内容正文:
猜押07 科学探究题(16题)
猜押考点
安徽3年真题
考情分析
押题依据
科学探究题
2024年第16题
2023年第16题
2022年第16题
2024年第16题以我国化学家侯德榜发明的侯氏制碱法的关键反应及模拟实验为情境,考查学生溶解度概念、仪器名称、浓氨水与NaOH固体的作用、NaHCO3与HCl反应的化学方程式书写、食盐水先通入氨气能充分吸收CO2的问题。16题常出现项目式学习内容,试题常联系生产、生活或教材中的某一个重要实验为载体,体现“在解决化学问题中所运用的比较、分类、分析、综合、归纳等科学方法,在解决与化学相关的真实问题中形成的质疑能力、批判能力和创新意识。
实验探究题是安徽省中考试题的亮点,全面考查考生对化学知识的掌握情况,所占的分值比重大。这类试题常联系生产、生活或以教材中的某一个重要实验为载体,考查科学探究的要素,渗透知识和技能、研究方法的考查。如探究物质的性质或变化规律,酸、碱的化学性质,化学方程式的书写,通过图表等提取、加工信息及设计探究实验的能力。附加题,在探究方法上常常以控制变量的思想命题或以表格数据分析、数字曲线变化分析推理命题。预计2025年中考仍会沿用这种方式,项目式探究是重点。
押题一 项目式探究
1.【新素材】中国重大工程港珠澳大桥是一项融传统文化和先进科技于一体的伟大工程。其用钢量达到110 万吨设计使用寿命达到120年,需要具有较好的抗海水腐蚀能力,怎样才做到“保鲜"又“省钱"呢?某校项目学习小组开展了如下学习和实践活动。
任务一:认识铁生锈
(1)港珠澳大桥的建设中使用大量钢材,钢材在潮湿的空气中容易生锈,铁锈的主要成分是 (填化学式)。
任务二:探究影响港珠澳大桥上铁锈蚀的因素
(2)某兴趣小组结合港珠澳大桥的地理位置(如图1),猜想哪些因索会影响铁生锈,下列猜想合理的是
(填字母学号)
图一
A.温度高 B.湿度大 C.海水含盐量高
为了验证猜想,某兴趣小组设计如图2装置进行了如下实验探究。查阅资料:可以用3.5%的氯化钠溶液模拟海水。实验步骤如下:
①检查装置气密性;
②)装试剂;
③立即塞紧插有氧气传感器的橡胶塞;
④)观察现象,采集数据(采集的数据如图3)
实验编号
试剂
1
一根光亮的铁钉和100mL 25℃蒸馏水
2
一根光亮的铁钉和100 mL 35℃蒸馏水
3
一根光亮的铁钉和 mL 25℃蒸馏水3.5%的氯化钠溶液
(3)图2中 (填“a”、“b"或"c”)处产生的铁锈最明显。
(4)实验3中应选用 mL 25℃蒸馏水3.5%的氯化钠溶液;实验1和实验2对比,得出的结论是
。
(5)针对港珠澳大桥的特定环境,同时为了保护海洋生物,采取了在大桥钢结构的外表面涂上具有环保特性的环氧涂层,其防腐的原理是 。
【注意:若答对(6)两小题奖励3分,化学总得分不超过 40分】
任务三:精准防腐
(6)某同学查阅文献发现:通过在钢管柱上焊接某些金属也能延缓其锈蚀,该同学在相同规格的铁钉上分别拥绑大小相近的镁片、铝片、锌片和铜片(如图4),相同温度下,分别放人盛有同体积的3.5%氯化钠溶液中,放置几天,现象如下表。
其他金属
镁片
铝片
锌片
铜
现象
有大量气泡产生,镁片几乎消失,铁钉无锈蚀。
无气泡产生,铝片无明显变化,铁钉无锈蚀。
有气泡产生,锌片减少,铁钉无锈蚀。
铜片无明显变化,铁钉出现明显锈蚀。
①根据上述实验现象分析并推测,若在铁钉上捆绑金属锡(Sn) (填“能"或“不能”)起到延缓铁钉锈蚀的作用。
②若你是工程设计师,你会选择上表中金属 (填化学式)焊接在钢管桩上进行防腐,运用所学知识分析:该金属防腐效果最好的原因是 。
2.(2025·合肥45中分校·一模)45中橡树湾校区化学兴趣小组利用某种脱氧剂开展项目式学习。
【任务一】成分初探
(1)取样,用磁铁吸引,将被磁铁吸出的固体放入试管中,滴加硫酸铜溶液,现象 ;结论:脱氧剂中含铁单质,用磁铁吸引是利用了铁的 (填“化学”或“物理”)性质。
(2)另取少量该脱氧剂于试管中,加入足量 ,振荡,观察固体表面有气泡,溶液变成浅绿色,仍有少量黑色固体残留,写出该化学方程式 。结论:脱氧剂中除了含有铁单质,还含有其他成分。
(3)将上述(2)试管中少量残留的黑色固体过滤取出,洗涤、干燥,在空气中灼烧,固体逐渐减少,上方罩澄清石灰水的烧杯,变浑浊。结论:脱氧剂中还含有 (填化学式)。
【注意:若答对第(4)小题奖励3分,总分不超过40分】
【任务二】脱氧剂的应用
室温时,将包有脱氧剂的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上,迅速塞紧,装置如图。实验开始后,温度计示数逐渐增加,当温度恢复至室温,打开止水夹,观察到量筒内水沿导管慢慢进入广口瓶(净容积为150mL)。且量筒内水面高度不变时读数(此时瓶内氧气含量近似为零),记录起始量筒的读数80mL,最终量筒的读数53mL。
(4)该装置用于测量空气中氧气的含量,据上述数据计算氧气的体积含量是 %。
(5)在该密闭装置中另接一个压强传感器测定该实验过程中压强变化,请画出装置内压强变化曲线。
3.【新素材】中国科技2024年5月1日,我国利用船舶加装的碳捕捉系统回收首罐液态二氧化碳的卸船,标志着远洋航行船舶从燃油消耗到二氧化碳回收利用形成闭环。同学们对“二氧化碳回收利用形成闭环”非常感兴趣,开展有关二氧化碳的项目式学习。
任务一:调查空气中二氧化碳含量增加的原因
(1)同学们调查到空气中二氧化碳含量增加的原因有很多,你认为有 (写一种即可)。
任务二:讨论空气中二氧化碳含量减少的方法
(2)同学们讨论了空气中二氧化碳含量减少的方法,知道低碳生活方式可以减少二氧化碳排放,你的一种低碳生活方式是 。
任务三:探究实验室中不同试剂吸收二氧化碳的效果
实验室提供4种试剂:水、饱和石灰水、质量分数为0.165%的NaOH溶液质量分数为40%的NaOH溶液。
【提出问题】上述4种试剂吸收二氧化碳的效果如何?
