器是____(填名称),玻璃棒在配制实验中的作用是___。
②配制该溶液需要_______g水。用量筒量取水时,俯视读数会导致所配溶液的溶质质量分数___10%。(填“大于”或“小于”)
(2)向1~5号小试管中分别滴加少量稀盐酸。
①_______中溶液变为红色(填“试管1”或“试管2”)。
②试管3中产生气泡,试管4中无明显现象,由此推断金属活动性Cu比Zn_______(填“强”或“弱”)。
③试管5中生成一种盐和两种氧化物,该反应的化学方程式为_______。
(3)借助传感器对稀NaOH溶液与稀盐酸的中和反应进行研究,实验装置如图,三颈烧瓶中盛放溶液X,用恒压漏斗匀速滴加另一种溶液。
①甲同学用pH传感器测得三颈烧瓶内溶液pH的变化如题图,判断溶液X是_____,实验进行到60s时溶液中的溶质为_____(填化学式)。
②乙同学用温度传感器测得三颈烧瓶内温度变化如图(实验过程中热量散失忽略不计),据此可得出反应过程中_____能量的结论(填“吸收”或“释放”)。
③丙同学提出,通过监测三颈烧瓶内压强变化,也可以推导出乙同学的实验结论,其理由是____。
【答案】(1) 烧杯 搅拌加速溶解 72 大于
(2) 试管1 弱 SKIPIF 1 < 0
(3) 稀盐酸 NaCl、NaOH 释放 温度升高气体体积膨胀,三颈烧瓶内气体压强变大
【解析】
【分析】
(1)根据一定量一定溶质质量分数溶液的配制分析。
(2)根据盐酸的化学性质分析。
(3)根据NaOH溶液与稀盐酸发生的中和反应,结合题中信息进行分析。
(1)
①用固体配制溶液需要的仪器有:托盘天平、药匙、量筒、滴管、烧杯、玻璃棒,故填:烧杯。
在配制实验中玻璃棒的作用是搅拌加速溶解,故填:搅拌加速溶解。
②配制80g溶质质量分数为10%的NaOH溶液,需要NaOH的质量为: SKIPIF 1 < 0 ,则需要水的质量为: SKIPIF 1 < 0 ,故填:72。
用量筒量取水时,俯视读数使量取水的体积偏小,溶液的质量偏小,导致所配溶液的溶质质量分数大于10%,故填:大于。
(2)
①盐酸能使石蕊试液变红,所以试管1中溶液变为红色,故填:试管1。
②金属活动顺序表中,金属活动性自左向右逐渐减弱,且位于氢前面的金属能置换出酸中的氢,试管3中产生气泡,试管4中无明显现象,说明Cu的活动性比Zn弱,故填:弱。
③由质量守恒定律知,碱式碳酸铜与盐酸反应生成一种盐和两种氧化物,其中的盐是氯化铜,两种氧化物是水和二氧化碳,该反应的化学方程式为: SKIPIF 1 < 0 ,故填: SKIPIF 1 < 0 。
(3)
①由图像知,开始反应时溶液的pH<7,显酸性,所以三颈烧瓶内溶液X是稀盐酸,故填:稀盐酸。
三颈烧瓶内溶液X是稀盐酸,恒压漏斗内溶液是稀NaOH溶液,随着NaOH溶液的滴入,稀盐酸与NaOH反应生成氯化钠和水,氯化钠溶液显中性,三颈烧瓶内溶液的pH逐渐增大,二者恰好完全反应时溶液的pH=7,继续滴入NaOH溶液,则溶液的pH>7,显碱性;实验进行到60s时,溶液的pH>7,显碱性,此时溶液中的溶质为生成的NaCl和滴加后未反应的NaOH,故填:NaCl、NaOH。
②由用温度传感器测得三颈烧瓶内温度变化图知,反应过程中三颈烧瓶内温度升高,说明稀盐酸与NaOH反应过程中释放出能量,故填:释放。
③因为温度升高气体体积膨胀,使三颈烧瓶内压强变大,所以通过监测三颈烧瓶内压强变化,也可以推出稀盐酸与NaOH反应过程中释放出能量,故填:温度升高气体体积膨胀,使三颈烧瓶内气体压强变大。
类型七 创新实验
15.(2022·广东东莞·一模)化学反应是化学研究的重要范畴,但是有的实验会伴随明显现象,有的实验并无现象,某兴趣小组对部分化学变化进行研究,请根据实验内容,回答问题:
【实验内容一】探究反应是否发生
(1)实验一:向装有CuO的试管中加入一定量的稀硫酸,会观察到明显现象:固体完全溶解,______,可见该反应已发生。
(2)实验二:如图所示,用氢气还原氧化铜粉末,发现试管内的黑色粉末变红色,并出现水雾,产生该现象的原因可用化学方程式表示为___________。
(3)实验三:为了证明NaOH溶液和稀硫酸发生了反应,该组同学设计了如图一所示实验,传感器测定的pH和温度随溶液质量变化,情况见图二、图三、则B溶液是___________(填化学式),图三中的M与图二中X、Y、Z中的___________数值相等。
【实验内容二】探究实验三溶液反应后的溶质成分
【实验猜想】
猜想一:只有Na2SO4
猜想二:Na2SO4和NaOH
猜想三:Na2SO4和H2SO4
猜想四:Na2SO4、H2SO4和NaOH
兴趣小组成员一致认为猜想四不合理,理由是___________。
【实验方案】为确认哪个猜想成立,兴趣小组进行如下实验,请填空:
【实验反思】
(4)小组成员认为实验方案不能得出猜想三成立,若要检验猜想三,应改用___________试剂(任选一种)。
(5)从微观角度分析,氢氧化钠溶液和稀硫酸反应的实质是:_____________________。
