内容正文:
教师姓名
学生姓名
年 级
初三
上课时间
学 科
化学
课题名称
6.4酸碱盐实验
【学习目标】
1.理解二氧化碳与氢氧化钠反应的验证实验
2.掌握氢氧化钠与熟石灰是否变质的检验方法
3.掌握验证酸碱盐是否反应的方法
【知识要点】
知识点一:验证酸碱是否发生反应
一、酸碱指示剂
1. 实验原理:根据溶液颜色的变化判断酸碱是否发生反应
2.实验步骤:
(1)紫色石蕊:取一只试管,加入少量氢氧化钠溶液,再滴入紫色石蕊试液,观察到溶液呈蓝色,再逐滴加入盐酸,发现溶液由蓝色变为紫色又变为红色,既可说明酸碱发生了中和反应。
(2)无色酚酞:取一只试管,加入少量氢氧化钠溶液,再滴入无色酚酞试液,观察到溶液呈红色,再逐滴加入盐酸,发现溶液由红色变为无色,既可说明酸碱发生了中和反应。
二、温度变化
1.实验原理:测定反映前、反应中及反应后的温度变化证明酸碱发生了反应
2.实验步骤
(1)室温下,用两只试管分别取氢氧化钠溶液及盐酸并测定其温度
(2)将两只试管中的溶液混合,并测定溶液温度的变化
3.实验结论:盐酸与氢氧化钠溶液发生了化学变化,且该反应为放热反应
三、pH的变化
1.实验原理:测定反映前、反应中及反应后的温度变化证明酸碱发生了反应
2.实验步骤
(1)取一只试管,加入少量氢氧化钠溶液,测其PH值,再向试管中滴入少量盐酸,测定溶液的PH值的变化,发现溶液PH值变小,再将盐酸换成等量的水作对照实验,即可说明氢氧化钠与盐酸发生了化学反应。
【典型例题】
例1.(2023·上海虹口·统考二模)为探究氢氧化钠与盐酸反应的热量变化及溶液酸碱性的变化,某小组同学进行如下实验。
【实验一】配制氢氧化钠溶液
氢氧化钠的部分溶解度如表所示。
温度(℃)
10
20
30
40
60
溶解度(g/100g水)
98
109
119
129
174
①10℃时,氢氧化钠的溶解度是 g/100g水。
②20℃时,40g氢氧化钠与60g水混合,所得溶液是氢氧化钠的 (选填“饱和”或“不饱和”)溶液;配制100g、4%的氢氧化钠溶液,需要水 g。
【实验二】探究氢氧化钠与盐酸的反应中,溶液酸碱性的变化。
③向盛有20g、4%的氢氧化钠溶液中逐滴滴加稀盐酸,用pH传感器测定溶液pH随滴入稀盐酸体积的变化,如图1所示。
Ⅰ.氢氧化钠与盐酸反应的化学方程式是 。
Ⅱ.结合数据说明,实验过程中A(18.25,7)点的含义 。
④含4g溶质的氢氧化钠溶液,与一定量稀盐酸恰好完全反应,参加反应的稀盐酸中溶质的物质的量是 mol。
【实验三】探究氢氧化钠与盐酸反应的热量变化。
⑤分别取等体积的氢氧化钠溶液、稀盐酸、水,按如表进行实验,测定溶液温度随时间变化的曲线如图2所示。证明中和反应有热量放出的证据是 。
烧杯
烧杯中原有的物质
逐滴滴入的物质
甲
40%氢氧化钠溶液
4%稀盐酸
乙
40%氢氧化钠溶液
水
丙
4%稀盐酸
水
声明7例2(2021·上海奉贤·二模)通过学习,同学们发现有些化学反应发生时没有伴随明显的现象,他们就NaOH溶液和稀盐酸的反应进行了以下研究。
①甲组同学
I.向盛有NaOH溶液的试管中滴几滴无色酚酞试液,振荡,继续加入稀盐酸,观察到溶液由_________变成无色,证明NaOH溶液和稀盐酸能发生反应。写出氢氧化钠溶液和稀盐酸反应的化学方程式_________。
II.甲组同学继续探究实验后无色溶液中溶质的成分。
(提出问题)无色溶液中溶质除了酚酞还有什么?
(提出猜想)(1)NaCl;(2)NaCl和_________。
(设计实验)
实验操作
实验现象
实验结论
方案一
向试管中加入少量锌粒,然后加入无色溶液
有_________产生
猜想(2)成立
方案二
取少量无色溶液于试管中,慢慢滴加NaOH溶液,并不断振荡试管
开始无明显现象,过一会发现_________
②乙组同学
向盛有NaOH溶液的试管中滴加稀盐酸,将所得溶液蒸发得到白色固体,小组同学认为据此不能证明NaOH溶液和稀盐酸发生反应,于是将白色固体溶于水,室温下测得该溶液的pH=7,据此能否证明两种发生反应?并说明理由_________。
【变式训练】
1.(2023·上海长宁区区·统考二模)实验室利用pH传感器测定向氢氧化钠溶液(pH=13)中滴加稀盐酸时溶液pH的变化情况。
①稀盐酸和氢氧化钠溶液反应的化学方程式是 。
②a、b、c所示溶液中氯化钠质量最小的是 。b点表示当加入20g稀盐酸时,溶液中氢氧化钠的质量为 g。
③c点所示溶液中溶质为 ,继续向该溶液滴加一定量的蒸馏水,请在如图中画出溶液pH的变化曲线。
【答案】①NaOH+HCl═NaCl+H2O;
②0g;
③HCl和NaCl;
知识点二:验证CO2和NaOH发生反应
一、实验设计
①从反应物减少角度探究氢氧化钠与二氧化碳是否反应
借助CO2气体反应消耗减少,使装置内压减小而引起外在形变来证明,但又有二氧化碳 溶于水和与水反应也会使内压减小的干扰因素,可以设计对比装置来证明。实验设计如下:
1.烧杯中的水有何变化(如图乙)
说明:将分液漏斗中的NaOH溶液滴入装有二氧化碳的广口瓶一段时间后,打开止水夹,观察到因为内压减小烧杯中的水会沿导管进入到广口瓶中,则证明了NaOH溶液与CO2发生了反应。
2. 观察到软塑料瓶变瘪
②从生成物角度探究氢氧化钠与二氧化碳是否反应
取上述方案丙中的溶液少许,滴加足量(过量)稀盐酸 观察到有产生气泡,证明氢氧化钠与二氧化碳发生了反应。
③探究方案①中丙的溶质成分
实验步骤
实验现象
实验结论
步骤一:取少量样品,滴加 (14)
产生白色沉淀
溶质成分为碳酸钠、氢氧化钠
步骤二:(15)
(16)
(14)足量(过量)氯化钡溶液 (15)取步骤一上层清液,滴加无色酚酞试液(合理给分)
(16)溶液变为红色
【典型例题】
例1(2023·上海崇明·统考二模).化学是一门以实验为基础的科学。
(1)根据下列所示的实验回答问题。
I.如图1,是电解水实验装置图,玻璃管___________(填“a”或“b”)中的气体能使带火星的木条复燃。
II.如图2,仪器M的名称是___________;该实验目的是___________。
(2)根据下列装置和图像回答问题。
I.如图3,用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳。装置A中发生反应的化学方程式为___________。检验装置B中CO2已经集满的方法是___________。集满后用弹簧夹夹住乳胶管,此时装置A中长颈漏斗的作用为___________。
II.如图4,研究等体积的NaOH溶液和水分别吸收CO2的效果,图像如图5所示。分析图像,能否证明CO2与NaOH溶液发生了反应并说明理由。___________。
【变式训练】
1.(2023·上海闵行·统考二模)二氧化碳是碳循环中的重要物质。
(1)实验室可用如图所示的装置制备二氧化碳,反应的化学方程式是_______。长颈漏斗的末端要伸入多孔隔板下的原因是_______。装置中弹簧夹的作用是_______。