【查阅资料】①室温下,饱和石灰水中氢氧化钙的质量分数约为0.165%;
②利用压强传感器及信息处理终端可将实验数据进行记录、呈现和分析。
【进行实验】步骤1:各装置气密性良好(夹持装置已省略),同学们用4只250mL烧瓶集满纯净的二氧化碳气体。
步骤2:同学们用4只注射器分别取60mL上述提供的4种试剂,将烧瓶分别连接压强传感器和注射器(如图1所示)。
步骤3:待烧瓶内气压平稳后,迅速将4支注射器内试剂分别全部注入相对应的烧瓶中,关闭止水夹,观察压强变化。一段时间后,振荡烧瓶,继续观察压强变化。小组合作完成实验,并展示烧瓶内压强随时间变化的曲线图(如图2所示)。
【分析讨论】
(3)根据40%NaOH溶液对应的曲线,分析t1~t3时间段曲线变化的原因是 。
【得出结论】
(4)结合图2数据,从压强和吸收效果两个角度对比分析,得到的结论是 。
任务四:形成二氧化碳闭环的意识
在老师指导下,知道上述实验中40%NaOH溶液吸收二氧化碳后,氢氧化钠有剩余。为了达到零碳排放和对环境无污染,形成二氧化碳闭环的意识。
【拓展思维】
我国已经实现了利用二氧化碳合成淀粉、甲醇和负碳纤维等,“二氧化碳回收利用形成闭环”是未来碳科学和技术发展的探索方向。
4.(2025·亳州市·一模)关于燃烧的研究是一项重要的课题,某小组以“探究燃烧的奥秘”为主题开展项目式学习。
【任务一】认识可燃物
(1)化石燃料包括煤、 、天然气。化石燃料的过度使用会造成温室效应加剧,而“低碳经济”是以较小的温室气体排放,获得较大产出的新经济发展模式,下列做法不符合“低碳经济”理念的是 (填字母)。
A.大力发展火力发电
B.改造或淘汰高能耗、高污染企业
C.优化建筑设计,增强室内自然采光,减少照明用电
【任务二】探究燃烧的条件
如图1是教材探究燃烧条件装置图,请回答下列问题:
(2)铜片上的红磷不燃烧,是因为 。
(3)烧杯中水的作用是 。通过上述实验,能证明燃烧需要氧气的实验现象是 。
【任务三】调控燃烧
(4)报道显示:国内外一些煤田因发生煤层自燃,带来了资源浪费和环境污染。一旦煤层自燃,请给出一条合理的灭火建议: 。
【任务四】利用燃烧探究物质的组成
某化学兴趣小组,利用湿度传感器和二氧化碳传感器检测纯净的乙醇燃烧的产物,实验装置图如图2.实验结束后,传感器数据如图3。
(5)结合图中曲线,可以得出乙醇中含有碳、氢元素的证据是 。
(6)能否得出乙醇中含有氧元素,并说明理由: 。
5.(2025·合肥庐阳区·一模)关于燃烧的研究是一项重要的课题。某小组以“探究燃烧的奥秘”为主题开展项目式学习。
【查阅资料】
1.红磷的着火点为240℃,白磷的着火点为40℃
2.镁在氮气、二氧化碳中也可以燃烧
【任务一】认识燃烧
(1)下列关于燃烧的认识正确的是 。
A.燃烧是剧烈的氧化反应
B.燃烧都是化合反应
C.只要温度达到着火点,物质就会燃烧
D.向沸水中的白磷通入氧气,白磷也可以在水下燃烧
(2)可燃冰主要成份是甲烷水合物,具有热值高、储量巨大等优点,有望成为未来新能源。写出甲烷完全燃烧的化学方程式: 。
【任务二】探究燃烧的条件及质量变化
①按图1装置在Y形管中左边放过量红磷、右边放过量白磷和水;
②用激光笔照射红磷和白磷,红磷燃烧,白磷不燃烧;
③待红磷燃烧停止后,将右边的水倾倒入左边管中,用激光笔照射白磷,白磷燃烧。测得Y形管中固体物质质量和时间关系如图2所示。
(3)步骤②中红磷燃烧而白磷不燃烧,说明燃烧条件之一是 。
(4)步骤③中白磷还能燃烧说明了 。
(5)图2中0-时间段中能体现质量守恒定律的是 。
A.0- B.- C.-
【任务三】再探镁的燃烧
(6)镁在中燃烧的化学方程式为:,该反应中有还原性的物质是 。
(7)镁在氮气中燃烧生成氮化镁()固体。3.6g镁条在盛有氧气和氮气的混合气体的密闭容器中完全燃烧,所得固体质量为a克,则a取值范围是 。
6.【新考向】创新实验某兴趣小组对蜡烛及其燃烧进行了如下项目式探究。
[资料]蜡烛的着火点约为190℃,酒精灯外焰的温度在500℃左右。
活动一:蜡烛燃烧产生火焰的原因
(1)蜡烛燃烧有明亮的火焰。为探究蜡烛燃烧产生火焰的原因,兴趣小组点燃蜡烛,将金属导管一端伸入内焰,导出其中物质,在另一端管口点燃,也有火焰产生(如图1所示)。由此可知,蜡烛燃烧产生的火焰是由 (选填“固态”或“气态”)物质燃烧形成的。
活动二:探究蜡烛燃烧的产物
(2)兴趣小组进行了图2所示实验探究蜡烛燃烧产物,请完成下列实验报告:
实验步骤
实验现象
实验结论
点燃蜡烛,并在火焰上方罩一个冷而干燥的小漏斗
蜡烛燃烧后的产物有水
同时将产物通入盛有澄清石灰水的U形管
蜡烛燃烧后的产物有二氧化碳
活动三:蜡烛燃烧条件的探究
实验①:如图3,将两支蜡烛点燃,然后用一个大烧杯罩在其中一支蜡烛上,一段时间后,观察到大烧杯内蜡烛熄灭,大烧杯外蜡烛继续燃烧。
实验②:如图4,将活塞放到左端位置,硬质玻璃管中充满氧气,点燃右端的蜡烛,把活塞从左端位置迅速向右推出,右端蜡烛火焰立即熄灭。
(3)由实验①可知,燃烧需要的条件之一是 。
(4)实验②蜡烛熄灭的原因是 。
7.【新考向】生活情境摩擦剂是牙膏的重要成分,能有效去除牙垢。某品牌牙膏的摩擦剂中可能有碳酸钙、氢氧化铝中的一种或两种。化学学习小组对该品牌牙膏的摩擦剂成分展开项目探究,请结合任务回答问题。
【任务一】探究牙膏中摩擦剂成分
【查阅资料】氢氧化铝能与氢氧化钠反应生成可溶性的偏铝酸钠和水。牙膏中除了摩擦剂外,其它物质均不与酸、碱反应。
【实验探究】取少量牙膏样品,加入足量水,搅拌、过滤,得到沉淀。
(1)请完善下面的表格。
操作
现象
结论
①取少量沉淀于试管中,加入足量稀盐酸
产生无色气泡
该牙膏摩擦剂中含有 。
②将步骤①中产生的气体通入澄清石灰水
澄清石灰水变浑浊
③另取少量沉淀于试管中, 。
该牙膏中还含有另一种摩擦剂。
【任务二】测定牙膏中碳酸钙含量
【实验步骤与测量】为测定牙膏样品中碳酸钙的含量,小组同学又进一步设计了如图所示的实验方案(装置气密性良好),准确称取10.0g牙膏样品加入锥形瓶中,其他各装置中试剂皆足量。连接装置A、B通入一段时间的空气,再连接B、C,打开分液漏斗活塞,反应结束后继续通入一段时间的空气,测得反应前后装置C增重1.1g(假设每步均完全反应或吸收)。
【实验分析与反思】
(2)装置A的作用是 。
(3)请计算该牙膏样品中碳酸钙的质量分数 。
(4)若反应结束后立即停止通入空气,对测定结果的影响是 (填:“偏大”、“偏小”、“无影响”)。
8.【新考向】项目式探究市面上有一种自动充气气球,充气时不需要用嘴吹或打气筒,只需挤破气球内的液体包,使流出的液体与气球中的白色粉末接触产生气体,从而实现气球的自动充气。同学们针对该自动充气气球展开了项目式探究。
任务一:自动充气气球的原理
(1)同学们触摸气球发现气球中有一个“小液包”与一小块白色固体,如图1,捏破“小液包”,气球慢慢鼓起,并发出嘶嘶声,气球温度变凉并逐渐下沉。同学们用剪刀在已充气的气球上剪小口,插入导管,导管另一端通入澄清石灰水中,观察到溶液变浑浊,证明产生的气体是二氧化碳,反应的化学方程式为 。
(2)另取少量“小液包”的液体于试管,用pH计测量pH为1.0,说明液体呈 性。
任务二:白色固体成分探究
【问题】白色固体成分是什么?
