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第十五讲:酸和碱
(一)酸的物理性质
(1)酸的组成: H + 酸根 离子。
(2)常见酸的物理性质
①盐酸
浓盐酸的物理性质: 无色 液体,是 氯化氢 气体的水溶液。打开盛浓盐酸的试剂瓶,会挥发出有 刺激性 气味的气体,在瓶口有 白雾 形成,因此浓盐酸具有 挥发 性。
②硫酸
浓硫酸的特性:具有 吸水 性(常用作 干燥剂 )、 脱水 性(蔗糖的碳化现象,是化学性质),溶于水时放出大量的热 。一般初中探究的都是稀硫酸的化学性质,所以将浓硫酸稀释:稀释浓硫酸时,一定要使 浓硫酸 沿器壁慢慢注入 水 中,并用 玻璃棒 不断搅拌(如图)。
【典例1.1】(2023辽宁真题)浓盐酸敞口时能闻到刺激性气味,说明浓盐酸具有( )
A. 挥发性 B. 腐蚀性 C. 吸水性 D. 酸性
【答案】A
【解析】氯化氢气体具有刺激性气味,浓盐酸敞口时能闻到刺激性气味,说明浓盐酸具有挥发性 。故选:A。
【对点训练1.1】(2022 丽水)物质结构决定性质,性质决定用途,现象反映本质。如图是小科构建的硫酸部分知识网络,其中“—”表示相连物质能发生化学反应。
(1)石蕊试液在H2SO4溶液中显红色,该溶液中能使石蕊试液变红的离子是 氢离子 。
(2)在实验室中常用浓硫酸做干燥剂,这是利用它的 吸水性 。
【解答】解:(1)石蕊试液在H2SO4溶液中显红色,该溶液中能使石蕊试液变红的离子是氢离子。
(2)在实验室中常用浓硫酸做干燥剂,这是利用它的吸水性。
故答案为:(1)氢离子;
(2)吸水性。
(二)酸的化学性质(酸的通性)
化学性质 稀盐酸 稀硫酸 现象
与酸碱指示剂反应 使紫色石蕊溶液 变红 ,无色酚酞溶液不变色
酸+活泼金属 →盐+氢气 2Al + 6HCl ══2AlCl +3H ↑Fe + 2HCl ══FeCl2+H ↑ 2Al+ 3H SO ═Al (SO ) +3H ↑Fe + H SO ══FeSO +H ↑ 有气泡产生,(与铁反应)溶液由无色变为 浅绿色
酸+金属氧化物→盐+水 稀盐酸除铁锈:Fe O +6HCl══2FeCl +3H O 稀硫酸除铁锈:Fe O +3H SO ═Fe (SO ) +3H O 溶液由无色变为 黄色
酸+碱→盐+水 2HCl+Cu(OH) ══CuCl +2H O H SO +Cu(OH) ══CuSO +2H O 反应现象不明显,(通常会在碱中先加入无色酚酞,然后滴加酸时,红色逐渐变为无色)
酸+盐→ 新酸+新盐 实验室制取CO :CaCO +2HCl══CaCl +H O+CO ↑ Na2CO +H SO ══Na SO +H O+CO ↑ 有气泡产生
具有相似化学性质的原因 酸在水溶液中电离出的阳离子都是氢离子(H )
【典例1.2】(2023湖北宜昌真题)为了证明中和反应是否发生,小文同学做了下图四个实验,不能达到实验目的的是( )
A. 甲实验中,溶液仍为无色 B. 乙实验中,溶液由无色变为红色
C. 丙实验中,溶液由红色变为无色 D. 丁实验中,溶液由红色变为无色
【答案】B
【解析】A、氢氧化钠溶液为碱性,能使酚酞变红,加入氢氧化钠溶液后溶液仍为无色,说明氢氧化钠消失了,可说明氢氧化钠和盐酸发生了反应。故正确。
B、氢氧化钠溶液为碱性,能使酚酞变红,加入氢氧化钠溶液后溶液由无色变为红色,无法说明有反应物消失,也无法证明有新物质生成,固不正确;
C、氢氧化钠溶液使酚酞变红,滴入稀盐酸,氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水,红色溶液变为无色,说明氢氧化钠不存在了,和盐酸反应了,故正确。
D、氢氧化钠溶液使酚酞变红,向烧杯中倒入稀盐酸,氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水,红色溶液变为无色,酚酞在酸性和中性溶液中都是无色,即使盐酸过量,溶液是无色的,证明了氢氧化钠消失了,和盐酸反应了,故正确。
故选B。
【对点训练1.2】(2023四川眉山真题)将一块已生锈的铁片放入质量分数为7.3%的稀盐酸中充分反应,测得生成的H2的质量与稀盐酸的质量关系如图所示(假设铁片除有外不含其他杂质)。下列说法错误的是( )
A. 配制200g质量分数为7.3%的稀盐酸需要质量分数为36.5%的浓盐酸40g
B. 刚开始加稀盐酸时发生反应的化学方程式为
C. 加入12g稀盐酸时,溶液中的溶质为FeCl2和FeCl3
D. m=0.2
【答案】C
【解析】A、配制200g质量分数为7.3%的稀盐酸需要质量分数为36.5%的浓盐酸=,说法正确;
B、刚开始加稀盐酸时是氧化铁和稀盐酸反应生成氯化铁和水,化学方程式为:,说法正确;
C、铁锈的主要成分是氧化铁,氧化铁和稀盐酸反应生成氯化铁,加入12g稀盐酸时,不产生氢气,所以只发生氧化铁和稀盐酸的反应,溶液中溶质只有氯化铁,说法错误;
D、生成氢气需要的稀盐酸溶液质量为112g-12g=100g,所以稀盐酸中氢元素质量即为生成的氢气质量,,说法正确。
故选C。
【拓展1.2】(2022山东烟台)某化学兴趣小组为探究盐酸的化学性质,进行了如下实验(所加稀盐酸均过量)。
(1)试管A中观察到紫色石蕊试液变 色。
(2)试管B中观察到溶液由无色逐渐变成黄色,是因为反应生成了 (填化学式),一段时间后有气泡产生,写出产生气泡的化学方程式 。
(3)试管C中发生反应的化学方程式是 。
(4)试管D中加稀盐酸至过量,始终没有明显现象。请你设计实验方案证明试管D中的NaOH与HCl发生了反应, (写出操作及其现象)。
【答案】(1)红色;
(2)FeCl3;Fe+2HCl=FeCl2+H2↑;
(3)Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑;
(4)向氢氧化钠溶液中滴入几滴酚酞试液,再逐滴加入稀盐酸;溶液由红色变为无色。
【解答】解:(1)由于酸能使紫色的石蕊试液变成红色,所以试管A中观察到紫色石蕊试液变红色。
(2)铁锈的主要成分是氧化铁,氧化铁与稀盐酸反应生成氯化铁和水,所以试管B中观察到溶液由无色逐渐变成黄色,是因为反应生成了FeCl3,一段时间后有气泡产生,是由于铁锈反应完了,铁与稀盐酸反应生成了氯化亚铁和氢气,所以产生气泡的化学方程式是:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑。
(3)试管C中发生的反应是碳酸钠与稀盐酸反应生成了氯化钠、水和二氧化碳,化学方程式是:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑。
(4)由于氢氧化钠能使酚酞试液变成红色,试管D中加稀盐酸至过量,始终没有明显现象。所以设计实验方案证明试管D中的NaOH与HCl发生了反应方案是:向氢氧化钠溶液中滴入几滴酚酞试液,再逐滴加入稀盐酸;溶液由红色变为无色。
(三)稀盐酸和稀硫酸的鉴别
稀盐酸加入 硝酸银 和 稀硝酸 的混合液,出现 白色沉淀 的现象;
原理是: AgNO3+HCl══AgCl↓+HNO3 。
稀硫酸加入 氯化钡 和 稀硝酸 的混合液,出现 白色沉淀 的现象;
原理是: H SO +BaCl ══BaSO4↓+2HCl 。
注意:上述鉴别本质上是和的鉴别,所以上述方法也可以用于鉴别盐酸盐和硫酸盐
(四)酸的用途
盐酸的用途:重要的化工产品。用于金属表面 除锈 、制造药物、胃酸的主要成分(促进 消化 )、实验室常用于制取 二氧化碳 气体。
硫酸的用途:重要的化工原料。用于生产化肥、农药、火药、染料,冶炼金属,精炼石油和金属除锈、浓硫酸用作某些气体的干燥剂( NH3 除外)。
(一)碱的物理性质
(1)碱的组成: 金属阳离子 (或 )+ OH 。
(2)常见碱的物理性质
