2023中考化学最后冲刺压轴题专练07 实验探究题(原卷版+解析版)

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2023中考化学最后冲刺压轴题专练07 实验探究题(原卷版+解析版)

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压轴题07 实验探究题
初中化学实验探究性题不仅考查学生的基本实验技能,更考查学生对于科学方法的掌握以及实验探究题处理的过程,近年来此类题型已经成为中考命题的热点和亮点,其中主要包括创新类探究题、问题类探究题以及假设类探究题。出题套路及解题方法如下:
1.单一反应后物质成分的猜想
(1)已知反应:一定有生成物,可能有某一种过量的反应物
以A+B→C+D(沉淀/气体/水)为例,进行猜想:①恰好完全反应、②A过量、③B过量。排除不合理的猜想——A、B可以反应,不会在一猜想中出现。
(2)陌生反应:根据化学反应前后元素种类不变、反应现象及生成物信息(如状态、颜色、气味等)进行猜想。排除不合理的猜想:①猜想的物质含有反应物中未涉及的元素,②猜想与题目所给信息(如状态、颜色、气味等)不符合。
2.两个反应结束后再混合成分的猜想
第一步:分析混合前各试管中一定存在及可能存在的溶质。一定存在生成物,可能存在反应物。
第二步:根据混合后的现象分析发生的反应。确定混合前试管中物质成分。
第三步:分析最终的溶质成分。混合后容器中溶质成分为混合后反应的生成物,及可能过量的反应物。
3.借助破损标签上的信息排除不合理的猜想
(1)名称:排除不符合命名的药品(如标签上写“X化钠”,则一定不是碳酸钠、硫酸钠等)
(2)化学式:排除与化学式中元素符号、角标不符的物质。
(3)溶质质量分数:利用溶解度计算猜想物质饱和溶液的溶质质量分数,若小于标签上溶质质量分数,则猜想不符合。
(4)药品的物理特性:颜色、气味等,如含Fe3+的溶液为浅绿色等。
4.完善实验方案
实验操作、实验现象、实验结论三者之间的对应关系:
物质+试剂现象结论,故若方案中已给其中两项,则可推断出另外一项。
5.设计实验方案
(1)有关物质成分检验的实验方案设计:先分析所要检验的物质的化学性质,然后选择合适的检验试剂。
(2)有关影响因素,设计对照实验,对照实验中除要研究的因素外,其余因素均相同,后确定所要观察的实验现象或测量的数据,通过对比现象或数据总结该因素对实验的影响。
6.利用控制变量法分析数据
第一步:确定要研究的因素——一次只能分析一个因素。
第二步:确定对比实验组——对比某因素对实验结果的影响时,所选取的对比实验组中,除要研究的因素不同,其余因素均相同。
第三步:分析测量的对象
分析测量数据或实验现象与实验结果的关系。
第四步:结论表述——总结该因素对实验结果的影响
7.表格分析
(1)将数据转化为与物质有关的量
(2)明确导致数据变化的化学反应
(3)明确反应的终点
(4)具体分析数据
8.坐标图像
第一步:分析试题中设计的化学反应
第二步:观察曲线的特征
①明确横、纵坐标及曲线表达的意义
②分析坐标图中各段曲线对应的变化或反应
第三步:结合设问进行分析解答
9.数字化曲线
(1)压强曲线:密闭容器中,气体量越多、温度越高、压强越大。可根据恢复至室温后压强的变化,确定气体变化的量。
(2)pH曲线:可根据pH的变化确定发生反应的情况。
如中和反应中判断酸碱的滴加顺序、曲线上某点对应的溶质成分等。
(3)温度曲线:可根据曲线走势判断发生的反应放热还是吸热,如燃烧反应、酸碱中和反应、金属与酸的反应均为常见的放热反应,可根据最高温度,确定反应的终点。
10.实验方案的反思与评价可以从以下两个方面进行
(1)科学可行
①实验原理是否正确、可行
②实验方案及操作是否简单、科学
③实验现象是否明显,易于观察、记录
④实验结论是否能通过实验现象得出
(2)绿色化学
①原料是否无毒无害
②原料利用率及生成物的产率是否较高
③实验过程中是否对环境造成污染
④实验过程是否安全。实验设计尽量避免选用有毒药品和具有一定危险性的操作,若必须选用,应在设计方案中给出明确提示和预防措施,避免危险发生。
1.(2023·重庆九龙坡·重庆市育才中学校考二模)为验证金属的活动性顺序,我校化学兴趣小组的同学将打磨过的铝片放入15%的氯化铜溶液中,观察有红色固体生成,且铝片表面产生大量无色气泡,放出大量的热,一段时间后生成了一种白色不溶物。利用pH传感器监测实验过程中的相关数据(如图所示)。
(1)实验前打磨铝片的原因是_______。
(2)生成红色物质的化学方程式为_______。
(3)结合上图分析,铝和氯化铜溶液反应生成的无色气体是_______(填名称)。
【提出问题】白色沉淀的化学成分是什么?
【查阅资料】
①铝不溶于乙醇;
②AlCl3为无色透明晶体或白色而微带浅黄色的固体,易溶于水和乙醇;
③CuCl为白色固体,不溶于水、乙醇,溶于浓盐酸且溶液变为褐色。
【猜想假设】
猜想1:该白色不溶物可能是Al
猜想2:该白色不溶物可能是AlCl3
猜想3:该白色不溶物可能是CuCl
【实验方案】
(4)取白色不溶物分别进行如下实验:
实验编号 实验操作 实验现象 实验结论
Ⅰ 加入足量无水乙醇 固体不溶解 猜想2_______(填“成立”或“不成立”)
Ⅱ 加入适量浓盐酸 _______ 猜想1不成立,猜想3成立
【反思评价】
(5)白色不溶物是Cu与CuCl2溶液反应生成的,该反应的化学方程式为_______。
2.(2023·山东聊城·统考一模)某化学实验小组的同学在探究碱的性质时,将稀盐酸滴入氢氧化钠溶液中,意外地发现有气泡产生,核对标签确认没有拿错药品。由此小组同学们认定氢氧化钠溶液已经变质。
【提出问题】该氢氧化钠溶液中溶质的成分是什么?
(1)【猜想假设】
猜想一:Na2CO3;
猜想二:___________(用化学式表示)。
(2)【设计实验】为了验证上述猜想哪个正确
实验一:甲同学设计了如下方案:取少量变质后的溶液于试管中滴加几滴无色酚酞试液,观察到溶液变红,于是得出的结论该溶液中含有氢氧化钠。乙同学认为甲同学的实验方案不严谨,理由是___________。
实验二:乙同学另外设计实验方案并进行了探究,请你帮他完成下面的内容:
实验操作 实验现象 结论
步骤1:另取少量变质后的溶液于试管中,加入过量的CaCl2溶液,充分反应后过滤。 产生白色沉淀 猜想二成立
步骤2:取少量步骤1过滤后的滤液,向其中加入___________,振荡。 ___________
(3)【反思拓展】1.步骤1中加入过量CaCl2溶液的目的是___________。
2.将变质的氢氧化钠溶液转化为纯净的氢氧化钠溶液的化学方程式___________。
3.实验室中氢氧化钠要注意密封保存。
3.(2023·广东深圳·统考模拟预测)学习了碱的性质后,某实验小组的同学在实验室取用氢氧化钙时,意外发现了半瓶敞口久置的氢氧化钙粉末,他们决定对这瓶氢氧化钙粉末的成分进行实验探究。
【提出问题】这瓶氢氧化钙粉末是否已经变质?
