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專題六科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究科學(xué)探究的命題主要是圍繞科學(xué)探究的6個要素來設(shè)計(jì)的:提出科學(xué)問題→進(jìn)行猜想和假設(shè)→制定計(jì)劃→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)→進(jìn)行實(shí)驗(yàn),獲取事實(shí)與依據(jù)→檢驗(yàn)與評價→表達(dá)與交流。但在探究性試題的命制過程中,這6個要素不一定都涉及,有些要素即使涉及,也可能以題給信息的方式來加以呈現(xiàn)。結(jié)合科學(xué)探究的6個要素對如何解答作簡要分析:提出科學(xué)問題,進(jìn)行猜想和假設(shè):通常由題目給出,或者在題目最后設(shè)計(jì)“根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)氵€能提出什么問題”,只需緊扣實(shí)驗(yàn)提出還有哪些影響因素的問題即可。猜想與假設(shè):(1)對混合物成分猜想:混合物成分是A、B、C中的兩種或三種,則猜想為:①A、B;②A、C;③B、C;④A、B、C。判斷猜想是否合理,可看猜想中的物質(zhì)是否互相反應(yīng)。(2)反應(yīng)后物質(zhì)成分的猜想:①反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)成分的猜想:反應(yīng)后溶液的成分一定有生成物,可能存在反應(yīng)物中的一種;②反應(yīng)后固體或氣體成分的猜想:根據(jù)質(zhì)量守恒定律判斷、根據(jù)物質(zhì)的顏色判斷。命題1:教材實(shí)驗(yàn)拓展探究1.(2022·廣東汕頭·一模)某化學(xué)興趣小組的同學(xué)在進(jìn)行微專題復(fù)習(xí)時,圍繞酸、堿中和反應(yīng)這一主題展開了深度學(xué)習(xí)。請你參與其中,按要求回答問題和開展探究。(1)下列選項(xiàng)的應(yīng)用與中和反應(yīng)的原理無關(guān)的是______。A.使用濃硫酸干燥CO2氣體
B.使用熟石灰改良酸性土壤C.服用含有Al(OH)3的藥物治療胃酸過多癥
D.利用氫氧化鈉溶液洗滌石油產(chǎn)品中的殘余硫酸(2)做酸堿中和反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時,向燒杯內(nèi)的氫氧化鈣溶液中加入一定量的稀鹽酸后,發(fā)現(xiàn)忘記了滴加酸堿指示劑。因此,他們停止滴加稀鹽酸,并對燒杯中溶液的溶質(zhì)成分進(jìn)行探究?!咎岢鰡栴}】該燒杯中溶液的溶質(zhì)是什么?【猜想】猜想一:只含有CaCl2猜想二:含有CaC12、HCl和Ca(OH)2猜想三:含有______猜想四:含有CaCl2和HCl。同學(xué)們討論后一致認(rèn)為猜想二不合理,理由是______?!静殚嗁Y料】氯化鈣溶液呈中性?!具M(jìn)行實(shí)驗(yàn)】同學(xué)們設(shè)計(jì)了如下不同的實(shí)驗(yàn)方案,證明猜想四是成立的。請幫他們填寫有關(guān)實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。方案實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象一取少量燒杯中的溶液于試管中,滴加幾滴紫色石蕊溶液。______二將一顆生銹鐵釘放入另一支試管中,取一定量燒杯中的溶液加入其中。______三另取少量燒杯中的溶液于第三支試管中,加入______。產(chǎn)生氣泡【反思與拓展】㈠要使燒杯內(nèi)溶液的溶質(zhì)只含有CaCl2,需要除去雜質(zhì),其中的一種方法是向燒杯中加入過量的某種物質(zhì),然后過濾,該除雜原理用化學(xué)方程式表示為______。㈡為了驗(yàn)證猜想四中不含有Ca(OH)2,小智的方案是:取少量燒杯中溶液于試管中,滴入幾滴酚酞溶液,振蕩,觀察到酚酞溶液不變色,即說明猜想四中不含有Ca(OH)2。你還有什么方案,請說出一種:取少量燒杯中溶液于試管中,______,即說明猜想四中不含有Ca(OH)2。㈢結(jié)合如圖,分析HCl和Ca(OH)2反應(yīng)的實(shí)質(zhì):______?!敬鸢浮緼
CaCl2和Ca(OH)2
稀鹽酸與氫氧化鈣在溶液中不能共存,要發(fā)生反應(yīng)
溶液變紅色
鐵銹逐漸溶解,溶液無色變黃色
鋅粒、鎂條(合理即可)
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
加入氯化鐵溶液,觀察到?jīng)]有沉淀產(chǎn)生(合理即可)
H+和OH-結(jié)合生成水【解析】中和反應(yīng)指酸和堿互相交換成分,生成鹽和水的反應(yīng)(酸+堿→鹽+水)。其實(shí)質(zhì)是H+(氫離子)和OH-(氫氧根離子)結(jié)合生成水。(1)A、濃硫酸具有吸水性,也不和二氧化碳反應(yīng),可以干燥CO2氣體,但與中和反應(yīng)無關(guān);B、熟石灰化學(xué)名氫氧化鈣,屬堿類,使用熟石灰改良酸性土壤,是酸堿中和反應(yīng);C、服用含有Al(OH)3的藥物治療胃酸過多癥,反應(yīng)方程式Al(OH)3+3HCl═AlCl3+3H2O,是酸堿中和反應(yīng);D、利用氧氧化鈉溶液洗滌石油產(chǎn)品中的殘余硫酸,反應(yīng)方程式2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O,是酸堿中和反應(yīng)。故選A。(2)猜想:猜想一:恰好完全反應(yīng)時只含有CaCl2;猜想二:含有CaC12、HCl和Ca(OH)2;猜想三:氫氧化鈣過量時含有CaCl2和Ca(OH)2;猜想四:鹽酸過量時含有CaCl2和HCl。同學(xué)們討論后一致認(rèn)為猜想二不合理,理由是稀鹽酸與氫氧化鈣在溶液中不能共存,要發(fā)生反應(yīng)。故填:CaCl2和Ca(OH)2;稀鹽酸與氫氧化鈣在溶液中不能共存,要發(fā)生反應(yīng)。進(jìn)行實(shí)驗(yàn):方案一:紫色石蕊溶液遇酸變紅色,故現(xiàn)象為溶液變紅色。方案二:因?yàn)镕e2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,故現(xiàn)象為鐵銹逐漸溶解,溶液無色變黃色。方案三:因?yàn)閆n+2HCl=ZnCl2+H2↑,產(chǎn)生氣泡,故可加入鋅?;蛘哝V條。(答案合理即可)反思與拓展:㈠可以加CaCO3,和鹽酸反應(yīng)生成CaCl2,水與二氧化碳,由于CaCO3是難溶的,所以加過量沒有關(guān)系,過濾掉就好了,該除雜原理用化學(xué)方程式表示為:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;㈡取少量燒杯中溶液于試管中,滴入氯化鐵溶液,振蕩,觀察到?jīng)]有沉淀產(chǎn)生,說明猜想四中不含有Ca(OH)2。(答案合理即可)㈢HCl和Ca(OH)2反應(yīng)的實(shí)質(zhì):氧離子和氫氧根離子結(jié)合生成水。2.(2022年江西省中考)學(xué)習(xí)了“過氧化氫制氧氣使用二氧化錳作催化劑”,化學(xué)社團(tuán)在“尋找新的催化劑”的活動中,對“硫酸銅能否作過氧化氫分解的催化劑”進(jìn)行了以下探究。【實(shí)驗(yàn)探究】甲同學(xué)按如下方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論步驟①木條不復(fù)燃;步驟②產(chǎn)生氣泡,溶液變藍(lán)色;步驟③_______。硫酸銅能作過氧化氫分解的催化劑,反應(yīng)的化學(xué)方程式為________?!驹u價改進(jìn)】大家認(rèn)為甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論不嚴(yán)謹(jǐn)。若要確定該實(shí)驗(yàn)結(jié)論正確,還需證明硫酸銅的______在反應(yīng)前后都沒有發(fā)生改變。【繼續(xù)探究】乙同學(xué)補(bǔ)做以下實(shí)驗(yàn),進(jìn)而確認(rèn)了甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)中m1:m2=_________,證明反應(yīng)前后銅離子沒有發(fā)生變化;將實(shí)驗(yàn)方案中的氫氧化鈉溶液換成_________溶液,再次實(shí)驗(yàn),證明反應(yīng)前后硫酸根離子也沒有發(fā)生變化。【討論交流】大家認(rèn)為還可以采取另一種方法獲取上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論:在甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,將乙同學(xué)實(shí)驗(yàn)時燒杯B中的溶液蒸發(fā)、干燥得到白色固體,再稱其質(zhì)量為______g,然后將固體加入5%的過氧化氫溶液中,仍然可以加速過氧化氫分解。【拓展延伸】比較硫酸銅和二氧化錳對過氧化氫制氧氣的催化效果,實(shí)驗(yàn)過程中不需要控制的條件是______(填序號)。A.溶液的起始溫度
B.催化劑的質(zhì)量
C.溶液的濃度
D.反應(yīng)起始時間【答案】
木條復(fù)燃
質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)
160∶98##80∶49
氯化鋇(或硝酸鋇等)
m1