①氢氧化钠(NaOH)
俗称:火碱 、烧碱 、苛性钠。
物理性质:白色块状固体,极易溶于水,溶于水时 放出 大量的热,易潮解 。
②氢氧化钙[Ca(OH) ]
俗称:熟石灰 、消石灰 。
物理性质:白色粉末状物质,微溶于水,溶解度随温度的升高逐渐减小 。
制取:利用 生石灰 与 水 反应,CaO+H2O══Ca(OH) (反应过程中放出大量的热)
(二)碱的化学性质
氢氧化钠 氢氧化钙
与酸碱指示剂反应 使紫色石蕊溶液变蓝,使无色酚酞溶液变红
碱+某些非金属氧化物 →盐+水 。 2NaOH+CO ══Na CO +H O(通常用于 吸收 CO2) Ca(OH) +CO ══CaCO ↓+H O(通常用于 检验 CO2)
酸+碱→盐+水 。 H SO +2NaOH══Na SO +2H O 2HCl+Ca(OH) ══CaCl +2H O
碱+盐→ 新碱+新盐 CuSO +2NaOH══Na SO +Cu(OH) ↓ Ca(OH) +CuSO ══Cu(OH) ↓+CaSO
具有相似化学性质的原因 碱在水溶液中电离出的阴离子都是 氢氧根离子(OH )
【典例2.1】(2023 温州)向氯化铁溶液中滴入几滴氢氧化钠溶液,可观察到的现象是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:氯化铁与氢氧化钠反应生成氢氧化铁红褐色沉淀和氯化钠,由于氯化铁过量,所以现象为:上层为黄色溶液,下层为红褐色沉淀。
故选:A。
【对点训练2.1】(2023 金华)在以下探究氢氧化钙溶液性质的实验中,还需借助酸碱指示剂证明化学反应发生的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:A、氢氧化钙溶液和硫酸铁反应生成氢氧化铁红褐色沉淀和硫酸钙,现象明显,不需借助酸碱指示剂就能判断出反应发生,故选项错误。
B、氢氧化钙溶液和氯化铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和氯化钙,现象明显,不需借助酸碱指示剂就能判断出反应发生,故选项错误。
C、氢氧化钙溶液和稀盐酸反应生成氯化钙和水,反应无明显现象,需要借助指示剂才能判断出反应发生,故选项正确。
D、氢氧化钙溶液和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,溶液变浑浊,现象明显,不需借助酸碱指示剂就能判断出反应发生,故选项错误。
故选:C。
【拓展2.1】(2022新疆)归纳总结是学习化学的重要方法,小明同学用思维导图的形式总结了NaOH的四条化学性质如图甲(即NaOH与四类物质能够发生化学反应)。请回答:
(1)反应①中若把酚酞溶液滴加到氢氧化钠溶液中,观察到的现象是_______。
(2)写出一个符合反应②的化学方程式_______;小红同学将某稀酸溶液逐滴滴入一定量的稀氢氧化钠溶液中,用温度传感器对反应过程中溶液的温度进行实时测定,得到的曲线如图乙,根据图像可以得出该反应是_______(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)反应③可以选用的盐是_______,你选择的依据是_______。
A.NaNO3 B.CuSO4 C.NH4NO3 D.KNO3
(4)二氧化碳和一氧化碳都是非金属氧化物,二氧化碳能和氢氧化钠反应,一氧化碳却不能,造成此性质差异的微观原因是_______。
【答案】(1)溶液变红色
(2)(答案不唯一,合理即可);放热
(3)BC(或CB) ;它们能与氢氧化钠反应生成水、气体或沉淀
(4)分子构成不同
【解析】(1)氢氧化钠能使酚酞溶液变红,则若把酚酞溶液滴加到氢氧化钠溶液中,观察到的现象是溶液变红色。
(2)反应②是氢氧化钠与酸的反应,若酸是盐酸,氢氧化钠能与盐酸反应生成氯化钠和水,反应的化学方程式为;由图可知,随着酸的加入,溶液的温度是先升高后降低,则该反应是放热反应。
(3)A、NaNO3与氢氧化钠相互交换成分后没有沉淀或水或气体生成,不能反应;
B、CuSO4能与氢氧化钠相互交换成分后没有沉淀生成,能反应;
C、NH4NO3 能与氢氧化钠相互交换成分后有气体生成,能反应;
D、KNO3不能与氢氧化钠相互交换成分后没有沉淀或水或气体生成,不能反应;
则反应③中可以选用的盐是BC,因为它们与氢氧化钠反应能生成沉淀或水或气体,符合复分解的条件。
(4)一氧化碳与二氧化碳虽然组成元素相同,但性质不同,是因为它们的分子构成不同。
(三)碱的用途
氢氧化钠的用途:重要的化工原料。广泛应用于肥皂、石油、造纸、纺织和印染工业。
氢氧化钙的用途:建筑业上常用熟石灰作建筑材料;工业上把它作为原料来制造漂白粉、氢氧化钠;农业上用它来降低土壤酸性 ,改良土壤结构等。
(四)变质问题
氢氧化钠放在空气中时,会吸收空气中的二氧化碳发生变质
检验氢氧化钠是否变质
检验氢氧化钠变质程度
【典例2.2】(2022江苏连云港)为探究一瓶久置的NaOH溶液样品是否变质,进行如下实验:
实验一:取少量样品于试管中,滴加1~2滴酚酞溶液,溶液显红色。
实验二:取少量样品于试管中,加入适量稀硫酸,有气泡放出。
实验三:取少量样品于试管中,加入足量的BaCl2溶液,有白色沉淀生成。过滤,向滤液中滴加1~2滴酚酞溶液,溶液显红色。
下列结论正确的是( )
A. 实验一说明NaOH溶液没有变质 B. 实验二说明NaOH溶液全部变质
C. 实验三中生成的沉淀为Ba(OH)2 D. 实验三说明NaOH溶液部分变质
【答案】D
【解析】实验一说明溶液呈碱性;实验二有气泡产生说明氢氧化钠溶液已变质,溶质中含有碳酸钠;实验三加入足量的BaCl2溶液,有白色沉淀生成,该沉淀为氯化钡和碳酸钠生成的碳酸钡沉淀,且加入足量的BaCl2溶液,已将溶液中的碳酸钠完全反应,过滤沉淀后,向滤液中滴加1~2滴酚酞溶液,溶液显红色,说明溶液中还含有氢氧化钠,故氢氧化钠溶液已部分变质。
故选D。
【对点训练2.2】(2022 湖州)小越在做“碱和盐的性质”实验时,将氢氧化钠溶液加入到氯化钙溶液中,观察到有白色沉淀产生。白色沉淀是怎么产生的呢?小陈认为,是氢氧化钠溶液变质产生的碳酸钠与氯化钙溶液反应,生成了碳酸钙沉淀。小越猜想:除了这种可能性外,还可能是氢氧化钠与氯化钙交换成分,生成氢氧化钙和氯化钠,由于氢氧化钙溶解度较小,从溶液中析出,产生白色沉淀。
为了检验小越的猜想,小陈设计了如下实验:
取小越实验所用的氢氧化钠溶液,加入过量的氯化钡溶液,静置后取上层液体加入氯化钙溶液,产生了白色沉淀。取该白色沉淀少许,加水后沉淀溶解,再向其中通入二氧化碳气体,观察到产生白色沉淀。
(1)久置的氢氧化钠溶液变质的原因是 CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O (用化学方程式表示)。
(2)小陈在氢氧化钠溶液中加入过量的氯化钡溶液的目的是 排除碳酸钠的干扰 。
(3)小越的猜想经检验是 正确 (选填“正确”或“错误”)的。
【解答】解:(1)久置的氢氧化钠溶液变质,是因为氢氧化钠能与空气的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,反应的化学方程式为CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O。
(2)小陈认为,是氢氧化钠溶液变质产生的碳酸钠与氯化钙溶液反应,生成了碳酸钙沉淀,小陈在氢氧化钠溶液中加入过量的氯化钡溶液的目的是排除碳酸钠的干扰。
(3)取小越实验所用的氢氧化钠溶液,加入过量的氯化钡溶液,静置后取上层液体加入氯化钙溶液,产生了白色沉淀。取该白色沉淀少许,加水后沉淀溶解,说明沉淀不是碳酸钙,再向其中通入二氧化碳气体,观察到产生白色沉淀,说明沉淀是氢氧化钙,则小越的猜想经检验是正确的。