【查阅资料】氢氧化钙微溶于水,能与二氧化碳反应而变质。
(1)写出氢氧化钙变质的化学方程式___________。
【猜想假设】该氢氧化钙的成分为:
(2)猜想一:氢氧化钙;
猜想二:___________(填化学式);
猜想三:氢氧化钙和碳酸钙。
【实验探究】同学们将少量样品研碎后,按如图所示过程进行实验:
(3)操作Ⅱ的名称是___________。
(4)试剂a最好选择___________(填“稀盐酸”或“稀硫酸”)。取滤渣B样品,滴加试剂a,观察到___________现象,说明滤渣B中一定含有碳酸钙。
(5)为进一步验证滤液C的成分,实验小组进行了后续实验。
实验操作 实验现象 实验结论
取适量滤液C于试管中,向其中滴入几滴___________,观察现象。 溶液变红色 猜想三成立
【反思评价】
(6)①氢氧化钙的水溶液pH___________7(填“大于”或“小于”或“等于”)。
②综合以上信息,氢氧化钙应___________保存。
4.(2023·四川内江·统考二模)某实验小组在探究碱的化学性质实验时,用到了氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液。
(1)甲同学不小心将这两种溶液混合在一起,结果产生白色沉淀的现象,说明氢氧化钠溶液变质了。写出变质时发生反应的化学方程式______。
(2)同学们对变质的氢氧化钠溶液中溶质的成分产生了兴趣,进行如下探究:
【提出问题】变质的氢氧化钠溶液中溶质的成分是什么?
【做出猜想】猜想一:Na2CO3
猜想二:______(写化学式)
【进行讨论】甲同学取少量待测液加入足量的稀盐酸,有气泡产生。认为猜想一成立。乙同学不同意甲同学的观点,理由是______。
【设计实验】请你验证猜想二成立,并完成实验报。
实验操作 实验现象 实验结论
①取一定量的待测液于试管中,加入______溶液。②充分反应后静置,取上层清液加入无色酚酞溶液 产生白色沉淀______ 猜想二成立
【反思评价】在实验室中,氢氧化钠应______保存。
5.(2023·宁夏银川·银川市第三中学校考二模)学习酸的性质是一项重要的内容,某化学兴趣小组以“探究硫酸的性质”为主题开展项目式学习。请回答下列问题。
【任务一】浓硫酸稀释过程中的能量变化。
图甲实验中,观察到用石蜡固定在铜片下的乒乓球脱落,此现象说明浓硫酸溶于水_______(填“放热”或“吸热”)。
【任务二】硫酸的浓度对硫酸化学性质的影响。图乙实验中,观察到很快变黑的是______(填“滤纸A”或“滤纸B”),由此可知硫酸的浓度不同,硫酸的腐蚀性不同。
【任务三】 稀硫酸的化学性质。
小组同学按图丙进行实验,分别将稀硫酸滴加到各试管中。
(1)试管1中发生反应的化学方程式为_______。
(2)试管2中可观察到的现象是______。
(3)该小组同学取16g NaOH溶液样品加入试管3中,将19.6%的稀硫酸逐滴加入样品中,边加边搅拌。利用数字化传感器测得试管3中溶液pH的变化图像如图X7-4丁所示,硫酸和氢氧化钠恰好完全反应的微观示意图如图戊所示。
①图丁中b点对应溶液中含有的溶质是_______(填化学式)。
②该反应的微观实质是_______。
③计算该氢氧化钠溶液中溶质质量分数_____。
(4)小组同学对试管3中反应后的溶质成分产生了兴趣,他们继续进行实验探究。
【提出问题】试管3中反应后的溶液中溶质成分是什么?
猜想一:可能是Na2SO4;猜想二:可能是Na2SO4、NaOH;猜想三:可能是Na2SO4、H2SO4
【实验与结论】甲同学为证明猜想三是否成立,向试管3中反应后的溶液中滴加BaCl2溶液,观察到有白色沉淀产生,他认为猜想三正确。但是乙同学认为有白色沉淀产生并不能证明猜想三成立,理由是_______(用化学方程式表示)。
【任务四】废液回收处理。
实验结束后在老师的指导下,同学们将四支试管中的液体倒入废液缸。检验废液时发现硫酸过量,为防止其污染环境,从实验成本的角度考虑,应向该废液中加入适量的_______(填物质名称),处理后再排放。
6.(2023·江苏宿迁·统考二模)碳酸钾是农家肥草木灰的主要成分,将它和化肥一起施用,会减少对环境的污染。为了帮助父母合理选择化肥,小明决定对碳酸钾的化学性质进行探究
【提供信息】钠原子和钾原子的结构示意图分别为:
(1)请画出上面方框内的原子结构示意图:______。
【实验与探究】
(2)小明参照Na2CO3的化学性质设计了如下实验:
实验I 实验Ⅱ 实验Ⅲ
实验步骤
实验现象 溶液变红色 左边试管中有气泡产生,澄清石灰水变浑浊 产生______。
实验结论 碳酸钾溶液显______性 产生气泡的化学方程式为______。 碳酸钾能与氢氧化钙溶液反应
【解释与结论】
(3)碳酸钾溶液能使指示剂变色,能与某些酸和______反应。
(4)碳酸钾与碳酸钠的化学性质相似。从微观角度分析,二者化学性质相似的原因是______且含有相同的。
(5)实验结束后。小明将三支试管中的所有物质倒入同一个洁净烧杯中,静置一段时间后,观察到烧杯底部有白色沉淀,上层为红色透明的溶液。得到的溶液除含有酚酞外,还一定含有______(填化学式)。
【拓展与应用】
(6)小明建议父母最好选择______(填字母序号)与草木灰混合施用。
A.NH4NO3 B.CO(NH2)2 C.NH4HCO3
7.(2023·海南海口·海口市灵山中学校考模拟预测)某兴趣小组利用氯化钠溶液、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液中的一种进行实验时,发现该试剂未盖瓶盖且标签破损(如图),于是决定对该瓶溶液进行实验探究:
【提出问题】这瓶溶液是什么溶液?
【查阅资料】碳酸钠溶液显碱性。
【实验推断】
(1)甲同学进行了①、②实验,请完善该实验的现象,结论及解释。
实验操作 实验现象 实验结论及解释
①取样品滴加无色酚酞试液 溶液呈红色 该溶液不可能是______溶液,理由是______
②另取样品滴加稀盐酸 有______产生 该溶液是碳酸钠溶液,反应的化学方程式为______
(2)乙同学认为甲同学实验②的结论不准确,理由是______。
小组同学讨论后一致认为还需要进行如下实验:
【继续探究】
(3)另取样品加入过量的 BaCl2溶液,反应的方程式为______;静置后,取上层清液,滴入酚酞试液,溶液呈红色。
【实验结论】
(4)该溶液的溶质有______;
【实验反思】
(5)为防止标签被腐蚀,倾倒液体应该注意的操作是______。
8.(2023·湖南常德·一模)小丽家里的下水道被毛发、食物残渣等杂物堵塞了,她爸爸买了一瓶管道通回来,经过短时间的浸泡使用,堵塞的下水道很快就疏通了。管道通是怎样使堵塞的下水道重新疏通呢?小丽产生了强烈的好奇,决定与化学兴趣小组的同学对管道通的成分及性质进行研究。
【查阅资料】
1、管道疏通剂的说明书,疏通剂的主要成分是NaOH固体与Al粉
2、NaOH溶液会与Al发生反应生成NaAlO2
【实验模拟】
(1)在实验室里,小丽取出了一些NaOH固体和Al粉混合后,放入盛有水的试管中,观察到反应刷烈,有大量气泡产生,且试管壁发烫。对于试管壁发烫的原因,学习小组的同学认为可能是______的原因,也可能是______的原因。
【猜想与假设】
产生的气泡可能是什么气体?同学们纷纷提出了自己的猜想:
(2)小李认为该气体是氧气;小张认为是氢气。你认为该气体可能是______。
【验证假设】
(3)丽设计了如图所示装置进行实验。该气体的收集方法叫______。
(4)小李拿一根带火星的小木条伸到集满气体的B试管中,观察到小木条______,证明他的假设不正确。而现在发现B试管中的气体能被点燃,产生淡蓝色的火焰,该实验现象证明了小张的猜想是正确的。经实验确定A试管中反应后只有NaAlO2一种溶质,写出A试管中反应的化学方程式:______。
【原理分析】
对于A1能与氢氧化钠溶液反应生成氢气的原因,大家进一步提出自己的猜想。
(5)小李认为,Al的金属活动性排在H之前,所以置换出NaOH中的“H”。但他的观点遭到大家的反对,因为______。
小丽猜想是A1的性质比较特殊的原因,经过网络查找,大家终于弄明白了疏通反应的原理,进一步丰富了自己的化学知识。
【交流反思】
(6)根据上述实验及NaOH的性质,请你提出一条保管或安全使用管道疏通剂的建议:______。
9.(2023·安徽池州·统考二模)皮蛋是我国特色食品之一,化学兴趣小组的同学以皮蛋为研究对象开展项目式学习。
【任务一】初识皮蛋
(1)皮蛋,又称松花蛋,具有中和胃酸、保护血管等功能。制作凉拌皮蛋时,一般放入适量的醋,主要目的是除去皮蛋中含有的______(填“酸”或“碱”)性物质。
【任务二】了解制作工艺
(2)制作配料:将纯碱、食盐、生石灰放入容器中,加水调制成糊状泥料,该过程中反应的化学方程式为______。(填一个即可)
腌制皮蛋:将泥料包裹生鸭蛋存放一段时间,即可制成皮蛋。
【任务三】探究泥料成分
(3)取少量泥料于烧杯中,加入足量水,充分搅拌,过滤,对滤液中的成分进行探究。小组同学讨论后,一致认为,滤液中溶质的成分一定含有氯化钠和氢氧化钠。
【提出问题】滤液中还可能含有哪些溶质?
