内容正文:
能力微专训3 氢氧化钙、氢氧化钠的变质探究
1.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滴无色酚酞溶液,溶液显红色。
实验二:取少量样品于试管中,加入适量稀硫酸,有气泡产生。
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滴无色酚酞溶液,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
2.下列对露置在空气中已部分变质的氢氧化钠溶液样品进行的相关实验中,实验现象及结论合理的是 ( )
A.用无色酚酞溶液检验氢氧化钠溶液是否变质
B.取一定量溶液样品,滴入稀盐酸,立即有大量气体产生
C.取一定量溶液样品,滴入澄清石灰水至沉淀不再增加,过滤,向滤液中滴加无色酚酞溶液,溶液变红,证明原样品中溶质是氢氧化钠
D.取一定量溶液样品,加入澄清石灰水至沉淀不再增加,过滤,可除去样品中的杂质
3.下列有关氢氧化钠的实验设计及操作,其现象足以说明结论的是 ( )
选项
操作
结论
A
在某氢氧化钠溶液样品中,加入足量的氯化钙溶液,过滤,在滤液中滴入2滴无色酚酞溶液,酚酞不变红
该氢氧化钠溶液部分变质
B
除杂:在变质的氢氧化钠溶液中加入适量氯化钡溶液,过滤
得到纯净的氢氧化钠溶液
C
向滴有酚酞的稀氢氧化钠溶液的试管中滴加一定量的稀盐酸,红色褪去
氢氧化钠与盐酸一定发生了反应
D
向滴有酚酞的稀氢氧化钠溶液中通入足量二氧化碳气体,溶液仍为红色
氢氧化钠与二氧化碳一定没有发生反应
4.在一个烧杯中依次加入①②③三种试剂进行实验,其中不能达到实验目的的是 ( )
选项
实验目的
依次加入的试剂
①
②
③
A
验证锌、铜的金属活动性
稀盐酸
铜
锌
B
验证硫酸与氢氧化钠能发生化学反应
稀硫酸
过量的
氢氧化
钠溶液
碳酸氢
钠溶液
C
验证氢氧化钠溶液是否完全变质
氢氧化钠
溶液样品
过量的氯
化钙溶液
无色酚
酞溶液
D
验证20 ℃时,氯化钠的溶解度为36 g
20 ℃,
100 g水
18 g
氯化钠
18 g
氯化钠
5.有一瓶久置的氢氧化钠溶液,为了探究该溶液是否变质以及变质的程度,设计了下图方案,根据方案流程,下列说法错误的是 ( )
A.由步骤①的现象可知该氢氧化钠溶液已经变质
B.若步骤②中的“现象Ⅰ”为生成白色沉淀,则结论是该氢氧化钠溶液部分变质
C.步骤②中的“通入适量二氧化碳”可改为滴加无色酚酞溶液
D.步骤①中的CaCl2溶液也可以用Ca(OH)2溶液代替
6.(2023·铜仁模拟)图 1 集气瓶中装满 CO2,添加适量蒸馏水,振荡,先后利用注射器滴加 NaOH 溶液和稀盐酸。用传感器测得瓶内压强随时间变化的曲线如图 2所示。下列说法错误的是 ( )
A.阶段 Ⅰ 说明所有二氧化碳溶于水并与水反应
B.阶段 Ⅱ 的压强变小,说明该过程 NaOH 溶液吸收了 CO2
C.阶段 Ⅲ 发生反应的化学方程式为 Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑
D.若将 NaOH 溶液换成 KOH 溶液,所得的压强变化趋势与图 2 相似
7.实验室常用氢氧化钠溶液来吸收CO2,石灰水也能与CO2反应。
【提出问题】实验室可否用石灰水来吸收CO2呢?化学兴趣小组的同学对此展开探究。
【猜想与假设】小明:可用饱和石灰水吸收CO2。小亮:不可用饱和石灰水吸收CO2。
小明提出猜想的理由是氢氧化钙可与CO2反应。小亮提出猜想的理由是氢氧化钙溶液中溶质的含量低,因为____________________。
为了验证他们的观点,同学们设计了图1实验装置并用压强传感器记录数据。
【进行实验】
(1)连接仪器,__________________。
(2)按要求装入药品。夹紧K1、K2,打开压强传感器绘制初始波形图至a点(图2)。
(3)打开K1,向装置中注入50 mL饱和石灰水,完毕后再微微振荡装置。
(4)等曲线平衡后,打开K2,向装置中注入50 mL氢氧化钠溶液,记录波形图。
【分析与结论】
(1)ab段压强增大的原因是________________________________。
(2)注入氢氧化钠溶液发生反应的化学方程式是____________________________________________________。
(3)通过__________两点的比较,说明小明的猜想不成立。通过数字化实验,同学们明白了实验室不能用石灰水来吸收CO2。
【交流与评价】
(1)实验室中吸收CO2最好用氢氧化钠的________(选填“饱和”或“不饱和”)溶液。