【猜测】白色固体可能为碳酸钙、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或多种。
【查阅资料】①同学们在查阅相关产品说明后了解到溶液是柠檬酸,白色固体为碳酸盐。
②与相同浓度的柠檬酸反应,碳酸氢钠比碳酸钠更剧烈。
③价格参考:碳酸钠2200元/吨、碳酸氢钠1700元/吨。
【实验探究1】
(3)为验证白色固体的成分,同学们进行如下实验:
实验步骤
实验现象
分析与结论
取少量白色固体于烧杯加入足量蒸馏水,充分搅拌
固体全部溶解
样品中不含
取少量白色固体于试管中,加入适量稀盐酸
白色固体为碳酸钠或碳酸氢钠中的一种或几种
【分析】
(4)请从安全角度分析小液包内溶液用柠檬酸而不用稀盐酸或稀硫酸的原因可能是 。
【实验探究2】为验证白色固体中是否含有碳酸钠,同学们设计如图2实验装置进行实验:分别测量等质量的碳酸钠、碳酸氢钠、白色固体样品与等体积、等浓度盐酸反应时锥形瓶内的压强变化,测量结果如图3所示。
(5)分析图像,可得出白色固体一定仅含碳酸氢钠的理由是 。
(6)从原料成本和反应速率分析,炸包中白色粉末选用碳酸氢钠的原因是 。
9.【新素材】实践活动实践活动课中,同学们对膨松剂能使油条膨胀这一现象产生浓厚的兴趣,于是围绕膨松剂的成分和原理进行了如下项目式探究。
【查阅资料】
①某膨松剂配料表成分:碳酸氢钠、磷酸二氢钙[Ca(H2PO4)2]、玉米淀粉。
②玉米淀粉是一种填充剂,不参与反应。
(1)任务一:揭示膨松剂使油条膨胀的原理
【提出问题】使油条膨胀的气体是如何产生的?
【作出猜想】Ⅰ.碳酸氢钠能与磷酸二氢钙反应产生气体;Ⅱ.碳酸氢钠受热分解产生气体。
【实验探究】设计实验方案并完成如下实验。
实验步骤
实验现象
实验结论
取少量磷酸二氢钙于试管中,加水充分溶解,滴入适量紫色石蕊溶液
石蕊溶液变红
猜想Ⅰ成立;磷酸二氢钙溶液呈 (填“酸”“碱”或“中”)性
向盛有膨松剂的试管中加入水
澄清石灰水变浑浊
猜想Ⅱ成立;使澄清石灰水变浑浊的化学方程式是
【得出结论】使油条膨胀的气体既来自发面、醒面过程中碳酸氢钠与磷酸二氢钙的反应,又来自油炸过程中碳酸氢钠的受热分解。
(2)任务二:探究碳酸钠能否作膨松剂
【提出问题】碳酸钠与碳酸氢钠都能与酸反应产生气体,碳酸钠适合作膨松剂吗?
【实验探究】
实验步骤
实验现象
实验结论
分别取等浓度的NaHCO3溶液和Na2CO3溶液,测定pH
Na2CO3溶液的pH=11
NaHCO3溶液的pH=8
Na2CO3溶液碱性太强,影响食物口感
如上图分别将等质量NaHCO3和Na2CO3加入到等质量等浓度且足量的稀盐酸中充分反应
充分反应后 (填“甲” 或“乙”)中气球膨胀更大
甲中发生的化学反应方程式是
【得出结论】碳酸钠不适合作食品的膨松剂。
【讨论交流】联系任务一的猜想,同学们认为若想得出上述结论,还需要补充的实验是 。
【拓展延伸】 “臭粉”(主要成分为NH4HCO3)也是膨松剂中的一种,其受热分解产生二氧化碳的同时,也产生氨气,放出的气体量大,膨松效果好。其相较于碳酸氢钠做膨松剂的缺点是 。
10.(2025·黄山市·一模)碱是一类重要的化合物,某化学兴趣小组以“研究氢氧化钠的性质”为主题开展了以下项目式学习。
【任务一】氢氧化钠的物理性质
(1)氢氧化钠是白色固体,易溶于水,溶于水会 (填“放出”或“吸收”)热量。
【任务二】氢氧化钠与盐的反应
(2)小明向试管中加入硫酸铜溶液,在逐滴滴加氢氧化钠溶液过程中看到的现象为 ,该反应的化学方程式为 。
【任务三】氢氧化钠与非金属氧化物的反应
【查阅资料】气压减小时,水的沸点会降低。
(3)图1所示装置进行实验,在第一套装置中注入浓氢氧化钠溶液,在第二套装置中注入的水,分别振荡试管,观察到 ,证明二氧化碳与氢氧化钠发生反应。
【任务四】氢氧化钠与酸的反应
(4)小华利用稀盐酸和氢氧化钠溶液探究酸碱中和反应时,利用数字化传感器测得烧杯中溶液pH的变化图象如图2所示。图中c点所示溶液中含有的主要离子有 (填离子符号)。
(5)利用如图3所示装置进行实验:烧杯中放入新制饱和石灰水,向试管中加入氢氧化钠溶液,将稀盐酸滴入试管。一段时间后,试管外壁附近溶液中出现浑浊,原因是 。
小组同学想从生成物的角度验证氢氧化钠与稀硫酸反应是否发生。
【查阅资料】
(6)氢氧化钠易溶于水和乙醇:硫酸钠为白色固体,易溶于水,难溶于乙醇。小组同学根据上述资料设计了验证方案: 。
押题二 物质性质的探究
11.(2025·淮北市·一模)维生素C可以帮助维持身体健康并增强免疫力,化学兴趣小组的同学对生活中的维生素C产生了浓厚的兴趣,展开了实验探究之旅。
【查阅资料】
①维生素C是一种水溶性维生素,又名L一抗坏血酸,化学式为C4H8O6,无色晶体,能与碘反应。
②柠檬酸是一种易溶于水的酸,不能与碘反应,柠檬中其他物质不与碘反应,
③碘水是碘的水溶液,无色;淀粉遇碘变为蓝色。
【分析与解释】
(1)维生素C是 (填“有机物”或“无机物”),能有效地预防坏血病。
实验一:探究维生素C的性质
【进行实验】取5片维生素C片研细后倒入烧杯中,加入10mL蒸馏水溶解,取上层无色清液,用pH试纸测定维生素C溶液的pH,测得该维生素C溶液的pH=3。
【解释与结论】
(2)若要加速维生素C片在水中的溶解,可进行的操作是 。
(3)维生素C溶液显 (填“酸性”“碱性”或“中性”)。
实验二:探究泡制温度、泡制时间对柠檬水中维生素C含量的影响
【进行实验】柠檬水的泡制过程如图1所示,用图2所示方法进行实验。
实验数据记录如下:
序号
1
2
3
4
5
泡制温度/℃
24
70
70
70
70
泡制时间/min
15
10
15
20
30
滴加柠檬水的滴数
96
59
50
43
34
(4)实验中,当观察到 时,记录滴加柠檬水的滴数。
(5)设计实验1和实验3的目的是 。
(6)由实验2、3、4、5得出结论:其他条件相同时, ,柠檬水中维生素C含量越高。
【反思与评价】
(7)实验二泡制柠檬水时,除要从同一柠檬中取形状和质量相近的柠檬片外,还应控制 相同。
(8)某同学提出也可以用2滴酚酞溶液+2mL氢氧化钠溶液测定柠檬水中维生素C的含量,你是否同意并说明理由 。
12.【新考向】创设情境某品牌自热火锅发热包的说明书如图1所示。针对自热火锅的发热包,某研究小组展开了以下研究。
资料:铝粉能与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠()和氢气。
活动一:认识自热火锅发热包的成分
(1)自热火锅发热包的主要成分中,属于氧化物的是 (填俗名);碳酸钠是由 (填微粒符号)构成的。
活动二:探究自热火锅发热包的反应原理
该小组将发热包放在烧瓶内,加水,用温度传感器和pH传感器测定同一反应体系中温度和pH随时间的变化,结果如图2、图3所示。
(2)0~110s内,pH快速上升,是因为氧化钙和碳酸钠在加水后发生反应生成强碱性物质。写出发热包加水后,有碳酸钠参与反应的化学方程式: 。
(3)110~880s内,pH下降的原因是 。
活动三:探究自热火锅发热包的发热原理
该小组按下表进行实验,取5g粉末,加入15mL水,边搅拌边读数,结果如图4所示。
实验序号
1
2
3
4
5
物质
5.0g发热包粉末
5.0g氧化钙
4.0g氢氧化钙+1.0g碳酸钠
2.0g氧化钙+2.0g铝粉+1.0g碳酸钠
2.0g铝粉+3.0g氢氧化钠
(4)分析图4可知,发热包的热量主要来自于 的反应。
(5)实验5比实验4温度高的原因是 。
(6)从安全角度分析,发热包的成分不直接使用氢氧化钠的原因是 。
(7)如果不小心加入热水,自热火锅饭盒会炸裂。请分析饭盒炸裂的原因: 。