D【解析】實(shí)驗(yàn)探究:步驟①中未加入硫酸銅,帶火星的木條不復(fù)燃,步驟②中加入硫酸銅,產(chǎn)生氣泡,溶液變藍(lán)色,將帶火星的木條放在試管口,帶火星的木條復(fù)燃,說明硫酸銅能加快過氧化氫的分解;過氧化氫在硫酸銅的催化下分解為水和氧氣,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:;評價改進(jìn):催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)速率,且化學(xué)反應(yīng)前后,催化劑的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變,故還需證明硫酸銅的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒有發(fā)生改變;繼續(xù)探究:硫酸銅與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化銅和硫酸鈉,即,參加反應(yīng)的硫酸銅與生成氫氧化銅的質(zhì)量比為:(64+96):(64+34)=160:98=80:49,說明硫酸銅中的銅離子完全轉(zhuǎn)化到了氫氧化銅中,反應(yīng)前后銅離子沒有發(fā)生變化;硫酸銅能與鋇離子反應(yīng)生成硫酸鋇白色沉淀,故可將實(shí)驗(yàn)方案中的氫氧化鈉溶液換成氯化鋇溶液(或硝酸鋇溶液),根據(jù)生成硫酸鋇的質(zhì)量,證明證明反應(yīng)前后硫酸根離子也沒有發(fā)生變化;討論交流:化學(xué)反應(yīng)前后,催化劑的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變,故還可在甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,將乙同學(xué)實(shí)驗(yàn)時燒杯B中的溶液蒸發(fā)、干燥得到白色固體,再稱其質(zhì)量為m1g,說明反應(yīng)后質(zhì)量不變,然后將固體加入5%的過氧化氫溶液中,仍然可以加速過氧化氫分解,說明反應(yīng)后,化學(xué)性質(zhì)不變;拓展延伸:比較硫酸銅和二氧化錳對過氧化氫制氧氣的催化效果,除了催化劑的種類不同,其它因素均應(yīng)相同,故溶液的起始溫度、催化劑的質(zhì)量、溶液的濃度應(yīng)相同,反應(yīng)起始時間不需要控制。故選D。3.(2022年四川省達(dá)州市中考)我國化學(xué)家侯德榜創(chuàng)立的侯氏制堿法,為世界制堿工業(yè)作出了突出貢獻(xiàn)。在工業(yè)生產(chǎn)所得的碳酸鈉產(chǎn)品中往往會混有少量的氯化鈉。某?;瘜W(xué)興趣小組同學(xué)想探究某產(chǎn)品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù),經(jīng)討論后設(shè)計(jì)了如下兩種實(shí)驗(yàn)方案?!静殚嗁Y料】堿石灰的主要成分是CaO和NaOH?!驹O(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)】方案甲:“氣體質(zhì)量法”(1)按上圖所示連接好裝置,檢查裝置氣密性后加入一定質(zhì)量的碳酸鈉樣品于裝置A中。(2)打開止水夾K通入一段時間的氮?dú)夂?,稱量裝置C的質(zhì)量,并記錄。(3)關(guān)閉止水夾K,打開分液漏斗活塞向A裝置中注入足量的稀硫酸,關(guān)閉活塞。(4)待裝置A中無氣泡產(chǎn)生后打開止水夾K,再次通入氮?dú)庖欢螘r間后,關(guān)閉止水夾K,第二次稱量裝置C的質(zhì)量,并記錄。(5)計(jì)算?!痉治雠c討論】①裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。②裝置B中濃硫酸的作用是_______。③步驟(4)中再次通入氮?dú)獾哪康氖莀______。④裝置D的作用是_______。方案乙:“沉淀質(zhì)量法”寫出上述流程中相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式:_______?!镜贸鼋Y(jié)論】同學(xué)們經(jīng)過實(shí)驗(yàn),最終都計(jì)算出了樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。請你根據(jù)方案乙中測定的相關(guān)數(shù)據(jù),求出樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_______×100%(用含有m、n的代數(shù)式表示)?!痉此寂c交流】同學(xué)們經(jīng)過討論認(rèn)為方案乙優(yōu)于方案甲,理由主要是_______(填字母序號)。A.節(jié)約能源
B.操作簡便
C.保護(hù)環(huán)境【答案】
干燥二氧化碳(或除去二氧化碳中水蒸氣)
使生成的二氧化碳被C完全吸收
防止空氣中水和二氧化碳進(jìn)入C
B【解析】【詳解】【分析與討論】①裝置A中是碳酸鈉和稀硫酸反應(yīng),故填:;②濃硫酸具有吸水性,可以干燥氣體,故填:干燥二氧化碳(或除去二氧化碳中水蒸氣);③無氣泡產(chǎn)生后再次通入氮?dú)獾哪康氖鞘寡b置內(nèi)殘留的二氧化碳被C完全吸收,故填:使生成的二氧化碳被C完全吸收;④裝置D內(nèi)放有堿石灰,作用是防止空氣中的水和二氧化碳進(jìn)入C,故填:防止空氣中的水和二氧化碳進(jìn)入C;流程中涉及的反應(yīng)是碳酸鈉和氯化鈣反應(yīng),故填:;【得出結(jié)論】方案乙中ng為生成碳酸鈣的質(zhì)量,可計(jì)算碳酸鈉的質(zhì)量,過程如下:設(shè)碳酸鈉的質(zhì)量為x故填:;【反思與交流】A、方案甲、乙均不需要加熱,節(jié)約能源角度不存在乙優(yōu)于甲的情況,不符合題意;B、乙溶解過濾、洗滌、干燥的操作比甲方案連接裝置、稱量要簡便,符合題意;C、甲不會排放有害氣體,乙也沒有有害物質(zhì)排放,不存在乙優(yōu)于甲的情況,不符合題意;故選:B。命題2:實(shí)驗(yàn)異?,F(xiàn)象4.(2022年陜西省中考B卷)學(xué)習(xí)小組同學(xué)用下圖所示實(shí)驗(yàn)探究完堿的化學(xué)性質(zhì)后,將甲、乙、丙中的無色溶液均倒入潔凈的廢液缸,發(fā)現(xiàn)廢液明顯變渾濁且呈紅色。同學(xué)們很好奇,于是接著進(jìn)行了下列的拓展學(xué)習(xí)與探究?!痉此冀涣鳌浚?)小組同學(xué)做甲圖所示實(shí)驗(yàn)時,當(dāng)溶液恰好由紅色變?yōu)闊o色,即停止了滴加稀鹽酸,寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:___________。做乙圖所示實(shí)驗(yàn)時,看到的現(xiàn)象是___________。(2)廢液呈紅色,說明廢液顯___________性。廢液變渾濁,是因?yàn)閮A倒前丙中的溶液含有___________(填化學(xué)式)?!就卣箚栴}】使廢液變成紅色的物質(zhì)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你認(rèn)為以上猜想中,不合理的是猜想___________?!静殚嗁Y料】CaCl2溶液呈中性?!掘?yàn)證猜想】靜置一段時間后,取少量廢液缸中的上層紅色清液于試管中,加入過量CaCl2溶液,有白色沉淀生成。靜置后,發(fā)現(xiàn)試管中的上層清液仍為紅色,由此證明了猜想___________成立?!敬鸢浮?/p>
小氣球逐漸變大
堿
Ca(OH)2
一
四【解析】反思交流:(1)鹽酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉和水,化學(xué)方程式為:;做乙圖所示實(shí)驗(yàn)時,由于二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水,使裝置內(nèi)的氣體減少氣壓降低,因此在大氣壓的作用下使小氣球變鼓,故現(xiàn)象是小氣球逐漸變大;.(2)因?yàn)閺U液中有酚酞試液,堿性溶液能使酚酞變紅,因此此時溶液顯堿性;由于實(shí)驗(yàn)乙中生成了碳酸鈉,而碳酸鈉能和丙中的氫氧化鈣生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉,因此說明傾倒前丙中的溶液含有剩余的氫氧化鈣,故填:;做出猜想:甲中鹽酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成了氯化鈉和水,因當(dāng)溶液恰好由紅色變?yōu)闊o色,即停止了滴加稀鹽酸,所以氫氧化鈉和鹽酸恰好完全反應(yīng)。則甲中有酚酞和氯化鈉。乙中氫氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水,氫氧化鈉過量,則乙中有氫氧化鈉和碳酸鈉。根據(jù)反思交流可知,丙中氫氧化鈣過量,氫氧化鈣和碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉。丙中是氫氧化鈣和氫氧化鈉。則混合后(除酚酞外)一定有不發(fā)生反應(yīng)的氯化鈉、氫氧化鈉,碳酸鈉和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉,可能有一種剩余。氫氧化鈉、碳酸鈉、氫氧化鈣都為堿性,都能使酚酞變紅,所以使廢液變成紅色的物質(zhì)一定有氫氧化鈉,所以不合理的是猜想一。驗(yàn)證猜想:根據(jù)正確的猜想可知,一定有氫氧化鈉,只需判斷溶液中是否有碳酸鈉或氫氧化鈣即可。碳酸鈉和氫氧化鈣不能共存,如判斷存在其中的一種則一定沒有另外一種。根據(jù)題意加入氯化鈣后有白色沉淀生成說明溶液中含有碳酸鈉,碳酸鈉能和氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉,由此證明猜想四成立。5.(2022·廣東東莞·一模)化學(xué)反應(yīng)是化學(xué)研究的重要范疇,但是有的實(shí)驗(yàn)會伴隨明顯現(xiàn)象,有的實(shí)驗(yàn)并無現(xiàn)象,某興趣小組對部分化學(xué)變化進(jìn)行研究,請根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,回答問題:【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一】探究反應(yīng)是否發(fā)生(1)實(shí)驗(yàn)一:向裝有CuO的試管中加入一定量的稀硫酸,會觀察到明顯現(xiàn)象:固體完全溶解,______,可見該反應(yīng)已發(fā)生。(2)實(shí)驗(yàn)二:如圖所示,用氫氣還原氧化銅粉末,發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)的黑色粉末變紅色,并出現(xiàn)水霧,產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因可用化學(xué)方程式表示為___________。(3)實(shí)驗(yàn)三:為了證明NaOH溶液和稀硫酸發(fā)生了反應(yīng),該組同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖一所示實(shí)驗(yàn),傳感器測定的pH和溫度隨溶液質(zhì)量變化,情況見圖二、圖三、則B溶液是___________(填化學(xué)式),圖三中的M與圖二中X、Y、Z中的___________數(shù)值相等?!緦?shí)驗(yàn)內(nèi)容二】探究實(shí)驗(yàn)三溶液反應(yīng)后的溶質(zhì)成分【實(shí)驗(yàn)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興趣小組成員一致認(rèn)為猜想四不合理,理由是___________?!緦?shí)驗(yàn)方案】為確認(rèn)哪個猜想成立,興趣小組進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn),請?zhí)羁眨悍謩e取樣于試管中步驟現(xiàn)象結(jié)論向其中一份滴加CuSO4溶液,振蕩、靜置___________猜想二不成立向另一份滴加Ba(NO3)2溶液,振蕩、靜置出現(xiàn)白色沉淀猜想三成立【實(shí)驗(yàn)反思】(4)小組成員認(rèn)為實(shí)驗(yàn)方案不能得出猜想三成立,若要檢驗(yàn)猜想三,應(yīng)改用___________試劑(任選一種)。(5)從微觀角度分析,氫氧化鈉溶液和稀硫酸反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是:_____________________?!敬鸢浮咳芤河蔁o色變?yōu)樗{(lán)色