故答案为:
(1)CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O;
(2)排除碳酸钠的干扰;
(3)正确。
1.溶液酸碱性的强弱表示法——pH
(1)酸碱性与pH、酸碱指示剂的关系
溶液酸碱性 pH(常温下) 石蕊 酚酞
酸性 <7 红色 无色
中 性 =7 紫色 无色
碱性 >7 蓝色 红色
(2)溶液pH的测定
测定方法:用洁净的玻璃棒蘸取少许待测液,滴在 pH 试纸上,显色后与标准比色卡对照,读出溶液的pH 。(如图)
注意:
酸碱指示剂只能判断酸碱性,广泛的pH试纸可以大致比较酸碱性的强弱。
pH试纸使用不能湿润,不然会导致待测液稀释,测定的酸性偏大,碱性偏小,中性不变。
2.溶液的酸碱性与 pH 的关系
原溶液 溶质 溶液pH 加水稀释
酸性溶液 酸 或 某些盐(如氯化铵) pH<7 pH 变大,但不会等于或大于7
中性溶液 某些盐(如氯化钠) pH=7 pH不变
碱性溶液 碱 或 某些盐(如碳酸钠) pH>7 pH 变小,但不会等于或小于7
【典例3.1】(2022 台州)先秦时期,人们就知道在水中加入草木灰(含有K2CO3)来提高洗涤衣物的效果。下列物质与K2CO3溶液一样呈碱性的是( )
A.稀硫酸 B.食醋 C.蒸馏水 D.碳酸钠溶液
【解答】解:A、稀硫酸的pH小于7,显酸性,故选项错误。
B、食醋的的pH小于7,显酸性,故选项错误。
C、蒸馏水的的pH等于7,显中性,故选项错误。
D、碳酸钠溶液的pH大于7,显碱性,故选项正确。
故选:D。
【对点训练3.1】(2023湖南邵阳真题)一些物质的pH范围如下,其中呈碱性的是( )
A. 厕所清洁剂(1~2) B. 橘子汁(3~4)
C. 西瓜汁(5~6) D. 炉具清洁剂(12~13)
【答案】D
【解析】A、厕所清洁剂的pH为1~2,小于7,显酸性,错误。
B、橘子汁的pH为3~4,小于7,显酸性,错误。
C、西瓜汁的pH为5~6,小于7,显酸性,错误。
D、炉具清洁剂的pH为12~13,大于7,显碱性,正确。
故选:D。
(一)中和反应
(1)概念:酸 与 碱 作用生成 盐 和 水 的反应。
(2)中和反应的探究(以 NaOH 与 HCl反应为例)
①原理:
②指示剂的选择:一般选用 无色酚酞 溶液。向 NaOH溶液中滴入 无色酚酞 溶液,溶液变 红 ,再滴入稀盐酸,反应恰好中和时溶液呈 中性 ,变为 无色 。
(二)酸碱相互滴加
常温下中和反应过程中溶液 pH 的变化及溶质成分的判断(不考虑酚酞)
酸入碱(将盐酸滴入含有酚酞的氢氧化钠溶液中 碱入酸(将氢氧化钠溶液滴入含有酚酞的盐酸中
A点:红色溶液,溶质为 NaOH,pH>7;AB 段:红色溶液,溶质为NaCl和NaOH,pH>7;B点:无色溶液,溶质为NaCl,pH=7;C点(或B点以下):无色溶液,溶质为NaCl和HCl,pH<7。 A点:无色溶液,溶质为 HCl,pH<7;AB 段:无色溶液,溶质为NaCl和HCl,pH<7;B点:无色溶液,溶质为 NaCl,pH=7;C点(或B点以上):红色溶液,溶质为NaCl和NaOH,pH>7。
【典例4.1】(2022 杭州)如图所示,分别向四支试管中加入饱和石灰水,使其与试管内溶液充分反应。无论饱和石灰水加入量的多少,反应后试管内溶液一定呈碱性的是( )
A.① B.② C.③ D.④
【解答】解:A、①中稀盐酸和氢氧化钙反应生成氯化钙和水,若稀盐酸有剩余,溶液显酸性,故选项错误。
B、②中稀硫酸和氢氧化钙反应生成硫酸钙和水,若稀硫酸有剩余,溶液显酸性,故选项错误。
C、③中碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,无论饱和石灰水加入量的多少,由于有氢氧化钠生成,反应后试管内溶液一定呈碱性,故选项正确。
D、④中氢氧化钙和氯化铁反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钙,若恰好完全反应,溶液显中性,故选项错误。
故选:C。
【对点训练4.1】(2022山东泰安)在学习了常见的酸和碱后,某化学兴趣小组的同学围绕“酸碱中和反应”,在老帅引导下开展实验探究活动,请你参与下列活动。
【实验探究】将氢氧化钾溶液与稀硫酸混合,观察不到明显现象,为证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了反应,三位同学进行了以下实验。
(1)测定溶液pH变化的方法
甲同学在实验过程中测得pH变化如图1所示,则该同学是将_______(填字母序号)。
a.氢氧化钾溶液滴入稀硫酸中 b.稀硫酸滴入氢氧化钾溶液中
(2)测混合过程中的温度变化
乙同学在实验过程中测得反应混合溶液的温度变化如图2所示,说明稀硫酸与氢氧化钾溶液发生的反应是_______(填“放热”或“吸热”)反应。图2中B点表示的含义是_______。
(3)借助于酸碱指示剂
丙同学通过图3所示实验,他观察到溶液由红色变成无色,也证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了化学反应,反应的化学方程式为_______。
【提出问题】针对反应后溶液中溶质的成分,大家纷纷提出了猜想。
【猜想与假设】
猜想一:只有K2SO4;猜想二:有K2SO4和H2SO4;猜想三:有K2SO4和KOH
【进行实验】为了验证猜想,学习小组选用Fe2O3粉末、BaCl2溶液,进行如下探究:
实验方案 实验操作 实验现象 实验结论
方案一 取少量反应后的溶液于试管中,加入Fe2O3粉末 _______ 溶液中有H2SO4猜想二正确
方案二 取少量反应后的溶液于试管中,滴加BaCl2溶液 ②产生白色沉淀 溶液中有H2SO4,猜想二正确
【实验结论】通过探究,同学们一致确定猜想二是正确的。
【评价与反思】
(4)丁同学针对上述方案提出疑问,认为方案二是不合理的,理由是_______。
(5)同学们经过反思与讨论,最后认为方案一中的Fe2O3粉末可以用下列的某些物质代替,也能得到同样的实验结论,请你选出可用药品的字母序号_______。
A.Mg B.CuO C.KCl D.Na2CO3
(6)分析反应后所得溶液中溶质的成分时,除了考虑生成物外,还要考虑_______。
【答案】①. a ②. 放热KOH和H2SO4恰好完全反应 ③. 2KOH+H2SO4=K2SO4+2H2O ④. 固体粉末减少(或消失) ⑤. 溶液变成黄色 ⑥. K2SO4与BaCl2反应也会产生白色沉淀,无法证明H2SO4一定存在 ⑦. ABD ⑧. 反应物是不过量(或反应物是否有剩余)
【解析】实验探究:
(1)由pH变化曲线可知,溶液刚开始pH<7,呈酸性,此时溶液应是H2SO4溶液,随着溶液的加入,溶液pH逐渐增大到7,最后大于7,所以应是将KOH溶液滴入H2SO4溶液中,故选a;
(2)由图2可知,随着反应的进行溶液温度升高,说明酸碱中和反应为放热反应,B点此时温度达到最高值,证明KOH溶液和H2SO4溶液恰好反应;
(3)氢氧化钾与硫酸反应生成硫酸钾和水,反应的化学方程式为2KOH+H2SO4=K2SO4+2H2O;
进行实验:
方案一:实验结论是猜想二正确,反应后溶液中含有硫酸,取少量反应后的溶液于试管中,加入Fe2O3粉末,氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水,可观察到铁锈减少(或消失),溶液变成黄色,故填:固体粉末减少(或消失),溶液变成黄色;
评价与反思:
(4)方案二是不合理的;氯化钡与硫酸钾反应也会产生白色沉淀,只能证明有硫酸根离子,而不能证明有氢离子,故填:K2SO4与BaCl2反应也会产生白色沉淀,无法证明H2SO4一定存在;
(5)A.Mg和稀硫酸反应生成气体,可以证明硫酸过量;