13.【新素材】中国科学家“侯氏制碱法”为纯碱工业技术作出杰出的贡献,某兴趣小组对其制碱过程和制备的纯碱产品展开了探究。
【任务一】认识“侯氏制碱法”
“侯氏制碱法”主要化学原理是将CO2气体通入氨的饱和食盐水中,其反应过程包括以下几步反应:I.NH3+CO2+H2O=NH4HCO3; Ⅱ. NH4HCO3+ NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl Ⅲ . 2NaHCO3Na2CO3 +H2O+CO2↑。
(1)由上述过程可知,侯氏制碱会得到副产物NH4Cl,在农业上的用途是: 。
【任务二】检验产品的成分
小组同学设计了不同方案进行实验:
(2)方案一:取少量产品于试管中,加水使之完全溶解,再滴加CaCl2溶液,观察到的现象是 ,得出结论:产品中一定有Na2CO3,该过程反应的化学方程式为 ;
(3)方案二:取少量产品于试管中,加水使之完全溶解,再滴加足量稀盐酸;观察到现象是产生大量气泡,于是 (“能”或“不能”)推断产品中一定有Na2CO3,你的依据是 ;
【任务三】测产品中碳酸钠的含量
为进一步探究产品中碳酸钠的含量,准确称取2g干燥的纯碱产品,加水溶解,逐滴加入溶质质量分数为3.65%的稀盐酸,边滴加边搅拌,反应装置如图1,同时测定过程中溶液pH的变化如图2。
当两者恰好完全反应时(含碳物质全部转化为CO2),消耗盐酸体积为37.00mL。(该盐酸的密度近似等于1g/mL,杂质不与盐酸反应)
(4)纯碱样品等级规定如下:
碳酸钠质量分数
优等品
一等品
合格品
≥99.2%
≥98.8%
≥98.0%
通过计算判断该纯碱样品的等级: (填“优等”、“一等”或“合格”)品。
(5)实验发现,a点时,加入稀盐酸体积为37mL,分析此时溶液pH小于7的原因是 ;将此时的溶液煮沸,pH会略有升高,其原因是 ;
14.(2025·阜阳市·一模)我国提出2060年前实现碳中和,彰显了负责任大国的作为与担当。某兴趣小组同学对的吸收进行了相关探究。
实验探究一:运用已有知识设计实验吸收
实验序号
实验1
实验2
设计依据
能溶于水并与水反应
能与澄清石灰水反应
实验过程
实验现象
塑料瓶变瘪
塑料瓶变瘪程度大,澄清石灰水
(1)通过上述实验现象判断,实验 (填实验序号)吸收二氧化碳的效果更好。
实验探究二:比较水和海水吸收的能力大小
【提出问题】被水和食盐水(模拟海水)吸收的情况如何?
【作出猜想】
(2)猜想Ⅰ: :猜想Ⅱ:食盐水(模拟海水)吸收的更多。
【进行实验】分别将收集有100mL的量筒倒扣在等体积的水和食盐水中如图1所示,每隔一定时间观察并记录量筒内的体积,所测数据如表。
时间/h
0
0.5
9
12
24
48
烧杯A量筒中体积/mL
100
98.5
85.5
77
66
59
烧杯B量筒中体积/mL
100
66
93
90.5
89
88
【解释与结论】
(3)由表中数据分析,相同条件下,吸收更多的是 (填“水”或“食盐水”)。
(4)地球表面71%被水覆盖,海水占全球储水量的96.5%,采取海洋吸收,可有效减碳,但也会造成海水酸化,涉及的反应为 (用化学方程式表示)。
【拓展交流】用两个量筒分别收集100mL倒置于水槽中,向1个量筒内注入少量的植物油,使与水被植物油隔开(与植物油不反应),测得量筒内体积随时间变化曲线如图2所示。
(5)比较图中两条曲线,说明植物油 (填“能”或“不能”)减少溶于水。
(6)事实上用排水法也可以收集到,请根据以上表格的实验数据分析理由是 .
15.(2025·宿州市·一模)某学习小组进行了关于实验室制取以及性质验证的实验。
(1)教材上选用的是大理石与稀盐酸制取,反应的化学方程式为 ,如图1实验说明具有的性质是 。
有同学提出能否通过优化实验条件,实现用大理石与稀硫酸制取来完成如图1实验。
【提出问题】如果想在实验室利用大理石和稀硫酸制取应优化哪些实验条件?
【资料】
①碳酸钙与稀硫酸反应生成的微溶硫酸钙,会覆盖在块状大理石表面阻碍稀硫酸与大理石中的碳酸钙继续反应。
②固体反应物的粒径和用量、液体反应物的质量分数和体积可能会影响产生气体的快慢。
③稀盐酸易挥发出氢化氢气体,而硫酸不具有挥发性。
【猜想与假设】
小组同学认为,大理石的颗粒大小与用量、硫酸的质量分数与体积以及搅拌的速率可能会影响大理石与稀硫酸反应生成气体的快慢。
【设计并实施实验】
(2)小组同学设计了如图2所示的实验装置,检查该装置气密性的方法是 。
按照表中的数据依次进行实验,并通过压强传感器和数据采集软件采集、处理数据,最终得到压强—时间曲线(如图3~图5)。
表
组别
搅拌器转速/档
大理石
稀硫酸
实验结果
质量/g
颗粒大小
质量分数/%
体积/mL
实验1
0、6、8、10
5
粗
2.5
10
图3
实验2
x
5
粗
1、2.5、4.7
10
图4
实验3
x
5、10、15
粗
y
10
实验4
x
15
粗、中、细
y
10
图5
实验5
x
15
细
y
10、15
【分析与结论】
(3)实验中“搅拌”的目的是 。
(4)分析实验2的实验结果,可知 。
(5)由图5可知大理石颗粒越小,产生气体越快,其原因是 。
(6)学习小组选择的最优方案是在转速为 档时,用 g细颗粒大理石与20mL %的稀硫酸制取的成功地完成了如图1实验。
【评价与反思】
(7)该小组在制取时取用的是20mL稀硫酸,但是在实验5中却未用20mL稀硫酸进行对比实验,其原因可能是 。
(8)不选用浓盐酸与大理石制取的原因是 。
16.(2025·池州市·一模)某校兴趣小组在进行金属性质的探究时,做了如下实验:
探究活动(一)
第一小组同学利用如图甲所示装置,将锌片打磨后与足量的稀盐酸反应,测量不同时间段内产生氢气的体积。
(1)图甲装置内锌与盐酸反应的化学方程式为 。实验室一般不用该反应制取氢气,原因是 。
(2)图乙中t1﹣t2时间段内产生氢气的速率变化明显,主要原因是 。
探究活动(二)
将传感器用于数字化实验也是一种重要手段,能对实验过程进行量化测定,为实验分析提供数据支持。第二小组在做铝与酸反应的实验探究时,分别用气压和温度传感器测定实验室铝片与稀盐酸反应过程的图像如下:
分析上述图表中的信息,回答下列问题:
(3)0~50s时,变化不明显,是因为铝表面有一层致密氧化膜,其化学式为 。
(4)从50~100s温度变化可得出结论:该反应是 (填“放热”或者“吸热”)反应。
(5)60~100s气体压强升高,是由于 和 共同作用导致的。
(6)图中B、C、D三点中能表示铝片与稀盐酸的反应已进行完全的点是 (填字母)。
17.(2025·芜湖市·一模)碳酸氢钠在生活中有着广泛的应用,学习小组对其进行探究。
I.已有知识回顾
(1)碳酸氢钠属于________(填字母)
A.化合物 B.氧化物 C.酸 D.碱 E.盐
(2)写出碳酸氢钠在生活中的一种用途 。
Ⅱ.探究碳酸氢钠的性质
(3)空温下(20℃),向盛有的烧杯中加入水,搅拌至完全溶解,测得溶液温度为18.5℃。由此可知,固体溶于水时 (填“吸收”或“放出”)热量。
(4)取少量所配溶液于试管中,滴入酚酞溶液,溶液呈红色;加入足量稀盐酸,振荡,观察到产生大量气泡,溶液红色褪去。
已知:①溶于水后,少量的能同时发生如下变化:
变化a:,变化b:。
②溶液的酸碱性与溶液中和数目的相对大小有关。常温下,当单位体积溶液中的数目大于的数目时溶液的,反之。
①溶液显 (填“酸”“碱”或“中”)性;结合上述资料,从微观角度分析原因; 。
②溶液红色褪去是因为 (用化学方程式表示)。
(5)将溶液与溶液混合,未观察到明显现象。
【提出问题】和是否发生了化学反应?