(2)小燕认为de段压强明显减小的原因也可能是CO2溶于水,请分析整个波形图,说说你的观点:________________________________________________________________________ 。
(3)若在波形图上出现e后,再微微振荡装置,波形图会继续下降,理由是__________________________________________________。
8.如图所示,某活动小组为验证氢氧化钠和氢氧化钙的性质,设计并进行以下实验(装置气密性良好);分别打开分液漏斗活塞,将10 mL等量的氢氧化钠饱和溶液和氢氧化钙饱和溶液全部加入锥形瓶中,关闭活塞,一段时间后同时打开弹簧夹K1、K2,观察实验现象。
(1)B中短导管可使集气瓶内外气压保持一致,这样设计的目的是________________________________。
(2)实验过程中,根据现象__________________________________________,说明实验室吸收二氧化碳适合用氢氧化钠饱和溶液。
(3)实验中,把B中的水更换为______________________溶液,则可证明氢氧化钠溶液与二氧化碳发生反应。
(4)实验后,从A中锥形瓶内取出适量溶液,倒入试管中,设计实验证明该溶液中仍含有氢氧化钠的实验需要使用的试剂是________________。
A.无色酚酞溶液
B.氯化钡溶液
C.氢氧化钙溶液
D.稀硫酸
9.某实验小组的同学为了验证氢氧化钠溶液能否与二氧化碳反应,分别设计了两种方法。
方法一:
(1)如图甲所示,两个装满二氧化碳的同样规格的瓶中分别注入等量的氢氧化钠溶液和蒸馏水,振荡后若观察到U形管左侧的液面溶液______于右侧的液面,则证明溶液中的氢氧化钠能与二氧化碳反应。此时右瓶内的压强________(选填“大于”或“小于”)大气压。
方法二:
如图乙所示,在室温为15 ℃时,将10 g氢氧化钠固体完全溶于80 g水中,而后匀速地通入二氧化碳气体。同时用传感器测定溶液的pH变化,用数据采集器记录并绘制图像如图丙所示。
(2)为了确定M点的溶液成分,先滴加无色酚酞溶液,溶液变红。再滴加过量氯化钡溶液,有白色沉淀生成且溶液红色不消失,则可判断M点溶液中一定含有的溶质是__________________________(填化学式 )。
10.小明在学习过酸碱盐有关知识之后,用下图所示装置验证氢氧化钠的性质。请将他的实验补充完整。
(1)检查A装置的气密性的方法是_______________________________________________(填实验操作与现象),说明A装置的气密性良好。
(2)实验时,关闭K1、K2、K3和K4,先将注射器中少量(约2 mL)20%的NaOH溶液缓慢推入A中后停止推动活塞。过一会儿,剩余的NaOH溶液能够被自动吸入A中,产生该现象的原因是______________________________________。该现象________(选填“能”或“不能”)说明NaOH与CO2发生了化学反应,理由是______________________。
(3)打开K1、K3,能观察到C中溶液进入A中,C中导管下端露出液面。
(4)再打开K2、K4,B中溶液进入A和C中。能证明A中二氧化碳与氢氧化钠反应生成新物质的现象是__________________。
(5)为证明氢氧化钠与盐酸反应,小红认为应将C中改用溶质质量分数为20% NaOH溶液,而小明认为C中NaOH溶液的浓度不宜过大。你认为哪位同学的方案更合理?并说明理由:________________________________________________________________________________________________________________。
参考答案
1.D 【解析】A.氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液都是显碱性的溶液,都能使酚酞变红,说法不正确。B.稀硫酸和碳酸钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,所以有气泡放出只能说明有碳酸钠生成,并不能说明无氢氧化钠,说法不正确。C.实验三中生成的沉淀是碳酸钠和氯化钡反应生成的碳酸钡沉淀,说法不正确。D.取少量样品于试管中,加入足量的BaCl2溶液,有白色沉淀生成,说明溶液中含有碳酸钠;过滤,向滤液中滴加1~2滴无色酚酞溶液,溶液显红色,说明溶液中含有氢氧化钠,说法正确。