B.CuO和硫酸反应生成蓝色硫酸铜溶液,可以证明硫酸过量;
C.KCl和稀硫酸不反应,不可以证明硫酸过量;
D.Na2CO3和稀硫酸反应生成气体,可以证明硫酸过量;
故选ABD;
(6)分析反应后所得溶液中溶质的成分时,除了考虑生成物外,还要考虑反应物是否过量或反应物是否有剩余,故填:反应物是否过量或反应物是否有剩余。
【典例4.2】(2022 绍兴)在做酸碱反应的实验时,向盛有氢氧化钠溶液的烧杯中,逐渐加入稀盐酸。烧杯内相关物质的质量与加入稀盐酸质量的变化关系不正确的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:A、随着反应进行,水的质量不断增大,当恰好完全反应后,随着稀盐酸的加入,水的质量不断增大,该选项对应关系正确;
B、随着反应进行,氯化钠质量不断增大,当恰好完全反应后,氯化钠质量不再变化,该选项对应关系正确;
C、随着反应进行,氢氧化钠质量不断减小,当完全反应后氢氧化钠质量是0,该选项对应关系正确;
D、随着稀盐酸的加入,立即和氢氧化钠反应,一段时间内溶液中氯化氢质量是0,当完全反应后随着稀盐酸的不断加入,溶液中的氯化氢质量不断增大,该选项对应关系不正确;
故选:D。
【对点训练4.2】(2022 金华)如图曲线能正确反映下列化学变化中y与x变化关系的是( )
A.锌粒中滴入稀硫酸:y代表氢气的质量
B.CaCl2溶液中通入CO2气体:y代表沉淀的质量
C.氢氧化钠溶液中滴入稀盐酸:y代表混合溶液的pH
D.CuSO4和HCl的混合溶液中加入NaOH溶液:y代表沉淀的质量
【解答】解:A、锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,一开始就产生氢气,与图象不符,故选项错误。
B、二氧化碳不能与氯化钙溶液反应,不会产生沉淀,与图象不符,故选项错误。
C、氢氧化钠溶液中滴入稀盐酸,碱性逐渐减弱,酸性逐渐增强,pH的变化是从大于7逐渐的减小到等于7、小于7,与图象不符,故选项错误。
D、CuSO4和HCl的混合溶液中加入NaOH溶液,先与盐酸反应生成氯化钠和水,开始时不会生成沉淀,盐酸消耗完再与硫酸铜反应会生成氢氧化铜沉淀,故沉淀的质量先是零,滴加一定量的氢氧化钠溶液后,再不断上升,最后形成一条水平直线;与图象相符,故选项正确。
故选:D。
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第十五讲:酸和碱
(一)酸的物理性质
(1)酸的组成: + 离子。
(2)常见酸的物理性质
①盐酸
浓盐酸的物理性质: 液体,是 气体的水溶液。打开盛浓盐酸的试剂瓶,会挥发出有 气味的气体,在瓶口有 形成,因此浓盐酸具有 性。
②硫酸
浓硫酸的特性:具有 性(常用作 )、 性(蔗糖的碳化现象,是化学性质),溶于水时 。一般初中探究的都是稀硫酸的化学性质,所以将浓硫酸稀释:稀释浓硫酸时,一定要使 沿器壁慢慢注入 中,并用 不断搅拌(如图)。
【典例1.1】(2023辽宁真题)浓盐酸敞口时能闻到刺激性气味,说明浓盐酸具有( )
A. 挥发性 B. 腐蚀性 C. 吸水性 D. 酸性
【对点训练1.1】(2022 丽水)物质结构决定性质,性质决定用途,现象反映本质。如图是小科构建的硫酸部分知识网络,其中“—”表示相连物质能发生化学反应。
(1)石蕊试液在H2SO4溶液中显红色,该溶液中能使石蕊试液变红的离子是 。
(2)在实验室中常用浓硫酸做干燥剂,这是利用它的 。
(二)酸的化学性质(酸的通性)
化学性质 稀盐酸 稀硫酸 现象
与酸碱指示剂反应 使紫色石蕊溶液 ,无色酚酞溶液
酸+活泼金属 → 2Al + 6HCl ══2AlCl +3H ↑Fe + 2HCl ══FeCl2+H ↑ 2Al+ 3H SO ═Al (SO ) +3H ↑Fe + H SO ══FeSO +H ↑ 有气泡产生,(与铁反应)溶液由无色变为
酸+金属氧化物→ 稀盐酸除铁锈:Fe O +6HCl══2FeCl +3H O 稀硫酸除铁锈:Fe O +3H SO ═Fe (SO ) +3H O 溶液由无色变为
酸+碱→ 2HCl+Cu(OH) ══CuCl +2H O H SO +Cu(OH) ══CuSO +2H O 反应现象不明显,(通常会在碱中先加入无色酚酞,然后滴加酸时,红色逐渐变为无色)
酸+盐→ 实验室制取CO :CaCO +2HCl══CaCl +H O+CO ↑ Na2CO +H SO ══Na SO +H O+CO ↑ 有气泡产生
具有相似化学性质的原因 酸在水溶液中电离出的阳离子都是
【典例1.2】(2023湖北宜昌真题)为了证明中和反应是否发生,小文同学做了下图四个实验,不能达到实验目的的是( )
A. 甲实验中,溶液仍为无色 B. 乙实验中,溶液由无色变为红色
C. 丙实验中,溶液由红色变为无色 D. 丁实验中,溶液由红色变为无色
【对点训练1.2】(2023四川眉山真题)将一块已生锈的铁片放入质量分数为7.3%的稀盐酸中充分反应,测得生成的H2的质量与稀盐酸的质量关系如图所示(假设铁片除有外不含其他杂质)。下列说法错误的是( )
A. 配制200g质量分数为7.3%的稀盐酸需要质量分数为36.5%的浓盐酸40g
B. 刚开始加稀盐酸时发生反应的化学方程式为
C. 加入12g稀盐酸时,溶液中的溶质为FeCl2和FeCl3
D. m=0.2
【拓展1.2】(2022山东烟台)某化学兴趣小组为探究盐酸的化学性质,进行了如下实验(所加稀盐酸均过量)。
(1)试管A中观察到紫色石蕊试液变 色。
(2)试管B中观察到溶液由无色逐渐变成黄色,是因为反应生成了 (填化学式),一段时间后有气泡产生,写出产生气泡的化学方程式 。
(3)试管C中发生反应的化学方程式是 。
(4)试管D中加稀盐酸至过量,始终没有明显现象。请你设计实验方案证明试管D中的NaOH与HCl发生了反应, (写出操作及其现象)。
(三)稀盐酸和稀硫酸的鉴别
稀盐酸加入 和 的混合液,出现 的现象;
原理是: 。
稀硫酸加入 和 的混合液,出现 的现象;
原理是: 。
注意:上述鉴别本质上是和的鉴别,所以上述方法也可以用于鉴别盐酸盐和硫酸盐
(四)酸的用途
盐酸的用途:重要的化工产品。用于金属表面 、制造药物、胃酸的主要成分(促进 )、实验室常用于制取 气体。
硫酸的用途:重要的化工原料。用于生产化肥、农药、火药、染料,冶炼金属,精炼石油和金属除锈、浓硫酸用作某些气体的干燥剂( 除外)。
(一)碱的物理性质
(1)碱的组成: (或 )+ 。
(2)常见碱的物理性质
①氢氧化钠(NaOH)
俗称: 、 、苛性钠。
物理性质:白色块状固体,极易溶于水,溶于水时 大量的热,易 。
②氢氧化钙[Ca(OH) ]
俗称: 、 。
物理性质:白色粉末状物质,微溶于水,溶解度随温度的升高逐渐 。
制取:利用 与 反应, (反应过程中放出大量的热)
(二)碱的化学性质
氢氧化钠 氢氧化钙
与酸碱指示剂反应 使紫色石蕊溶液变蓝,使无色酚酞溶液变红
碱+某些非金属氧化物 → 。 2NaOH+CO ══Na CO +H O(通常用于 CO2) Ca(OH) +CO ══CaCO ↓+H O(通常用于 CO2)
酸+碱→ 。 H SO +2NaOH══Na SO +2H O 2HCl+Ca(OH) ══CaCl +2H O
碱+盐→ CuSO +2NaOH══Na SO +Cu(OH) ↓ Ca(OH) +CuSO ══Cu(OH) ↓+CaSO
具有相似化学性质的原因 碱在水溶液中电离出的阴离子都是
【典例2.1】(2023 温州)向氯化铁溶液中滴入几滴氢氧化钠溶液,可观察到的现象是( )
A. B.
C. D.
【对点训练2.1】(2023 金华)在以下探究氢氧化钙溶液性质的实验中,还需借助酸碱指示剂证明化学反应发生的是( )