【实验准备】①查阅资料:。
②用一定溶质的质量分数的、和三种溶液进行如下实验,为设计实验方案提供参考。
溶液
溶液
溶液
加入澄清石灰水
溶液变浑浊
无明显变化
溶液变浑浊
加入溶液
无明显变化
溶液变浑浊
溶液变浑浊
【实验验证】请完善下列实验方案,验证能与反应:取少量溶液,向其中加入足量溶液, 。(实验方案包括操作和现象,实验中可供选择的试剂:溶液、稀盐酸、澄清石灰水)
Ⅲ.制备碳酸氢钠
利用图1所示装置,通过反应,制取(相关物质的溶解度曲线如图2)。反应结束后,将试管中的混合物过滤,将滤渣洗涤、低温烘干得。
(6)烧杯中冰水的主要作用是 。
【拓展延伸】将持续通入一定浓度的溶液中,用数字化实验技术测得反应过程中溶液的变化如图3所示。
(7)已知:本实验条件下,溶液和溶液的分别约为11.0和8.5。则段发生反应的化学方程式为 。
押题三 反应后物质成分的探究
18.(2025·安庆市·一模)84消毒液、过氧化氢(H2O2)溶液都是常用消毒剂,广泛用于医院、宾馆、旅游、家庭等的卫生消毒。同学们对两种消毒剂进行了探究活动。
【查阅资料】84消毒液(主要成分是次氯酸钠),是淡黄色液体,有刺激性气味。84消毒液在高温环境中存放和使用会导致其活性成分分解,从而降低消毒效果。
(1)取少量84消毒液于试管中,滴加过氧化氢(H2O2)溶液,发现有大量气泡产生;然后 (填实验操作和现象),证明产生的气体是氧气。
【提出问题】在上述反应中,84消毒液的主要成分次氯酸钠(NaClO)的作用是什么?
【作出猜想】
(2)猜想一:作反应物,次氯酸钠(NaClO)与过氧化氢(H2O2)溶液发生化学反应;
猜想二:作 ,类似分解过氧化氢(H2O2)溶液制氧气时二氧化锰的作用。
【进行实验】
(3)按如图所示组装实验装置,先 。
然后向锥形瓶中加入30mL84消毒液,注射器中吸入25mL过氧化氢(H2O2)溶液。将注射器中的过氧化氢(H2O2)溶液平均分5次推入锥形瓶中,每次推入过氧化氢(H2O2)溶液,待不再产生气泡后,记录收气体的总体积(忽略其他因素对测量结果造成的影响)。
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
收集气体的总体积/mL
140
280
365
370
375
(4)分析表中数据得出“猜想一正确”,其依据是 。
【拓展反思】生活中常用消毒剂除84消毒液、过氧化氢溶液外,还有75%酒精等。在使用各种消毒剂时,要考虑它们的性质。切记:科学使用,注意安全!
(5)生活中下列使用消毒剂的做法,不正确的是___________。
A.不同的消毒剂都可随意混合使用
B.使用75%酒精消毒应远离明火,防止火灾
C.84消毒液的使用温度越高越好
D.过氧化氢溶液、75%酒精等消毒剂均应密封保存
19.【新考向】创设情境蒸汽眼罩由无纺布眼罩和发热体构成。发热体内含有铁粉、活性炭、氯化钠、蛭石、高吸水树脂(良好保水性能,为眼罩提供水蒸气)等。某学习小组开展如下探究。
任务一∶验证蒸汽眼罩中含有铁粉
(1)取少量蒸汽眼罩内固体粉末于试管中,加入足量的稀盐酸,观察到有 产生,溶液变为浅绿色,说明脱氧剂中含有铁粉。
任务二∶蒸汽眼罩快速发热的原因
(2)根据“使用方法-打开蒸汽眼罩包装,接触空气即开始发热”,小组同学进行了以下实验∶取20g发热体内固体粉末放入密闭容器中,通过数字传感器分别测得氧气和二氧化碳含量变化如图。
据图回答∶发热体内的物质和空气中的 (填“氧气”或“二氧化碳”)发生了反应。
(3)实验后,同学们观察到部分黑色固体变为红棕色,分析蒸汽眼罩是利用了铁生锈原理,说明铁生锈是 (填“吸热”或“放热”)反应。
任务三∶探究活性炭和氯化钠对铁生锈的影响
方案
试剂
1分钟前后温度变化
方案一
4g铁粉、2mL水
16℃→16℃
方案二
4g铁粉、2mL水、2g氯化钠
16℃→16℃
方案三
4g铁粉、2mL水、3g活性炭
16℃→16℃
方案四
4g铁粉、2mL水、3g活性炭、Xg氯化钠
16℃→55℃→26℃
(4)①表中X= 。
②方案一与方案四之间能否形成对照?若不能,请说明理由: 。
③对比分析你得出的结论是 。
(5)方案四中短时间内虽然会放出大量热,但是温度下降的非常快,查阅资料发现人工孵化乌龟蛋的时候也会使用蛭石,请问∶蛭石的作用是 。
(6)①除上述探究中的因素外,影响铁生锈速率的因素还有 (写一条即可)。
②如何保存蒸汽眼罩 。
20.【新素材】创设生活情境假期里小丽帮助妈妈整理厨房,发现了碱面(主要成分为碳酸钠)和发酵粉(主要成分为碳酸氢钠),它们都是白色粉末。小丽将家中部分物品带入实验室进行了下列实验:
【查阅资料】
①洁厕灵的主要成分是稀盐酸。
②向碳酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸的反应是分步反应:第一步反应,当碳酸钠反应完后才发生第二步反应。
【设计实验】
(1)小丽同学用如图1所示装置做了对比实验。
小丽观察到容器甲和容器丁的现象是 ;容器乙和容器丙中的溶液变浑浊,发生反应的化学方程式为 。
【继续探究】实验后小丽对容器甲中反应后溶液的溶质成分(杂质均不参加反应)进行了探究。
【提出问题】甲中反应后溶液中溶质成分有哪些?
【作出猜想】
猜想一:、
猜想二:、
猜想三:、、
【实验设计】
(2)取少许甲中反应后溶液于试管中,滴加几滴紫色石蕊溶液,观察到的现象为 ,猜想一不成立。
(3)另取少许甲中反应后溶液于试管中,进行了如图2实验:
①滴加足量氯化钡溶液的目的是 。
②得出结论:猜想 成立。
【拓展探究】小丽发现妈妈蒸馒头、炸油条时常常用到发酵粉,提出猜想:蒸馒头、炸油条时温度都比较高,会不会是受热后碳酸氢钠分解了呢?
(4)小丽设计了如图3装置进行实验,加热一段时间后,观察到试管a内壁有水珠出现,澄清石灰水变浑浊,说明碳酸氢钠受热分解产生了 。
【反思交流】
(5)实验结束后,发现试管b内液体倒流至试管a内,造成试管a炸裂,可能的原因是 。
21.(2025·合肥高新区·一模)某兴趣小组围绕酸、碱、盐之间的复分解反应开展如下探究。
【探究一】探究酸与碱之间的反应
(1)向盛有一定量氢氧化钠固体的烧杯中滴加稀盐酸,反应过程中试管外壁发热。要得出氢氧化钠与稀盐酸反应放热的结论,应对实验进行的改进是 。
【探究二】探究酸与盐之间的反应
(2)按图1进行实验,可观察到的现象是 。若将稀硫酸换为稀盐酸,现象基本相同,从微观角度解释,其原因是 。
【探究三】探究碱与盐的反应
在阅读化学史料中了解到,中国古代很早就使用碳酸钠和石灰乳制取烧碱。同学们根据记载的方法按如图2模拟制取过程。
(3)写出上述过程中发生反应的化学方程式: 。
(4)有同学提出把石灰乳改成生石灰来进行实验更合适,理由是 。
【拓展探究】所获得的物质是纯净的氢氧化钠晶体吗?