【查阅资料】在碳酸钠溶液中滴加稀盐酸,先发生反应Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3,继续滴加稀盐酸,再发生反应NaHCO3+HCl=NaCI+H2O+CO2↑。
【作出猜想】猜想1:还含有Ca(OH)2。
猜想2:还含有______(写化学式)。
实验操作 实验现象 实验结论
实验1:取少量滤液于试管中,滴加______溶液 产生白色沉淀 猜想2正确
实验2:取少量滤液于试管中,滴加足量的稀盐酸 ______ 猜想2正确
实验3:取少量滤液于试管中,滴加几滴酚酞溶液 溶液变红 猜想1正确
【交流讨论】同学们认为,通过实验3不足以得出其结论,原因是______。
【得出结论】小组同学得出结论:猜想2正确
(4)小明也取少量滤液于试管中,滴加稀盐酸,却没有看到明显现象,小明对此深感疑惑。你认为可能的原因是______。
(5)如果猜想1是正确的,请你设计实验进行证明:
实验操作 实验现象 实验结论
______ 产生白色沉淀 猜想Ⅰ正确
(6)皮蛋胆固醇含量较高,有时也会含铅超标,你对能否食用有什么看法______。
10.(2023·福建泉州·统考二模)化学小组对某氯化钙除湿盒(如图)中的除湿剂进行探究。
【资料】①氯化钙具有强烈的吸水性,广泛用于家庭除湿防霉。
②常见的氯化钙产品主要有无水氯化钙(CaCl2)和氯化钙晶体(CaCl2 xH2O)。
③氯化钙晶体在受热条件发生如下反应:
④氯化钙晶体溶于水形成溶液,其溶质为氯化钙。
【活动一】探究除湿剂的吸湿过程和成分
称取 5.0 g 除湿剂样品和 5.0 g 无水氯化钙分别置于培养皿中,敞口放置于潮湿空气中,每隔 24 小时测一次样品质量,数据如下表。
测量次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
除湿剂样品/g 5.0 6.5 8.8 10.2 10.9 11.5 12.1 12.4 12.61 12.61
无水氯化钙/g 5.0 8.8 11.8 13.2 14.3 15.2 16.0 16.51 16.71 16.71
分析上表数据,回答问题:
(1)第 3 次测量时,发现 2 种样品均已全部溶解,此时样品______(填“有”或“没有”)吸水性。
(2)当氯化钙溶液溶质质量分数为______(列计算式)时,开始不具有吸水性。
(3)除湿剂中氯化钙产品不是纯净无水氯化钙,其判断依据是______。
【活动二】测定除湿剂 CaCl2 xH2O 中的 x 值
某同学设计实验方案并测得样品质量随温度的变化情况如下图所示。
(4)其实验方案:称量一定质量的样品,______,经计算求得 x。
(5)根据资料,称量样品时应注意______。
【活动三】除湿剂使用后的处理方法
(6)从循环利用的角度考虑,除湿盒使用后集水区内氯化钙溶液的处理方法是______。
11.(2023·吉林白城·统考二模)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,说明废液显碱性。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?
【作出猜想】
(3)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_________。
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】
(4)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。
12.(2023·江西宜春·校考模拟预测)某化学兴趣小组的同学在学习盐的化学性质时,向CuSO4溶液中加入一定量的NaHCO3溶液,观察到产生大量气泡和绿色固体,溶液慢慢变成无色,过滤、洗涤,得到绿色固体和无色溶液,他们继续进行了如下探究:
(1)将产生的气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊,说明该气体是______。
绿色固体和无色溶液的成分分别是什么?
【查阅资料】常见绿色固体有碱式碳酸铜【Cu2(OH)2CO3】和碱式硫酸铜【Cu2(OH)2SO4】,都不溶于水,都能与酸反应。Na2SO4受热不分解。
(2)Ⅰ、探究绿色固体的成分。
【作出猜想】绿色固体的成分可能是:
猜想1:碱式碳酸铜【Cu2(OH)2CO3】
猜想2:碱式硫酸铜【Cu2(OH)2SO4】
猜想3:碱式碳酸铜【Cu2(OH)2CO3】和碱式硫酸铜【Cu2(OH)2SO4】
【设计实验】
实验步骤 实验现象 实验结论
①取样,加入足量的______ ______ 含碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]
②将步骤①所得溶液振荡后滴加______溶液 ______ 不含碱式硫酸铜[Cu2(OH)2SO4]
【得出结论】猜想1正确。
(3)Ⅱ、探究无色溶液中溶质的成分。
【作出猜想】无色溶液中溶质的成分可能是:
猜想1:NaHCO3 猜想2:Na2SO4 猜想3:NaHCO3和Na2SO4
【进行实验】兴趣小组的同学取一定量的无色溶液蒸发结晶、干燥得到白色固体,取8.4g该白色固体充分加热到质量不再减小,测得剩余固体的质量______5.3g(填“大于”“等于”或“小于”),说明猜想3正确,写出加热白色固体时发生反应的化学方程式:______。
13.(2023·海南省直辖县级单位·统考一模)某化学学习小组的同学围绕“澄清石灰水与碳酸钠溶液的反应”展开了如下探究活动。
(1)反应后溶液中的溶质是什么?同学们经充分讨论后作出了三种猜想:
①氢氧化钠和氢氧化钙;
②氢氧化钠和碳酸钠;
③______。
(2)小军取少量溶液于试管中,滴加过量稀盐酸,发现无气泡产生,说明猜想______(填序号)是不可能的。
(3)为了进一步确定溶液的成分,同学们设计了如下实验方案:
实验步骤 现象 结论
______ ______ 猜想①正确
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压轴题07 实验探究题
初中化学实验探究性题不仅考查学生的基本实验技能,更考查学生对于科学方法的掌握以及实验探究题处理的过程,近年来此类题型已经成为中考命题的热点和亮点,其中主要包括创新类探究题、问题类探究题以及假设类探究题。出题套路及解题方法如下:
1.单一反应后物质成分的猜想
(1)已知反应:一定有生成物,可能有某一种过量的反应物
以A+B→C+D(沉淀/气体/水)为例,进行猜想:①恰好完全反应、②A过量、③B过量。排除不合理的猜想——A、B可以反应,不会在一猜想中出现。
(2)陌生反应:根据化学反应前后元素种类不变、反应现象及生成物信息(如状态、颜色、气味等)进行猜想。排除不合理的猜想:①猜想的物质含有反应物中未涉及的元素,②猜想与题目所给信息(如状态、颜色、气味等)不符合。
2.两个反应结束后再混合成分的猜想
第一步:分析混合前各试管中一定存在及可能存在的溶质。一定存在生成物,可能存在反应物。
第二步:根据混合后的现象分析发生的反应。确定混合前试管中物质成分。
第三步:分析最终的溶质成分。混合后容器中溶质成分为混合后反应的生成物,及可能过量的反应物。
3.借助破损标签上的信息排除不合理的猜想
(1)名称:排除不符合命名的药品(如标签上写“X化钠”,则一定不是碳酸钠、硫酸钠等)