A. B.
C. D.
【拓展2.1】(2022新疆)归纳总结是学习化学的重要方法,小明同学用思维导图的形式总结了NaOH的四条化学性质如图甲(即NaOH与四类物质能够发生化学反应)。请回答:
(1)反应①中若把酚酞溶液滴加到氢氧化钠溶液中,观察到的现象是_______。
(2)写出一个符合反应②的化学方程式_______;小红同学将某稀酸溶液逐滴滴入一定量的稀氢氧化钠溶液中,用温度传感器对反应过程中溶液的温度进行实时测定,得到的曲线如图乙,根据图像可以得出该反应是_______(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)反应③可以选用的盐是_______,你选择的依据是_______。
A.NaNO3 B.CuSO4 C.NH4NO3 D.KNO3
(4)二氧化碳和一氧化碳都是非金属氧化物,二氧化碳能和氢氧化钠反应,一氧化碳却不能,造成此性质差异的微观原因是_______。
(三)碱的用途
氢氧化钠的用途:重要的化工原料。广泛应用于肥皂、石油、造纸、纺织和印染工业。
氢氧化钙的用途:建筑业上常用熟石灰作建筑材料;工业上把它作为原料来制造漂白粉、氢氧化钠;农业上用它来降低 ,改良土壤结构等。
(四)变质问题
氢氧化钠放在空气中时,会吸收空气中的二氧化碳发生变质
检验氢氧化钠是否变质
检验氢氧化钠变质程度
【典例2.2】(2022江苏连云港)为探究一瓶久置的NaOH溶液样品是否变质,进行如下实验:
实验一:取少量样品于试管中,滴加1~2滴酚酞溶液,溶液显红色。
实验二:取少量样品于试管中,加入适量稀硫酸,有气泡放出。
实验三:取少量样品于试管中,加入足量的BaCl2溶液,有白色沉淀生成。过滤,向滤液中滴加1~2滴酚酞溶液,溶液显红色。
下列结论正确的是( )
A. 实验一说明NaOH溶液没有变质 B. 实验二说明NaOH溶液全部变质
C. 实验三中生成的沉淀为Ba(OH)2 D. 实验三说明NaOH溶液部分变质
【对点训练2.2】(2022 湖州)小越在做“碱和盐的性质”实验时,将氢氧化钠溶液加入到氯化钙溶液中,观察到有白色沉淀产生。白色沉淀是怎么产生的呢?小陈认为,是氢氧化钠溶液变质产生的碳酸钠与氯化钙溶液反应,生成了碳酸钙沉淀。小越猜想:除了这种可能性外,还可能是氢氧化钠与氯化钙交换成分,生成氢氧化钙和氯化钠,由于氢氧化钙溶解度较小,从溶液中析出,产生白色沉淀。
为了检验小越的猜想,小陈设计了如下实验:
取小越实验所用的氢氧化钠溶液,加入过量的氯化钡溶液,静置后取上层液体加入氯化钙溶液,产生了白色沉淀。取该白色沉淀少许,加水后沉淀溶解,再向其中通入二氧化碳气体,观察到产生白色沉淀。
(1)久置的氢氧化钠溶液变质的原因是 (用化学方程式表示)。
(2)小陈在氢氧化钠溶液中加入过量的氯化钡溶液的目的是 。
(3)小越的猜想经检验是 (选填“正确”或“错误”)的。
1.溶液酸碱性的强弱表示法——pH
(1)酸碱性与pH、酸碱指示剂的关系
溶液酸碱性 pH(常温下) 石蕊 酚酞
酸性 <7
中 性 =7
碱性 >7
(2)溶液pH的测定
测定方法: 。(如图)
注意:
酸碱指示剂只能判断酸碱性,广泛的pH试纸可以大致比较酸碱性的强弱。
pH试纸使用不能湿润,不然会导致待测液稀释,测定的酸性偏大,碱性偏小,中性不变。
2.溶液的酸碱性与 pH 的关系
原溶液 溶质 溶液pH 加水稀释
酸性溶液 或 pH<7 pH 变大,但不会等于或大于7
中性溶液 pH=7 pH不变
碱性溶液 或 pH>7 pH 变小,但不会等于或小于7
【典例3.1】(2022 台州)先秦时期,人们就知道在水中加入草木灰(含有K2CO3)来提高洗涤衣物的效果。下列物质与K2CO3溶液一样呈碱性的是( )
A.稀硫酸 B.食醋 C.蒸馏水 D.碳酸钠溶液
【对点训练3.1】(2023湖南邵阳真题)一些物质的pH范围如下,其中呈碱性的是( )
A. 厕所清洁剂(1~2) B. 橘子汁(3~4)
C. 西瓜汁(5~6) D. 炉具清洁剂(12~13)
(一)中和反应
(1)概念: 与 作用生成 和 的反应。
(2)中和反应的探究(以 NaOH 与 HCl反应为例)
①原理:
②指示剂的选择:一般选用 溶液。向 NaOH溶液中滴入 溶液,溶液变 ,再滴入稀盐酸,反应恰好中和时溶液呈 ,变为 。
(二)酸碱相互滴加
常温下中和反应过程中溶液 pH 的变化及溶质成分的判断(不考虑酚酞)
酸入碱(将盐酸滴入含有酚酞的氢氧化钠溶液中 碱入酸(将氢氧化钠溶液滴入含有酚酞的盐酸中
A点:红色溶液,溶质为 NaOH,pH>7;AB 段:红色溶液,溶质为NaCl和NaOH,pH>7;B点:无色溶液,溶质为NaCl,pH=7;C点(或B点以下):无色溶液,溶质为NaCl和HCl,pH<7。 A点:无色溶液,溶质为 HCl,pH<7;AB 段:无色溶液,溶质为NaCl和HCl,pH<7;B点:无色溶液,溶质为 NaCl,pH=7;C点(或B点以上):红色溶液,溶质为NaCl和NaOH,pH>7。
【典例4.1】(2022 杭州)如图所示,分别向四支试管中加入饱和石灰水,使其与试管内溶液充分反应。无论饱和石灰水加入量的多少,反应后试管内溶液一定呈碱性的是( )
A.① B.② C.③ D.④
【对点训练4.1】(2022山东泰安)在学习了常见的酸和碱后,某化学兴趣小组的同学围绕“酸碱中和反应”,在老帅引导下开展实验探究活动,请你参与下列活动。
【实验探究】将氢氧化钾溶液与稀硫酸混合,观察不到明显现象,为证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了反应,三位同学进行了以下实验。
(1)测定溶液pH变化的方法
甲同学在实验过程中测得pH变化如图1所示,则该同学是将_______(填字母序号)。
a.氢氧化钾溶液滴入稀硫酸中 b.稀硫酸滴入氢氧化钾溶液中
(2)测混合过程中的温度变化
乙同学在实验过程中测得反应混合溶液的温度变化如图2所示,说明稀硫酸与氢氧化钾溶液发生的反应是_______(填“放热”或“吸热”)反应。图2中B点表示的含义是_______。
(3)借助于酸碱指示剂
丙同学通过图3所示实验,他观察到溶液由红色变成无色,也证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了化学反应,反应的化学方程式为_______。
【提出问题】针对反应后溶液中溶质的成分,大家纷纷提出了猜想。
【猜想与假设】
猜想一:只有K2SO4;猜想二:有K2SO4和H2SO4;猜想三:有K2SO4和KOH
【进行实验】为了验证猜想,学习小组选用Fe2O3粉末、BaCl2溶液,进行如下探究:
实验方案 实验操作 实验现象 实验结论
方案一 取少量反应后的溶液于试管中,加入Fe2O3粉末 _______ 溶液中有H2SO4猜想二正确
方案二 取少量反应后的溶液于试管中,滴加BaCl2溶液 ②产生白色沉淀 溶液中有H2SO4,猜想二正确
【实验结论】通过探究,同学们一致确定猜想二是正确的。
【评价与反思】
(4)丁同学针对上述方案提出疑问,认为方案二是不合理的,理由是_______。
(5)同学们经过反思与讨论,最后认为方案一中的Fe2O3粉末可以用下列的某些物质代替,也能得到同样的实验结论,请你选出可用药品的字母序号_______。
A.Mg B.CuO C.KCl D.Na2CO3
(6)分析反应后所得溶液中溶质的成分时,除了考虑生成物外,还要考虑_______。
【典例4.2】(2022 绍兴)在做酸碱反应的实验时,向盛有氢氧化钠溶液的烧杯中,逐渐加入稀盐酸。烧杯内相关物质的质量与加入稀盐酸质量的变化关系不正确的是( )