(2)为研究二氧化碳与氢氧化钙溶液、氢氧化钠溶液的反应情况,社团同学进行如下图所示实验(装置气密性良好)。
实验步骤
现象
甲装置
乙装置
①分别向充满CO2的甲乙两个等体积集气瓶中,注入等体积的Ca(OH)2饱和溶液和NaOH饱和溶液
_______。
无明显现象
②稍后打开弹簧夹K1、K2
烧杯中少量液体倒流入甲中
____。
结论:I.证明CO2能与NaOH发生反应,该反应的化学方程式是_______。Ⅱ.相同条件下,_______。
(3)社团同学最后对制取二氧化碳后的废液中是否含有盐酸进行了检验,其中可选择的试剂是_______。
A.Zn粒 B.AgNO3溶液 C.酚酞 D.Na2CO3固体
知识点三 :变质问题
1、 氢氧化钠变质
1.原因:敞口放置,与空气中的二氧化碳反应,生成了碳酸钠。
2.检验氢氧化钠变质的方法:
(1)取少量样品于试管中,滴加稀盐酸(或稀硫酸),如果产生气泡,说明样品已变质。
(2)取少量样品于试管中,滴加氢氧化钙溶液(或氢氧化钡溶液),若产生白色沉淀,说明样品已变质。
(3) 取少量样品于试管中,滴加氯化钙溶液(或硝酸钙等其他可溶性钙盐、钡盐溶液),如果产生白色沉淀说明样品已变质。
3.检验变质程度的方法:取少量样品于试管中,滴加足量的氯化钙溶液,有白色沉淀生成;静置,向上层清液滴加少量酚酞,如果溶液变红色,说明溶液部分变质;如果溶液呈无色,说明氢氧化钠完全变质。
加入氯化钙的原因:碳酸钠溶液呈碱性,它的存在会影响到氢氧化钠的检验,所以在检验氢氧化钠前必须把碳酸钠除去。除去碳酸钠时不能用酸,因为酸会与氢氧化钠反应;不能用碱,因为碱会与碳酸钠反应生成氢氧化钠,干扰原来氢氧化钠的检验。
二、生石灰变质
1.原因:敞口放置,与空气中的水反应,生成了氢氧化钙,氢氧化钙进一步反应得碳酸钙。
2.检验变质的方法:取少量样品于试管中,滴加少量水,如果试管壁不发烫,说明样品已变质。
三、熟石灰变质
1.原因:敞口放置,与空气中的二氧化碳反应变为碳酸钙。
2.检验变质的方法:取少量样品于试管中,滴加少量稀盐酸,如果有气泡产生,说明样品已变质。
【注意】氢氧化钠、生石灰及熟石灰变质的方程式的准确书写。
【典型例题】
例1.(2020浦东新区二模)利用物质的性质能帮助我们开展科学探究。
[认识物质]
俗名
所含原子团
用途
氢氧化钠
_________、 火碱、苛性钠
氢氧根
精炼石油等
碳酸钠
纯碱、苏打
____
生产玻璃制品等
[定性检测]
为检测久置空气中的氢氧化钠是否变质,设计并进行了如下图的实验:
①试管1中观察到的现象是__________。
②试管2中观察到产生气泡,反应的化学方程式为___________。
③试管3中观察到产生__________。
④能达到实验目的的是试管__________(选填“1”、 “2”或“3”) 中的实验。
⑤若要判断氢氧化钠是部分变质还是全部变质,请你选择上述实验后三支试管中的液体继续实验,完成下表。
试管的编号
实验操作
现象和结论
试管________(选填“1”、“2”或“3”)
____
____
例2(2021·上海崇明·二模)
②第二兴趣小组同学撕开某雪饼包装袋,发现袋内有一包生石灰干燥剂。
Ⅰ.干燥剂干燥的原理是__________________(用化学方程式表示)。
II.甲同学想探究这包干燥剂中是否含有碳酸钙?实验方法是取少量干燥剂于试管中,滴加足量盐酸,观察到________________,说明不含碳酸钙。
ⅡI.乙同学用一支试管做实验就证明了该包干燥剂仍然有效,其实验方法是_________________。
Ⅳ.丙同学在乙同学的实验基础上,认为这包干燥剂(假定都是含钙物质)其成分有两种可能,即CaO或CaO、Ca(OH)2,于是又设计了如下方案:
若bg沉淀所含钙元素质量等于__________时,该包干燥剂成分为CaO。
【变式训练】
1.(金山区二模)化学课堂上,同学们在老师的指导下进行了分组实验。
(查阅资料)氯化钙溶液、氯化钠溶液都呈中性。
(1)第I组实验:探究酸和碱的反应。向试管中加入少量的氢氧化钙溶液,并滴入几滴无色酚酞溶液,充分振荡后,再逐滴滴入稀盐酸,并用玻璃棒不断搅拌,观察到溶液由红色变为无色,测得溶液的pH<7.该过程中发生反应的化学方程式为________,反应后溶液中的溶质为________。
(2)第Ⅱ组实验:为了探究一瓶忘记盖瓶塞的氢氧化钠溶液中溶质的成分,同学们进行了如下实验。
(提出猜想)
猜想1;溶质是氢氧化钠;
猜想2:溶质是________;
猜想3:溶质是碳酸钠。
(设计实验)
实验步骤
实验现象
实验结论
取少量样品于试管中,向其中加入适量的氯化钡溶液,充分反应后,过滤,向滤液中滴加几滴无色酚酞溶液
________
猜想3成立
发生反应的化学方程式为________。
(交流讨论)
老师问:“若向少量样品中,加入足量的稀盐酸,如果有气泡产生,猜想3一定成立吗?”同学们交流讨论后,一致认为猜想3不一定成立,原因是________。
(3)实验结束后,同学们将两组实验后的废液倒入同一个废液缸中进行集中处理。若使废液中只含有一种溶质氯化钠(酚酞除外)则需向废液中加入________。
【基础练习】
1.(2022·上海静安·校考二模)向滴有酚酞的氢氧化钠溶液中逐渐滴入稀盐酸,并使其充分反应。能说明稀盐酸、氢氧化钠恰好完全反应的是 (不定项)
A.加硝酸银溶液,有白色沉淀生成 B.加碳酸钠固体,没有气泡产生
C.溶液由红色刚好变成无色 D.测定溶液的pH,刚好显中性
2.(202青浦区二模)实验小组用传感器研究等量水或NaOH溶液分别吸收CO2的效果,实验装置及测定结果如下图所示。下列说法不正确的是
A.曲线①是CO2溶解和CO2与水反应的综合结果
B.对比曲线①和②,可说明CO2能与NaOH反应
C.NaOH溶液吸收CO2的效果比水好
D.若选用等量饱和石灰水进行实验,其曲线在①上方
3.(2020青浦区二模)中和反应是一类重要的化学反应。某同学利用图1实验研究稀盐酸与氢氧化钠液反应的过程,并测量反应过程中溶液的pH和温度的变化情况,得到图2和图3
(1)烧杯中发生反应的化学方程式为_____;
(2)滴管A中溶液的溶质是_____(填化学式);
(3)结合图2中有关信息可知图3中V的数值最接近_____(填“6”、“12”或“16”);
(4)下列说法正确的是_____。
A 图2中b点所示溶液中的溶质是NaCl和HCl
B 取图2中d点所示溶液加热蒸干所得固体为纯净物
C 图2中c→d所示溶液中NaCl的质量不断增加
D 图3中e→f变化趋势可说明该反应是放热反应
4(2021·上海闵行·二模)如图三个实验均可验证无现象的化学反应发生了。
(实验一)当观察到______现象时,证明化学反应发生,化学方程式是______。
(实验二)加入 X 可验证稀硫酸与NaOH 能发生反应,符合此条件的X 是______。
A.FeCl3 B. C.Na2CO3 D.