(2)化学式:排除与化学式中元素符号、角标不符的物质。
(3)溶质质量分数:利用溶解度计算猜想物质饱和溶液的溶质质量分数,若小于标签上溶质质量分数,则猜想不符合。
(4)药品的物理特性:颜色、气味等,如含Fe3+的溶液为浅绿色等。
4.完善实验方案
实验操作、实验现象、实验结论三者之间的对应关系:
物质+试剂现象结论,故若方案中已给其中两项,则可推断出另外一项。
5.设计实验方案
(1)有关物质成分检验的实验方案设计:先分析所要检验的物质的化学性质,然后选择合适的检验试剂。
(2)有关影响因素,设计对照实验,对照实验中除要研究的因素外,其余因素均相同,后确定所要观察的实验现象或测量的数据,通过对比现象或数据总结该因素对实验的影响。
6.利用控制变量法分析数据
第一步:确定要研究的因素——一次只能分析一个因素。
第二步:确定对比实验组——对比某因素对实验结果的影响时,所选取的对比实验组中,除要研究的因素不同,其余因素均相同。
第三步:分析测量的对象
分析测量数据或实验现象与实验结果的关系。
第四步:结论表述——总结该因素对实验结果的影响
7.表格分析
(1)将数据转化为与物质有关的量
(2)明确导致数据变化的化学反应
(3)明确反应的终点
(4)具体分析数据
8.坐标图像
第一步:分析试题中设计的化学反应
第二步:观察曲线的特征
①明确横、纵坐标及曲线表达的意义
②分析坐标图中各段曲线对应的变化或反应
第三步:结合设问进行分析解答
9.数字化曲线
(1)压强曲线:密闭容器中,气体量越多、温度越高、压强越大。可根据恢复至室温后压强的变化,确定气体变化的量。
(2)pH曲线:可根据pH的变化确定发生反应的情况。
如中和反应中判断酸碱的滴加顺序、曲线上某点对应的溶质成分等。
(3)温度曲线:可根据曲线走势判断发生的反应放热还是吸热,如燃烧反应、酸碱中和反应、金属与酸的反应均为常见的放热反应,可根据最高温度,确定反应的终点。
10.实验方案的反思与评价可以从以下两个方面进行
(1)科学可行
①实验原理是否正确、可行
②实验方案及操作是否简单、科学
③实验现象是否明显,易于观察、记录
④实验结论是否能通过实验现象得出
(2)绿色化学
①原料是否无毒无害
②原料利用率及生成物的产率是否较高
③实验过程中是否对环境造成污染
④实验过程是否安全。实验设计尽量避免选用有毒药品和具有一定危险性的操作,若必须选用,应在设计方案中给出明确提示和预防措施,避免危险发生。
1.(2023·重庆九龙坡·重庆市育才中学校考二模)为验证金属的活动性顺序,我校化学兴趣小组的同学将打磨过的铝片放入15%的氯化铜溶液中,观察有红色固体生成,且铝片表面产生大量无色气泡,放出大量的热,一段时间后生成了一种白色不溶物。利用pH传感器监测实验过程中的相关数据(如图所示)。
(1)实验前打磨铝片的原因是_______。
(2)生成红色物质的化学方程式为_______。
(3)结合上图分析,铝和氯化铜溶液反应生成的无色气体是_______(填名称)。
【提出问题】白色沉淀的化学成分是什么?
【查阅资料】
①铝不溶于乙醇;
②AlCl3为无色透明晶体或白色而微带浅黄色的固体,易溶于水和乙醇;
③CuCl为白色固体,不溶于水、乙醇,溶于浓盐酸且溶液变为褐色。
【猜想假设】
猜想1:该白色不溶物可能是Al
猜想2:该白色不溶物可能是AlCl3
猜想3:该白色不溶物可能是CuCl
【实验方案】
(4)取白色不溶物分别进行如下实验:
实验编号 实验操作 实验现象 实验结论
Ⅰ 加入足量无水乙醇 固体不溶解 猜想2_______(填“成立”或“不成立”)
Ⅱ 加入适量浓盐酸 _______ 猜想1不成立,猜想3成立
【反思评价】
(5)白色不溶物是Cu与CuCl2溶液反应生成的,该反应的化学方程式为_______。
【答案】(1)去除铝片表面的氧化铝
(2)
(3)氢气
(4) 不成立 固体溶解、溶液为褐色
(5)
【详解】(1)铝在空气中易被空气中氧气氧化,在表明生成一层氧化铝膜,故需要对铝片打磨,以去除铝片表面的氧化铝,避免其对实验形成干扰;
(2)铝与氯化铜溶液反应生成氯化铝和铜,化学方程式为;
(3)结合上图分析可知溶液显酸性,铝和氯化铜溶液反应生成的无色气体是铝和酸反应生成的氢气;
(4)Ⅰ、查阅资料中提到“AlCl3为无色透明晶体或白色而微带浅黄色的固体,易溶于水和乙醇”,而现象是固体不溶解,故结论2不成立;
Ⅱ、结论是:猜想1不成立,猜想3成立,而查阅资料中提到“CuCl为白色固体,不溶于水、乙醇,溶于浓盐酸且溶液变为褐色”,故现象是固体溶解、溶液为褐色;
(5)铜与氯化铜反应生成氯化亚铜,化学方程式为。
2.(2023·山东聊城·统考一模)某化学实验小组的同学在探究碱的性质时,将稀盐酸滴入氢氧化钠溶液中,意外地发现有气泡产生,核对标签确认没有拿错药品。由此小组同学们认定氢氧化钠溶液已经变质。
【提出问题】该氢氧化钠溶液中溶质的成分是什么?
(1)【猜想假设】
猜想一:Na2CO3;
猜想二:___________(用化学式表示)。
(2)【设计实验】为了验证上述猜想哪个正确
实验一:甲同学设计了如下方案:取少量变质后的溶液于试管中滴加几滴无色酚酞试液,观察到溶液变红,于是得出的结论该溶液中含有氢氧化钠。乙同学认为甲同学的实验方案不严谨,理由是___________。
实验二:乙同学另外设计实验方案并进行了探究,请你帮他完成下面的内容:
实验操作 实验现象 结论
步骤1:另取少量变质后的溶液于试管中,加入过量的CaCl2溶液,充分反应后过滤。 产生白色沉淀 猜想二成立
步骤2:取少量步骤1过滤后的滤液,向其中加入___________,振荡。 ___________
(3)【反思拓展】1.步骤1中加入过量CaCl2溶液的目的是___________。
2.将变质的氢氧化钠溶液转化为纯净的氢氧化钠溶液的化学方程式___________。
3.实验室中氢氧化钠要注意密封保存。
【答案】(1)Na2CO3、NaOH/NaOH、Na2CO3
(2) 碳酸钠溶液显碱性,也能使无色酚酞试液变红 无色酚酞试液(合理即可) 溶液变为红色
(3) 使溶液中的Na2CO3完全反应 (合理即可)
【详解】(1)氢氧化钠与空气中二氧化碳反应生成碳酸钠和水,完全变质是碳酸钠,部分变质是氢氧化钠(NaOH)和碳酸钠(Na2CO3)的混合物;猜想二:Na2CO3、NaOH;
(2)实验一:
乙同学认为甲同学的实验方案不严谨,理由是碳酸钠溶液显碱性,也能使无色酚酞试液变红;
碳酸钠、氢氧化钠都显碱性,碳酸钠对氢氧化钠的检验会产生干扰,因此在检验碳酸钠溶液中是否存在氢氧化钠时,应先用足量的中性溶液(如可溶性的钡盐、钙盐)检验碳酸钠存在,并完全除去碳酸钠,再检验氢氧化钠的存在。
猜想二成立,说明溶液中存在氢氧化钠和碳酸钠,根据实验可知,步骤1是检验碳酸钠并完全除去碳酸钠,步骤2是检验氢氧化钠,氢氧化钠溶液显碱性,能使酚酞试试液变红色,因此该实验步骤2可以是:取少量步骤1过滤后的滤液,向其中加入无色酚酞试液,振荡;产生实验现象是溶液变为红色;
(3)1.根据第小题中分析可知,步骤1中加入过量CaCl2溶液的目的是使溶液中的Na2CO3完全反应,避免对氢氧化钠的检验产生干扰;
2.氢氧化钙与碳酸钠反应生成氢氧化钠和碳酸钙,将变质的氢氧化钠溶液转化为纯净的氢氧化钠溶液的化学方程式为:。
3.(2023·广东深圳·统考模拟预测)学习了碱的性质后,某实验小组的同学在实验室取用氢氧化钙时,意外发现了半瓶敞口久置的氢氧化钙粉末,他们决定对这瓶氢氧化钙粉末的成分进行实验探究。
【提出问题】这瓶氢氧化钙粉末是否已经变质?