H2+CuOCu+H2O
H2SO4
Y
H2SO4和NaOH會反應(yīng),不能共存
無藍(lán)色沉淀生成(或無明顯現(xiàn)象)
紫色石蕊溶液(或鐵等活潑金屬或氧化銅等金屬氧化物)(合理即可)
OH-和H+反應(yīng)生成H2O(或OH-+H+=H2O)【解析】(1)氧化銅與硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水,當(dāng)觀察到:固體完全溶解,溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色,說明兩者已發(fā)生反應(yīng);(2)氫氣和氧化銅在加熱下反應(yīng)生成銅和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:H2+CuOCu+H2O;(3)滴加B后溶液pH變小,且剛開始時pH大于7,說明是酸滴加到堿中,因此B為稀硫酸;酸堿發(fā)生中和反應(yīng)放出熱量,完全反應(yīng)時,溫度最高,因此M點(diǎn)對應(yīng)Y;[實(shí)驗(yàn)猜想]硫酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉和水,所以硫酸與氫氧化鈉不能共存,故猜想四不合理;[實(shí)驗(yàn)方案]猜想二不成立,說明沒有氫氧化鈉,氫氧化鈉不與硫酸銅反應(yīng)生成氫氧化銅沉淀,所以看不到藍(lán)色沉淀或無明顯現(xiàn)象,證明猜想二不成立;(4)猜想含有硫酸,因此利用酸遇到紫色石蕊產(chǎn)生變紅色現(xiàn)象,所以可以加入紫色石蕊即可(或鐵等活潑金屬或氧化銅等金屬氧化物);(5)中和反應(yīng)發(fā)生的是氫離子與氫氧根離子的反應(yīng)水分子。6.(2022·廣東·珠海市第九中學(xué)一模)某化學(xué)興趣小組用石灰石和鹽酸制取一瓶CO2,驗(yàn)滿后,將澄清石灰水倒入集氣瓶中,發(fā)現(xiàn)沒有變渾濁。興趣小組對這個異?,F(xiàn)象進(jìn)行了探究?!咎岢鰡栴}】澄清石灰水為什么沒有變渾濁?【查閱資料】(1)CO2過量時,CaCO3沉淀會與CO2、水反應(yīng)轉(zhuǎn)化為可溶于水的Ca(HCO3)2。(2)AgC1不溶于稀硝酸?!咎岢霾孪搿竣瘢宜淹耆冑|(zhì)
Ⅱ、CO2過量:
Ⅲ、CO2中混有HCl【實(shí)驗(yàn)方案】興趣小組用原藥品繼續(xù)制取CO2,并進(jìn)行探究。制備CO2的化學(xué)方程式為:______。步驟實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論及化學(xué)方程式(1)取少量上述實(shí)驗(yàn)所用的澄清石灰水于試管中,滴加少量碳酸鈉溶液______猜想1不成立,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______(2)將少量CO2氣體通入盛有澄清石灰水的試管中______猜想Ⅱ不成立(3)將氣體通入盛有______溶液的試管中,再加稀硝酸產(chǎn)生白色沉淀猜想Ⅲ成立【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】制取的氣體CO2中混入了HC1,所以澄清石灰水沒有變渾濁。【交流討論】制取的CO2氣體中混入了HCl氣體的原因是______?!就卣顾伎肌炕貞浾n本中收集呼出氣體的操作后,同學(xué)們嘗試用排水法收集一瓶CO2,倒入澄清石灰水后,石灰水變渾濁。你認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)成功的原因是______。A.HCl氣體極易溶于水
B.CO2能溶于水C.石灰水發(fā)生了變質(zhì)
D.CO2在水中溶解性不大【答案】
產(chǎn)生白色沉淀
澄清石灰水不變渾濁
硝酸銀##AgNO3
鹽酸具有揮發(fā)性,揮發(fā)出HCl氣體
AD##DA【解析】本題針對石灰石和鹽酸制取一瓶CO2反應(yīng)中的澄清石灰水沒有變渾濁的異?,F(xiàn)象進(jìn)行探究。石灰石和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳,故填:;(1)猜想Ⅰ不成立,石灰水沒有完全變質(zhì),說明含有氫氧化鈣,滴加少量碳酸鈉溶液,產(chǎn)生白色沉淀,碳酸鈉與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣和水,故填:產(chǎn)生白色沉淀;;(2)將少量CO2氣體通入盛有澄清石灰水的試管中,猜想Ⅱ不成立,說明澄清石灰水不變渾濁與二氧化碳多少無關(guān),所以通入少量CO2氣體實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是澄清石灰水不變渾濁,故填:澄清石灰水不變渾濁;(3)猜想Ⅲ成立,即CO2中混有HCl,要檢驗(yàn)HCl,即檢驗(yàn)氯離子,滴加硝酸銀溶液,再滴加稀硝酸,產(chǎn)生白色沉淀,沉淀不溶解,故填:硝酸銀(或AgNO3);【交流討論】鹽酸具有揮發(fā)性,易揮發(fā)出HCl氣體,故填:鹽酸具有揮發(fā)性,揮發(fā)出HCl氣體;【拓展思考】用排水法收集一瓶CO2,倒入澄清石灰水后,石灰水變渾濁,說明排水法即能收集到CO2,還能將HCl氣體除去。A、HCl氣體極易溶于水可以被水吸收除去,符合題意,故A選項(xiàng)正確;B、CO2能溶于水,不能說明用排水法可以收集到CO2,不符合題意,故B選項(xiàng)錯誤;C、石灰水發(fā)生了變質(zhì),就不會變渾濁,不符合題意,故C選項(xiàng)錯誤;D、CO2在水中溶解性不大,可以用排水法收集到CO2,符合題意,故D選項(xiàng)正確。故選AD。探究反應(yīng)中的異?,F(xiàn)象:猜想(找出成因)、實(shí)驗(yàn)(驗(yàn)證成因)、得出結(jié)論(找到原因)、拓展(延伸思維),將異?,F(xiàn)象與常規(guī)有機(jī)結(jié)合起來。命題3:探究物質(zhì)的組成及成分7.(2022·廣東惠州·一模)某學(xué)校老師取用生石灰時,發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室里裝滿生石灰的塑料試劑瓶已經(jīng)膨脹破裂,于是老師和化學(xué)興趣小組的同學(xué)一起對該固體成分進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)探究活動?!咎岢鰡栴}】固體中含有什么物質(zhì)呢?【作出猜想】固體中含有CaO或Ca(OH)2或CaCO3中的一種或幾種。出現(xiàn)CaCO3的原因是Ca(OH)2與空氣中的______發(fā)生反應(yīng)?!具M(jìn)行實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象取少量樣品于燒杯中,加入足量的水,充分?jǐn)嚢锜獗赺_____,有固體剩余請寫出實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:______?!镜贸鼋Y(jié)論】結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及相關(guān)化學(xué)知識可知該固體中一定含有______?!痉此冀涣鳌咳绻谏鲜鰧?shí)驗(yàn)后的溶液中加入酚酞,______(填“能”或“不能”)證明固體中含Ca(OH)2,理由是______?!就卣寡由臁可易冑|(zhì)使原本裝滿生石灰的試劑瓶膨脹破裂的原因是______?!敬鸢浮緾O2##二氧化碳
發(fā)熱
CaO+H2O=Ca(OH)2
CaO和CaCO3
不能
氧化鈣和水反應(yīng)生成的氫氧化鈣也會使酚酞溶液變紅