【进行实验】
I.称取氢氧化钠晶体mg,加适量水使之完全溶解。
II.向所得溶液中滴加足量氯化钙溶液,有白色沉淀产生,过滤。
III.向滤液中加入质量分数为10%的稀盐酸,溶液的pH随所加稀盐酸的质量变化如图3。
【讨论交流】
(5)图中a点溶液中所含的阴离子有 (填离子符号)。
(6)所得氢氧化钠晶体的成分为 。
(7)该氢氧化钠晶体中氢氧化钠的质量分数为 (用含m和n的代数式表示)。
押题四 无明显现象的探究
22.(2025·池州市贵池区·一模)学习了酸、碱、盐的相关知识后,某兴趣小组的同学在老师的指导下开展了无现象反应的可视化实验。
探究一:图甲所示试管内没有观察到明显现象,那么该如何设计实验来探究氢氧化钠和稀硫酸是否发生反应呢?
【设计实验】
(1)在老师的指导下,同学们向少量氢氧化钠溶液中滴入两滴酚酞,再逐滴滴入过量稀硫酸,这个过程中你观察到 现象。
【实验反思】同学们对反应后硫酸是否剩余继续进行验证,进行如下实验:
组号
操作
实验现象
结论
1
用pH试纸测定实验后溶液的pH
pH=3
硫酸剩余
2
向反应后的溶液中加入适量Ba(NO3)2溶液
产生白色沉淀
硫酸剩余
3
向反应后的溶液中加入适量镁条
?
硫酸剩余
(2)实验1中,开始时将pH试纸用蒸馏水润湿,测得的稀硫酸的pH (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)实验2得出的结论是否正确 ,并说明理由: 。
(4)实验3中观察到的现象是 。
探究二:
(5)图乙所示实验中装置B内发生的化学方程式为 。要证明NaOH与CO2发生了化学反应,兴趣小组做了图丙的数字化实验,则图3中的曲线 (填“A”或“B”)表示氢氧化钠溶液与二氧化碳的反应;
【实验结论】
(6)对于无明显现象的反应,我们可以通过证明 或生成物存在证明反应的发生。
(7)探究装置B中化学反应后的成分,设计实验方案并得出结论。
实验操作
实验现象
实验结论
取样于试管中,先滴加足量的 溶液,过滤后,再往滤液中滴加少量 溶液。
开始有白色沉淀生成,加入另一种试剂溶液变红色
碳酸钠和氢氧化钠
(8)要除去氢氧化钠溶液中的碳酸钠杂质,可选择适量的___________。
A.氢氧化钡溶液 B.氯化钙溶液 C.氢氧化钙溶液 D.稀盐酸
23.(2025·合肥庐江县·一模)中和反应在生产、生活中有着重要的应用,如中和废水、治疗胃酸过多等。部分中和反应现象并不明显,某学习小组的同学分别从不同的角度来证明稀盐酸与氢氧化钠溶液混合时发生了中和反应。
【探究一】利用如图1所示的装置进行实验探究。用传感器测得烧杯中溶液的随滴加液体体积变化的曲线如图2所示。
(1)图1仪器A中溶液的溶质是 (填化学式)。
(2)能证明稀盐酸和氢氧化钠溶液发生了反应的实验事实是 。
【探究二】
(3)小组同学将稀盐酸滴入装有固体氢氧化钠的试管中并振荡,试管壁发热,该现象是否能证明稀盐酸和氢氧化钠发生了反应,理由是 。
【探究三】
(4)向一定量的稀盐酸中滴加少量氢氧化钠溶液后,可以加入_______(填字母)来证明两者发生了反应。
A.酚酞溶液 B.溶液 C.稀硫酸
【讨论反思】
(5)小组同学观察到稀盐酸和氢氧化钠溶液混合时有气泡产生,可能的原因是 。他们经过仔细思考,另取少量该氢氧化钠溶液,滴加 ,发现有白色沉淀产生,证明了他们的分析正确。
押题五 异常现象的探究
24.【新考向】主题式探究与数字化结合在学习碱的化学性质时,兴趣小组用石灰石与一定浓度的盐酸制取二氧化碳,并将产生的气体分别通入澄清石灰水和氢氧化钠溶液中,发现均无明显现象,小组同学对此展开进一步探究。
探究一:石灰水未变浑浊的原因
【形成假设】
(1)假设1:二氧化碳不纯。因为浓盐酸有 性,盐酸浓度较大时,二氧化碳中可能混有氯化氢气体,干扰二氧化碳与石灰水的反应。
假设2:石灰水浓度过低。石灰水与二氧化碳产生的沉淀量太少,基本观察不到。
【查阅资料】氯化氢与氢氧化钠溶液、饱和碳酸氢钠溶液都可发生反应;二氧化碳只与氢氧化钠溶液反应,不与饱和碳酸氢钠溶液反应。
【进行实验】小组同学利用图1装置,将一定浓度的盐酸与石灰石产生的气体经除杂后通入不同浓度的石灰水。
(2)为除去生成二氧化碳中的氯化氢,图试剂X应为 (填“氢氧化钠”或“饱和碳酸氢钠”)溶液。装置的接口顺序为A→ (填“a→b”或“b→a”)→B。
实验序号
V饱和石灰水:V蒸馏水
气体通入10mL石灰水的现象
结论
①
4:1
石灰水变浑浊
假设 成立
②
1:1
石灰水变浑浊
③
1:4
石灰水不变浑浊
(3)为验证另一假设不成立,可补充的实验方案为 (写出操作和预期现象)。
探究二:二氧化碳和氢氧化钠溶液的反应
【查阅资料】①氢氧化钠溶液与二氧化碳反应全部生成碳酸钠溶液后,碳酸钠溶液还可以继续与二氧化碳反应生成碳酸氢钠。
②饱和碳酸钠溶液的pH≈10.5,饱和碳酸氢钠溶液的pH≈8.3。
③紫甘蓝汁液、无色酚酞溶液在不同pH范围内的变色情况如下表:
指示剂
紫甘蓝汁液
无色酚酞溶液
颜色
紫色
蓝色
深绿
黄绿
黄色
无色
浅红色
深红色
pH
4~8
8~9
9~11
11~12
>12
<8
8~10
>10
小组同学设计了如图2所示实验,打开分液漏斗瓶塞,旋开活塞,慢慢向滴下稀硫酸,向氢氧化钠溶液中持续通入二氧化碳气体,并用pH传感器测得烧杯中溶液的pH随时间变化如图3所示。
(4)选紫甘蓝汁液指示反应的进行过程而不选无色酚酞溶液的原因是 。
(5)图3中,AB段溶液pH无明显变化的原因是 ;BC段发生反应的化学方程式为 。
(6)本实验中,观察到溶液由黄色最终变为 色。
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猜押07 科学探究题(16题)
猜押考点
安徽3年真题
考情分析
押题依据
科学探究题
2024年第16题
2023年第16题
2022年第16题
2024年第16题以我国化学家侯德榜发明的侯氏制碱法的关键反应及模拟实验为情境,考查学生溶解度概念、仪器名称、浓氨水与NaOH固体的作用、NaHCO3与HCl反应的化学方程式书写、食盐水先通入氨气能充分吸收CO2的问题。16题常出现项目式学习内容,试题常联系生产、生活或教材中的某一个重要实验为载体,体现“在解决化学问题中所运用的比较、分类、分析、综合、归纳等科学方法,在解决与化学相关的真实问题中形成的质疑能力、批判能力和创新意识。
实验探究题是安徽省中考试题的亮点,全面考查考生对化学知识的掌握情况,所占的分值比重大。这类试题常联系生产、生活或以教材中的某一个重要实验为载体,考查科学探究的要素,渗透知识和技能、研究方法的考查。如探究物质的性质或变化规律,酸、碱的化学性质,化学方程式的书写,通过图表等提取、加工信息及设计探究实验的能力。附加题,在探究方法上常常以控制变量的思想命题或以表格数据分析、数字曲线变化分析推理命题。预计2025年中考仍会沿用这种方式,项目式探究是重点。