A. B.
C. D.
【对点训练4.2】(2022 金华)如图曲线能正确反映下列化学变化中y与x变化关系的是( )
A.锌粒中滴入稀硫酸:y代表氢气的质量
B.CaCl2溶液中通入CO2气体:y代表沉淀的质量
C.氢氧化钠溶液中滴入稀盐酸:y代表混合溶液的pH
D.CuSO4和HCl的混合溶液中加入NaOH溶液:y代表沉淀的质量
知识梳理
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真题演练
【2023甘肃金昌真题】小李同学用pH计测得生活中一些物质的pH如下表所示。下列说法正确的是( )
物质 肥皂水 牙膏 西瓜汁 洁厕灵
pH 10.2 8.5 5.8 1.4
A. 牙膏显酸性 B. 西瓜汁的酸性比洁厕灵的酸性强
C. 肥皂水使紫色石蕊溶液显红色 D. 蚊虫叮咬处可涂抹牙膏或肥皂水
【答案】D
【解析】A、牙膏pH>7,显碱性,错误;
B、pH越小酸性越强,西瓜汁的pH>洁厕灵的pH,则洁厕灵的酸性强,错误;
C、肥皂水pH>7,显碱性,能使紫色石蕊溶液显蓝色,错误;
D、蚊虫叮咬后会残留酸性的蚁酸,涂抹呈碱性的牙膏或肥皂水可以和蚁酸反应,缓解疼痛瘙痒,正确;
故选D。
【2023四川眉山真题】下表为四种食物的近似pH,你认为胃酸过多的患者不宜多吃的食物是( )
食物 苹果汁 豆浆 玉米粥 鸡蛋清
pH 2.9-3.3 7.4-7.9 6.8-8.0 7.6-8.0
A. 苹果汁 B. 豆浆 C. 玉米粥 D. 鸡蛋清
【答案】A
【解析】因为人的胃液中含有盐酸,盐酸显酸性,对于胃酸过多的人,最适宜使用的食物是显碱性的食物,以中和胃酸,玉米粥、豆浆和鸡蛋清的pH均大于7,显碱性,适宜多吃。而苹果汁的pH小于7,呈酸性,不宜多吃。故选:A。
【2023江苏连云港真题】 取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花,并进行如下实验;
步骤 实验操作 实验现象
① 第一朵纸花上喷上稀硫酸 纸花由紫色变成红色
② 第二朵纸花喷上水 纸花颜色无明显变化
③ 第三朵纸花直接放入盛满的集气瓶中 纸花颜色无明显变化
④ 第四朵纸花喷上水后,再放入盛满的集气瓶中 纸花由紫色变成红色
下列说法中正确的是( )
A. 步骤①中纸花由紫色变成红色的原因是稀硫酸中含有
B. 步骤②中若用溶液代替水,纸花颜色也无明显变化
C. 步骤②、④可证明气体能使干燥的纸花变成红色
D. 上述实验可证明与水反应生成酸
【答案】D
【解析】A、稀硫酸显酸性,能使石蕊变红,步骤①中纸花由紫色变成红色的原因是稀硫酸中含有H+,故A错误;
B、氢氧化钠溶液显碱性,能使石蕊变蓝,故B错误;
C、步骤②说明水不能使石蕊变红,步骤③说明二氧化碳不能使干燥的纸花变成红色,故C错误;
D、步骤②说明水不能使石蕊变红,步骤③说明二氧化碳不能使干燥的纸花变成红色,步骤④中二氧化碳和水反应生成一种酸,酸使石蕊变红,所以上述实验可证明CO2与水反应生成酸,故D正确。
故选D。
【2023湖南郴州真题】下列关于硫酸的说法错误的是( )
A. 浓硫酸有强烈的腐蚀性
B. 稀释浓硫酸时,应将水注入浓硫酸中,并用玻璃棒搅拌
C. 稀硫酸可用来除铁锈
D. 浓硫酸有吸水性,可作干燥剂
【答案】B
【解析】A、浓硫酸具有强烈的腐蚀性,故A说法正确;
B、稀释浓硫酸时,要把浓硫酸缓缓地沿器壁注入水中,同时用玻璃棒不断搅拌,以使热量及时地扩散,一定不能把水注入浓硫酸中,故B说法错误;
C、铁锈的主要成分是氧化铁,稀硫酸可与氧化铁反应生成硫酸铁和水,所以稀硫酸可用来除铁锈,故C说法正确;
D、浓硫酸有吸水性,可作干燥剂,故D说法正确;
故选B。
【2023重庆B真题】某品牌苏打气泡水的标签如下图所示,下列关于该饮料的说法错误的是( )
类别:弱酸性饮料,pH≈6.5配料:水、食用盐、二氧化碳、柠檬酸、碳酸氢钠等
A. 用pH试纸精确测定该饮料的pH B. 整瓶口感一致说明溶液具有均一性
C. 过滤不能分离水和碳酸氢钠 D. 能补充运动后流失的水和无机盐
【答案】A
【解析】A、pH试纸上的标准比色卡上的数字只有整数,即使用pH试纸所测得的溶液酸碱度为整数,不能用pH试纸精确测定该饮料的pH约为6.5,故A说法错误;
B、均一性是指溶液中各部分的性质和成分均相同,整瓶口感一致说明溶液具有均一性,故B说法正确;
C、碳酸氢钠能溶于水,过滤只能除去水中的难溶性杂质,不能分离水和碳酸氢钠,故C说法正确;
D、由图可知,该瓶饮料中的配料中为:水、食用盐、二氧化碳、柠檬酸、碳酸氢钠等,能补充运动后流失的水和无机盐,故D说法正确;
故选A。
【2023四川内江真题】下列有关物质及变化的叙选正确的是( )
A. 将稀硝酸不断滴入NaOH溶液中,溶液的pH减小
B. 生石灰露置于空气中其成分不会发生变化
C. Na2CO3溶液能使紫色石蕊试液变红
D. 浓硫酸敞口放置于空气中,溶质质量分数会变大
【答案】A
【解析】A、稀硝酸是酸,pH<7,氢氧化钠是碱,pH>7,所以将稀硝酸不断滴入NaOH溶液中,溶液的pH减小,叙述正确;
B、生石灰具有吸水性,会和空气里的水发生反应生成氢氧化钙,所以生石灰露置于空气中其成分会发生变化,叙述错误;
C、碳酸钠溶液显碱性,会使紫色石蕊试液变蓝,叙述错误;
D、浓硫酸具有吸水性,浓硫酸敞口放置于空气中,溶剂质量增加,溶质质量不变,溶质质量分数变小,叙述错误。
故选A。
【2023江苏连云港真题】在三颈烧瓶中用排空气法收集气体,然后将三颈烧瓶与盛有盐酸、溶液的注射器和压强传感器密封连接(如图1)。检验气密性后,在时快速注入一种溶液,时快速注入第二种溶液,测得瓶内压强随时间变化曲线如图2.下列说法中正确的是( )
A. 时注入溶液是盐酸
B. 前压强减小对应的反应示意图如图3所示
C. 期间压强不变且大于0可证明收集的气体不纯
D. 后压强增大的原因是溶液与盐酸发生中和反应
【答案】C
【解析】A、t0 时快速注入一种溶液后,压强减小,所以注入的溶液应该是氢氧化钠,氢氧化钠吸收二氧化碳,导致压强减小,故A错误;
B、由A分析可知,t1前压强减小对应的反应是是二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,图3中的生成物中还缺少水分子,故B错误;
C、t1~t2 期间压强不变且大于0,说明还存在其他不与氢氧化钠反应的气体,则可证明收集的CO2气体不纯,故C正确;
D、由B分析可知,t2时溶液的溶质为碳酸钠,t2后压强增大的原因是碳酸钠溶液与盐酸发生反应生成二氧化碳气体,故D错误。
故选C。
【2022河北中考】向含有酚酞的氢氧化钠溶液中慢慢滴入稀硫酸,该过程中溶液的变化如图所示。下列分析正确的是
A. 点时的溶液一定呈红色
B. 点时的溶液能与纯碱发生反应
C. 过程中溶液的碱性逐渐增强
D. 过程中生成的硫酸钠不断增加
【答案】
【解析】、点时溶液的等于,显中性,点时的溶液一定呈无色,故选项说法错误。
B、点时溶液的小于,显酸性,溶质是硫酸和氯化钠,硫酸能与纯碱发生反应,故选项说法正确。
C、过程中大于,但逐渐减小,碱性逐渐变弱,故选项说法错误。
D、过程中小于,且逐渐减小,是因为完全反应后继续滴加稀硫酸,过程中硫酸钠的质量不变,故选项说法错误。
故选:。
(2023 台州)浓盐酸具有挥发性,敞口放置于空气中,溶质质量分数变小。稀盐酸会发生同样的变化吗?某同学通过如下步骤进行探究。
①取两个烧杯,各倒入40毫升3%的稀盐酸,分别标为甲和乙。
②甲密封,液体体积不变。乙敞口放置于空气中至液体体积变为20毫升。(溶液密度变化忽略不计)
③向甲、乙中滴加几滴石蕊试液,再分别缓慢滴加相同溶质质量分数的氢氧化钠溶液,恰好完全反应时,消耗的氢氧化钠溶液体积分别为30毫升、26毫升。
(1)实验中“恰好完全反应”的判断依据是:溶液颜色 恰好由红色变成紫色 。
(2)乙烧杯中的稀盐酸敞口放置后,溶质质量分数变大,依据是 稀盐酸的体积变成一半,所消耗的氢氧化钠溶液体积大于一半 (合理即可) 。
(3)为了确定稀盐酸敞口放置于空气中,溶质质量分数一定会变大,请简要阐述应补充的实验。
【解答】解:(1)向甲、乙中滴加几滴石蕊试液,溶液显红色,再分别缓慢滴加相同溶质质量分数的氢氧化钠溶液,恰好完全反应时,溶液显中性,故实验中,“恰好完全反应”的判断依据是:溶液颜色恰好由红色变成紫色。
(2)甲密封,液体体积不变。乙敞口放置于空气中至液体体积变为20毫升,向甲、乙中滴加几滴石蕊试液,再分别缓慢滴加相同溶质质量分数的氢氧化钠溶液,恰好完全反应时,消耗的氢氧化钠溶液体积分别为30毫升、26毫升,稀盐酸的体积变成一半,所消耗的氢氧化钠溶液体积大于一半(合理即可),故乙烧杯中的稀盐酸敞口放置后,溶质质量分数变大。
(3)为了确定稀盐酸敞口放置于空气中,溶质质量分数一定会变大,可换用不同质量分数的稀盐酸多次重复实验。
故答案为:
(1)恰好由红色变成紫色;
(2)稀盐酸的体积变成一半,所消耗的氢氧化钠溶液体积大于一半(合理即可);
(3)换用不同质量分数的稀盐酸多次重复实验。
【2023甘肃白银真题】某校化学兴趣小组的同学设计实验探究氢氧化钠的化学性质,请你一起参与探究。
【实验过程与分析】
实验一 实验二 实验三
实验操作
实验现象 _______ _______ 无明显现象
实验结论 氢氧化钠能与紫色石蕊反应 氢氧化钠能与硫酸铜反应 氢氧化钠不能与盐酸反应
(1)实验一的现象:__________。
(2)实验二的现象:__________。
【实验反思与拓展】
(3)实验二中发生反应的化学方程式_______。
(4)某同学认为实验三的结论不正确,他改进了该实验方案:先向氢氧化钠溶液中滴入几滴酚酞溶液并振荡,再滴入稀盐酸,观察到溶液由_______色变为无色,由此可知氢氧化钠与稀盐酸确实发生了反应,该反应的化学方程式为_______。
(5)由实验三联想到把二氧化碳通入到氢氧化钠溶液中也没有明显现象,那么二氧化碳与氢氧化钠是否发生了化学反应呢?(本实验中忽略溶于水)
①甲同学设计了如图所示实验,当观察到_______现象时,说明两者发生了化学反应。
②乙同学重新设计实验:取溶液于试管中,通入少量,然后向所得溶液中加入_______溶液,当观察到_______现象时,也能证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应。
【答案】(1)紫色石蕊溶液变为蓝色
(2)产生蓝色沉淀
(3)
(4)①. 红 ②.