(实验三)用气压传感器测得曲线1 和2,要证明CO2 与NaOH 一定发生了反应,左瓶中应加入______;曲线 1 变化平缓的原因是______。
(反思)上述实验的设计思想是通过证明______,来判断化学反应的发生。
5.(2022·上海嘉定·统考二模)通过学习,我们知道有些物质混合后,虽然无明显现象产生,但确实发生了化学反应,如氢氧化钠溶 液和二氧化碳,写出该反应的化学方程式_______,教材上是通过证明反应物二氧 化碳的减少证明了反应的发生。某兴趣小组的同学认为还可以通过以下实验证明。请与他们一起完成实验 方案的实施和评价。
①方案一:将二氧化碳通入盛有氢氧化钠溶液的试管中,再滴加足量的稀盐酸,观察到_____,证明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了反应。还可以使用的试剂有_______(写出一种与 稀盐酸不同类别的物质)。
②方案二:资料显示,常温下 NaOH、Na2CO3 分别在水和酒精中的溶解度 (单位:g/100g 溶剂)如下所示:
溶剂
NaOH
Na2CO3
水
109
21.8
酒精
17.3
<0.01
将 CO2 通入饱和的 NaOH 乙醇溶液中,观察到_________,证明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了反应。他们的推测依据是_____。
③上述两个方案在设计思想上的相同点是_____。
某兴趣小组的同学还想进一步探究氢氧化钠溶液和二氧化碳反应后溶液的成分,请完成以下表格:
实验步骤
实验现象
实验结论
步骤一:取少量样品,滴加_____
产生白色沉淀
溶质成分为碳酸钠和氢氧化钠
步骤二:在上步反应后的溶 液中继续滴加______
______
6【宝山二模】某化学兴趣小组同学对一包敞口放置的碱石灰样品的成分展开了如下探究,请你参与他们的探究活动。
【查阅资料】
① 碱石灰由CaO和NaOH固体混合而成,通常用于吸收二氧化碳及干燥气体。
② BaCl2溶液显中性。
【提出猜想】根据资料,同学们猜想碱石灰样品中可能含有CaO、NaOH、Ca(OH)2、Na2CO3和 (10) 。
【实验步骤】小组同学讨论后设计如下实验方案进行实验:
实验步骤及操作
实验现象
结 论
①取部分该样品于小烧杯中,加足量水,过滤。
有未溶解的固体,
无明显放热现象。
碱石灰样品中不含NaOH和
(11)
②取①中滤渣加入足量盐酸
产生无色气体
样品中一定含有CaCO3
③取①中滤液于一试管中,向其中滴加过量BaCl2溶液
产生白色沉淀
④向③的上层清液中滴加无色酚酞溶液
溶液变红色
【实验反思】
同学们思考后认为步骤②的结论不准确,原因是 (12) (用化学方程式表示);
【实验结论】
Ⅰ.步骤④所得溶液中除酚酞外还含有的溶质有 (13) 。
Ⅱ.通过实验步骤和现象分析得出:该碱石灰样品一定含有的物质是 (14) 。
【提高练习】
1.(2021·上海青浦·二模)酸、碱、盐之
间能相互发生反应,某化学实验小组进行了系列实验。
(实验一)探究中和反应的发生
①如图1所示,该实验中观察到的现象是__________________可证明氢氧化钠溶液和稀盐酸发生反应,反应的化学方程式为___________________。
取上述实验后的溶液于试管中,为验证氢氧化钠溶液和稀盐酸是否恰好完全反应,理论上可选择的试剂是__________________。
A.铜片B.碳酸钠溶液C.硝酸银溶液
②为探究中和反应过程中热量的变化情况,某实验小组进行了以下三个对比实验,并用温度传感器测定实验过程中的温度变化情况,得到了如图2所示的三根曲线:
实验1:50mL一定浓度的盐酸与50mL一定浓度的氢氧化钠溶液混合(曲线a);
实验2:50mL一定浓度的盐酸与50mL蒸馏水混合(曲线b);
实验3:50mL一定浓度的氢氧化钠溶液与50mL蒸馏水混合(曲线c)
Ⅰ.对比三根曲线,根据曲线a可以得到的结论是___________________。
Ⅱ.结合实验目的,请分析实验小组增加实验2、实验3的理由________________。
2.(2021·上海黄浦·二模)碱是一类重要的物质,氢氧化钠和氢氧化钙是常见的碱。
①我国古代劳动人民在生产,生活中就已经充分利用氢氧化钙。氢氧化钙的俗名是_______。写出氢氧化钙的一种用途_______。
②为验证氢氧化钙和氢氧化钠的性质。进行如下图所示实验(装置气密性良好)。
步骤:分别向充满二氧化碳的甲、乙两个容器中注入等体积的氢氧化钙饱和溶液、氢氧化钠饱和溶液;稍后打开弹簧夹K1、K2。
现象与结论:实验过程中甲、乙均有氯化钡溶液进入,进入乙中的液体量较多。从氢氧化钙和氢氧化钠性质的角度分析。产生上述现象的原因_______。乙中产生的白色沉淀的化学式是_______。
③在某15mL氢氧化钠溶液中滴入稀盐酸,稀盐酸的体积与溶液温度的变化关系如下图所示。
Ⅰ.由上图可知,氢氧化钠的溶液与盐酸反应会_______(选填“放出”或“吸收”)热量:滴入稀盐酸的体积为_______(选填“a”“b”“c”成“d”)mL时两者恰完全反应。
Ⅱ.设计实验。证明上述实验产生的热量来自酸碱中和反应,而不是溶液稀释所导致的。请写出实验方案_______。
3.(2022·上海青浦·统考二模)甲乙两位同学就氢氧化钠溶液与稀盐酸的反应进行如下实验。
(1)上述实验过程均涉及到的反应化学方程式为______,该反应会______(填“放热”或“吸热”)。
(2)结合上述实验,甲、乙同学进行下列探究:
探究环节
甲
乙
提出问题
A3溶液为什么不变红?
B3溶液中溶质成分是什么?(酚酞不计)
做出猜想
实验过程中,酚酞变质了?
猜想一:______猜想二:NaCl、HCl
实验验证
Ⅰ、在常温下测A2溶液的酸碱度,发现溶液pH______(选填“>7”。
“=7”、“<7”或“无法确定”)。
Ⅱ、取少量A3溶液于一试管中,向该试管中继续滴加一定量NaOH溶液,发现溶液变红,说明甲同学的猜想______(填“成立”或“不成立”)。
取少量B3溶液于另一试管中,向该试管中滴加碳酸钠溶液,观察到______,说明猜想二成立。
交流反思
实验过程中,A2与B2试管中产生的现象不同,请你解释导致上述差异的具体原因______。
(
1
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初三
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学 科
化学
课题名称
6.4酸碱盐实验
【学习目标】
1.理解二氧化碳与氢氧化钠反应的验证实验
2.掌握氢氧化钠与熟石灰是否变质的检验方法
3.掌握验证酸碱盐是否反应的方法
【知识要点】
知识点一:验证酸碱是否发生反应
一、酸碱指示剂
1. 实验原理:根据溶液颜色的变化判断酸碱是否发生反应
2.实验步骤:
(1)紫色石蕊:取一只试管,加入少量氢氧化钠溶液,再滴入紫色石蕊试液,观察到溶液呈蓝色,再逐滴加入盐酸,发现溶液由蓝色变为紫色又变为红色,既可说明酸碱发生了中和反应。
(2)无色酚酞:取一只试管,加入少量氢氧化钠溶液,再滴入无色酚酞试液,观察到溶液呈红色,再逐滴加入盐酸,发现溶液由红色变为无色,既可说明酸碱发生了中和反应。
二、温度变化
1.实验原理:测定反映前、反应中及反应后的温度变化证明酸碱发生了反应
2.实验步骤
(1)室温下,用两只试管分别取氢氧化钠溶液及盐酸并测定其温度
(2)将两只试管中的溶液混合,并测定溶液温度的变化
3.实验结论:盐酸与氢氧化钠溶液发生了化学变化,且该反应为放热反应
三、pH的变化
1.实验原理:测定反映前、反应中及反应后的温度变化证明酸碱发生了反应
2.实验步骤
(1)取一只试管,加入少量氢氧化钠溶液,测其PH值,再向试管中滴入少量盐酸,测定溶液的PH值的变化,发现溶液PH值变小,再将盐酸换成等量的水作对照实验,即可说明氢氧化钠与盐酸发生了化学反应。
【典型例题】
例1.(2023·上海虹口·统考二模)为探究氢氧化钠与盐酸反应的热量变化及溶液酸碱性的变化,某小组同学进行如下实验。
【实验一】配制氢氧化钠溶液
氢氧化钠的部分溶解度如表所示。
温度(℃)
10
20
30
40
60
溶解度(g/100g水)
98
109
119
129
174
①10℃时,氢氧化钠的溶解度是 g/100g水。
②20℃时,40g氢氧化钠与60g水混合,所得溶液是氢氧化钠的 (选填“饱和”或“不饱和”)溶液;配制100g、4%的氢氧化钠溶液,需要水 g。
【实验二】探究氢氧化钠与盐酸的反应中,溶液酸碱性的变化。
③向盛有20g、4%的氢氧化钠溶液中逐滴滴加稀盐酸,用pH传感器测定溶液pH随滴入稀盐酸体积的变化,如图1所示。
Ⅰ.氢氧化钠与盐酸反应的化学方程式是 。
Ⅱ.结合数据说明,实验过程中A(18.25,7)点的含义 。
④含4g溶质的氢氧化钠溶液,与一定量稀盐酸恰好完全反应,参加反应的稀盐酸中溶质的物质的量是 mol。
【实验三】探究氢氧化钠与盐酸反应的热量变化。
⑤分别取等体积的氢氧化钠溶液、稀盐酸、水,按如表进行实验,测定溶液温度随时间变化的曲线如图2所示。证明中和反应有热量放出的证据是 。
烧杯
烧杯中原有的物质
逐滴滴入的物质
甲
40%氢氧化钠溶液
4%稀盐酸
乙
40%氢氧化钠溶液
水
丙
4%稀盐酸
水
【答案】①98。
②不饱和;96。
NaOH+HCl═NaCl+H2O。
Ⅱ.加入18.25mL稀盐酸时恰好完全反应。
④0.1。
⑤丙中温度无明显变化,甲比乙放热多。
【解答】解:①10℃时,氢氧化钠的溶解度是98g/100g水。
故答案为:98。
②20℃时氢氧化钠溶解度是109g,40g氢氧化钠与60g水混合,所得溶液是氢氧化钠的不饱和溶液;配制100g、4%的氢氧化钠溶液,需要水100g﹣100g×4%=96g。
故答案为:不饱和;96。
③Ⅰ.氢氧化钠与盐酸反应的化学方程式是NaOH+HCl═NaCl+H2O。
故答案为:NaOH+HCl═NaCl+H2O。
Ⅱ.实验过程中A(18.25,7)点的含义是加入18.25mL稀盐酸时恰好完全反应。
故答案为:加入18.25mL稀盐酸时恰好完全反应。
④含4g溶质的氢氧化钠溶液(氢氧化钠物质的量是0.1mol),与一定量稀盐酸恰好完全反应,氢氧化钠和氯化氢物质的量之比是1:1,参加反应的稀盐酸中溶质的物质的量是0.1mol。
故答案为:0.1。
⑤证明中和反应有热量放出的证据是丙中温度无明显变化,甲比乙放热多。
故答案为:丙中温度无明显变化,甲比乙放热多。
声明7例2(2021·上海奉贤·二模)通过学习,同学们发现有些化学反应发生时没有伴随明显的现象,他们就NaOH溶液和稀盐酸的反应进行了以下研究。
①甲组同学
I.向盛有NaOH溶液的试管中滴几滴无色酚酞试液,振荡,继续加入稀盐酸,观察到溶液由_________变成无色,证明NaOH溶液和稀盐酸能发生反应。写出氢氧化钠溶液和稀盐酸反应的化学方程式_________。
II.甲组同学继续探究实验后无色溶液中溶质的成分。
(提出问题)无色溶液中溶质除了酚酞还有什么?