生石灰與水反應(yīng)生成氫氧化鈣,固體質(zhì)量增加,體積變大【解析】【作出猜想】根據(jù)堿的通性可知,堿能與非金屬氧化物反應(yīng)生成鹽和水,故Ca(OH)2能與空氣中二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣和水,所以出現(xiàn)CaCO3的原因是Ca(OH)2與空氣中的二氧化碳發(fā)生反應(yīng)。故填:CO2或二氧化碳。【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】由題中信息可知向樣品中加水有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生,說明樣品中一含有氧化鈣,因?yàn)闅溲趸}和碳酸鈣都不能與水反應(yīng),氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣是放熱反應(yīng),故燒杯外壁會發(fā)熱,反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaO+H2O=Ca(OH)2,故填:發(fā)熱;CaO+H2O=Ca(OH)2?!镜贸鼋Y(jié)論】由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象燒杯外壁發(fā)熱,有固體剩余可知,固體中除含有氧化鈣外還一定含有碳酸鈣,因?yàn)樘妓徕}不溶于水(加入的是足量的水)。故填:CaO和CaCO3。【反思交流】如果固體中不含Ca(OH)2,含有的CaO和水反應(yīng)生成的氫氧化鈣也會使酚酞溶液變紅色,所以在沒有排除氧化鈣的干擾之前,不能通過酚酞溶液變色來證明固體中是否含有氫氧化鈣。故填:不能;氧化鈣和水反應(yīng)生成的氫氧化鈣也會使酚酞溶液變紅?!就卣寡由臁可已趸}易與空氣中的水分發(fā)生反應(yīng)生成熟石灰氫氧化鈣并放出熱量,使固體質(zhì)量增多,體積變大,所以原本裝滿生石灰的試劑瓶會膨脹破裂。故填:生石灰與水反應(yīng)生成氫氧化鈣,固體質(zhì)量增加,體積變大。8.(2022·廣東·廣州市天河外國語學(xué)校一模)化學(xué)學(xué)科實(shí)踐活動課上,老師拿來一包粉末。它是由長期放置在空氣中的鐵粉和久置的堿石灰干燥劑混合而成,讓同學(xué)們設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究?!咎岢鰡栴}】固體樣品的成分是什么?【查閱資料】①堿石灰干燥劑是CaO和NaOH的混合物。②BaCl2溶液顯中性?!静孪肱c假設(shè)】固體樣品中可能含有Fe、Fe2O3、CaO、NaOH、Ca(OH)2、Na2CO3和_______等七種物質(zhì)。【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】甲組同學(xué)對濾渣B的成分進(jìn)行探究,記錄如下實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論及化學(xué)方程式取少量濾渣B于試管中,加入足量稀鹽酸,將生成的氣體通入澄清石灰水中①______②______結(jié)論:濾渣B中有Fe2O3、CaCO3。鹽酸和Fe2O3反應(yīng)的化學(xué)方程式為______乙組同學(xué)對濾渣C的成分進(jìn)行探究,記錄如下:實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論取少量濾液C于試管中,加入過量BaCl2溶液,靜置,向上層清液中滴加無色酚酞試液,振蕩①有白色沉淀生成②酚酞試液由無色變成紅色濾液C中有______(1)乙組同學(xué)實(shí)驗(yàn)中加入過量BaCl2溶液的目的是____,寫出濾液C中的反應(yīng)方程式____。(2)通過以上實(shí)驗(yàn)探究,該固體樣品中能確定一定含有的成分是_______?!敬鸢浮緾aCO3
濾渣完全溶解,溶液變?yōu)辄S色
澄清石灰水變渾濁
Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
Na2CO3和NaOH
檢驗(yàn)并除去碳酸鈉
Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl
Fe、Fe2O3、Ca(OH)2、Na2CO3【解析】[猜想與假設(shè)]粉末是由長期放置在空氣中的鐵粉和久置的堿石灰干燥劑混合而成,固體樣品中可能含有Fe、Fe2O3、CaO、NaOH、Ca(OH)2、Na2CO3,還可能含有由CaO變質(zhì)生成的CaCO3;[進(jìn)行實(shí)驗(yàn)]甲:分析甲實(shí)驗(yàn)可知,實(shí)驗(yàn)結(jié)論是濾渣B中含有Fe2O3,CaCO3,取少量濾渣B于試管中,加入足量稀鹽酸,將生成的氣體通入澄清的石灰水中,觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是①濾渣完全溶解,溶液變?yōu)辄S色、②澄清石灰水變渾濁;氧化鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水,化學(xué)反應(yīng)方程式為Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O;乙:分析乙實(shí)驗(yàn)可知,取少量濾液C于試管中,加入過量CaCl2溶液,①產(chǎn)生白色沉淀,說明濾液C中含有Na2CO3,靜置,向上層清液中滴加無色酚酞試液,振蕩,②溶液變紅,說明濾液C中含有NaOH,則實(shí)驗(yàn)結(jié)論濾液C中含有Na2CO3和NaOH;(1)因?yàn)锽aCl2溶液顯中性,乙組同學(xué)實(shí)驗(yàn)中加入過量BaCl2溶液的目的是檢驗(yàn)并除去碳酸鈉;氯化鋇與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀和氯化鈉,則化學(xué)反應(yīng)方程式為Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl;(2)分析流程圖可知,用磁鐵吸,得到黑色粉末是Fe,固體A加水溶解,無放熱現(xiàn)象,說明不含有CaO和NaOH;由甲實(shí)驗(yàn)可知,固體中含有Fe2O3,由甲實(shí)驗(yàn)可知濾渣B中含有CaCO3,乙實(shí)驗(yàn)可知,濾液C中含有Na2CO3和NaOH,因?yàn)楣腆w不含NaOH,則濾液C中的NaOH,一定是Ca(OH)2和Na2CO3反應(yīng)生成,所以固體中含有Ca(OH)2、Na2CO3,可能含有CaCO3;因此通過以上實(shí)驗(yàn)探究,該固體樣品中能確定一定含有的成分是Fe、Fe2O3、Ca(OH)2、Na2CO3。命題4:探究反應(yīng)后物質(zhì)的成分(含變質(zhì))9.(2022·廣東·汕頭市澄海區(qū)教師發(fā)展中心一模)金屬鈉是一種很活潑的金屬,必須保存在煤油中,因?yàn)樵诳諝庵袝c空氣中的氧氣、水等發(fā)生化學(xué)變化。小東在實(shí)驗(yàn)室把一塊沒用完的金屬鈉沒有及時放回煤油中,一段時間后發(fā)現(xiàn)變成了一堆白色固體,于是對這堆白色固體的成分展開了探究,請你參與其中。【提出問題】這堆白色固體現(xiàn)在的成分是什么?【查閱資料】鈉在空氣中能被氧化成過氧化鈉(Na2O2),過氧化鈉能與水發(fā)生反應(yīng),生成氫氧化鈉和氧氣?!咀鞒霾孪搿坎孪?:白色固體含有Na2O2猜想2:白色固體含有NaOH猜想3:白色固體含有___________,做出此猜想的依據(jù)是(用化學(xué)方程式表示)___________?!緦?shí)驗(yàn)探究】實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論1.取少量白色固體于燒杯中,加入足量蒸餾水___________猜想1不正確2.向上述燒杯中滴加無色酚酞試液酚酞試液變紅色猜想2正確3.向上述燒杯中滴加___________有氣泡產(chǎn)生猜想3正確【得出結(jié)論】猜想2、3正確【實(shí)驗(yàn)反思】(1)上述實(shí)驗(yàn)探究中,有一個步驟是不合理的,它是步驟___________,理由是___________;為了檢驗(yàn)白色固體是否含有NaOH,應(yīng)該取少量步驟1所得溶液,先加入過量的___________,再滴加酚酞試液,如果酚酞試液變紅色,說明含有NaOH。(2)寫出過氧化鈉與水反應(yīng)的化學(xué)方程式___________;【答案】
碳酸鈉##Na2CO3
無氣泡產(chǎn)生
稀鹽酸(硫酸和硝酸)
2
Na2CO3溶液顯堿性,也能使酚酞變紅色
CaCl2(BaCl2等)
【解析】作出猜想:根據(jù)資料可知鈉可以在空氣中反應(yīng)生成過氧化鈉及氫氧化鈉,氫氧化鈉會與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水,白色固體可能含有的物質(zhì)是過氧化鈉或氫氧化鈉或碳酸鈉,故猜想3:白色固體含有碳酸鈉,故填:碳酸鈉或Na2CO3;;實(shí)驗(yàn)探究:根據(jù)資料可知過氧化鈉能與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣,由加水后結(jié)論是猜想1錯誤即不是過氧化鈉,判斷現(xiàn)象是:無氣泡產(chǎn)生;根據(jù)實(shí)驗(yàn)2證明白色固體含有氫氧化鈉,則實(shí)驗(yàn)3是驗(yàn)證是否含有碳酸鈉,故根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論為猜想3正確即有碳酸鈉,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是冒氣泡,說明加入的試劑是酸溶液,故填:稀鹽酸(硫酸和硝酸);實(shí)驗(yàn)反思:(1)由于碳酸鈉和氫氧化鈉都顯堿性,都能使酚酞試液變紅,由試驗(yàn)3可知固體中由氫氧化鈉,故實(shí)驗(yàn)2使酚酞變紅的不一定是氫氧化鈉,故實(shí)驗(yàn)2不合理,故填:2;Na2CO3溶液顯堿性,也能使酚酞變紅色;為了檢驗(yàn)白色固體是否含有NaOH,應(yīng)該先除去碳酸鈉,在檢驗(yàn)氫氧化鈉,由碳酸鈉能和鋇鹽溶液或是鈣鹽溶液反應(yīng)生成沉淀,故先加入過量的氯化鈣或是氯化鋇,過濾后再向?yàn)V液中滴加酚酞試液,如果酚酞試液變紅色,說明含有NaOH,故填:CaCl2(BaCl2等)(2)過氧化鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣,化學(xué)方程式為:。10.(2022湖北宜昌中考)運(yùn)用化學(xué)知識,開展科學(xué)探究。探究一、久置的物質(zhì)能否繼續(xù)使用【實(shí)驗(yàn)探究】小明家中有久置的食品干燥劑(主要成分為生石灰)和消毒用雙氧水(過氧化氫溶液),為探究能否繼續(xù)使用,在老師指導(dǎo)下,他與同學(xué)們在實(shí)驗(yàn)室探究如下:食品干燥劑消毒用雙氧水操作取樣于燒杯中,加適量水取樣于燒杯中,加適量二氧化錳現(xiàn)象___________沒有氣泡產(chǎn)生結(jié)論還能繼續(xù)使用___________反思與交流:久置的雙氧水可能失效,反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________。探究二、某些酸、堿、鹽之間能否發(fā)生反應(yīng)【實(shí)驗(yàn)探究】化學(xué)小組在實(shí)驗(yàn)過程中,部分記錄如下表:加了酚酞的氫氧化鈉溶液碳酸鈉溶液硝酸鋇溶液滴加稀硫酸溶液呈紅色產(chǎn)生氣泡產(chǎn)生白色沉淀反思與交流:(1)有白色沉淀生成的反應(yīng)化學(xué)方程式為___________。(2)甲同學(xué)認(rèn)為硫酸與氫氧化鈉沒有發(fā)生反應(yīng),其理由是___________;乙同學(xué)認(rèn)為它們發(fā)生了反應(yīng),只需從“試劑用量”角度作實(shí)驗(yàn)改進(jìn)即可證明,其方法是___________。