2.D 【解析】A.变质后的氢氧化钠溶液中含有碳酸钠,氢氧化钠和碳酸钠均显碱性,均能使无色酚酞溶液变红,不能用无色酚酞溶液检验氢氧化钠溶液是否变质,故选项说法错误;B.取一定量溶液样品,滴入稀盐酸,先与氢氧化钠溶液反应,一开始不会产生气泡,故选项说法错误;C.取一定量溶液样品,滴入澄清石灰水至沉淀不再增加,碳酸钠能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,过滤,向滤液中滴加无色酚酞溶液,溶液变红,由于有氢氧化钠生成,不能证明原样品中溶质是氢氧化钠,故选项说法错误;D.取一定量溶液样品,加入澄清石灰水至沉淀不再增加,碳酸钠能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,过滤,可除去样品中的杂质,故选项说法正确。
3.C 【解析】A.如果溶液中仍然有氢氧化钠存在,那么滴入酚酞溶液后肯定会变红,因此此时溶液中肯定没有氢氧化钠,即完全变质,错误;B.氢氧化钠变质生成碳酸钠,而碳酸钠和氯化钡反应,生成碳酸钡沉淀和氯化钠,所以除去原来的杂质时又引入新的杂质,错误;C.红色褪去,说明氢氧化钠在逐渐消失,即与盐酸发生了反应,正确;D.氢氧化钠和二氧化碳反应后,碳酸钠显碱性,溶液呈现红色,错误。
4.D 【解析】A.稀盐酸不能和铜反应,说明铜在金属活动性顺序表中排在氢后面,稀盐酸能和锌反应生成氯化锌和氢气,说明锌在金属活动性顺序表中排在氢前面,因此锌比铜的金属活动性强,该选项能够达到实验目的;B.稀硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,加入碳酸氢钠时,不产生气泡,说明稀硫酸已经和氢氧化钠完全反应,该选项能够达到实验目的;C.加入氯化钙溶液,产生白色沉淀,是因为碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,加入无色酚酞溶液,如果无色酚酞溶液不变色,说明溶液中不含有氢氧化钠,说明氢氧化钠完全变质,如果无色酚酞溶液变红,说明溶液中含有氢氧化钠,说明氢氧化钠部分变质,该选项能够达到实验目的;D.20 ℃时,100 g水中加入36 g氯化钠能够完全溶解,说明20 ℃时,100 g水中至少能够溶解36 g氯化钠,不能说明20 ℃时氯化钠的溶解度为36 g,该选项不能达到实验目的。
5.D 【解析】A.久置的氢氧化钠溶液中含有与空气中的二氧化碳反应生成的碳酸钠,碳酸钠能与氯化钙溶液反应生成碳酸钙白色沉淀,由步骤①的现象可知,该氢氧化钠溶液已经变质,故A正确;B.滤液可能是氢氧化钠和氯化钙的混合溶液,若含有氢氧化钠,通入二氧化碳,二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水,碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,若步骤②中的“现象Ⅰ”为生成白色沉淀,说明滤液中含有氢氧化钠,结论是该氢氧化钠溶液部分变质,故B正确;C.步骤②中的“通入适量二氧化碳”可改为滴加无色酚酞溶液,无色酚酞溶液变红,说明氢氧化钠部分变质,无色酚酞溶液不变色,说明氢氧化钠全部变质,故C正确;D.步骤①中的CaCl2溶液不能用Ca(OH)2溶液代替,因为碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,无法确定原溶液中是否存在氢氧化钠,故D错误。
6.A 【解析】A.由图可知,阶段Ⅰ的压强变化较小,说明阶段Ⅰ中并不是所有二氧化碳溶于水并与水反应,说法错误;B.阶段 Ⅱ 的压强变小,且比阶段Ⅰ压强变小得多,说明该过程 NaOH 溶液吸收了 CO2,说法正确;C.由图2可知,阶段Ⅲ的压强增大,说明装置中的气体增多,则阶段 Ⅲ 发生的反应是稀盐酸与碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,反应的化学方程式为 Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑,说法正确;D.氢氧化钠与氢氧化钾都是碱,都具有碱的通性,且都易溶于水,所以将 NaOH 溶液换成 KOH 溶液,所得的压强变化趋势与图 2 相似,说法正确。
7.【猜想与假设】氢氧化钙微溶于水
【进行实验】检查装置气密性
【分析与结论】(1)加入石灰水对瓶内气体产生挤压
(2)2NaOH+CO2Na2CO3+H2O
(3)a、c
【交流与评价】(1)饱和 (2)水对实验影响不大,石灰水中也含有水,而最终吸收气体的体积小于石灰水的体积 (3)氢氧化钠溶液充分吸收了残余的CO2
【解析】【猜想与假设】氢氧化钙微溶于水,饱和氢氧化钙溶液中溶质的含量也很低,不利于对二氧化碳气体的吸收。