(提出猜想)(1)NaCl;(2)NaCl和_________。
(设计实验)
实验操作
实验现象
实验结论
方案一
向试管中加入少量锌粒,然后加入无色溶液
有_________产生
猜想(2)成立
方案二
取少量无色溶液于试管中,慢慢滴加NaOH溶液,并不断振荡试管
开始无明显现象,过一会发现_________
②乙组同学
向盛有NaOH溶液的试管中滴加稀盐酸,将所得溶液蒸发得到白色固体,小组同学认为据此不能证明NaOH溶液和稀盐酸发生反应,于是将白色固体溶于水,室温下测得该溶液的pH=7,据此能否证明两种发生反应?并说明理由_________。
【答案】红色 HCl 气泡 溶液变红 能;若NaOH不与盐酸反应,蒸发后得到的固体为NaOH,将固体溶于水室温下测得的pH会大于7
【详解】(1)NaOH溶液显碱性,滴几滴无色酚酞试液溶液变红色,与氢氧化钠反应生成氯化钠和水,化学方程式NaOH+HCl=NaCl+H2O,故填:红;NaOH+HCl=NaCl+H2O。
(2)溶液变为无色,可能显酸性,也可能显中性,显酸性盐酸过量溶质是NaCl和HCl,显中性恰好完全反应溶质是NaCl,故填:HCl。
(3)猜想(2)成立即无色溶液中溶质除了酚酞还有NaCl和HCl,加入锌粒,稀盐酸和氯化氢生成氯化锌和氢气,有气体生成,取少量无色溶液于试管中,慢慢滴加NaOH溶液,并不断振荡试管,开始无明显现象,过一会发现氢氧化钠过量溶液显碱性,溶液变红,故填:气泡;溶液变红。
(4)向盛有NaOH溶液的试管中滴加稀盐酸,将所得溶液蒸发得到白色固体,将白色固体溶于水,室温下测得该溶液的pH=7,据此能证明两种物质发生反应,原因若NaOH不与盐酸反应,蒸发后得到的固体为NaOH,将固体溶于水室温下测得的pH会大于7,故填:能;若NaOH不与盐酸反应,蒸发后得到的固体为NaOH,将固体溶于水室温下测得的pH会大于7。
【变式训练】
1.(2023·上海长宁区区·统考二模)实验室利用pH传感器测定向氢氧化钠溶液(pH=13)中滴加稀盐酸时溶液pH的变化情况。
①稀盐酸和氢氧化钠溶液反应的化学方程式是 。
②a、b、c所示溶液中氯化钠质量最小的是 。b点表示当加入20g稀盐酸时,溶液中氢氧化钠的质量为 g。
③c点所示溶液中溶质为 ,继续向该溶液滴加一定量的蒸馏水,请在如图中画出溶液pH的变化曲线。
【答案】①NaOH+HCl═NaCl+H2O;
②0g;
③HCl和NaCl;
【解答】解:①稀盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,反应的化学方程式是NaOH+HCl═NaCl+H2O;
②稀盐酸和氢氧化钠反应的过程中氯化钠的质量逐渐增大,至反应结束后不再改变,故a点时溶液中氯化钠的质量最小;加入20g稀盐酸时,溶液的pH为7,稀盐酸和氢氧化钠恰好完全反应,溶液中氢氧化钠的质量为0g;
③c点时溶液的pH为3,稀盐酸过量,此时溶液中的溶质为过量的HCl和反应生成的NaCl;向该溶液中滴加一定量的蒸馏水,溶液的酸性减弱,pH逐渐增大,但溶液始终呈酸性,pH始终小于7。
故答案为:①NaOH+HCl═NaCl+H2O;
②0g;
③HCl和NaCl;
知识点二:验证CO2和NaOH发生反应
一、实验设计
①从反应物减少角度探究氢氧化钠与二氧化碳是否反应
借助CO2气体反应消耗减少,使装置内压减小而引起外在形变来证明,但又有二氧化碳 溶于水和与水反应也会使内压减小的干扰因素,可以设计对比装置来证明。实验设计如下:
1.烧杯中的水有何变化(如图乙)
说明:将分液漏斗中的NaOH溶液滴入装有二氧化碳的广口瓶一段时间后,打开止水夹,观察到因为内压减小烧杯中的水会沿导管进入到广口瓶中,则证明了NaOH溶液与CO2发生了反应。
2. 观察到软塑料瓶变瘪
②从生成物角度探究氢氧化钠与二氧化碳是否反应
取上述方案丙中的溶液少许,滴加足量(过量)稀盐酸 观察到有产生气泡,证明氢氧化钠与二氧化碳发生了反应。
③探究方案①中丙的溶质成分
实验步骤
实验现象
实验结论
步骤一:取少量样品,滴加 (14)
产生白色沉淀
溶质成分为碳酸钠、氢氧化钠
步骤二:(15)
(16)
(14)足量(过量)氯化钡溶液 (15)取步骤一上层清液,滴加无色酚酞试液(合理给分)
(16)溶液变为红色
【典型例题】
例1(2023·上海崇明·统考二模).化学是一门以实验为基础的科学。
(1)根据下列所示的实验回答问题。
I.如图1,是电解水实验装置图,玻璃管___________(填“a”或“b”)中的气体能使带火星的木条复燃。
II.如图2,仪器M的名称是___________;该实验目的是___________。
(2)根据下列装置和图像回答问题。
I.如图3,用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳。装置A中发生反应的化学方程式为___________。检验装置B中CO2已经集满的方法是___________。集满后用弹簧夹夹住乳胶管,此时装置A中长颈漏斗的作用为___________。
II.如图4,研究等体积的NaOH溶液和水分别吸收CO2的效果,图像如图5所示。分析图像,能否证明CO2与NaOH溶液发生了反应并说明理由。___________。
【答案】(1) b 量筒 配制100g10%的氯化钠溶液
(2)
将燃着的小木条置于锥形瓶口,木条熄灭 储存回流的液体药品 氢氧化钠溶液中也含有水,但吸收二氧化碳后比只装有水使气压降低的更多
【详解】(1)I.如图1,是电解水实验装置图,根据电解水是正氧负氢,且生成氢气和氧气的体积比是2:1,如图,b试管内气体较少则是玻璃管内是氧气能使带火星的木条复燃,故填:b;
II.如图2,仪器M的名称量筒;如图所示,溶质是10g溶剂水是90毫升即90g水,故溶质质量分数是,该实验目的是配制100g10%的氯化钠溶液
(2)I.如图3,用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳,碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为;;
二氧化碳不燃烧也不支持燃烧,验满的方法是将燃着的小木条置于锥形瓶口,木条熄灭;
长颈漏斗的作用是当关闭弹簧夹后装置内的气压 变大,则液体药品会被压入长颈漏斗下端管口,起到暂时储存回流液体药品的作用
II、根据图像,氢氧化钠溶液比水吸收二氧化碳使气压降低的更多,说明氢氧化钠和二氧化碳能发生反应,故填:氢氧化钠溶液中也含有水,但吸收二氧化碳后比只装有水使气压降低的更多。
【变式训练】
1.(2023·上海闵行·统考二模)二氧化碳是碳循环中的重要物质。
(1)实验室可用如图所示的装置制备二氧化碳,反应的化学方程式是_______。长颈漏斗的末端要伸入多孔隔板下的原因是_______。装置中弹簧夹的作用是_______。
(2)为研究二氧化碳与氢氧化钙溶液、氢氧化钠溶液的反应情况,社团同学进行如下图所示实验(装置气密性良好)。
实验步骤
现象
甲装置
乙装置
①分别向充满CO2的甲乙两个等体积集气瓶中,注入等体积的Ca(OH)2饱和溶液和NaOH饱和溶液
_______。
无明显现象
②稍后打开弹簧夹K1、K2
烧杯中少量液体倒流入甲中
____。
结论:I.证明CO2能与NaOH发生反应,该反应的化学方程式是_______。Ⅱ.相同条件下,_______。
(3)社团同学最后对制取二氧化碳后的废液中是否含有盐酸进行了检验,其中可选择的试剂是_______。
A.Zn粒 B.AgNO3溶液 C.酚酞 D.Na2CO3固体