【查阅资料】氢氧化钙微溶于水,能与二氧化碳反应而变质。
(1)写出氢氧化钙变质的化学方程式___________。
【猜想假设】该氢氧化钙的成分为:
(2)猜想一:氢氧化钙;
猜想二:___________(填化学式);
猜想三:氢氧化钙和碳酸钙。
【实验探究】同学们将少量样品研碎后,按如图所示过程进行实验:
(3)操作Ⅱ的名称是___________。
(4)试剂a最好选择___________(填“稀盐酸”或“稀硫酸”)。取滤渣B样品,滴加试剂a,观察到___________现象,说明滤渣B中一定含有碳酸钙。
(5)为进一步验证滤液C的成分,实验小组进行了后续实验。
实验操作 实验现象 实验结论
取适量滤液C于试管中,向其中滴入几滴___________,观察现象。 溶液变红色 猜想三成立
【反思评价】
(6)①氢氧化钙的水溶液pH___________7(填“大于”或“小于”或“等于”)。
②综合以上信息,氢氧化钙应___________保存。
【答案】(1)
(2)CaCO3
(3)过滤
(4) 稀盐酸 产生气泡
(5)无色酚酞溶液
(6) 大于 密封
【详解】(1)氢氧化钙变质是氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,该反应方程式为;
(2)猜想一:氢氧化钙没有变质,则成分为氢氧化钙;
猜想二:氢氧化钙完全变质为碳酸钙,则成分为碳酸钙,化学式为CaCO3;
猜想三:氢氧化钙部分变质,则成分为氢氧化钙和碳酸钙;
(3)操作Ⅱ为分离固体和液体的操作,即为过滤操作;
(4)取少量样品加水溶解,得到混合物A,然后过滤,得到滤渣B和滤液C,根据结论说明滤渣B中一定含有碳酸钙,则碳酸钙与稀硫酸反应会生成微溶于水的硫酸钙,覆盖在碳酸钙表面,阻止反应的进一步进行,所以试剂a最好选择稀盐酸,碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,故取滤渣B样品,滴加试剂a,观察到产生气泡现象,说明滤渣B中一定含有碳酸钙;
(5)根据结论猜想三成立,说明成分为氢氧化钙和碳酸钙,上述实验已经验证含有碳酸钙,该步骤验证滤液C中含有氢氧化钙,所以取适量滤液C于试管中,向其中滴入几滴无色酚酞溶液,观察到溶液变红色,说明滤液C中含有氢氧化钙,即可验证猜想三成立;
(6)①氢氧化钙显碱性,氢氧化钙的水溶液pH大于7;
②由于氢氧化钙易与空气中和的二氧化碳反应生成碳酸钙和水,所以氢氧化钙应密封保持。
4.(2023·四川内江·统考二模)某实验小组在探究碱的化学性质实验时,用到了氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液。
(1)甲同学不小心将这两种溶液混合在一起,结果产生白色沉淀的现象,说明氢氧化钠溶液变质了。写出变质时发生反应的化学方程式______。
(2)同学们对变质的氢氧化钠溶液中溶质的成分产生了兴趣,进行如下探究:
【提出问题】变质的氢氧化钠溶液中溶质的成分是什么?
【做出猜想】猜想一:Na2CO3
猜想二:______(写化学式)
【进行讨论】甲同学取少量待测液加入足量的稀盐酸,有气泡产生。认为猜想一成立。乙同学不同意甲同学的观点,理由是______。
【设计实验】请你验证猜想二成立,并完成实验报。
实验操作 实验现象 实验结论
①取一定量的待测液于试管中,加入______溶液。②充分反应后静置,取上层清液加入无色酚酞溶液 产生白色沉淀______ 猜想二成立
【反思评价】在实验室中,氢氧化钠应______保存。
【答案】(1)2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
(2) Na2CO3和NaOH 猜想二中也含有碳酸钠,加入足量的盐酸也能产生气泡 足量(或过量)的氯化钙(氯化钡或硝酸钙等可溶性钙盐或钡盐) 无色酚酞溶液变红 密封
【详解】(1)氢氧化钠与空气中的二氧化碳发生反应而变质,同时生成碳酸钠的同时还生成了水,反应的化学方程式表示为2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。
(2)[做出猜想]氢氧化钠溶液可能全部变质也可能部分变质,如果全部变质,溶质为Na2CO3,如果部分变质,溶质为Na2CO3和NaOH,结合猜想一,猜想二为Na2CO3和NaOH;
[进行讨论]只要溶液中含有碳酸钠,加入足量的稀盐酸一定会有气泡产生,故不能根据产生气泡的现象判断猜想一是否正确。
[设计实验]由于碳酸钠和氢氧化钠均呈碱性,故要先检验碳酸钠的存在,同时要将碳酸钠除去,然后通过滴加无色酚酞来检验氢氧化钠的存在,方法是:取一定量的待测液于试管中,加入过量的氯化钙(或足量的氯化钙;过量或足量的氯化钡,过量或足量的硝酸钙等可溶性钙盐或钡盐),产生白色沉淀,证明含有碳酸钠;充分反应后静置,取上层清液加入无色酚酞溶液,无色酚酞溶液变红,证明含有氢氧化钠,那么猜想二正确。
[反思评价]根据在上分析可知,在实验室中,氢氧化钠应密封保存,否则易发生变质。
5.(2023·宁夏银川·银川市第三中学校考二模)学习酸的性质是一项重要的内容,某化学兴趣小组以“探究硫酸的性质”为主题开展项目式学习。请回答下列问题。
【任务一】浓硫酸稀释过程中的能量变化。
图甲实验中,观察到用石蜡固定在铜片下的乒乓球脱落,此现象说明浓硫酸溶于水_______(填“放热”或“吸热”)。
【任务二】硫酸的浓度对硫酸化学性质的影响。图乙实验中,观察到很快变黑的是______(填“滤纸A”或“滤纸B”),由此可知硫酸的浓度不同,硫酸的腐蚀性不同。
【任务三】 稀硫酸的化学性质。
小组同学按图丙进行实验,分别将稀硫酸滴加到各试管中。
(1)试管1中发生反应的化学方程式为_______。
(2)试管2中可观察到的现象是______。
(3)该小组同学取16g NaOH溶液样品加入试管3中,将19.6%的稀硫酸逐滴加入样品中,边加边搅拌。利用数字化传感器测得试管3中溶液pH的变化图像如图X7-4丁所示,硫酸和氢氧化钠恰好完全反应的微观示意图如图戊所示。
①图丁中b点对应溶液中含有的溶质是_______(填化学式)。
②该反应的微观实质是_______。
③计算该氢氧化钠溶液中溶质质量分数_____。
(4)小组同学对试管3中反应后的溶质成分产生了兴趣,他们继续进行实验探究。
【提出问题】试管3中反应后的溶液中溶质成分是什么?