押题一 项目式探究
1.【新素材】中国重大工程港珠澳大桥是一项融传统文化和先进科技于一体的伟大工程。其用钢量达到110 万吨设计使用寿命达到120年,需要具有较好的抗海水腐蚀能力,怎样才做到“保鲜"又“省钱"呢?某校项目学习小组开展了如下学习和实践活动。
任务一:认识铁生锈
(1)港珠澳大桥的建设中使用大量钢材,钢材在潮湿的空气中容易生锈,铁锈的主要成分是 (填化学式)。
任务二:探究影响港珠澳大桥上铁锈蚀的因素
(2)某兴趣小组结合港珠澳大桥的地理位置(如图1),猜想哪些因索会影响铁生锈,下列猜想合理的是
(填字母学号)
图一
A.温度高 B.湿度大 C.海水含盐量高
为了验证猜想,某兴趣小组设计如图2装置进行了如下实验探究。查阅资料:可以用3.5%的氯化钠溶液模拟海水。实验步骤如下:
①检查装置气密性;
②)装试剂;
③立即塞紧插有氧气传感器的橡胶塞;
④)观察现象,采集数据(采集的数据如图3)
实验编号
试剂
1
一根光亮的铁钉和100mL 25℃蒸馏水
2
一根光亮的铁钉和100 mL 35℃蒸馏水
3
一根光亮的铁钉和 mL 25℃蒸馏水3.5%的氯化钠溶液
(3)图2中 (填“a”、“b"或"c”)处产生的铁锈最明显。
(4)实验3中应选用 mL 25℃蒸馏水3.5%的氯化钠溶液;实验1和实验2对比,得出的结论是
。
(5)针对港珠澳大桥的特定环境,同时为了保护海洋生物,采取了在大桥钢结构的外表面涂上具有环保特性的环氧涂层,其防腐的原理是 。
【注意:若答对(6)两小题奖励3分,化学总得分不超过 40分】
任务三:精准防腐
(6)某同学查阅文献发现:通过在钢管柱上焊接某些金属也能延缓其锈蚀,该同学在相同规格的铁钉上分别拥绑大小相近的镁片、铝片、锌片和铜片(如图4),相同温度下,分别放人盛有同体积的3.5%氯化钠溶液中,放置几天,现象如下表。
其他金属
镁片
铝片
锌片
铜
现象
有大量气泡产生,镁片几乎消失,铁钉无锈蚀。
无气泡产生,铝片无明显变化,铁钉无锈蚀。
有气泡产生,锌片减少,铁钉无锈蚀。
铜片无明显变化,铁钉出现明显锈蚀。
①根据上述实验现象分析并推测,若在铁钉上捆绑金属锡(Sn) (填“能"或“不能”)起到延缓铁钉锈蚀的作用。
②若你是工程设计师,你会选择上表中金属 (填化学式)焊接在钢管桩上进行防腐,运用所学知识分析:该金属防腐效果最好的原因是 。
【答案】(1)Fe2O3▪xH2O
(2)ABC
(3)b
(4)100 其它条件相同时,温度升高会加速铁锈蚀。
(5)隔绝空气(或氧气)和水
(6)①能 ②Al 铝表面易形成较稳定的氧化膜,既能防腐,其本身损耗也较慢(两空均答对给2分,只答对一空不给分)
【详解】任务一:(1)铁在潮湿空气中易生锈,铁锈主要成分是Fe2O3▪xH2O;
任务二:(2)温度高、湿度大、海水含盐量高都会影响铁生锈;故选ABC;
(3)a处只与氧气接触,c处只与水接触,b处铁与水和氧气接触最充分,生锈最明显;
(4)为控制变量,实验3应选用100mL溶液,实验1和2对比得出温度对生锈速率的影响;其它条件相同时,温度升高会加速铁锈蚀;
(5)防锈原理是隔绝空气(或氧气)和水;
(6)①锡的金属活动性比铁强,能起到延缓铁钉锈蚀的作用;
②选择铝,因为铝的金属活动性比铁强,铝表面易形成较稳定的氧化膜,既能防腐,其本身损耗也较慢。
2.(2025·合肥45中分校·一模)45中橡树湾校区化学兴趣小组利用某种脱氧剂开展项目式学习。
【任务一】成分初探
(1)取样,用磁铁吸引,将被磁铁吸出的固体放入试管中,滴加硫酸铜溶液,现象 ;结论:脱氧剂中含铁单质,用磁铁吸引是利用了铁的 (填“化学”或“物理”)性质。
(2)另取少量该脱氧剂于试管中,加入足量 ,振荡,观察固体表面有气泡,溶液变成浅绿色,仍有少量黑色固体残留,写出该化学方程式 。结论:脱氧剂中除了含有铁单质,还含有其他成分。
(3)将上述(2)试管中少量残留的黑色固体过滤取出,洗涤、干燥,在空气中灼烧,固体逐渐减少,上方罩澄清石灰水的烧杯,变浑浊。结论:脱氧剂中还含有 (填化学式)。
【注意:若答对第(4)小题奖励3分,总分不超过40分】
【任务二】脱氧剂的应用
室温时,将包有脱氧剂的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上,迅速塞紧,装置如图。实验开始后,温度计示数逐渐增加,当温度恢复至室温,打开止水夹,观察到量筒内水沿导管慢慢进入广口瓶(净容积为150mL)。且量筒内水面高度不变时读数(此时瓶内氧气含量近似为零),记录起始量筒的读数80mL,最终量筒的读数53mL。
(4)该装置用于测量空气中氧气的含量,据上述数据计算氧气的体积含量是 %。
(5)在该密闭装置中另接一个压强传感器测定该实验过程中压强变化,请画出装置内压强变化曲线。
【答案】(1) 有红色固体生成,溶液逐渐变成浅绿色 物理
(2) 稀盐酸
(3)C
(4)18%
(5)
【详解】(1)被铁吸引出的固体是铁,铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,故现象为:有红色固体出现,溶液由蓝色逐渐变成浅绿色;
铁能被磁铁吸引,不需要发生化学变化就能表现出来,属于物理性质;
(2)滴加稀盐酸,脱氧剂中的铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,观察到有气体产生,溶液变成浅绿色,故填:稀盐酸;
方程式为:;
(3)将上述(2)试管中少量残留的黑色固体过滤取出,洗涤、干燥,在空气中灼烧,固体逐渐减少,上方罩澄清石灰水的烧杯,变浑浊。说明该黑色固体具有可燃性,燃烧生成二氧化碳,故为碳单质,化学式为C;
(4)氧气的体积分数为;
(5)实验开始后,温度计示数逐渐增加,说明反应放热,瓶内气体受热膨胀,压强增大,由于氧气被消耗,当温度恢复至室温过程中,压强逐渐降低,由于氧气含量几乎为0,故压强减小到约原来压强的五分之四,打开止水夹后,水逐渐流入瓶中,压强逐渐恢复到标准压强,故图像为:
3.【新素材】中国科技2024年5月1日,我国利用船舶加装的碳捕捉系统回收首罐液态二氧化碳的卸船,标志着远洋航行船舶从燃油消耗到二氧化碳回收利用形成闭环。同学们对“二氧化碳回收利用形成闭环”非常感兴趣,开展有关二氧化碳的项目式学习。
任务一:调查空气中二氧化碳含量增加的原因
(1)同学们调查到空气中二氧化碳含量增加的原因有很多,你认为有 (写一种即可)。
任务二:讨论空气中二氧化碳含量减少的方法
(2)同学们讨论了空气中二氧化碳含量减少的方法,知道低碳生活方式可以减少二氧化碳排放,你的一种低碳生活方式是 。
任务三:探究实验室中不同试剂吸收二氧化碳的效果
实验室提供4种试剂:水、饱和石灰水、质量分数为0.165%的NaOH溶液质量分数为40%的NaOH溶液。
【提出问题】上述4种试剂吸收二氧化碳的效果如何?