【答案】(1) CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 便于在实现液封的同时,关闭弹簧夹时实现固液分离 控制反应的发生与停止
(2) 产生白色沉淀 烧杯中大量液体倒流入乙中,且生成白色沉淀 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 氢氧化钠溶液吸收二氧化碳效果比氢氧化钙溶液好
(3)AD
【详解】(1)实验室用大理石、稀盐酸制取二氧化碳,反应的化学方程式是:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。
长颈漏斗的末端要伸入多孔隔板下的原因是便于在实现液封的同时,关闭弹簧夹时实现固液分离。关闭装置中的弹簧夹,二氧化碳气体不能排出,试管内压强变大,稀盐酸被压进长颈漏斗中与大理石脱离,反应停止,打开弹簧夹,二氧化碳气体排出,试管内压强变小,稀盐酸进入试管内与大理石接触,反应发生,所以装置中弹簧夹的作用是控制反应的发生与停止。
(2)①分别向充满CO2的甲、乙两个等体积集气瓶中,注入等体积的Ca(OH)2饱和溶液和NaOH饱和溶液。因为二氧化碳与澄清石灰水反应生成碳酸钙白色沉淀、水,二氧化碳与氢氧化钠溶液反应无明显现象,所以观察到甲装置中产生白色沉淀。②稍后打开弹簧夹K1、K2,因为乙装置中气体减少,压强变小,所以有大量液体倒流入乙中,生成的碳酸钠溶液能与氯化钡溶液反应生成白色碳酸钡沉淀。所以观察到乙装置的烧杯中有大量液体倒流入乙中,且生成白色沉淀。
结论:I.证明CO2能与NaOH发生反应生成碳酸钠、水,该反应的化学方程式是:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。
Ⅱ. 因为氢氧化钠易溶于水、氢氧化钙微溶于水,所以相同条件下,氢氧化钠溶液吸收二氧化碳效果比氢氧化钙溶液好。
(3)制取二氧化碳后的废液中含有氯化钙,可能含有盐酸。
A. Zn粒能与盐酸反应生成气体,不与氯化钙溶液反应,所以用锌粒可检验废液中是否含有盐酸,此选项符合题意;
B. 氯化钙、盐酸都能与AgNO3溶液发生反应生成白色沉淀,所以用AgNO3溶液不能检验废液中是否含有盐酸,此选项不符合题意;
C. 酚酞试液遇中性溶液、酸性溶液都不变色,用酚酞试液不能检验废液中是否含有盐酸,此选项不符合题意;
D. Na2CO3固体能与稀盐酸反应生成二氧化碳气体而冒气泡,能与氯化钙溶液反应生成白色沉淀,所以可用Na2CO3固体检验废液中是否含有盐酸,此选项符合题意。
故选AD。
知识点三 :变质问题
1、 氢氧化钠变质
1.原因:敞口放置,与空气中的二氧化碳反应,生成了碳酸钠。
2.检验氢氧化钠变质的方法:
(1)取少量样品于试管中,滴加稀盐酸(或稀硫酸),如果产生气泡,说明样品已变质。
(2)取少量样品于试管中,滴加氢氧化钙溶液(或氢氧化钡溶液),若产生白色沉淀,说明样品已变质。
(3) 取少量样品于试管中,滴加氯化钙溶液(或硝酸钙等其他可溶性钙盐、钡盐溶液),如果产生白色沉淀说明样品已变质。
3.检验变质程度的方法:取少量样品于试管中,滴加足量的氯化钙溶液,有白色沉淀生成;静置,向上层清液滴加少量酚酞,如果溶液变红色,说明溶液部分变质;如果溶液呈无色,说明氢氧化钠完全变质。
加入氯化钙的原因:碳酸钠溶液呈碱性,它的存在会影响到氢氧化钠的检验,所以在检验氢氧化钠前必须把碳酸钠除去。除去碳酸钠时不能用酸,因为酸会与氢氧化钠反应;不能用碱,因为碱会与碳酸钠反应生成氢氧化钠,干扰原来氢氧化钠的检验。
二、生石灰变质
1.原因:敞口放置,与空气中的水反应,生成了氢氧化钙,氢氧化钙进一步反应得碳酸钙。
2.检验变质的方法:取少量样品于试管中,滴加少量水,如果试管壁不发烫,说明样品已变质。
三、熟石灰变质
1.原因:敞口放置,与空气中的二氧化碳反应变为碳酸钙。
2.检验变质的方法:取少量样品于试管中,滴加少量稀盐酸,如果有气泡产生,说明样品已变质。
【注意】氢氧化钠、生石灰及熟石灰变质的方程式的准确书写。
【典型例题】
例1.(2020浦东新区二模)利用物质的性质能帮助我们开展科学探究。
[认识物质]
俗名
所含原子团
用途
氢氧化钠
_________、 火碱、苛性钠
氢氧根
精炼石油等
碳酸钠
纯碱、苏打
____
生产玻璃制品等
[定性检测]
为检测久置空气中的氢氧化钠是否变质,设计并进行了如下图的实验:
①试管1中观察到的现象是__________。
②试管2中观察到产生气泡,反应的化学方程式为___________。
③试管3中观察到产生__________。
④能达到实验目的的是试管__________(选填“1”、 “2”或“3”) 中的实验。
⑤若要判断氢氧化钠是部分变质还是全部变质,请你选择上述实验后三支试管中的液体继续实验,完成下表。
试管的编号
实验操作
现象和结论
试管________(选填“1”、“2”或“3”)
____
____
【答案】烧碱 碳酸根 溶液由无色变成红色 产生白色沉淀 2、3 3 取反应后的液体于试管中,滴入无色酚酞试液 若溶液变红,则说明部分变质;若溶液不变色,则说明全部变质 加入稀硫酸后,气泡不再产生
【详解】[认识物质]氢氧化钠又可成为烧碱;碳酸钠含有原子团为碳酸根;
故答案为:烧碱;碳酸根。
[定性检测]①、氢氧化钠和碳酸钠溶液都显碱性,加入酚酞后,溶液变红;
故答案为:溶液由无色变成红色。
②、产生气泡,说明有碳酸钠存在,碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,据此书写化学方程式;
故答案为:。
③、由于试管2验证了碳酸钠的存在,所以碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,此时可以看到白色沉淀;
故答案为:产生白色沉淀。
④、实验目的是验证氢氧化钠是否变质,因此要验证碳酸钠的存在,所以通过实验能得出存在碳酸钠就可以达到实验目的,实验1只能说明显碱性,不能说明有碳酸钠,实验2和实验3可以通过观察气泡和沉淀,判断碳酸钠的存在,因此可以达到实验目的;
故答案为:2、3。
⑤、氢氧化钠和碳酸钠溶液都显碱性,实验1加入指示剂酚酞后,溶液都变红,无法判断,设计实验时还需要验证氢氧化钠和碳酸钠两者;实验2加入了足量盐酸,反应后溶质为氯化钠和盐酸,无法验证;实验3加入足量氯化钡,与碳酸钠反应生成了碳酸钡的白色沉淀,若有氢氧化钠剩余,则溶液显碱性,因此只要验证氢氧化钠存在即可,所以选择实验3进行验证;此时实验3试管内碳酸钠全部消耗完毕,此时溶液内不存在碳酸钠了,一定有生成的氯化钠,此时若加入酚酞,溶液显红色,说明溶液显碱性,证明氢氧化钠存在,氢氧化钠只是发生了部分变质;若不变色,则氢氧化钠全部变质;
故答案为:3;取反应后的液体与试管中,滴入无色酚酞试液;若溶液变红,则说明部分变质;若溶液不变色,则说明全部变质。
例2(2021·上海崇明·二模)
②第二兴趣小组同学撕开某雪饼包装袋,发现袋内有一包生石灰干燥剂。
Ⅰ.干燥剂干燥的原理是__________________(用化学方程式表示)。
II.甲同学想探究这包干燥剂中是否含有碳酸钙?实验方法是取少量干燥剂于试管中,滴加足量盐酸,观察到________________,说明不含碳酸钙。
ⅡI.乙同学用一支试管做实验就证明了该包干燥剂仍然有效,其实验方法是_________________。
Ⅳ.丙同学在乙同学的实验基础上,认为这包干燥剂(假定都是含钙物质)其成分有两种可能,即CaO或CaO、Ca(OH)2,于是又设计了如下方案:
若bg沉淀所含钙元素质量等于__________时,该包干燥剂成分为CaO。
答案:
无明显现象(或无气泡产生) 取一定量干燥剂于试管中,加入适量水,用手感觉试管外壁发烫(或放热) ag氧化钙所含钙元素质量(或5/7ag)