猜想一:可能是Na2SO4;猜想二:可能是Na2SO4、NaOH;猜想三:可能是Na2SO4、H2SO4
【实验与结论】甲同学为证明猜想三是否成立,向试管3中反应后的溶液中滴加BaCl2溶液,观察到有白色沉淀产生,他认为猜想三正确。但是乙同学认为有白色沉淀产生并不能证明猜想三成立,理由是_______(用化学方程式表示)。
【任务四】废液回收处理。
实验结束后在老师的指导下,同学们将四支试管中的液体倒入废液缸。检验废液时发现硫酸过量,为防止其污染环境,从实验成本的角度考虑,应向该废液中加入适量的_______(填物质名称),处理后再排放。
【答案】 放热 滤纸B
固体逐渐消失,溶液由无色变为黄色 Na2SO4、NaOH 氢离子和氢氧根离子结合生成水分子 25% 氢氧化钙
【详解】任务一:用石蜡固定在铜片下的乒乓球脱落,说明石蜡熔化了,此现象说明浓硫酸溶于水放热;
任务二:稀硫酸没有脱水性,浓硫酸有脱水性,所以图乙实验中,观察到很快变黑的是滤纸B;
任务三:
(1)试管1中发生锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,反应的化学方程式为:;
(2)试管2中氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水,可观察到的现象是固体逐渐消失,溶液由无色变为黄色;
(3)①氢氧化钠和硫酸反应生成硫酸钠和水,图丁中b点的pH>7,显碱性,说明氢氧化钠未完全反应,则b点对应溶液中含有的溶质是Na2SO4、NaOH;
②从图戊可看出,钠离子和硫酸根离子在反应前后没有发生改变,该反应的微观实质是氢离子和氢氧根离子结合生成水分子;
③图丁中,c点时溶液pH=7,溶液显中性,此时氢氧化钠和硫酸恰好完全反应,消耗稀硫酸的质量为25g,设氢氧化钠的溶质质量分数为x,
x=25%
则该氢氧化钠溶液中溶质质量分数为25%;
(4)氯化钡和硫酸钠反应也会生成硫酸钡白色沉淀和氯化钠,化学方程式为:,所以有白色沉淀产生并不能证明猜想三成立;
任务四:处理废水中的硫酸,可以加入碱性物质,如常见的氢氧化钙、氢氧化钠等和硫酸反应。氢氧化钙价格较低,可以使用氢氧化钙处理后再排放。
6.(2023·江苏宿迁·统考二模)碳酸钾是农家肥草木灰的主要成分,将它和化肥一起施用,会减少对环境的污染。为了帮助父母合理选择化肥,小明决定对碳酸钾的化学性质进行探究
【提供信息】钠原子和钾原子的结构示意图分别为:
(1)请画出上面方框内的原子结构示意图:______。
【实验与探究】
(2)小明参照Na2CO3的化学性质设计了如下实验:
实验I 实验Ⅱ 实验Ⅲ
实验步骤
实验现象 溶液变红色 左边试管中有气泡产生,澄清石灰水变浑浊 产生______。
实验结论 碳酸钾溶液显______性 产生气泡的化学方程式为______。 碳酸钾能与氢氧化钙溶液反应
【解释与结论】
(3)碳酸钾溶液能使指示剂变色,能与某些酸和______反应。
(4)碳酸钾与碳酸钠的化学性质相似。从微观角度分析,二者化学性质相似的原因是______且含有相同的。
(5)实验结束后。小明将三支试管中的所有物质倒入同一个洁净烧杯中,静置一段时间后,观察到烧杯底部有白色沉淀,上层为红色透明的溶液。得到的溶液除含有酚酞外,还一定含有______(填化学式)。
【拓展与应用】
(6)小明建议父母最好选择______(填字母序号)与草木灰混合施用。
A.NH4NO3 B.CO(NH2)2 C.NH4HCO3
【答案】(1)
(2) 白色沉淀 碱
(3)碱
(4)钾原子和钠原子的最外层电子数相同
(5)KCl
(6)B
【详解】(1)钠元素在元素周期表中排第11位,原子序数=质子数=核外电子数=核电荷数,钠原子结构示意图中圆圈内为+11,核外电子层数为3层,第1层排2个电子,第2层排8个电子,第3层排1个电子,原子结构示意图如图:;
(2)碳酸钾和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钾,故可观察到产生白色沉淀;碳酸钾溶液使无色酚酞试剂变红,说明碳酸钾溶液显碱性;盐酸和碳酸钾反应生成的气体使澄清的石灰水变浑浊,说明气体是二氧化碳。同时生成氯化钾和水,化学反应方程式为:;
(3)实验Ⅰ碳酸钾可使无色酚酞试剂变红,实验Ⅱ碳酸钾可以和盐酸反应,盐酸属于酸,故碳酸钾可和某些酸反应,实验Ⅲ碳酸钾和氢氧化钙反应,氢氧化钙属于碱,故碳酸钾可和某些碱反应;
(4)碳酸钾和碳酸钠中都含有碳酸根离子,钾原子和钠原子的最外层电子数相同,构成它们的金属阳离子都是由原子失去最外层唯一的1个电子变成的,故碳酸钾与碳酸钠的化学性质相似;
(5)试验Ⅰ中的溶质为碳酸钾,实验Ⅱ中盐酸和碳酸钾反应生成氯化钾、二氧化碳和水,则实验Ⅱ的所得溶液中一定含有氯化钾,可能含有盐酸或碳酸钾中的一种,实验Ⅲ氢氧化钙和碳酸钾反应生成氢氧化钾和碳酸钙沉淀,则实验Ⅲ所得溶液中一定含有氢氧化钾,可能含有氢氧化钙或碳酸钾;将三种溶液混合,静置一段时间后,观察到烧杯底部有白色沉淀,上层为红色透明的溶液,说明盐酸全部反应,溶液显碱性,若实验Ⅱ溶液中盐酸过量,则混合溶液中不确定含氢氧化钙、氢氧化钾,碳酸钾;若实验Ⅲ中氢氧化钙过量,溶液显碱性,则混合溶液中一定不含盐酸和碳酸钾;故一定含有的溶质为氯化钾,氢氧化钾和碳酸钾至少存在一种;
(6)草木灰的主要成分是碳酸钾,碳酸钾显碱性,铵态氮肥不能跟碱性肥料混合使用,其原因是碱性的肥料跟铵态氮肥混合使用后,会产生氨气,氨气易挥发,会降低肥效,硝酸铵、碳酸氢铵均为铵态氮肥,都不能与草木灰混合使用,尿素不与碳酸钾反应,则可以一起使用;
故选B。
7.(2023·海南海口·海口市灵山中学校考模拟预测)某兴趣小组利用氯化钠溶液、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液中的一种进行实验时,发现该试剂未盖瓶盖且标签破损(如图),于是决定对该瓶溶液进行实验探究:
【提出问题】这瓶溶液是什么溶液?
【查阅资料】碳酸钠溶液显碱性。
【实验推断】
(1)甲同学进行了①、②实验,请完善该实验的现象,结论及解释。
实验操作 实验现象 实验结论及解释
①取样品滴加无色酚酞试液 溶液呈红色 该溶液不可能是______溶液,理由是______
②另取样品滴加稀盐酸 有______产生 该溶液是碳酸钠溶液,反应的化学方程式为______
(2)乙同学认为甲同学实验②的结论不准确,理由是______。
小组同学讨论后一致认为还需要进行如下实验:
【继续探究】
(3)另取样品加入过量的 BaCl2溶液,反应的方程式为______;静置后,取上层清液,滴入酚酞试液,溶液呈红色。
【实验结论】
(4)该溶液的溶质有______;
【实验反思】
(5)为防止标签被腐蚀,倾倒液体应该注意的操作是______。
【答案】(1) 氯化钠或NaCl 氯化钠溶液显中性,不能使酚酞试液变色 气泡 Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
(2)未盖瓶盖的氢氧化钠溶液能和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠
(3)BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl
(4)碳酸钠和氢氧化钠
(5)让标签朝向手心,试剂瓶口紧挨容器口,使液体缓缓流入容器中
【详解】(1)①取样品滴加无色酚酞试液,溶液呈红色,该溶液不可能是氯化钠溶液,理由是氯化钠溶液显中性,不能使酚酞试液变色;
②实验结论是碳酸钠溶液,碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,因此另取样品滴加稀盐酸,产生气泡,该溶液是碳酸钠溶液,反应的化学方程式为Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑;
故填:氯化钠或NaCl;氯化钠溶液显中性,不能使酚酞试液变色;气泡;Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑;
(2)乙同学认为甲同学实验②的结论不准确,理由是未盖瓶盖的氢氧化钠溶液能和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠,因此该原溶液也可能是氢氧化钠溶液,变质后生成了碳酸钠,故填:未盖瓶盖的氢氧化钠溶液能和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠;