(5)①. 气球膨胀 ②. 溶液 ③. 有白色沉淀
【解析】(1)将紫色石蕊溶液滴入氢氧化钠溶液中,紫色石蕊溶液遇碱性溶液会变蓝;所以实验一的现象:紫色石蕊溶液变为蓝色;
(2)氢氧化钠溶液能和硫酸铜溶液反应,生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠,所以实验二的现象:产生蓝色沉淀;
(3)氢氧化钠溶液能和硫酸铜溶液反应,生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠,所以实验二中发生反应的化学方程式:;
(4)酚酞溶液遇碱性溶液会变红,再滴入稀盐酸,稀盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠溶液呈中性,所以观察到溶液由红色变为无色,氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水,化学方程式NaOH+HCl=NaCl+H2O;
(5)由于氢氧化钠溶液与二氧化碳反应,装置内压强减小,小于外界压强,就会观察到气球膨胀,即说明两者发生了化学反应;
由于氢氧化钠溶液与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,检验碳酸钠的存在即检验碳酸根离子的存在,可向溶液中滴加氯化钙等溶液,氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,所以向所得溶液中加入氯化钙溶液,当观察到产生白色沉淀时,也能证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应。
【2023广西壮族真题】化学兴趣小组进行稀硫酸化学性质的探究。回答下列问题:
(1)将稀硫酸分别加入图中的试管中,无明显现象的是_______(填字母序号),要证明该试管中已发生了化学反应,以下方案可行的是_______(填数字序号)。
①滴入酚酞溶液无明显现象
②测得试管中溶液的pH小于7
③滴入BaCl2溶液有白色沉淀出现
④滴入CuCl2溶液无蓝色沉淀出现
(2)上述实验结束后,化学兴趣小组继续探究。
实验步骤 实验现象
步骤1:将试管A中物质全部倒入试管E中 产生气泡且白色沉淀增加
步骤2:过滤,得到滤液 /
步骤3:向滤液中逐滴滴加氢氧化钠溶液 开始无明显现象,一段时间后出现白色沉淀
①步骤2滤液中,溶质的所有可能组合是_______(填化学式)。
②步骤3中,产生白色沉淀之前,一定会发生反应的化学方程式是_______。
【答案】(1)①. C ②. ①②④
(2)①. MgCl2、HCl;MgCl2、HCl、BaC12;MgCl2、HCl、MgSO4 ②.
【解析】(1)A试管中镁粉和稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气,现象为有气泡产生;B试管中氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水,现象为黑色固体逐渐溶解,溶液由无色变为蓝色;C试管中氢氧化钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和水,该反应无明显现象;D试管中碳酸钠和稀硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,现象为有气泡产生;E试管中氯化钡和稀硫酸反应生成硫酸钡沉淀和氯化氢,现象为有白色沉淀产生,故无明显现象的是C。
①滴入酚酞溶液无明显现象,说明溶液中无氢氧化钠,可以证明稀硫酸和氢氧化钠发生了反应,故①符合题意;
②测得试管中溶液的pH小于7,说明溶液中无氢氧化钠,可以证明稀硫酸和氢氧化钠发生了反应,故②符合题意;
③滴入BaCl2溶液,若稀硫酸和氢氧化钠没有发生反应,则稀硫酸和氯化钡反应会生成硫酸钡白色沉淀;若稀硫酸和氢氧化钠发生反应生成硫酸钠和水,则硫酸钠和氯化钡反应也会生成硫酸钡白色沉淀,故滴入BaCl2溶液有白色沉淀出现无法证明稀硫酸和氢氧化钠发生反应,故③不符合题意;
④滴入CuCl2溶液无蓝色沉淀出现,说明溶液中无氢氧化钠,可以证明稀硫酸和氢氧化钠发生了反应,故④符合题意。故选①②④。
(2)①将试管A中物质全部倒入试管E中,根据产生气泡且白色沉淀增加可知,试管A中镁粉过量和试管E中生成的氯化氢反应产生氯化镁和氢气,试管A中生成的硫酸镁和试管E中剩余的氯化钡反应生成氯化镁和硫酸钡沉淀。若硫酸镁和氯化钡恰好完全反应,则步骤2滤液中的溶质为氯化镁和氯化氢;若硫酸镁和氯化钡的反应中氯化钡过量,则步骤2滤液中的溶质为氯化镁、氯化氢和氯化钡;若硫酸镁和氯化钡的反应中硫酸镁过量,则步骤2滤液中的溶质为氯化镁、氯化氢和硫酸镁。
②由于步骤2的滤液中一定含有溶质HCl,则产生白色沉淀之前,一定会发生反应的化学方程式是氢氧化钠和氯化氢生成氯化钠和水,该反应的化学方程式为NaOH+HCl=NaCl+H2O。
【2021四川乐山】实验桌上有一瓶敞口放置的氢氧化钠溶液,同学们对其是否变质进行实验探究。
【提出问题】敞口放置的氢氧化钠溶液是否变质呢?
【猜想与假设】
猜想I:没有变质。
猜想II:___________。
猜想III:部分变质。
【实验探究】
同学们分别设计了不同方案进行探究,请你协助完成相关内容
(1)小军设计的实验方案
实验步骤 实验现象 结论
①取一定量的NaOH溶液于试管中,滴加无色酚酞溶液 溶液变成红色 猜想III成立
②向①的试管中滴加过量的稀盐酸 有__________产生
(2)小慧设计的实验方案
实验步骤 实验现象 结论
①取一定量的NaOH溶液于试管中,滴加过量的BaCl2溶液 有白色沉淀产生 猜想III成立
②实验①结束后进行过滤,向得到的滤液中滴加________。 溶液变成蓝色
【反思与评价】
(3)同学们讨论认为,小军的实验结论不严密,理由是___________。
【拓展实验】
(4)小慧实验②中所加的试剂替换为下列________操作,也可以实现相同的目的。
a.测溶液的pH b.滴加MgSO4溶液 c.通入CO2 d.滴加稀盐酸
(5)若要除去NaOH溶液中混有的Na2CO3,涉及反应的化学方程式为___________。
【答案】(1). 完全变质 (2). 气泡 (3). 紫色石蕊试液 (4). 如果氢氧化钠完全变质,碳酸钠显碱性,也能使无色酚酞试液变红,加入稀盐酸,也能产生气泡 (5). ac (6).