【解析】
②Ⅰ.生石灰是氧化钙的俗称,氧化钙能与水反应生成氢氧化钙,故可用作干燥剂,该反应的化学方程式为:;
II.碳酸钙能与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,故若观察到无明显现象,则说明不含碳酸钙;
Ⅲ.氧化钙与水反应生成氢氧化钙,放出大量的热,故可取一定量干燥剂于试管中,加入适量水,用手感觉试管外壁发烫(或放热),说明仍然有效;
Ⅳ.根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类和质量不变,故ag干燥剂中钙元素的质量与bg沉淀中钙元素的质量相等,如果该包干燥剂成分为氧化钙,则钙元素的质量为:
【变式训练】
1(金山区二模)化学课堂上,同学们在老师的指导下进行了分组实验。
(查阅资料)氯化钙溶液、氯化钠溶液都呈中性。
(1)第I组实验:探究酸和碱的反应。向试管中加入少量的氢氧化钙溶液,并滴入几滴无色酚酞溶液,充分振荡后,再逐滴滴入稀盐酸,并用玻璃棒不断搅拌,观察到溶液由红色变为无色,测得溶液的pH<7.该过程中发生反应的化学方程式为________,反应后溶液中的溶质为________。
(2)第Ⅱ组实验:为了探究一瓶忘记盖瓶塞的氢氧化钠溶液中溶质的成分,同学们进行了如下实验。
(提出猜想)
猜想1;溶质是氢氧化钠;
猜想2:溶质是________;
猜想3:溶质是碳酸钠。
(设计实验)
实验步骤
实验现象
实验结论
取少量样品于试管中,向其中加入适量的氯化钡溶液,充分反应后,过滤,向滤液中滴加几滴无色酚酞溶液
________
猜想3成立
发生反应的化学方程式为________。
(交流讨论)
老师问:“若向少量样品中,加入足量的稀盐酸,如果有气泡产生,猜想3一定成立吗?”同学们交流讨论后,一致认为猜想3不一定成立,原因是________。
(3)实验结束后,同学们将两组实验后的废液倒入同一个废液缸中进行集中处理。若使废液中只含有一种溶质氯化钠(酚酞除外)则需向废液中加入________。
【答案】 CaCl2、HCl 碳酸钠、氢氧化钠 有白色沉淀沉淀,溶液不变色 当溶质是碳酸钠和氢氧化钠时,加入足量的盐酸也会产生气泡 适量的碳酸钠溶液
【详解】(1)氢氧化钙和盐酸反应生成氯化钙和水,化学方程式为:,测得溶液的pH<7,所以反应后溶液中的溶质为:CaCl2、HCl;故填:;CaCl2、HCl;
(2)氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,氢氧化钠可能部分变质,可能全部变质,所以猜想2:溶质是碳酸钠、氢氧化钠;故填:碳酸钠、氢氧化钠;
[设计实验]氯化钡和碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,以及酚酞遇碱变红色,所以
实验步骤
实验现象
实验结论
取少量样品于试管中,向其中加入适量的氯化钡溶液,充分反应后,过滤,向滤液中滴加几滴无色酚酞溶液
有白色沉淀沉淀,溶液不变色
猜想3成立
发生反应的化学方程式为:
故填:有白色沉淀沉淀,溶液不变色;;
[交流讨论]碳酸钠和盐酸反应会生成二氧化碳气体,所以同学们交流讨论后,一致认为猜想3不一定成立,原因是:当溶质是碳酸钠和氢氧化钠时,加入足量的盐酸也会产生气泡;故填:当溶质是碳酸钠和氢氧化钠时,加入足量的盐酸也会产生气泡;
(3)第I组所得溶液的溶质是氯化钙和稀盐酸,第II组实验中,碳酸钠和适量的氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,所得溶液中的溶质是氯化钠,所以实验结束后,同学们将两组实验后的废液倒入同一个废液缸中进行集中处理。若使废液中只含有一种溶质氯化钠(酚酞除外)则需向废液中加入适量的碳酸钠溶液。故填:适量的碳酸钠溶液。
【基础练习】
1.(2022·上海静安·校考二模)向滴有酚酞的氢氧化钠溶液中逐渐滴入稀盐酸,并使其充分反应。能说明稀盐酸、氢氧化钠恰好完全反应的是 (不定项)
A.加硝酸银溶液,有白色沉淀生成 B.加碳酸钠固体,没有气泡产生
C.溶液由红色刚好变成无色 D.测定溶液的pH,刚好显中性
【答案】CD
【分析】该题目考查反应后溶液成分的分析。NaOH + HCl = NaCl + H2O,反应后的溶液中肯定有生成物,可能有反应物,所以该反应后的溶液中的成分有三种可能①HCl 、NaCl②NaCl ③NaOH 、NaCl。
【详解】A、无论是那种情况,溶液中均有NaCl,均可以和硝酸银反应产生白色沉淀,不符合题意;
B、加碳酸钠固体,没有气泡产生只能说明溶液中无HCl ,恰好完全反应和氢氧化钠剩余的情况不能确定,不符合题意;
C、溶液由红色刚好变为无色说明氢氧化钠刚好被反应完,符合题意;
D、溶液呈中性说明盐酸和氢氧化钠恰好完全反应,符合题意;
故选CD。
2.(202青浦区二模)实验小组用传感器研究等量水或NaOH溶液分别吸收CO2的效果,实验装置及测定结果如下图所示。下列说法不正确的是
A.曲线①是CO2溶解和CO2与水反应的综合结果
B.对比曲线①和②,可说明CO2能与NaOH反应
C.NaOH溶液吸收CO2的效果比水好
D.若选用等量饱和石灰水进行实验,其曲线在①上方
【答案】D
【详解】A、曲线①是CO2溶解和CO2与水反应的综合结果,该选项说法正确;
B、对比曲线①和②,可说明CO2能与NaOH反应,这是因为氢氧化钠溶液的吸收效果更好,该选项说法正确;
C、对比曲线①和②,NaOH溶液吸收CO2的效果比水好,该选项说法正确;
D、若选用等量饱和石灰水进行实验,其曲线在①下方,在②上方,这是因为氢氧化钙溶液吸收效果比水好,比氢氧化钠溶液差,该选项说法不正确。
故选D。
3.(2020青浦区二模)中和反应是一类重要的化学反应。某同学利用图1实验研究稀盐酸与氢氧化钠液反应的过程,并测量反应过程中溶液的pH和温度的变化情况,得到图2和图3
(1)烧杯中发生反应的化学方程式为_____;
(2)滴管A中溶液的溶质是_____(填化学式);
(3)结合图2中有关信息可知图3中V的数值最接近_____(填“6”、“12”或“16”);
(4)下列说法正确的是_____。
A 图2中b点所示溶液中的溶质是NaCl和HCl
B 取图2中d点所示溶液加热蒸干所得固体为纯净物
C 图2中c→d所示溶液中NaCl的质量不断增加
D 图3中e→f变化趋势可说明该反应是放热反应
【答案】 NaOH 12 AD
【详解】(1)烧杯中发生反应为稀盐酸与氢氧化钠生成氯化钠和水,化学方程式为NaOH + HCl =NaCl + H2O;
(2)由图2可知,溶液的pH逐渐增大,可知是将氢氧化钠溶液滴入盐酸中,滴管A中溶液的溶质是氢氧化钠;
(3)中和反应放热,图3中V对应的温度最高,说明氢氧化钠和盐酸刚好完全反应,溶液的pH为7,结合图2可知,数值最接近12;
(4)A、图2中b点所示溶液中pH<7溶液呈酸性,盐酸有剩余,溶液中的溶质是NaCl和HCl,选项正确;
B、图2中d点氢氧化钠过量,所示溶液溶质是氯化钠和氢氧化钠,加热蒸干所得固体为氯化钠、氢氧化钠,为混合物,选项错误;
C、在c点盐酸和氢氧化钠恰好完全反应,c→d所示溶液中,氯化钠的质量不会增加,选项错误;
D、图3中e→f溶液温度不断升高,变化趋势可说明该反应是放热反应,选项正确。
故选AD。
4(2021·上海闵行·二模)如图三个实验均可验证无现象的化学反应发生了。
(实验一)当观察到______现象时,证明化学反应发生,化学方程式是______。
(实验二)加入 X 可验证稀硫酸与NaOH 能发生反应,符合此条件的X 是______。
A.FeCl3 B. C.Na2CO3 D.