【进行实验】(1)连接仪器,检查装置气密性,防止装置漏气造成实验误差。
【分析与结论】(1)加入石灰水对瓶内气体产生挤压,装置中气体体积减小,ab段压强增大。
(2)氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,化学方程式为2NaOH+CO2Na2CO3+H2O。
(3)打开K1,向装置中注入50 mL饱和石灰水,完毕后再微微振荡装置;结合波形图中a、c两点可知,加入饱和石灰水前后压强变化不大,说明饱和石灰水只能吸收大约等体积的二氧化碳,故不可用饱和石灰水吸收CO2,小明的猜想不成立。
【交流与评价】(1)饱和氢氧化钠中溶质更多,吸收二氧化碳效果更好,故实验中最好用氢氧化钠饱和溶液。
(2)水对实验影响不大,石灰水中也含有水,而最终吸收气体的体积小于石灰水的体积,故de段压强明显减小的原因不是CO2溶于水。
(3)微微振荡装置,促进了氢氧化钠溶液对残余的CO2气体的吸收,导致波形图会继续下降。
8.(1)利用压强差将水压入A、C装置 (2)进入A装置中的水较多,进入C装置中的水较少 (3)氯化钙(或氯化钡) (4)AB(或D)
【解析】(1)B中的短导管可使集气瓶内外的气压保持一致,这样设计的目的是当二氧化碳被碱液吸收,装置内外形成较大的气压差时,能将水压入A、C装置中,以达到实验目的。
(2)氢氧化钠易溶于水,氢氧化钙微溶于水,因此氢氧化钠的饱和溶液吸收二氧化碳较多,氢氧化钙的饱和溶液吸收二氧化碳较少,因此A中的压强变化大,进入的水较多,C中的压强变化小,进入C装置中的水较少,说明实验室吸收二氧化碳适合用氢氧化钠饱和溶液。
(3)二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,碳酸钠与氯化钙(或氯化钡)反应生成氯化钠和碳酸钙(或碳酸钡)沉淀,因此把B中的水更换为氯化钙(或氯化钡)溶液,通过产生白色沉淀,可证明氢氧化钠溶液与二氧化碳发生反应。
(4)要证明从A中锥形瓶内取出的溶液含有氢氧化钠,可以先加入过量氯化钡溶液除去生成的碳酸钠,因碳酸钠溶液呈碱性也能使酚酞变红,故加入氯化钡排除其对氢氧化钠检验的干扰,然后滴入无色酚酞溶液,若变红,则可证明含有氢氧化钠;或加入稀硫酸,若无氢氧化钠,硫酸与碳酸钠反应立即产生气泡,若有氢氧化钠,硫酸先与氢氧化钠反应无现象,然后再与碳酸钠反应产生气泡,通过产生气泡的情况也可以证明氢氧化钠的有无;碳酸钠与氢氧化钙反应会生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,加入氢氧化钙,无论有无氢氧化钠都会立即生成白色沉淀,无法证明氢氧化钠的有无。
9.(1)高 小于 (2)Na2CO3、NaOH
【解析】(1)氢氧化钠吸收二氧化碳的效果比水的吸收效果好,所以CO2与NaOH的反应,气体减少,压强减少,比水吸收二氧化碳气压减小的程度大,所以U形管左端的气压减小,从而导致U形管左端液面升高;二氧化碳也会与水反应,所以此时右瓶内的压强小于大气压。
(2)氢氧化钠与二氧化碳反应产生碳酸钠和水,向反应后溶液中滴加酚酞,溶液显红色,说明反应后溶液显碱性,碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液均显碱性,氯化钡与氢氧化钠不反应,但是能与碳酸钠反应生成碳酸钡白色沉淀,所以继续滴加足量的氯化钡溶液,有白色沉淀生成说明可以确定滴加酚酞溶液前锥形瓶中溶液含有碳酸钠,溶液红色不消失,说明可以确定滴加酚酞溶液前锥形瓶中溶液还含有氢氧化钠。
10.(1)将导管一端放入盛有水的水槽中,拉注射器活塞,导管内形成一段稳定的液柱 (2)NaOH与CO2反应,A中气压降低 不能 二氧化碳能够溶于水
(4)A中有气泡冒出 (5)小明的更合适,C中盐酸与NaOH恰好完全反应(或盐酸过量才能观察到酚酞变为无色)
【解析】(1)检查A装置的气密性的方法:将导管一端放入盛有水的水槽中,拉注射器活塞,导管内形成一段稳定的液柱,说明A装置的气密性良好。
(2)过一会儿,剩余的NaOH溶液能够被自动吸入A中,产生该现象的原因是NaOH与CO2反应,A中气压降低,该现象不能说明NaOH与CO2发生了化学反应,理由是二氧化碳能够溶于水。
(4)能证明A中二氧化碳与氢氧化钠反应生成新物质的现象是A中有气泡冒出(盐酸和氢氧化钠与二氧化碳反应生成的碳酸钠反应生成了二氧化碳气体)。
(5)小明的更合适,C中盐酸与NaOH恰好完全反应,或盐酸过量才能观察到酚酞变为无色。
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