【廢液處理】實(shí)驗(yàn)后的廢液需進(jìn)行無害化處理,使溶液呈中性且不含鋇離子等。經(jīng)討論,同學(xué)們將上述廢液按下列步驟進(jìn)行處理:步驟ⅠⅡⅢIV方法將三組廢液倒入同一燒杯中靜置滴加足量的硫酸鈉溶液加過量的X現(xiàn)象渾濁,產(chǎn)生氣泡,紅色消失分層無明顯現(xiàn)象……反思與交流:(1)步驟Ⅱ靜置后的上層清液中,除酚酞外一定含有的溶質(zhì)是___________(填化學(xué)式,下同):溶質(zhì)種類最多時,溶質(zhì)有___________。(2)步驟Ⅳ加過量X的目的用化學(xué)方程式可表示為___________?!敬鸢浮竣?燒杯發(fā)熱②.不能繼續(xù)使用③.④.⑤.溶液顏色無明顯變化⑥.繼續(xù)加稀硫酸至紅色消失⑦.NaNO3⑧.NaNO3、Na2SO4、H2SO4、HNO3⑨.,H2SO4+CaCO3=CaSO4+H2O+CO2↑【解析】探究一、久置的物質(zhì)能否繼續(xù)使用[實(shí)驗(yàn)探究]久置的食品干燥劑(主要成分為生石灰),取樣于燒杯中,加適量水,因?yàn)榈贸龅慕Y(jié)論是還能繼續(xù)使用,所以樣品中還含有生石灰,生石灰和水反應(yīng)放熱,故實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是:燒杯發(fā)熱。久置的消毒用雙氧水(過氧化氫溶液),取樣于燒杯中,加適量二氧化錳,如果還含有過氧化氫,過氧化氫在二氧化錳的催化作用下能分解產(chǎn)生氧氣,實(shí)驗(yàn)中可觀察到有氣泡產(chǎn)生,而實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是沒有氣泡產(chǎn)生,說明溶液中已不含過氧化氫,消毒作用已失去,故實(shí)驗(yàn)結(jié)論是不能繼續(xù)使用。反思與交流:久置的雙氧水失效,是因?yàn)檫^氧化氫分解生成水和氧氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:。探究二、某些酸、堿、鹽之間能否發(fā)生反應(yīng)反思與交流:(1)硝酸鋇溶液中加入稀硫酸,硝酸鋇和稀硫酸反應(yīng)生成白色沉淀硫酸鋇,故有白色沉淀生成的反應(yīng)化學(xué)方程式為:。(2)氫氧化鈉能使無色酚酞溶液呈紅色,故加了酚酞的氫氧化鈉溶液呈紅色,由于滴加稀硫酸后溶液仍然呈紅色,說明溶液中含有氫氧化鈉,甲同學(xué)認(rèn)為硫酸與氫氧化鈉沒有發(fā)生反應(yīng),其理由是:溶液顏色無明顯變化;根據(jù)酸和堿的化學(xué)性質(zhì),稀硫酸和氫氧化鈉能反應(yīng)生成硫酸鈉和水,甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)是滴加的稀硫酸不足,沒有將氫氧化鈉完全反應(yīng),所以溶液仍然呈紅色,如果繼續(xù)滴加稀硫酸,將氫氧化鈉全部反應(yīng),溶液就會變?yōu)闊o色,故乙同學(xué)認(rèn)為它們發(fā)生了反應(yīng),只需從“試劑用量”角度作實(shí)驗(yàn)改進(jìn)即可證明,其方法是:繼續(xù)加稀硫酸至紅色消失。[廢液處理]反思與交流:(1)三組實(shí)驗(yàn)中加入的試劑除了酚酞,還有稀硫酸、氫氧化鈉、碳酸鈉、硝酸鋇,稀硫酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉和水,稀硫酸和碳酸鈉反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳,稀硫酸和硝酸鋇反應(yīng)生成硫酸鋇和硝酸。三組廢液混合時觀察到的現(xiàn)象是:渾濁,產(chǎn)生氣泡,紅色消失。紅色消失,說明步驟Ⅱ靜置后的上層清液中不存在碳酸鈉和氫氧化鈉,因?yàn)檫@兩種物質(zhì)呈堿性,能使酚酞變紅;產(chǎn)生氣泡,說明稀硫酸和碳酸鈉反應(yīng)中,稀硫酸不足,碳酸鈉有剩余,混合后碳酸鈉和硝酸鋇與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的硝酸或該反應(yīng)中剩余的稀硫酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w,將三組廢液倒入同一燒杯中,硝酸與原來和稀硫酸反應(yīng)時剩余的氫氧化鈉反應(yīng)生成硝酸鈉和水,如果廢液混合前硝酸鋇有剩余,硫酸鈉和硝酸鋇也能反應(yīng)生成硫酸鋇和硝酸鈉,根據(jù)混合后的現(xiàn)象,硫酸、硝酸鋇、硫酸鈉、硝酸不能確定,但硝酸鋇和硫酸、硫酸鈉不可能同時存在,故步驟Ⅱ靜置后的上層清液中,除酚酞外一定含有的溶質(zhì)是硝酸鈉,其化學(xué)式為:NaNO3。因?yàn)橄跛徜^和硫酸、硫酸鈉不可能同時存在,故溶質(zhì)種類最多時,除酚酞外溶質(zhì)有:NaNO3、Na2SO4、H2SO4、HNO3。(2)步驟Ⅲ向靜置后的上層清液中滴加足量的硫酸鈉溶液,無明顯現(xiàn)象,說明上層清液中不含鋇離子。根據(jù)實(shí)驗(yàn)后的廢液需進(jìn)行無害化處理,使溶液呈中性且不含鋇離子的要求,步驟Ⅲ已證明不含鋇離子,而廢液中還可能含有H2SO4、HNO3,故步驟Ⅳ加過量X的目的是除去H2SO4、HNO3,因?yàn)樘妓徕}能跟酸反應(yīng),過量的碳酸鈣又難溶于水,所以X最好選擇碳酸鈣,硝酸和碳酸鈣反應(yīng)生成硝酸鈣、水和二氧化碳,化學(xué)方程式為:;若含有硫酸,硫酸和碳酸鈣反應(yīng)生成硫酸鈣、水和二氧化碳,化學(xué)方程式為:H2SO4+CaCO3=CaSO4+H2O+CO2↑。11.(2022·廣東江門·一模)(1)敞口放置于空氣中的氫氧化鈉溶液能夠發(fā)生下列變化而變質(zhì):上述反應(yīng)①的化學(xué)方程式為______。(2)某學(xué)習(xí)小組發(fā)現(xiàn),上個月做實(shí)驗(yàn)用的氫氧化鈉溶液忘了蓋瓶蓋,對其是否變質(zhì)進(jìn)行探究。【提出問題】NaOH是否變質(zhì)?【做出猜想】猜想1:該溶液沒有變質(zhì);猜想2:該溶液部分變質(zhì);猜想3:______?!局贫ㄓ?jì)劃】經(jīng)老師初步探究,上述氫氧化鈉溶液中沒有NaHCO3。學(xué)生在老師探究的基礎(chǔ)上進(jìn)一步探究?!具M(jìn)行實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)分析及結(jié)論學(xué)生實(shí)驗(yàn)a:取一定量的待測液于試管中,加入過量CaC12溶液產(chǎn)生白色沉淀反應(yīng)的化學(xué)方程式為______b:充分反應(yīng)后靜置,取上層清液加入無色酚酞溶液溶液變紅綜上所述,猜想______成立【表達(dá)交流】上述實(shí)驗(yàn)a中,可否將CaC12溶液可改為澄清石灰水,為什么?______?!舅伎荚u價】某一同學(xué)另取少量待測液,滴加幾滴稀鹽酸,發(fā)現(xiàn)沒有氣泡產(chǎn)生,他得出:該溶液沒有變質(zhì),你認(rèn)為他的說法______(選填“正確”或“不正確”)原因:______。【答案】
該溶液完全變質(zhì)
2
不可,如果用澄清石灰水,會產(chǎn)生NaOH,導(dǎo)致無法判斷原來是否有NaOH存在或如有用澄清石灰水,會引入OH-,導(dǎo)致無法判斷原來是否有NaOH存在(或加入過量的澄清石灰水呈堿性,會干擾氫氧化鈉的檢驗(yàn))
不正確
氫氧化鈉可能是部分變質(zhì),少量的稀鹽酸與未變質(zhì)的氫氧化鈉先發(fā)生了中和反應(yīng),不足以與碳酸鈉反應(yīng)【解析】(1)反應(yīng)①是氫氧化鈉溶液和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:;[做出猜想]根據(jù)猜想1:該溶液沒有變質(zhì)和猜想2:該溶液部分變質(zhì),可推知猜想3為:該溶液完全變質(zhì);[進(jìn)行實(shí)驗(yàn)]a、取一定量的待測液于試管中,加入足量CaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,是因?yàn)樘妓徕c和氯化鈣反應(yīng)生成白色沉淀碳酸鈣和氯化鈉,反應(yīng)的化學(xué)方程式:Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl;b、充分反應(yīng)后靜置,取上層清液加入無色酚酞溶液,溶液變紅色,說明溶液中含有氫氧化鈉,由上述實(shí)驗(yàn)可知該溶液有碳酸鈉和氫氧化鈉,故猜想2成立;[表達(dá)交流]不同意這種看法,是因?yàn)闅溲趸}和碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉,影響對氫氧化鈉的檢驗(yàn)(合理即可);[思考評價]根據(jù)此現(xiàn)象不能判斷氫氧化鈉是否變質(zhì),其原因是:氫氧化鈉可能是部分變質(zhì),少量的稀鹽酸與未變質(zhì)的氫氧化鈉先發(fā)生了中和反應(yīng),不足以與碳酸鈉反應(yīng)。12.(2022·廣東·揭陽市實(shí)驗(yàn)中學(xué)一模)興趣小組的同學(xué)為探究在空氣中久置的某氫氧化鈉樣品是否變質(zhì),設(shè)計(jì)了如圖所示的A、B、C、D四組探究實(shí)驗(yàn)。[查閱資料]氯化鈣、氯化鋇溶液都呈中性。[實(shí)驗(yàn)探究]取適量該氫氧化鈉樣品,加足量的水溶解,將得到的溶液分別加入四支試管中,再向四支試管中分別加入稀鹽酸(足量)、酚酞溶液、氫氧化鈣溶液、氯化鈣溶液,如圖所示。[分析與結(jié)論](1)上述四組實(shí)驗(yàn)中不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖莀_____(填序號)。(2)實(shí)驗(yàn)A中,觀察到______的現(xiàn)象,說明該氫氧化鈉樣品已經(jīng)變質(zhì)。實(shí)驗(yàn)A中反應(yīng)的化學(xué)方程式是______。(3)實(shí)驗(yàn)C中,證明該氫氧化鈉樣品已經(jīng)變質(zhì)的反應(yīng)的化學(xué)方程式是______,該反應(yīng)屬于______(基本反應(yīng)類型)[繼續(xù)探究]實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,同學(xué)們將四支試管中反應(yīng)后的混合物全部倒入一個潔凈的大燒杯中,充分?jǐn)嚢?、靜置,觀察到燒杯內(nèi)上層清液呈紅色,下層有白色沉淀。[提出問題]上層清液呈紅色,說明溶液呈堿性。上層清液中呈堿性的物質(zhì)是什么?[猜想與假設(shè)]上層清液中呈堿性的物質(zhì)可能是碳酸鈉、氫氧化鈣和______三種物質(zhì)中的一種或兩種。[設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)]取少量燒杯中的上層清液于試管中,加入過量的氯化鋇溶液,觀察現(xiàn)象。[現(xiàn)象與結(jié)論]預(yù)測現(xiàn)象結(jié)論①若有白色沉淀生成,溶液呈紅色上層清液中呈堿性的物質(zhì)是_________②若無沉淀生成,溶液呈紅色上層清液中呈堿性的物質(zhì)是氫氧化鈣[實(shí)驗(yàn)反思]同學(xué)們認(rèn)為上述預(yù)測現(xiàn)象②所得結(jié)論不嚴(yán)密,原因是_______?!敬鸢浮?/p>