【答案】 溶液由无色变为蓝色 H2+CuO SKIPIF 1 < 0 Cu+H2O H2SO4 Y H2SO4和NaOH会反应,不能共存 无蓝色沉淀生成(或无明显现象) 紫色石蕊溶液(或铁等活泼金属或氧化铜等金属氧化物)(合理即可) OH-和H+反应生成H2O(或OH-+H+=H2O)
【解析】
(1)氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水,当观察到:固体完全溶解,溶液由无色变为蓝色,说明两者已发生反应;
(2)氢气和氧化铜在加热下反应生成铜和水,反应的化学方程式为:H2+CuO SKIPIF 1 < 0 Cu+H2O;
(3)滴加B后溶液pH变小,且刚开始时pH大于7,说明是酸滴加到碱中,因此B为稀硫酸;酸碱发生中和反应放出热量,完全反应时,温度最高,因此M点对应Y;
[实验猜想]硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,所以硫酸与氢氧化钠不能共存,故猜想四不合理;
[实验方案] 猜想二不成立,说明没有氢氧化钠,氢氧化钠不与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀,所以看不到蓝色沉淀或无明显现象,证明猜想二不成立;
(4)猜想含有硫酸,因此利用酸遇到紫色石蕊产生变红色现象,所以可以加入紫色石蕊即可(或铁等活泼金属或氧化铜等金属氧化物);
(5)中和反应发生的是氢离子与氢氧根离子的反应水分子。
实验步骤
实验现象
实验结论
步骤①木条不复燃;
步骤②产生气泡,溶液变蓝色;
步骤③_______。
硫酸铜能作过氧化氢分解的催化剂,反应的化学方程式为________。
实验操作
实验现象
取大小相同的三种金属片,用砂纸打磨光亮,分别放入质量、溶质质量分数都相同的稀硫酸中
Cr
AI
Cu
铬片表面产生气泡的速率缓慢,溶液变为____色
铝片表面产生气泡的速率较快
无明显现象
内容
现象
实验解析
结论
实验一
_________。
化学方程式是: SKIPIF 1 < 0
生成物中有气体或有____或有沉淀生成时,复分解反应可以发生。
实验二
_______
溶液颜色由红色恰好变为无色
③_____
实验三
产生白色沉淀
该反应的实质是: SKIPIF 1 < 0
步骤
实验操作
实验现象
结论及化学方程式
(1)
取少量上述实验所用的澄清石灰水于试管中,滴加少量碳酸钠溶液
______
猜想1不成立,发生反应的化学方程式为______
(2)
将少量CO2气体通入盛有澄清石灰水的试管中
______
猜想Ⅱ不成立
(3)
将气体通入盛有______溶液的试管中,再加稀硝酸
产生白色沉淀
猜想Ⅲ成立
实验过程
实验现象
实验结论
小烧杯中加入足量的澄清石灰水,往玻璃管中通入氧气,点燃酒精灯加热
玻璃管中黑色固体燃烧,烧杯内的______。
黑色固体是单质碳
组别
第1组
第2组
序号
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
配方
蔗糖/g
0
0
0
0
5
5
x
5
丙酸钙/g
0
0.06
0.10
0.15
0
0.06
0.10
0.15
开始发霉时间
第3天
第4天
第5天
第6天
第3天
第4天
第5天
第6天
实验操作
实验现象
取少量样品于烧杯中,加入足量的水,充分搅拌
烧杯外壁______,有固体剩余
食品干燥剂
消毒用双氧水
操作
取样于烧杯中,加适量水
取样于烧杯中,加适量二氧化锰
现象
___________
没有气泡产生
结论
还能继续使用
___________
加了酚酞的氢氧化钠溶液
碳酸钠溶液
硝酸钡溶液
滴加稀硫酸
溶液呈红色
产生气泡
产生白色沉淀
步骤
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
IV
方法
将三组废液倒入同一烧杯中
静置
滴加足量的硫酸钠溶液
加过量的X
现象
浑浊,产生气泡,红色消失
分层
无明显现象
……
预测现象
结论
①若有白色沉淀生成,溶液呈红色
上层清液中呈碱性的物质是_________
②若无沉淀生成,溶液呈红色
上层清液中呈碱性的物质是氢氧化钙
实验操作
实验现象
实验结论
小文
连接导管a与导管d,向品红溶液中通入气体一段时间
_______
小华的猜想正确
小李
选用正确方法收集气体一段时间后,向试管内伸入带火星的木条
木条_____
小华
连接导管a与导管_____(填序号),收集气体后用拇指堵住试管口,靠近酒精灯火焰,移开拇指点火
气体燃烧,听到轻微的“噗”声
分别
取样
于试
管中
步骤
现象
结论
向其中一份滴加CuSO4溶液,振荡、静置
___________
猜想二不成立
向另一份滴加Ba(NO3)2溶液,振荡、静置
出现白色沉淀
猜想三成立
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