(实验三)用气压传感器测得曲线1 和2,要证明CO2 与NaOH 一定发生了反应,左瓶中应加入______;曲线 1 变化平缓的原因是______。
(反思)上述实验的设计思想是通过证明______,来判断化学反应的发生。
【答案】溶液由红色变为无色 A 20mL水 CO2 在水中的溶解度较小且与水反应的量小 反应物已转化为其他物质
【详解】实验一:当观察到溶液由红色变为无色现象时,证明化学反应发生,盐酸和氢氧化钙反应生成氯化钙和水,化学方程式是:Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O;
故填:溶液由红色变为无色;Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O.
实验二:加入X可验证稀硫酸与NaOH能发生反应,符合此条件的X是氯化铁,是因为加入氯化铁溶液后,不产生红褐色沉淀,说明氢氧化钠消失,即氢氧化钠和稀硫酸发生了反应,不能用氢氧化铜、碳酸钠、硝酸钡,是因为过量的稀硫酸和氢氧化铜反应生成硫酸铜和水、和碳酸钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,硫酸和硫酸钠都能和硝酸钡反应生成白色沉淀硫酸钡。故填:A.
实验三:用气压传感器测得曲线1和2,要证明CO2与NaOH一定发生了反应,左瓶中应加入20mL水,便于对比;曲线1变化平缓的原因是二氧化碳微溶于水,和水反应的较少。故填:20mL水;二氧化碳微溶于水,和水反应的较少。
【反思】上述实验的设计思想是通过证明反应物已转化为其他物质,来判断化学反应的发生。故填:反应物已转化为其他物质。
5.(2022·上海嘉定·统考二模)通过学习,我们知道有些物质混合后,虽然无明显现象产生,但确实发生了化学反应,如氢氧化钠溶 液和二氧化碳,写出该反应的化学方程式_______,教材上是通过证明反应物二氧 化碳的减少证明了反应的发生。某兴趣小组的同学认为还可以通过以下实验证明。请与他们一起完成实验 方案的实施和评价。
①方案一:将二氧化碳通入盛有氢氧化钠溶液的试管中,再滴加足量的稀盐酸,观察到_____,证明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了反应。还可以使用的试剂有_______(写出一种与 稀盐酸不同类别的物质)。
②方案二:资料显示,常温下 NaOH、Na2CO3 分别在水和酒精中的溶解度 (单位:g/100g 溶剂)如下所示:
溶剂
NaOH
Na2CO3
水
109
21.8
酒精
17.3
<0.01
将 CO2 通入饱和的 NaOH 乙醇溶液中,观察到_________,证明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了反应。他们的推测依据是_____。
③上述两个方案在设计思想上的相同点是_____。
某兴趣小组的同学还想进一步探究氢氧化钠溶液和二氧化碳反应后溶液的成分,请完成以下表格:
实验步骤
实验现象
实验结论
步骤一:取少量样品,滴加_____
产生白色沉淀
溶质成分为碳酸钠和氢氧化钠
步骤二:在上步反应后的溶 液中继续滴加______
______
【答案】 产生气泡 氯化钙溶液(合理即可) 溶液变浑浊 常温下,碳酸钠在酒精中的溶解度远小于氢氧化钠 证明有新物质生成验证反应的发生 过量的氯化钙溶液 无色酚酞试液 溶液变红
【详解】二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,该反应的化学方程式为:;
①二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,加入足量的稀盐酸,碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,观察到产生气泡,说明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应;
氯化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙和氯化钠,故可加入氯化钙溶液,产生白色沉淀,说明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应;
②由表可知,常温下,碳酸钠在酒精中的溶解度远小于氢氧化钠,故将 CO2 通入饱和的 NaOH 乙醇溶液中,二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,溶液变浑浊;
③上述两个方案,均是验证二氧化碳和氢氧化钠反应生成了碳酸钠,即通过证明有新物质生成验证反应的发生;
实验结论为:溶质成分为碳酸钠和氢氧化钠,碳酸钠能与氯化钙反应生成碳酸钙和氯化钠,故可取少量样品,滴加过量的氯化钙溶液,产生白色沉淀,说明含碳酸钠,且过量的氯化钙能将碳酸钠除尽,氢氧化钠显碱性,能使无色酚酞试液变红,故可用无色酚酞试液检验氢氧化钠,故在上步反应后的溶液中继续滴加无色酚酞试液,溶液变红,说明含氢氧化钠。
6【宝山二模】某化学兴趣小组同学对一包敞口放置的碱石灰样品的成分展开了如下探究,请你参与他们的探究活动。
【查阅资料】
① 碱石灰由CaO和NaOH固体混合而成,通常用于吸收二氧化碳及干燥气体。
② BaCl2溶液显中性。
【提出猜想】根据资料,同学们猜想碱石灰样品中可能含有CaO、NaOH、Ca(OH)2、Na2CO3和 (10) 。
【实验步骤】小组同学讨论后设计如下实验方案进行实验:
实验步骤及操作
实验现象
结 论
①取部分该样品于小烧杯中,加足量水,过滤。
有未溶解的固体,
无明显放热现象。
碱石灰样品中不含NaOH和
(11)
②取①中滤渣加入足量盐酸
产生无色气体
样品中一定含有CaCO3
③取①中滤液于一试管中,向其中滴加过量BaCl2溶液
产生白色沉淀
④向③的上层清液中滴加无色酚酞溶液
溶液变红色
【实验反思】
同学们思考后认为步骤②的结论不准确,原因是 (12) (用化学方程式表示);
【实验结论】
Ⅰ.步骤④所得溶液中除酚酞外还含有的溶质有 (13) 。
Ⅱ.通过实验步骤和现象分析得出:该碱石灰样品一定含有的物质是 (14) 。
【答案】(10)CaCO3 (11)CaO (12)Ca(OH)2 + Na2CO3 → CaCO3↓+ 2NaOH
(13)NaCl、BaCl2 、NaOH
(14)Ca(OH)2 、Na2CO3
解析
【实验反思】
同学们思考后认为步骤②的结论不准确,原因是:碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,因此样品中不一定含有碳酸钙,反应的化学方程式为:Ca(OH)2 + Na2CO3 → CaCO3↓+ 2NaOH
故填:Ca(OH)2 + Na2CO3 → CaCO3↓+ 2NaOH
【实验结论】
I.步骤④所得溶液中除酚酞外还含有的溶质有反应生成的氯化钠、氢氧化钠和过量的氯化钡。
故填:NaCl、BaCl2、NaOH。
II.通过实验步骤和现象分析得出:取①中滤液于一试管中,向其中滴加过量BaCl2溶液,产生白色沉淀,说明样品中含有碳酸钠,向③的上层清液中滴加无色酚酞溶液,溶液变红色,说明溶液显碱性,进一步说明样品中含有氢氧化钙,因此该碱石灰样品一定含有的物质是Ca(OH)2、Na2CO30
(HO)故填:Ca(OH)2 、Na2CO3
【提高练习】
1.(2021·上海青浦·二模)酸、碱、盐之间能相互发生反应,某化学实验小组进行了系列实验。