B
有氣泡產(chǎn)生
復(fù)分解反應(yīng)
NaOH##氫氧化鈉
碳酸鈉、氫氧化鈉
加入氯化鋇不產(chǎn)生沉淀,溶液顯紅色,說明溶液呈堿性,除了氫氧化鈣外,氫氧化鈉溶于水形成溶液也顯堿性,使溶液呈紅色【解析】分析與結(jié)論:(1)碳酸鈉和氫氧化鈉溶液都顯堿性,加入酚酞后都會使溶液顯紅色,所以B無法判斷是否發(fā)生;(2)若氫氧化鈉變質(zhì)則存在碳酸鈉,碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳,則可以觀察到有氣泡產(chǎn)生的現(xiàn)象;反應(yīng)的化學(xué)方程式為;(3)實(shí)驗(yàn)C中,證明該氫氧化鈉樣品已經(jīng)變質(zhì)是含有碳酸鈉,碳酸鈉和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉,化學(xué)反應(yīng)方程式為:;該反應(yīng)是相互交換成分,符合復(fù)分解特征,故屬于復(fù)分解反應(yīng);猜想與假設(shè):溶液顯紅色,說明呈堿性,因此除了碳酸鈉和氫氧化鈣,也可能是未變質(zhì)的氫氧化鈉使溶液顯堿性;現(xiàn)象與結(jié)論:①加入氯化鋇有沉淀產(chǎn)生,說明有碳酸鈉,溶液仍為紅色,此時顯堿性,而碳酸鈉存在,則氫氧化鈣不存在,因此堿性物質(zhì)為氫氧化鈉,故填碳酸鈉和氫氧化鈉;實(shí)驗(yàn)反思:溶液中若存在氫氧化鈉,溶液也會顯堿性,加入酚酞后溶液變紅,故原因是加入氯化鋇不產(chǎn)生沉淀,溶液顯紅色,說明溶液呈堿性,除了氫氧化鈣外,氫氧化鈉溶于水形成溶液也顯堿性,使溶液呈紅色。13.(2022·廣東佛山·一模)某研究小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)“茶垢清潔劑”(如圖所示)能快速清潔茶具上附著的茶垢等污漬。使用時,將產(chǎn)品倒入茶具中,加入60~70℃的熱水,立即產(chǎn)生大量氣泡?!咎岢鰡栴}】產(chǎn)生的大量氣泡可能含有什么物質(zhì)?【查閱資料】過碳酸鈉(2Na2CO3?3H2O2)外觀為白色固體,具有Na2CO3和H2O2的雙重性質(zhì),過碳酸鈉易溶于水,遇水、受熱易分解?!咎岢黾僭O(shè)】研究小組認(rèn)為不可能含有CO,從環(huán)境友好的角度說明原因______。研究小組認(rèn)為產(chǎn)生的大量氣泡可能含有:猜想I:O2猜想II:CO2猜想III:O2和CO2【實(shí)驗(yàn)探究】研究小組取少量該茶垢清潔劑于試管中,向其中加入適量60~70℃的熱水,塞上帶導(dǎo)管的橡皮塞。序號實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)1先打開橡皮塞,立即將帶火星的木條伸入試管。______猜想I成立。實(shí)驗(yàn)2將生成的氣體通入澄清石灰水。澄清石灰水未變渾濁。______【討論分析】同樣的產(chǎn)品價格不同,可能是因?yàn)楫a(chǎn)品的純度不同、包裝不同等。研究小組設(shè)計(jì)了如下裝置測定某品牌茶垢清潔劑的純度(過碳酸鈉的含量)。(注:堿石灰是NaOH和CaO的固體混合物,可吸收CO2和水蒸氣)(1)裝置B中的試劑是______。(2)反應(yīng)前后都要通入N2,反應(yīng)結(jié)束后繼續(xù)通入N2的目的是______。(3)裝置C中發(fā)生的反應(yīng)方程式是(寫一條即可)______。(4)裝置D的作用是______。
【答案】
CO有毒(合理即可)
帶火星的木條復(fù)燃
猜想II、猜想III不成立
濃硫酸
排出內(nèi)部殘留的二氧化碳?xì)怏w,使其被C全部吸收
(合理即可)
防止空氣中的CO2和H2O進(jìn)入C裝置,影響測量結(jié)果【解析】[提出假設(shè)]從環(huán)境友好的角度分析,產(chǎn)生的氣體不可能是CO,因?yàn)槠渚哂卸拘?,是空氣污染物。[實(shí)驗(yàn)探究]實(shí)驗(yàn)1:猜想Ⅰ成立說明氣體為氧氣,氧氣不會使澄清石灰水變渾濁,氧氣可使帶火星的木條復(fù)燃。所以現(xiàn)象是帶火星的木條復(fù)燃。實(shí)驗(yàn)2:將生成的氣體通入澄清石灰水,澄清石灰水未變渾濁,說明生成的氣體中無CO2,所以猜想II、猜想III不成立。[討論分析](1)干燥二氧化碳?xì)怏w,可以利用濃硫酸的吸水性,同時不吸收二氧化碳,因此放入試劑為濃硫酸。(2)為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后要繼續(xù)通入N2,以便排出裝置內(nèi)部殘留的二氧化碳?xì)怏w,使其被C全部吸收。(3)堿石灰是NaOH和CaO的固體混合物,可吸收CO2和水蒸氣,NaOH和CO2反應(yīng)生成碳酸鈉和水,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為;CaO能和H2O反應(yīng)生成氫氧化鈣,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(4)由于空氣中含有水蒸氣和二氧化碳,而堿石灰可以吸收水蒸氣和二氧化碳,為了避免空氣中水蒸氣和二氧化碳進(jìn)入C中,造成結(jié)果偏大,需要隔絕空氣,所以裝置D的作用是防止空氣中的CO2和H2O進(jìn)入C裝置,影響測量結(jié)果。命題5:探究物質(zhì)的性質(zhì)14.(2022年江蘇省連云港市中考)用如圖所示裝置制取干燥的CO2,并對CO2的部分性質(zhì)進(jìn)行探究。(1)裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。(2)①裝置B中飽和NaHCO3溶液的作用是_______。②裝置C中試劑X應(yīng)該選用_______(填字母)。a.稀H2SO4b.濃H2SO4c.KOH溶液(3)收集CO2并驗(yàn)滿。將集滿CO2的錐形瓶與盛有足量NaOH溶液的注射器和傳感器密封連接,緩慢的將NaOH溶液注入到錐形瓶中,采集信息形成圖像。見圖。①檢驗(yàn)裝置D中CO2已經(jīng)集滿的方法是_______。②隨著反應(yīng)的進(jìn)行,錐形瓶中壓強(qiáng)降低的原因是_______。③反應(yīng)結(jié)束后錐形瓶中的壓強(qiáng)保持在40kPa說明_______。(4)取2mL飽和澄清石灰水于試管中,用4mL蒸餾水稀釋,向其中緩慢通入足量CO2。測定反應(yīng)體系的電導(dǎo)率變化如圖所示。(忽略反應(yīng)前后溶液體積的變化)【查閱資料】材料一:溶液的導(dǎo)電力越強(qiáng),溶液的電導(dǎo)率越大。材料二:單位體積溶液中某離子的個數(shù)越多,則該離子的濃度越大,溶液的導(dǎo)電能力越強(qiáng)。相同濃度的不同離子導(dǎo)電能力不同。材料三:Ca(OH)2溶于水能完全解離出Ca2+和OH-。CaCO3遇到溶有CO2的水時,能反應(yīng)生成易溶于水的Ca(HCO3)2,Ca(HCO3)2在水中能完全解離出Ca2+和;。①石灰水中通入CO2氣體,溶液的電導(dǎo)率先逐漸降低的主要原因是_______。②反應(yīng)最終電導(dǎo)率的穩(wěn)定值低于初始值的可能原因是_______、_______?!敬鸢浮?/p>
除去HCl氣體
b
將燃著的小木條置于錐形瓶口,木條熄滅
CO2與NaOH反應(yīng),使錐形瓶中CO2氣體減少,壓強(qiáng)變小
向上排空氣法收集到的CO2氣體不純
Ca(OH)2與CO2反應(yīng)生成CaCO3沉淀,使溶液中離子的濃度逐漸降低,溶液的導(dǎo)電能力逐漸下降
生成的CaCO3未能完全轉(zhuǎn)化為Ca(HCO3)2
OH-導(dǎo)電能力強(qiáng)于【解析】(1)裝置A為稀鹽酸與石灰石反應(yīng)制取二氧化碳,方程式為:。(2)①裝置B中溶液為碳酸氫鈉溶液,呈堿性能與揮發(fā)出的HCl發(fā)生反應(yīng),所以其作用是吸收HCl氣體。②裝置C是為了吸收水蒸氣,則X應(yīng)選用的具有極強(qiáng)吸水性的濃硫酸,故選b。(3)①二氧化碳不支持燃燒,驗(yàn)滿的方法是在錐形瓶口放置燃著的木條,若木條熄滅,則已集滿。②氫氧化鈉可與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉,反應(yīng)過程中消耗二氧化碳?xì)怏w,二氧化碳?xì)怏w減少,錐形瓶內(nèi)壓強(qiáng)降低。③反應(yīng)結(jié)束后錐形瓶中的壓強(qiáng)保持在40kPa,則可說明有其他氣體剩余,即為收集到的二氧化碳?xì)怏w不純。(4)①石灰水中通入CO2氣體,溶液的電導(dǎo)率先逐漸降低的主要原因是,氫氧化鈣與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣和水,使溶液中離子濃度降低,致使其電導(dǎo)率逐漸下降。②反應(yīng)最終電導(dǎo)率的穩(wěn)定值低于初始值的可能原因是氫氧根離子導(dǎo)電能力強(qiáng)于碳酸氫根離子、生成的碳酸鈣沉淀未能完全轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈣。15.(2022·廣東汕頭·一模)2021年7月21日河南省舞鋼市發(fā)生一起電石(主要成分是碳化鈣CaC2)遇水引發(fā)爆燃事故,造成10多人受傷。為了分析事故原因,化學(xué)小組同學(xué)對電石的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行探究?!静殚嗁Y料】電石與水反應(yīng)生成白色固體和乙炔(C2H2)氣體,乙塊有可燃性,常用于電焊電割。【提出問題】(1)電石遇水為什么會引發(fā)爆燃呢?【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證I】操作現(xiàn)象結(jié)論①用手觸摸試管外壁______電石與水反應(yīng)放出大量的熱②驗(yàn)純后點(diǎn)燃劇烈燃燒充分燃燒的化學(xué)方程式為:______【提出問題】(2)電石遇水生成的白色固體是什么?【猜想假設(shè)】猜想Ⅰ有CaO