【解析】猜想与假设:氢氧化钠能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,氢氧化钠可能没有变质,可能部分变质,也可能完全变质,故猜想II:完全变质;
实验探究:(1)结论为:猜想III成立,说明溶质为氢氧化钠和碳酸钠,向①的试管中滴加过量的稀盐酸,碳酸钠能与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,故现象为有气泡产生;
(2)结论为:猜想III成立,说明溶质为氢氧化钠和碳酸钠,①取一定量的NaOH溶液于试管中,滴加过量的BaCl2溶液,氯化钡能与碳酸钠反应生成碳酸钡和氯化钠,产生白色沉淀,说明含碳酸钠,且过量的氯化钡能将碳酸钠除尽;②实验①结束后进行过滤,向得到的滤液中滴加紫色石蕊试液,氢氧化钠显碱性,能使紫色石蕊试液变蓝;
反思与评价:(3)如果氢氧化钠完全变质,碳酸钠显碱性,也能使无色酚酞试液变红,加入过量的稀盐酸,也能产生气泡,小军的实验无法证明猜想III成立;
拓展实验:(4)a、测定溶液的pH,如果pH大于7,说明溶液显碱性,含氢氧化钠,符合题意;
b、滴加硫酸镁溶液,硫酸镁能与氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀,但是硫酸镁也能与过量的氯化钡反应生成硫酸钡沉淀,产生白色沉淀,不能说明含氢氧化钠,不符合题意;
c、通入二氧化碳,氢氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,碳酸钠能与过量的氯化钡反应生成碳酸钡和氯化钠,产生白色沉淀,说明含氢氧化钠,符合题意;
d、滴加稀盐酸,氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水,无明显现象,不能说明含氢氧化钠,不符合题意。
故选ac;
(5)碳酸钠能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠,可加入适量的氢氧化钙溶液,除去混有的碳酸钠,该反应的化学方程式为:。
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真题演练
【2023甘肃金昌真题】小李同学用pH计测得生活中一些物质的pH如下表所示。下列说法正确的是( )
物质 肥皂水 牙膏 西瓜汁 洁厕灵
pH 10.2 8.5 5.8 1.4
A. 牙膏显酸性 B. 西瓜汁的酸性比洁厕灵的酸性强
C. 肥皂水使紫色石蕊溶液显红色 D. 蚊虫叮咬处可涂抹牙膏或肥皂水
【2023四川眉山真题】下表为四种食物的近似pH,你认为胃酸过多的患者不宜多吃的食物是( )
食物 苹果汁 豆浆 玉米粥 鸡蛋清
pH 2.9-3.3 7.4-7.9 6.8-8.0 7.6-8.0
A. 苹果汁 B. 豆浆 C. 玉米粥 D. 鸡蛋清
【2023江苏连云港真题】 取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花,并进行如下实验;
步骤 实验操作 实验现象
① 第一朵纸花上喷上稀硫酸 纸花由紫色变成红色
② 第二朵纸花喷上水 纸花颜色无明显变化
③ 第三朵纸花直接放入盛满的集气瓶中 纸花颜色无明显变化
④ 第四朵纸花喷上水后,再放入盛满的集气瓶中 纸花由紫色变成红色
下列说法中正确的是( )
A. 步骤①中纸花由紫色变成红色的原因是稀硫酸中含有
B. 步骤②中若用溶液代替水,纸花颜色也无明显变化
C. 步骤②、④可证明气体能使干燥的纸花变成红色
D. 上述实验可证明与水反应生成酸
【2023湖南郴州真题】下列关于硫酸的说法错误的是( )
A. 浓硫酸有强烈的腐蚀性
B. 稀释浓硫酸时,应将水注入浓硫酸中,并用玻璃棒搅拌
C. 稀硫酸可用来除铁锈
D. 浓硫酸有吸水性,可作干燥剂
【2023重庆B真题】某品牌苏打气泡水的标签如下图所示,下列关于该饮料的说法错误的是( )
类别:弱酸性饮料,pH≈6.5配料:水、食用盐、二氧化碳、柠檬酸、碳酸氢钠等
A. 用pH试纸精确测定该饮料的pH B. 整瓶口感一致说明溶液具有均一性
C. 过滤不能分离水和碳酸氢钠 D. 能补充运动后流失的水和无机盐
【2023四川内江真题】下列有关物质及变化的叙选正确的是( )
A. 将稀硝酸不断滴入NaOH溶液中,溶液的pH减小
B. 生石灰露置于空气中其成分不会发生变化
C. Na2CO3溶液能使紫色石蕊试液变红
D. 浓硫酸敞口放置于空气中,溶质质量分数会变大
【2023江苏连云港真题】在三颈烧瓶中用排空气法收集气体,然后将三颈烧瓶与盛有盐酸、溶液的注射器和压强传感器密封连接(如图1)。检验气密性后,在时快速注入一种溶液,时快速注入第二种溶液,测得瓶内压强随时间变化曲线如图2.下列说法中正确的是( )
A. 时注入溶液是盐酸
B. 前压强减小对应的反应示意图如图3所示
C. 期间压强不变且大于0可证明收集的气体不纯
D. 后压强增大的原因是溶液与盐酸发生中和反应
【2022河北中考】向含有酚酞的氢氧化钠溶液中慢慢滴入稀硫酸,该过程中溶液的变化如图所示。下列分析正确的是
A. 点时的溶液一定呈红色
B. 点时的溶液能与纯碱发生反应
C. 过程中溶液的碱性逐渐增强
D. 过程中生成的硫酸钠不断增加
(2023 台州)浓盐酸具有挥发性,敞口放置于空气中,溶质质量分数变小。稀盐酸会发生同样的变化吗?某同学通过如下步骤进行探究。
①取两个烧杯,各倒入40毫升3%的稀盐酸,分别标为甲和乙。
②甲密封,液体体积不变。乙敞口放置于空气中至液体体积变为20毫升。(溶液密度变化忽略不计)
③向甲、乙中滴加几滴石蕊试液,再分别缓慢滴加相同溶质质量分数的氢氧化钠溶液,恰好完全反应时,消耗的氢氧化钠溶液体积分别为30毫升、26毫升。
(1)实验中“恰好完全反应”的判断依据是:溶液颜色 。
(2)乙烧杯中的稀盐酸敞口放置后,溶质质量分数变大,依据是 (合理即可) 。
(3)为了确定稀盐酸敞口放置于空气中,溶质质量分数一定会变大,请简要阐述应补充的实验。
【2023甘肃白银真题】某校化学兴趣小组的同学设计实验探究氢氧化钠的化学性质,请你一起参与探究。
【实验过程与分析】
实验一 实验二 实验三
实验操作
实验现象 _______ _______ 无明显现象
实验结论 氢氧化钠能与紫色石蕊反应 氢氧化钠能与硫酸铜反应 氢氧化钠不能与盐酸反应
(1)实验一的现象:__________。
(2)实验二的现象:__________。
【实验反思与拓展】
(3)实验二中发生反应的化学方程式_______。
(4)某同学认为实验三的结论不正确,他改进了该实验方案:先向氢氧化钠溶液中滴入几滴酚酞溶液并振荡,再滴入稀盐酸,观察到溶液由_______色变为无色,由此可知氢氧化钠与稀盐酸确实发生了反应,该反应的化学方程式为_______。
(5)由实验三联想到把二氧化碳通入到氢氧化钠溶液中也没有明显现象,那么二氧化碳与氢氧化钠是否发生了化学反应呢?(本实验中忽略溶于水)
①甲同学设计了如图所示实验,当观察到_______现象时,说明两者发生了化学反应。
②乙同学重新设计实验:取溶液于试管中,通入少量,然后向所得溶液中加入_______溶液,当观察到_______现象时,也能证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应。
【2023广西壮族真题】化学兴趣小组进行稀硫酸化学性质的探究。回答下列问题:
(1)将稀硫酸分别加入图中的试管中,无明显现象的是_______(填字母序号),要证明该试管中已发生了化学反应,以下方案可行的是_______(填数字序号)。
①滴入酚酞溶液无明显现象
②测得试管中溶液的pH小于7
③滴入BaCl2溶液有白色沉淀出现
④滴入CuCl2溶液无蓝色沉淀出现
(2)上述实验结束后,化学兴趣小组继续探究。
实验步骤 实验现象
步骤1:将试管A中物质全部倒入试管E中 产生气泡且白色沉淀增加
步骤2:过滤,得到滤液 /
步骤3:向滤液中逐滴滴加氢氧化钠溶液 开始无明显现象,一段时间后出现白色沉淀
①步骤2滤液中,溶质的所有可能组合是_______(填化学式)。
②步骤3中,产生白色沉淀之前,一定会发生反应的化学方程式是_______。
【2021四川乐山】实验桌上有一瓶敞口放置的氢氧化钠溶液,同学们对其是否变质进行实验探究。
【提出问题】敞口放置的氢氧化钠溶液是否变质呢?
【猜想与假设】
猜想I:没有变质。
猜想II:___________。
猜想III:部分变质。
【实验探究】
同学们分别设计了不同方案进行探究,请你协助完成相关内容
(1)小军设计的实验方案
实验步骤 实验现象 结论
①取一定量的NaOH溶液于试管中,滴加无色酚酞溶液 溶液变成红色 猜想III成立
②向①的试管中滴加过量的稀盐酸 有__________产生
(2)小慧设计的实验方案
实验步骤 实验现象 结论
①取一定量的NaOH溶液于试管中,滴加过量的BaCl2溶液 有白色沉淀产生 猜想III成立
②实验①结束后进行过滤,向得到的滤液中滴加________。 溶液变成蓝色
【反思与评价】
(3)同学们讨论认为,小军的实验结论不严密,理由是___________。
【拓展实验】
(4)小慧实验②中所加的试剂替换为下列________操作,也可以实现相同的目的。
a.测溶液的pH b.滴加MgSO4溶液 c.通入CO2 d.滴加稀盐酸
(5)若要除去NaOH溶液中混有的Na2CO3,涉及反应的化学方程式为___________。
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