(3)另取样品加入过量的BaCl2溶液,碳酸钠和氯化钡反应生成了碳酸钡白色沉淀和氯化钠,反应的化学方程式为BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl,故填:BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl;
(4)另取样品加入过量的BaCl2溶液,观察到的现象是有白色沉淀产生,说明溶液中含有碳酸钠,静置后,取上层清液,滴入酚酞试液,溶液呈红色,说明溶液中含有氢氧化钠,因此该溶液的溶质有碳酸钠和氢氧化钠,故填:碳酸钠和氢氧化钠;
(5)为防止标签被腐蚀,倾倒液体应该注意的操作是:让标签朝向手心,试剂瓶口紧挨容器口,使液体缓缓流入容器中,故填:让标签朝向手心,试剂瓶口紧挨容器口,使液体缓缓流入容器中。
8.(2023·湖南常德·一模)小丽家里的下水道被毛发、食物残渣等杂物堵塞了,她爸爸买了一瓶管道通回来,经过短时间的浸泡使用,堵塞的下水道很快就疏通了。管道通是怎样使堵塞的下水道重新疏通呢?小丽产生了强烈的好奇,决定与化学兴趣小组的同学对管道通的成分及性质进行研究。
【查阅资料】
1、管道疏通剂的说明书,疏通剂的主要成分是NaOH固体与Al粉
2、NaOH溶液会与Al发生反应生成NaAlO2
【实验模拟】
(1)在实验室里,小丽取出了一些NaOH固体和Al粉混合后,放入盛有水的试管中,观察到反应刷烈,有大量气泡产生,且试管壁发烫。对于试管壁发烫的原因,学习小组的同学认为可能是______的原因,也可能是______的原因。
【猜想与假设】
产生的气泡可能是什么气体?同学们纷纷提出了自己的猜想:
(2)小李认为该气体是氧气;小张认为是氢气。你认为该气体可能是______。
【验证假设】
(3)丽设计了如图所示装置进行实验。该气体的收集方法叫______。
(4)小李拿一根带火星的小木条伸到集满气体的B试管中,观察到小木条______,证明他的假设不正确。而现在发现B试管中的气体能被点燃,产生淡蓝色的火焰,该实验现象证明了小张的猜想是正确的。经实验确定A试管中反应后只有NaAlO2一种溶质,写出A试管中反应的化学方程式:______。
【原理分析】
对于A1能与氢氧化钠溶液反应生成氢气的原因,大家进一步提出自己的猜想。
(5)小李认为,Al的金属活动性排在H之前,所以置换出NaOH中的“H”。但他的观点遭到大家的反对,因为______。
小丽猜想是A1的性质比较特殊的原因,经过网络查找,大家终于弄明白了疏通反应的原理,进一步丰富了自己的化学知识。
【交流反思】
(6)根据上述实验及NaOH的性质,请你提出一条保管或安全使用管道疏通剂的建议:______。
【答案】(1) 氢氧化钠固体溶解放热 反应放热
(2)氢气和氧气的混合气体
(3)排水法
(4) 不复燃
(5)氢氧化钠属于碱,活泼金属置换的为酸中的氢
(6)密封、防潮
【详解】(1)氢氧化钠固体溶解放热,溶液温度会升高,则试管壁发烫,可能为氢氧化钠溶解引起的,且将铝和氢氧化钠放入水中,有大量气泡产生,则试管壁发烫,也可能是由于反应引起的。
(2)根据元素守恒,反应物中含有氢、氧元素,再结合其它猜想,则该气体可能还可能为氢气和氧气的混合物。
(3)由图可知,试管中含有水,则该方法为排水法收集。
(4)氧气能使带火星的小木条复燃,小李的猜想不正确,则说明小木条没有复燃;
由于NaA1O2中钠、氧原子个数比为1:2,而NaOH中钠、氧原子个数比为1:1,则说明反应物还有水,则铝、氢氧化钠和水反应生成NaA1O2和氢气,反应的化学方程式为。
(5)在金属活动性顺序中,位于氢前的金属能置换出盐酸或稀硫酸中的氢,而氢氧化钠属于碱,则小李的观点不正确。
(6)管道疏通剂中含有氢氧化钠,而氢氧化钠能与空气中的二氧化碳反应而变质,则应密封保存。
9.(2023·安徽池州·统考二模)皮蛋是我国特色食品之一,化学兴趣小组的同学以皮蛋为研究对象开展项目式学习。
【任务一】初识皮蛋
(1)皮蛋,又称松花蛋,具有中和胃酸、保护血管等功能。制作凉拌皮蛋时,一般放入适量的醋,主要目的是除去皮蛋中含有的______(填“酸”或“碱”)性物质。
【任务二】了解制作工艺
(2)制作配料:将纯碱、食盐、生石灰放入容器中,加水调制成糊状泥料,该过程中反应的化学方程式为______。(填一个即可)
腌制皮蛋:将泥料包裹生鸭蛋存放一段时间,即可制成皮蛋。
【任务三】探究泥料成分
(3)取少量泥料于烧杯中,加入足量水,充分搅拌,过滤,对滤液中的成分进行探究。小组同学讨论后,一致认为,滤液中溶质的成分一定含有氯化钠和氢氧化钠。
【提出问题】滤液中还可能含有哪些溶质?
【查阅资料】在碳酸钠溶液中滴加稀盐酸,先发生反应Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3,继续滴加稀盐酸,再发生反应NaHCO3+HCl=NaCI+H2O+CO2↑。
【作出猜想】猜想1:还含有Ca(OH)2。
猜想2:还含有______(写化学式)。
实验操作 实验现象 实验结论
实验1:取少量滤液于试管中,滴加______溶液 产生白色沉淀 猜想2正确
实验2:取少量滤液于试管中,滴加足量的稀盐酸 ______ 猜想2正确
实验3:取少量滤液于试管中,滴加几滴酚酞溶液 溶液变红 猜想1正确
【交流讨论】同学们认为,通过实验3不足以得出其结论,原因是______。
【得出结论】小组同学得出结论:猜想2正确
(4)小明也取少量滤液于试管中,滴加稀盐酸,却没有看到明显现象,小明对此深感疑惑。你认为可能的原因是______。
(5)如果猜想1是正确的,请你设计实验进行证明:
实验操作 实验现象 实验结论
______ 产生白色沉淀 猜想Ⅰ正确
(6)皮蛋胆固醇含量较高,有时也会含铅超标,你对能否食用有什么看法______。
【答案】(1)碱
(2)Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH 或CaO+H2O=Ca(OH)2
(3) Na2CO3; BaCl2 或CaCl2(合理即可) 有气泡产生 Na2CO3溶液也显碱性
(4)碳酸钠和少量盐酸会生成碳酸氢钠,无气泡产生(合理即可)
(5)取少量滤液于试管中,通入二氧化碳
(6)少量食用(合理即可)
【详解】(1)皮蛋能够中和胃酸,说明皮蛋中含碱性物质,则凉拌皮蛋时,一般放入适量的醋,主要目的是除去皮蛋中含有的碱性物质。
(2)纯碱是碳酸钠俗称,生石灰是氧化钙俗称,过程中反应为:氧化钙和水生成氢氧化钙,氢氧化钙和碳酸钠生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,化学方程式为:CaO+H2O=Ca(OH)2、Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH。
(3)作出猜想:由以上分析知,氢氧化钙和碳酸钠反应,可能氢氧化钙过量,也可能碳酸钠过量,故猜想2:还含有Na2CO3。
实验1:猜想2正确,即还含有碳酸钠,则碳酸钠和BaCl2 或CaCl2 等生成白色沉淀。
实验2:猜想2正确,即还含有碳酸钠,则取少量滤液于试管中,滴加足量的稀盐酸,碳酸钠和稀盐酸生成二氧化碳气体,有气泡产生。
实验3取少量滤液于试管中,滴加几滴酚酞溶液,氢氧化钙、碳酸钠溶液均显碱性,使酚酞溶液变红,不能得出猜想1正确。
(4)小明也取少量滤液于试管中,滴加稀盐酸,却没有看到明显现象,根据资料知,可能是碳酸钠和少量盐酸会生成碳酸氢钠,无气泡产生。
(5)猜想1正确,即还含有氢氧化钙,则实验为取少量滤液于试管中,通入二氧化碳,氢氧化钙和二氧化碳生成碳酸钙沉淀,产生白色沉淀。
(6)皮蛋胆固醇含量较高,有时也会含铅超标,故应少量食用,避免重金属中毒。
10.(2023·福建泉州·统考二模)化学小组对某氯化钙除湿盒(如图)中的除湿剂进行探究。
【资料】①氯化钙具有强烈的吸水性,广泛用于家庭除湿防霉。
②常见的氯化钙产品主要有无水氯化钙(CaCl2)和氯化钙晶体(CaCl2 xH2O)。
③氯化钙晶体在受热条件发生如下反应:
④氯化钙晶体溶于水形成溶液,其溶质为氯化钙。
【活动一】探究除湿剂的吸湿过程和成分
称取 5.0 g 除湿剂样品和 5.0 g 无水氯化钙分别置于培养皿中,敞口放置于潮湿空气中,每隔 24 小时测一次样品质量,数据如下表。
测量次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
除湿剂样品/g 5.0 6.5 8.8 10.2 10.9 11.5 12.1 12.4 12.61 12.61