猜想Ⅱ有Ca(OH)2
猜想Ⅲ有CaCO3大家討論后一致否定了猜想Ⅰ,原因是:______。【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證II】實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論將上述反應(yīng)后試管中的上層清液轉(zhuǎn)移到另一試管中,滴加______。溶液由無色變紅色猜想Ⅱ成立取少量反應(yīng)后的固體于試管中,滴加過量稀鹽酸。固體溶解,______。猜想Ⅲ不成立【拓展反思】電石遇水引發(fā)爆燃是因?yàn)榉懦龃罅康臒?,將生成的大量乙炔氣體引燃而引起的。因此,保存電石時一定要______,電石與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為:______,基本反應(yīng)類型為______反應(yīng)?!敬鸢浮?/p>
感覺發(fā)燙
2C2H2+5O24CO2+2H2O
氧化鈣與水反應(yīng)生成氫氧化鈣
酚酞試液
不產(chǎn)生氣泡
放在通風(fēng)干燥處
CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑
復(fù)分解反應(yīng)【解析】{實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證I}①電石與水反應(yīng)放出大量的熱,用手觸摸試管外壁時,感覺發(fā)燙,故填感覺發(fā)燙。②乙炔與氧氣在點(diǎn)燃的條件下反應(yīng)生成二氧化碳和水,故反應(yīng)的化學(xué)方程式寫為:2C2H2+5O24CO2+2H2O。{猜想假設(shè)}氧化鈣與水反應(yīng)生成氫氧化鈣,所以反應(yīng)后的白色硅不可能是氧化鈣,即猜想I錯誤,故填氧化鈣與水反應(yīng)生成氫氧化鈣。{實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證II}猜想Ⅱ成立,即白色固體是氫氧化鈣,氫氧化鈣溶液呈堿性,能夠使酚酞試液變紅,所以滴加的液體是酚酞試液,故填酚酞試液;猜想Ⅲ不成立,即固體中不含碳酸鈣,碳酸鈣和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳,能夠產(chǎn)生氣泡,固體中不含碳酸鈣,則滴加稀鹽酸后不產(chǎn)生氣泡,故填不產(chǎn)生氣泡。{拓展反思}電石遇水引發(fā)爆燃是因?yàn)榉懦龃罅康臒?,將生成的大量乙炔氣體引燃而引起的,因此保存電石時一定要放在通風(fēng)干燥處,防止發(fā)生爆炸事故,故填放在通風(fēng)干燥處;電石中的碳化鈣與水反應(yīng)生成氫氧化鈣和乙炔,故反應(yīng)的化學(xué)方程式寫為:CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑;由化學(xué)方程式可知,該反應(yīng)是兩種化合物交換成分生成另外兩種化合物的反應(yīng),符合復(fù)分解反應(yīng)的特點(diǎn),屬于復(fù)分解反應(yīng),故填復(fù)分解反應(yīng)。16.(2022·廣東江門·一模)化學(xué)社團(tuán)的同學(xué)在探究金屬化學(xué)性質(zhì)時,進(jìn)行了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)。圖1實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象是:鋅片表面產(chǎn)生氣泡,銅片表面_____。鋅和稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。實(shí)驗(yàn)過程中小李意外發(fā)現(xiàn):當(dāng)兩種金屬發(fā)生觸碰時(如圖2),銅片表面產(chǎn)生了氣泡?!咎岢鰡栴}】圖2中銅是否發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)?產(chǎn)生的氣體是什么?【作出猜想】同學(xué)們對產(chǎn)生的氣體進(jìn)行了以下猜想:小文猜想是二氧化硫:小李猜想是氧氣;小華猜想是氫氣。他們作出猜想的理論依據(jù)是_________。【查閱資料】(1)將鋅片、銅片用導(dǎo)線連接后平行插入稀硫酸中,銅片表面產(chǎn)生氣體。該反應(yīng)過程中金屬失去的電子通過導(dǎo)線發(fā)生了轉(zhuǎn)移。(2)二氧化硫能使品紅溶液褪色?!驹O(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】他們設(shè)計(jì)了圖3裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),將產(chǎn)生的氣體分別通過導(dǎo)管與圖4中的裝置連接,驗(yàn)證自己的猜想。實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論小文連接導(dǎo)管a與導(dǎo)管d,向品紅溶液中通入氣體一段時間_______小華的猜想正確小李選用正確方法收集氣體一段時間后,向試管內(nèi)伸入帶火星的木條木條_____小華連接導(dǎo)管a與導(dǎo)管_____(填序號),收集氣體后用拇指堵住試管口,靠近酒精燈火焰,移開拇指點(diǎn)火氣體燃燒,聽到輕微的“噗”聲【教師釋疑】圖1實(shí)驗(yàn)中,鋅與稀硫酸反應(yīng),鋅失去電子,酸溶液中氫離子在鋅片表面獲得電子生成氫氣?!緦W(xué)生感悟】圖3實(shí)驗(yàn)中,酸溶液中的氫離子從銅片表面獲得____(選填“鋅”或“銅”)失去的電子生成了氫氣?!镜贸鼋Y(jié)論】圖2中兩種金屬觸碰后銅____(選填“有”或“沒有”)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。【延伸應(yīng)用】制造鋼制船閘門時,為防止鐵被腐蝕,常在鋼閘門表面安裝比鐵更活潑的金屬。這種金屬可以是____(填序號)A.鋅
B.銅
C.銀【答案】
沒有氣泡
Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑
質(zhì)量守恒定律
品紅溶液不褪色
不復(fù)燃
c
鋅
沒有
A【解析】圖1實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象是:鋅片表面產(chǎn)生氣泡,銅片表面沒有氣泡,因?yàn)殇\排在氫前,銅排在氫后,銅不與硫酸反應(yīng),鋅與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣,化學(xué)方程式為:Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑;實(shí)驗(yàn)過程中小辰意外發(fā)現(xiàn):當(dāng)兩種金屬發(fā)生觸碰時(如圖2),銅片表面產(chǎn)生了氣泡;小知猜想是二氧化硫;小辰猜想是氧氣;小彬猜想是氫氣;他們作出猜想的理論依據(jù)是質(zhì)量守恒定律,反應(yīng)前后元素種類不變;[設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)]他們設(shè)計(jì)了圖3裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),將產(chǎn)生的氣體分別通過導(dǎo)管與圖4中的裝置連接,驗(yàn)證自己的猜想;因?yàn)樾”虻牟孪胝_,即氣體為氫氣,所以小彬連接導(dǎo)管a與導(dǎo)管c,因?yàn)闅錃饷芏缺瓤諝庑?,用向下排空氣法收集,不是二氧化硫,所以小文?shí)驗(yàn)現(xiàn)象品紅溶液不褪色;[學(xué)生感悟]圖3實(shí)驗(yàn)中,酸溶液中的氫離子從銅片表面獲得鋅失去的電子生成了氫氣;因?yàn)閇教師釋疑]圖1實(shí)驗(yàn)中,鋅與稀硫酸反應(yīng),鋅失去電子,酸溶液中氫離子在鋅片表面獲得電子生成氫氣。所以圖2中兩種金屬觸碰后銅沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng);[延伸應(yīng)用]制造鋼制船閘門時,為防止鐵被腐蝕,常在鋼閘門表面安裝比鐵更活潑的金屬。鋅比鐵活潑,銅、銀沒有鐵活潑,故選A。17.(2022·廣東·中山市黃圃鎮(zhèn)中學(xué)一模)陳東同學(xué)家購買了新的水龍頭,從說明書上了解到該水龍頭是銅質(zhì)鍍鉻的,他想起在學(xué)習(xí)金屬性質(zhì)時用到的金屬活動順序中沒有鉻,為了了解鉻與常見金屬鋁、銅在金屬活動順序中的相對位置關(guān)系,陳東在老師的幫助下,從實(shí)驗(yàn)室中找到了實(shí)驗(yàn)所需的全部用品和同學(xué)進(jìn)行探究,請你一起參與他們的探究活動?!静殚嗁Y料】鉻(Cr)是銀白色、有光澤的金屬,在空氣中其表面會生成抗腐蝕性的致密氧化膜,鉻能與稀硫酸反應(yīng),生成藍(lán)色的硫酸亞鉻(CrSO4)溶液。請你寫出鉻與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式:____________。【提出問題】三種金屬在金屬活動性順序中的相對位置關(guān)系是怎樣的呢?【猜想】猜想Ⅰ:___________;猜想II:Al>Cr>Cu;猜想Ⅲ:A1>Cu>Cr【實(shí)驗(yàn)過程】實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象取大小相同的三種金屬片,用砂紙打磨光亮,分別放入質(zhì)量、溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)都相同的稀硫酸中CrAICu鉻片表面產(chǎn)生氣泡的速率緩慢,溶液變?yōu)開___色鋁片表面產(chǎn)生氣泡的速率較快無明顯現(xiàn)象【實(shí)驗(yàn)分析】(1)依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,可得出猜想_____________(填序號)正確。(2)用砂紙打磨金屬片的目的是____________。(3)寫出鋁與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式:_____________?!緦?shí)驗(yàn)反思】老師認(rèn)為只要選用三種藥品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)就可以得出三種金屬在金屬活動性順序中的相對位置關(guān)系,這三種藥品可以是__________(填序號,下同),或_____________。①CrSO4溶液
