内容正文:
专题特训 科学探究
类型一 物质组成的探究
1. (2022·云南)有一包白色粉末,可能由NaCl、Na2SO4、CuSO4、Na2CO3、CaCO3中的一种或几种组成,为确定其成分,某化学兴趣小组进行如下实验探究,请你参与探究并回答相关问题。
[提出问题] 该白色粉末的成分是什么?
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(1) 部分物质在水中的溶解性(室温)如表所示。
物 质 AgNO3 AgCl Ag2SO4 Ag2CO3
溶解性 溶 不 溶 微 溶 不 溶
(2) AgOH不稳定,在溶液中分解生成难溶于水的物质。
[查阅资料]
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实验步骤 实验现象及结果 实验结论
① 取该白色粉末样品于烧杯中,加足量水溶解 样品全部溶解,得到无色溶液A 白色粉末中不含 硫酸铜、碳酸钙
② 取少量无色溶液A于试管中,加入过量BaCl2溶液,充分反应后过滤 得到无色溶液B和白色沉淀C 白色粉末中含有 碳酸钠、硫酸钠
③ 向白色沉淀C中加入过量稀盐酸 沉淀部分溶解,并有气泡冒出
④ 在无色溶液B中滴加几滴AgNO3溶液 产生白色沉淀 白色粉末中含有NaCl
硫酸铜、碳酸
钙
碳酸钠、硫酸
钠
[实验探究]
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[交流与解释]
(1) 白色沉淀C中加入过量的稀盐酸,产生气泡的反应的化学方程式为 BaCO3+2HClBaCl2+H2O+CO2↑ 。
(2) 在老师的指导下,通过讨论,同学们认识到由上述实验探究尚不能得出白色粉末中含有NaCl,理由是 实验步骤②中加入氯化钡溶液,引入了氯离子,也能与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀 。
为了进一步确定白色粉末中是否含有NaCl,继续进行如下探究。
BaCO3+2HClBaCl2+H2O+CO2↑
实验步骤②中加入氯化钡溶液,
引入了氯离子,也能与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀
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[继续探究] 如表所示:
实验步骤 实验现象 实验结论
⑤ 另取少量无色溶液A于试管中,加入过量的 硝酸钡 溶液,振荡,静置 产生白色沉淀 白色粉末中含有NaCl
⑥ 取实验⑤所得上层清液于试管中,加入AgNO3溶液 产生白色沉淀
通过上述实验探究,确定了该白色粉末的成分。
[拓展与反思] 在混合溶液中,检验某种离子时,需排除离子间的相互干扰。
硝酸钡
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2. ★某兴趣小组的同学在做镁与盐反应的实验时,不小心将镁条加到饱和的碳酸氢钠溶液中,意外发现溶液中有白色不溶物生成。同学们对白色不溶物的成分产生了浓厚兴趣,于是在老师的帮助下进行了相关探究。
[提出问题] 白色不溶物是什么物质?
[猜想与假设]
猜想①:Mg(OH)2;猜想②:MgCO3;猜想③:Mg(OH)2 和MgCO3的混合物。
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[查阅资料]
① MgCO3、Mg(OH)2分解,分别生成两种氧化物。
② 白色无水硫酸铜遇水变蓝。
③ 碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。
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[实验验证] 取适量干燥的白色不溶物,充分加热,并使分解产生的气体依次通过如图甲所示的装置。
(第2题)
[实验现象] 装置A中 无水硫酸铜变蓝 ,装置B中 澄清石灰水变浑浊 。
无水硫酸铜变蓝
澄清石灰水变浑
浊
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[实验结论1] 猜想③正确。请写出Mg(OH)2受热分解的化学方程式: Mg(OH)2MgO+H2O 。
[拓展探究] 直接向白色不溶物中滴加足量 稀盐酸(或稀硫酸等合理答案均可) ,也能检验MgCO3的存在。
同学们为了进一步测定白色不溶物中各组分的质量关系,继续进行了下列探究。称取36.8g干燥的白色不溶物,充分加热至不再产生气体,并使分解产生的气体全部被如图乙所示的装置C和D吸收。
[实验数据] 实验后装置C质量增加3.6g,装置D质量增加13.2g。
Mg(OH)2MgO+H2O
稀盐酸(或稀硫酸等合理答
案均可)
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[实验结论2] 若上述白色不溶物的组成用xMg(OH)2·yMgCO3表示,则x∶y= 2∶3 。
[反思评价] 实验后,同学们经过讨论交流,发现实验方案可进一步优化。下列优化方案中,错误的是 ③ (填序号)。
① 只称量装置C、D增加的质量,不称量白色不溶物的质量
② 去掉装置D,只称量白色不溶物和装置C增加的质量
③ 去掉装置C,只称量白色不溶物和装置D增加的质量
2∶3
③
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类型二 物质性质的探究
3. (2022·十堰)某化学兴趣小组同学在探究碱的化学性质时,设计并完成了如下实验:
[实验探究一]
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Ⅰ. 向滴有酚酞的NaOH溶液中慢慢滴入稀盐酸(如图甲所示),边滴加边振荡,测得试管①中最终溶液的pH=2。
甲
(第3题)
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Ⅱ.