无水氯化钙/g 5.0 8.8 11.8 13.2 14.3 15.2 16.0 16.51 16.71 16.71
分析上表数据,回答问题:
(1)第 3 次测量时,发现 2 种样品均已全部溶解,此时样品______(填“有”或“没有”)吸水性。
(2)当氯化钙溶液溶质质量分数为______(列计算式)时,开始不具有吸水性。
(3)除湿剂中氯化钙产品不是纯净无水氯化钙,其判断依据是______。
【活动二】测定除湿剂 CaCl2 xH2O 中的 x 值
某同学设计实验方案并测得样品质量随温度的变化情况如下图所示。
(4)其实验方案:称量一定质量的样品,______,经计算求得 x。
(5)根据资料,称量样品时应注意______。
【活动三】除湿剂使用后的处理方法
(6)从循环利用的角度考虑,除湿盒使用后集水区内氯化钙溶液的处理方法是______。
【答案】(1)有
(2)
(3)相同质量的情况下,无水氯化钙吸收水的质量大于除湿剂样品吸收水的质量
(4)加热至质量不再改变,称量剩余固体的质量
(5)避免长时间暴露在空气中
(6)晒干再利用(或其他合理答案)
【详解】(1)第 3 次测量时,发现 2 种样品均已全部溶解,此时样品有吸水性,因为第4次及后面几次测量中样品质量都增加了,证明样品全部溶解后仍然有吸水性。
(2)由上表数据可知,第9、10次测量数据不变,证明溶液不再具有吸水性,此时氯化钙溶液溶质质量分数为。
(3)由上表数据可知,除湿剂样品和无水氯化钙相同质量的情况下,无水氯化钙吸收水的质量大于除湿剂样品吸收水的质量,说明除湿剂中氯化钙产品不是纯净无水氯化钙,还存在其他物质吸水。
(4)称量一定质量的样品,加热至质量不再改变,称量剩余固体的质量,减少的质量即为水的质量,再结合方程式相关的计算,可以求得 x。
(5)根据资料可知,氯化钙具有强烈的吸水性,所以称量样品时应注意避免长时间暴露在空气中,避免影响实验结果。
(6)除湿盒使用后集水区内氯化钙溶液晒干再利用,可以实现循环利用,节约资源。
11.(2023·吉林白城·统考二模)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,说明废液显碱性。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?
【作出猜想】
(3)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_________。
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】
(4)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】(1) NaOH+HCl=NaCl+H2O 小气球逐渐变大
(2)Ca(OH)2
(3) 碳酸钠/Na2CO3 一
(4)四
【详解】(1)氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水,反应的化学方程式为。
氢氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,装置中的气体减少,压强减小,则小气球会变大。
(2)碳酸钠能与石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,而乙中含有碳酸钠,则说明丙溶液中含有氢氧化钙,化学式为Ca(OH)2。
(3)由于乙中氢氧化钠过量,则乙中一定含有氢氧化钠、碳酸钠,而丙中一定含有氢氧化钠和氢氧化钙,又由于碳酸钠能与氢氧化钙反应,则溶液中一定含有氢氧化钠,可能含有氢氧化钙或碳酸钠中的一种,再结合其它猜想,则猜想四可能为氢氧化钠和碳酸钠;
又由于溶液中肯定含有氢氧化钠,则猜想一不合理。
(4)碳酸钠能与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀,且氢氧化钠能使酚酞变红色,则说明猜想四成立。
12.(2023·江西宜春·校考模拟预测)某化学兴趣小组的同学在学习盐的化学性质时,向CuSO4溶液中加入一定量的NaHCO3溶液,观察到产生大量气泡和绿色固体,溶液慢慢变成无色,过滤、洗涤,得到绿色固体和无色溶液,他们继续进行了如下探究:
(1)将产生的气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊,说明该气体是______。
绿色固体和无色溶液的成分分别是什么?
【查阅资料】常见绿色固体有碱式碳酸铜【Cu2(OH)2CO3】和碱式硫酸铜【Cu2(OH)2SO4】,都不溶于水,都能与酸反应。Na2SO4受热不分解。
(2)Ⅰ、探究绿色固体的成分。
【作出猜想】绿色固体的成分可能是:
猜想1:碱式碳酸铜【Cu2(OH)2CO3】
猜想2:碱式硫酸铜【Cu2(OH)2SO4】
猜想3:碱式碳酸铜【Cu2(OH)2CO3】和碱式硫酸铜【Cu2(OH)2SO4】
【设计实验】
实验步骤 实验现象 实验结论
①取样,加入足量的______ ______ 含碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]
②将步骤①所得溶液振荡后滴加______溶液 ______ 不含碱式硫酸铜[Cu2(OH)2SO4]
【得出结论】猜想1正确。
(3)Ⅱ、探究无色溶液中溶质的成分。
【作出猜想】无色溶液中溶质的成分可能是:
猜想1:NaHCO3 猜想2:Na2SO4 猜想3:NaHCO3和Na2SO4
【进行实验】兴趣小组的同学取一定量的无色溶液蒸发结晶、干燥得到白色固体,取8.4g该白色固体充分加热到质量不再减小,测得剩余固体的质量______5.3g(填“大于”“等于”或“小于”),说明猜想3正确,写出加热白色固体时发生反应的化学方程式:______。
【答案】(1)二氧化碳/CO2
(2) 稀盐酸/HCl 有气泡产生 BaCl2/氯化钡 无白色沉淀生成
(3) 大于
【详解】(1)二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,将产生的气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊,说明该气体是二氧化碳;故填:二氧化碳或CO2;
(2)探究绿色固体的成分时,主要是确定和是否存在;先加足量稀盐酸或稀硝酸,检验并除去,碳酸根与稀盐酸或稀硝酸会反应生成二氧化碳,反应有气泡生成;再加BaCl2溶液或Ba(NO3)2溶液,反应无白色沉淀生成,说明无;故填:盐酸或HCl;有气泡产生;BaCl2溶液##氯化钡溶液;无白色沉淀生成;
(3)假设8.4g固体全部是NaHCO3,碳酸氢钠加热生成碳酸钠水和二氧化碳,设完全反应时生成碳酸钠的质量为x
即碳酸氢钠完全分解得到Na2CO3固体的质量是5.3g;假设8.4g固体全部是Na2SO4, Na2SO4受热不分解,所得固体质量是8.4g,所以当最后固体的质量在5.3g到8.4g之间,则说明猜想3正确;故填:大于;。
13.(2023·海南省直辖县级单位·统考一模)某化学学习小组的同学围绕“澄清石灰水与碳酸钠溶液的反应”展开了如下探究活动。
(1)反应后溶液中的溶质是什么?同学们经充分讨论后作出了三种猜想:
①氢氧化钠和氢氧化钙;
②氢氧化钠和碳酸钠;
③______。
(2)小军取少量溶液于试管中,滴加过量稀盐酸,发现无气泡产生,说明猜想______(填序号)是不可能的。
(3)为了进一步确定溶液的成分,同学们设计了如下实验方案:
实验步骤 现象 结论
______ ______ 猜想①正确
【答案】(1)氢氧化钠/NaOH
(2)②
(3) 取适量反应后的溶液于试管中,通入二氧化碳气体(或其他合理答案) 出现白色沉淀
【详解】(1)石灰水中的氢氧化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,若恰好反应,则反应后溶液中的溶质只有氢氧化钠。
(2)碳酸钠能与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,由于无气泡产生,则说明没有碳酸钠,则猜想②不正确。
(3)氢氧化钙能与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀,则取适量反应后的溶液于试管中,通入二氧化碳气体,若有白色沉淀生成,则说明溶液中还有氢氧化钙,即猜想①正确。
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