②CuSO4溶液
③A12(SO4)3溶液
④Cr
⑤Cu
⑥Al【答案】
Cr>A1>Cu
藍(lán)
II
除去金屬表面的氧化物
①⑤⑥
②③④【解析】查閱資料:鉻能與稀硫酸反應(yīng),生成硫酸亞鉻(CrSO4)和氫氣,化學(xué)方程式為:;提出問題:根據(jù)金屬活動性順序表可知,活動性Al>Cu,不確定Cr的活動性強(qiáng)弱,因此猜想Ⅰ是Cr>A1>Cu;實(shí)驗(yàn)過程:根據(jù)資料給中的信息,鉻能與稀硫酸反應(yīng),生成藍(lán)色的硫酸亞鉻溶液;實(shí)驗(yàn)分析:(1)鉻片表面產(chǎn)生氣泡的速率緩慢,鋁片表面產(chǎn)生氣泡的速率較快,銅片表面無現(xiàn)象,可得出,三種金屬的活動性強(qiáng)弱為Al>Cr>Cu,猜想II正確;(2)用砂紙打磨金屬片的目的是除去金屬表面的氧化物;(3)鋁與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁和氫氣,化學(xué)方程式為:;實(shí)驗(yàn)反思:要通過實(shí)驗(yàn)得出A1>Cr和Cr>Cu,從而得出A1>Cr>Cu;要驗(yàn)證A1>Cr,可選擇CrSO4溶液和Al或選擇A12(SO4)3溶液和Cr;要驗(yàn)證A1>Cu,可選擇CuSO4溶液和Al或A12(SO4)3溶液和Cu;若選用三種藥品進(jìn)行實(shí)驗(yàn),應(yīng)選擇①⑤⑥或②③④。18.(2022·廣東肇慶·一模)某興趣小組的同學(xué)對二氧化碳的制取和相關(guān)性質(zhì)進(jìn)行探究?!練怏w制取】(1)實(shí)驗(yàn)室用大理石與稀鹽酸制取二氧化碳的符號表達(dá)式為_______?!緦?shí)驗(yàn)探究】用實(shí)驗(yàn)證明碳酸型飲料(如汽水)中含有二氧化碳。興趣小組同用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn):打開汽水瓶蓋,立即塞上帶導(dǎo)管的橡皮塞,將導(dǎo)管另一端伸入裝有試劑的試管中,甲、乙兩位同學(xué)分別用不同的試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(2)甲同學(xué)在試管中加入少量澄清石灰水觀察到試管內(nèi)_______,由此得到結(jié)論:該汽水中含有二氧化碳。(3)乙同學(xué)在試管中加入少量紫色石蕊溶液,觀察到試管內(nèi)_______。乙同學(xué)認(rèn)為也能得到甲同學(xué)的結(jié)論?!驹u價反思】興趣小組的同學(xué)對甲、乙兩位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評價。(4)丙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)的方案比較合理,其試管中發(fā)生反應(yīng)的符號表達(dá)式為_______。(5)丁同學(xué)質(zhì)疑乙同學(xué)的方案不夠嚴(yán)密,認(rèn)為也可能是該汽水中的檸檬酸隨氣體進(jìn)入試管,而引起紫色石蕊溶液的變色。興趣小組的同學(xué)針對丁同學(xué)提出的質(zhì)疑進(jìn)行了如下探究:①查閱資料:檸檬酸為無色晶體,易溶于水和酒精;常溫穩(wěn)定,熔點(diǎn)153℃,熔化后沸騰前分解,分解溫度約為175℃;檸檬、柑橘等水果中含有檸檬酸。②乙同學(xué)在自己實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,未增加任何試劑,接著進(jìn)行了一步實(shí)驗(yàn)操作,該操作是___,可觀察到___,該反應(yīng)的符號表達(dá)式為__??梢源_認(rèn)不是因?yàn)闄幟仕岫鹱仙锶芤旱淖兩!敬鸢浮?/p>
澄清石灰水變渾濁
紫色石蕊溶液變紅
加熱試管
紅色溶液褪色變成紫色
【解析】[氣體制取]碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳,化學(xué)反應(yīng)符號表達(dá)式為:;[實(shí)驗(yàn)探究]飲料中含有二氧化碳進(jìn)入試管使澄清石灰水變渾濁,二氧化碳進(jìn)入試管和水反應(yīng)生成碳酸,碳酸使紫色石蕊溶液變紅;[評價反思]二氧化碳和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣和水,反應(yīng)符號表達(dá)式為:,檸檬酸的分解溫度為175℃,我們只要將試管中變紅的紫色石蕊溶液進(jìn)行加熱至沸騰,這時溫度沒到175℃檸檬酸不會分解,但沸騰時碳酸會分解生成二氧化碳?xì)怏w跑出,根據(jù)后面結(jié)論:不是因?yàn)闄幟仕岫鹱仙锶芤旱淖兩?,可知加熱試管后觀察到的現(xiàn)象是紅色溶液褪色變成紫色,碳酸分解生成二氧化碳和水,反應(yīng)符號表達(dá)式為:。命題6:探究有關(guān)反應(yīng)條件及影響因素19.(2022年四川省自貢市中考)某化學(xué)興趣小組將鎂條用砂紙打磨后按圖Ⅰ所示方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。A中緩慢產(chǎn)生氣泡,B、C中快速產(chǎn)生較多氣泡,且C中有白色不溶物產(chǎn)生。(1)圖Ⅰ實(shí)驗(yàn)中取用鎂條的儀器是_____(填“藥匙”或“鑷子”)。(2)同學(xué)們經(jīng)過討論獲知:水能解離出少量H+、OH﹣,且鎂與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Mg+2HCl═MgCl2+H2↑,則A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____。同學(xué)們接著對C中產(chǎn)生的白色不溶物的成分進(jìn)行了以下探究?!咎岢鰡栴}】C中產(chǎn)生的白色不溶物是什么呢?【查閱資料】①M(fèi)g(OH)2和MgCO3均為白色不溶物。②Mg(OH)2和MgCO3均可與鹽酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)。③Mg(OH)2和MgCO3加熱均易分解,分別生成兩種氧化物。④Mg(HCO3)2可溶于水,且不穩(wěn)定,易分解為MgCO3、H2O、CO2。⑤白色的無水硫酸銅遇水會變成藍(lán)色?!咎岢霾孪搿浚?)猜想一:白色不溶物是純凈的Mg(OH)2。猜想二:白色不溶物是純凈的_____。猜想三:白色不溶物是Mg(OH)2、MgCO3的混合物?!緦?shí)驗(yàn)驗(yàn)證】(4)取該白色不溶物加足量的稀鹽酸,發(fā)現(xiàn)不溶物全部溶解,并有氣體產(chǎn)生,則猜想_____不成立。再取干燥的該白色不溶物加熱分解,并將所產(chǎn)生的氣體通過無水硫酸銅,發(fā)現(xiàn)無水硫酸銅變藍(lán),由這兩個小實(shí)驗(yàn)得出猜想_____成立?!就卣固骄俊浚?)如圖Ⅱ,稱取干燥的該白色不溶物70.4克于熱分解裝置中,充分加熱至不再產(chǎn)生氣體,使分解產(chǎn)生的氣體依次通過裝置D、E,并使分解產(chǎn)生的氣體全部被裝置D、E吸收,實(shí)驗(yàn)后測得裝置D增重3.6克,裝置E增重30.8克,若該白色不溶物的組成用xMg(OH)2?yMgCO3表示,則x:y=_____。(6)裝置F的作用是_____?!敬鸢浮?1)鑷子(2)Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑(3)MgCO3(4)
一
三(5)2:7(6)防止空氣中二氧化碳和水加入D裝置,影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果【解析】(1)鎂條是塊狀固體,應(yīng)用鑷子取用;(2)由題干可知:水能解離出少量H+、OH-,則A中鎂與水反應(yīng)生成氫氧化鎂和氫氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑;(3)C中產(chǎn)生的白色不溶物是猜想一:白色不溶物是純凈的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:白色不溶物是純凈的MgCO3;(4)碳酸鎂與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂、水和二氧化碳,取該白色不溶物加足量的稀鹽酸,發(fā)現(xiàn)不溶物全部溶解,并有氣體產(chǎn)生,說明有碳酸鎂,則猜想一不成立;氫氧化鎂和碳酸鎂受熱分解生成兩種氧化物,則氫氧化鎂受熱分解生成氧化鎂和水,碳酸鎂受熱分解生成氧化鎂和二氧化碳,再取干燥的該白色不溶物加熱分解,并將所產(chǎn)生的氣體通過無水硫酸銅,發(fā)現(xiàn)無水硫酸銅變藍(lán),說明有水生成,則有氫氧化鎂,由這兩個小實(shí)驗(yàn)得出猜想三成立;(5)設(shè)碳酸鎂的質(zhì)量為x,氫氧化鎂的質(zhì)量為yx=58.8gy=11.6g則xMg(OH)2?yMgCO3中x:y==2:7;(6)裝置F中的生石灰與堿石灰的混合物的作用是防止空氣中二氧化碳和水加入D裝置,影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。20.(2022·廣東廣州·一模)水和溶液在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛。Ⅰ.硬水加熱時易產(chǎn)生水垢,很多工業(yè)用水需要對硬水進(jìn)行軟化處理。小組同學(xué)利用1.5%的肥皂水,對水的硬度、肥皂水的用量與產(chǎn)生泡沫量的關(guān)系進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究?!静殚嗁Y料】硬水含較多可溶性鈣、鎂化合物;軟水不含或含較少可溶性鈣、鎂化合物?!具M(jìn)行實(shí)驗(yàn)】向蒸餾水中加入CaCl2和MgC12的混合溶液,配制兩種不同硬度的硬水。用蒸餾水和兩種硬水完成三組實(shí)驗(yàn),記錄如下:組別第1組第2組第3組實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)序號①②③
④
⑤
⑥
⑦
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