(实验一)探究中和反应的发生
①如图1所示,该实验中观察到的现象是__________________可证明氢氧化钠溶液和稀盐酸发生反应,反应的化学方程式为___________________。
取上述实验后的溶液于试管中,为验证氢氧化钠溶液和稀盐酸是否恰好完全反应,理论上可选择的试剂是__________________。
A.铜片B.碳酸钠溶液C.硝酸银溶液
②为探究中和反应过程中热量的变化情况,某实验小组进行了以下三个对比实验,并用温度传感器测定实验过程中的温度变化情况,得到了如图2所示的三根曲线:
实验1:50mL一定浓度的盐酸与50mL一定浓度的氢氧化钠溶液混合(曲线a);
实验2:50mL一定浓度的盐酸与50mL蒸馏水混合(曲线b);
实验3:50mL一定浓度的氢氧化钠溶液与50mL蒸馏水混合(曲线c)
Ⅰ.对比三根曲线,根据曲线a可以得到的结论是___________________。
Ⅱ.结合实验目的,请分析实验小组增加实验2、实验3的理由________________。
【答案】溶液先变为红色后变为无色
B 中和反应会放热 盐酸、氢氧化钠溶液稀释时也会放出少量热,通过对比可证明中和反应会放热
【解析】实验一:①氢氧化钠显碱性,能使无色酚酞试液变红,加入足量稀盐酸,氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水,氯化钠显中性,盐酸显酸性,无色酚酞试液在中性和酸性溶液中不变色,故该实验中观察到的现象是:溶液先变为红色后变为无色;
氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水,该反应的化学方程式为:;
A、铜片与稀盐酸不反应,无法验证是否恰好完全反应,不符合题意;
B、碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,如果稀盐酸过量,产生气泡,符合题意;
C、硝酸银和氯化钠、盐酸均能生成氯化银沉淀,无论盐酸是否过量,都有沉淀生成,无法验证是否恰好完全反应,不符合题意。
故选B;
②Ⅰ.对比三根曲线,曲线b、c温度都升高,而曲线a温度变化幅度大,根据曲线a可以得到的结论是:中和反应会放出热量;
Ⅱ.盐酸、氢氧化钠溶液稀释时也会放出少量热,通过对比可证明中和反应会放热,故增加实验2、实验3;
2.(2021·上海黄浦·二模)碱是一类重要的物质,氢氧化钠和氢氧化钙是常见的碱。
①我国古代劳动人民在生产,生活中就已经充分利用氢氧化钙。氢氧化钙的俗名是_______。写出氢氧化钙的一种用途_______。
②为验证氢氧化钙和氢氧化钠的性质。进行如下图所示实验(装置气密性良好)。
步骤:分别向充满二氧化碳的甲、乙两个容器中注入等体积的氢氧化钙饱和溶液、氢氧化钠饱和溶液;稍后打开弹簧夹K1、K2。
现象与结论:实验过程中甲、乙均有氯化钡溶液进入,进入乙中的液体量较多。从氢氧化钙和氢氧化钠性质的角度分析。产生上述现象的原因_______。乙中产生的白色沉淀的化学式是_______。
③在某15mL氢氧化钠溶液中滴入稀盐酸,稀盐酸的体积与溶液温度的变化关系如下图所示。
Ⅰ.由上图可知,氢氧化钠的溶液与盐酸反应会_______(选填“放出”或“吸收”)热量:滴入稀盐酸的体积为_______(选填“a”“b”“c”成“d”)mL时两者恰完全反应。
Ⅱ.设计实验。证明上述实验产生的热量来自酸碱中和反应,而不是溶液稀释所导致的。请写出实验方案_______。
【答案】熟石灰 改良酸性土壤 NaOH易溶,Ca(OH)2微溶,故加入等体积溶液中NaOH更多,吸收的CO2更多 BaCO3 放出 b 实验步骤:取两支试管,分别加入15mL氢氧化钠溶液,分别加入相等体积的稀盐酸、水,测定温度; 实验现象:加入稀盐酸时温度明显升高,加入水时温度无明显变化; 实验结论:上述实验产生的热量来自酸碱中和反应。
【详解】①氢氧化钙的俗名是熟石灰、消石灰,氢氧化钙的一种用途是改良酸性土壤。
②产生上述现象的原因是氢氧化钙微溶于水,,氢氧化钠易溶于水,乙中产生的白色沉淀的化学式是BaCO3
③I:由图2可知,氢氧化钠溶液与盐酸反应会放出热量, 滴入稀盐酸的体积为b mL时两者恰好完全反应。
II:实验方案:
实验步骤:取两支试管,分别加入15mL氢氧化钠溶液,分别加入相等体积的稀盐酸、水,测定温度;
实验现象:加入稀盐酸时温度明显升高,加入水时温度无明显变化;
实验结论:上述实验产生的热量来自酸碱中和反应。
3.(2022·上海青浦·统考二模)甲乙两位同学就氢氧化钠溶液与稀盐酸的反应进行如下实验。
(1)上述实验过程均涉及到的反应化学方程式为______,该反应会______(填“放热”或“吸热”)。
(2)结合上述实验,甲、乙同学进行下列探究:
探究环节
甲
乙
提出问题
A3溶液为什么不变红?
B3溶液中溶质成分是什么?(酚酞不计)
做出猜想
实验过程中,酚酞变质了?
猜想一:______猜想二:NaCl、HCl
实验验证
Ⅰ、在常温下测A2溶液的酸碱度,发现溶液pH______(选填“>7”。
“=7”、“<7”或“无法确定”)。
Ⅱ、取少量A3溶液于一试管中,向该试管中继续滴加一定量NaOH溶液,发现溶液变红,说明甲同学的猜想______(填“成立”或“不成立”)。
取少量B3溶液于另一试管中,向该试管中滴加碳酸钠溶液,观察到______,说明猜想二成立。
交流反思
实验过程中,A2与B2试管中产生的现象不同,请你解释导致上述差异的具体原因______。
【答案】
放热 <7 不成立 氯化钠##NaCl 有气泡产生 甲同学加入的盐酸过量,溶液呈酸性,所以酚酞呈无色;乙同学加入的氢氧化钠过量,溶液呈碱性,所以酚酞呈红色(合理给分)
【详解】(1)上述实验过程均涉及到的反应为氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水,该反应的化学方程式为:;
该反应属于放热反应;
(2)甲:Ⅰ、氢氧化钠溶液显碱性,能使无色酚酞试液变红,加入盐酸,氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水,溶液变为无色,继续向A2溶液中,加入氢氧化钠溶液,溶液还是无色,说明A2溶液中盐酸过量,则A2溶液显酸性,pH<7;
Ⅱ、取少量A3溶液于一试管中,向该试管中继续滴加一定量NaOH溶液,发现溶液变红,说明酚酞没有变质,则甲同学的猜想不成立;
乙:盐酸显酸性,不能使无色酚酞试液变色,加入氢氧化钠溶液,溶液变为红色,说明B2溶液中氢氧化钠溶液过量,向B2溶液中加入盐酸,氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水,溶液变为无色,如果恰好完全反应,溶质为氯化钠,则溶液显中性,不能使无色酚酞试液变色,如果稀盐酸过量,则溶质为氯化钠、氯化氢,则溶液显酸性,也不能使无色酚酞试液变色,故猜想一:NaCl;猜想二:NaCl、HCl;
猜想二成立,说明溶质为氯化钠、氯化氢,取少量B3溶液于另一试管中,向该试管中滴加碳酸钠溶液,碳酸钠能与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,观察到产生气泡;
交流反思:由以上分析可知,甲同学加入的盐酸过量,溶液呈酸性,所以酚酞呈无色;乙同学加入的氢氧化钠过量,溶液呈碱性,所以酚酞呈红色,故实验过程中,A2与B2试管中产生的现象不同。
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