【查阅资料】①室温下,饱和石灰水中氢氧化钙的质量分数约为0.165%;
②利用压强传感器及信息处理终端可将实验数据进行记录、呈现和分析。
【进行实验】步骤1:各装置气密性良好(夹持装置已省略),同学们用4只250mL烧瓶集满纯净的二氧化碳气体。
步骤2:同学们用4只注射器分别取60mL上述提供的4种试剂,将烧瓶分别连接压强传感器和注射器(如图1所示)。
步骤3:待烧瓶内气压平稳后,迅速将4支注射器内试剂分别全部注入相对应的烧瓶中,关闭止水夹,观察压强变化。一段时间后,振荡烧瓶,继续观察压强变化。小组合作完成实验,并展示烧瓶内压强随时间变化的曲线图(如图2所示)。
【分析讨论】
(3)根据40%NaOH溶液对应的曲线,分析t1~t3时间段曲线变化的原因是 。
【得出结论】
(4)结合图2数据,从压强和吸收效果两个角度对比分析,得到的结论是 。
任务四:形成二氧化碳闭环的意识
在老师指导下,知道上述实验中40%NaOH溶液吸收二氧化碳后,氢氧化钠有剩余。为了达到零碳排放和对环境无污染,形成二氧化碳闭环的意识。
【拓展思维】
我国已经实现了利用二氧化碳合成淀粉、甲醇和负碳纤维等,“二氧化碳回收利用形成闭环”是未来碳科学和技术发展的探索方向。
【答案】(1)化石燃料的大量使用(合理即可)
(2)乘坐公共交通工具出行(合理即可)
(3)t1-t2时间段,二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,二氧化碳被消耗,二氧化碳气体体积减少,使烧瓶内压强减少,t2-t3时间段,振荡后,40%的氢氧化钠溶液与二氧化碳充分接触,反应速率更快,故压强减少的更快
(4)相同条件下,40%的氢氧化钠溶液压强变化最大,吸收二氧化碳效果最好
【详解】(1)空气中二氧化碳含量增加的原因有:化石燃料的大量使用,森林的乱砍滥伐;
(2)低碳生活方式:乘坐公共交通工具出行,减少化石燃料的使用,减少二氧化碳的排放;
(3)根据40%NaOH溶液对应的曲线,分析t1~t3时间段曲线变化的原因是:t1-t2时间段,二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,二氧化碳被消耗,二氧化碳气体体积减少,使烧瓶内压强减少,t2-t3时间段,振荡后,40%的氢氧化钠溶液与二氧化碳充分接触,反应速率更快,故压强减少的更快;
(4)由图可知,相同条件下,40%的氢氧化钠溶液压强变化最大,吸收二氧化碳效果最好。
4.(2025·亳州市·一模)关于燃烧的研究是一项重要的课题,某小组以“探究燃烧的奥秘”为主题开展项目式学习。
【任务一】认识可燃物
(1)化石燃料包括煤、 、天然气。化石燃料的过度使用会造成温室效应加剧,而“低碳经济”是以较小的温室气体排放,获得较大产出的新经济发展模式,下列做法不符合“低碳经济”理念的是 (填字母)。
A.大力发展火力发电
B.改造或淘汰高能耗、高污染企业
C.优化建筑设计,增强室内自然采光,减少照明用电
【任务二】探究燃烧的条件
如图1是教材探究燃烧条件装置图,请回答下列问题:
(2)铜片上的红磷不燃烧,是因为 。
(3)烧杯中水的作用是 。通过上述实验,能证明燃烧需要氧气的实验现象是 。
【任务三】调控燃烧
(4)报道显示:国内外一些煤田因发生煤层自燃,带来了资源浪费和环境污染。一旦煤层自燃,请给出一条合理的灭火建议: 。
【任务四】利用燃烧探究物质的组成
某化学兴趣小组,利用湿度传感器和二氧化碳传感器检测纯净的乙醇燃烧的产物,实验装置图如图2.实验结束后,传感器数据如图3。
(5)结合图中曲线,可以得出乙醇中含有碳、氢元素的证据是 。
(6)能否得出乙醇中含有氧元素,并说明理由: 。
【答案】(1) 石油 A
(2)温度没有达到红磷的着火点
(3) 隔绝白磷与氧气接触,给铜片上的白磷燃烧提供热量 铜片上的白磷燃烧,而水中白磷不燃烧
(4)取土填埋,隔绝空气(合理即可)
(5)从图中曲线得出有二氧化碳和水生成,说明乙醇中含有碳元素和氢元素
(6)不能,二氧化碳和水中虽然都含有氧元素,但是不能确定它们中的氧元素是氧气提供的,还是乙醇提供的
【详解】(1)化石燃料包括煤、石油和天然气;
“低碳经济”是以较小的二氧化碳气体排放,获得较大产出的新经济发展模式,A:大力发展火力发电不能减少二氧化碳的排放,A不符合题意;B:改造或淘汰高能耗、高污染企业,可以减少二氧化碳的排放,B符合题意;C:优化建筑设计,增强室内自然采光,减少照明用电,可以通过节约用电来减少二氧化碳的排放,C符合题意;故选A;
(2)铜片上的红磷不燃烧,是因为温度没有达到红磷燃烧的着火点;
(3)烧杯中水的作用是隔绝白磷与氧气接触,给铜片上的白磷燃烧提供热量;铜片上的白磷燃烧,而水中白磷不燃烧能证明燃烧需要氧气;
(4)灭火原理有隔绝氧气,清除可燃物,向低温度到可燃物着火点一下,可以取土填埋,隔绝空气来灭火;
(5)根据化学反应前后元素的种类不变,从图中曲线得出有二氧化碳和水生成,说明乙醇中含有碳元素和氢元素;
(6)不能,二氧化碳和水中虽然都含有氧元素,但是不能确定它们中的氧元素是氧气提供的,还是乙醇提供的,故不能得出乙醇中含有氧元素。
5.(2025·合肥庐阳区·一模)关于燃烧的研究是一项重要的课题。某小组以“探究燃烧的奥秘”为主题开展项目式学习。
【查阅资料】
1.红磷的着火点为240℃,白磷的着火点为40℃
2.镁在氮气、二氧化碳中也可以燃烧
【任务一】认识燃烧
(1)下列关于燃烧的认识正确的是 。
A.燃烧是剧烈的氧化反应
B.燃烧都是化合反应
C.只要温度达到着火点,物质就会燃烧
D.向沸水中的白磷通入氧气,白磷也可以在水下燃烧
(2)可燃冰主要成份是甲烷水合物,具有热值高、储量巨大等优点,有望成为未来新能源。写出甲烷完全燃烧的化学方程式: 。
【任务二】探究燃烧的条件及质量变化
①按图1装置在Y形管中左边放过量红磷、右边放过量白磷和水;
②用激光笔照射红磷和白磷,红磷燃烧,白磷不燃烧;
③待红磷燃烧停止后,将右边的水倾倒入左边管中,用激光笔照射白磷,白磷燃烧。测得Y形管中固体物质质量和时间关系如图2所示。
(3)步骤②中红磷燃烧而白磷不燃烧,说明燃烧条件之一是 。
(4)步骤③中白磷还能燃烧说明了 。
(5)图2中0-时间段中能体现质量守恒定律的是 。
A.0- B.- C.-
【任务三】再探镁的燃烧
(6)镁在中燃烧的化学方程式为:,该反应中有还原性的物质是 。
(7)镁在氮气中燃烧生成氮化镁()固体。3.6g镁条在盛有氧气和氮气的混合气体的密闭容器中完全燃烧,所得固体质量为a克,则a取值范围是 。
【答案】(1)AD
(2)
(3)与氧气接触
(4)红磷没有耗尽装置中的氧气(合理即可)
(5)B
(6)镁/Mg
(7)5<a<6
【详解】(1)A、燃烧是发光发热的剧烈的氧化反应,选项说法正确;
B、燃烧不一定都是化合反应,如甲烷燃烧生成二氧化碳和水,该反应就不是化合反应,选项说法不正确;
C、物质燃烧需要温度达到可燃物的着火点、与氧气接触,只具备温度达到着火点,没有与氧气接触,物质也不会燃烧,选项说法不正确;
D、向沸水中的白磷通入氧气,白磷与氧气接触,温度达到了白磷的着火点,白磷也可以在水下燃烧,选项说法正确;
故选:AD;
(2)甲烷完全燃烧生成水和二氧化碳,化学方程式为;
(3)步骤②用激光笔照射红磷和白磷,红磷(与氧气接触、温度达到红磷的着火点)燃烧,白磷(与氧气隔绝、温度达到白磷的着火点)不燃烧,说明燃烧条件之一是与氧气接触;
(4)步骤③待红磷燃烧停止后,将右边的水倾倒入左边管中,用激光笔照射使白磷燃烧,说明白磷接触到氧气发生了燃烧,进而证明红磷燃烧熄灭后,氧气还有剩余(或红磷没有耗尽装置中的氧气);
(5)由图可知,0-固体质量不变,说明还没有发生燃烧,-固体质量不变,说明燃烧结束,均没有发生化学反应,不能体现质量守恒定律,而时装置内的固体的质量发生了变化,说明该时段是红磷、白磷发生燃烧生成了五氧化二磷,属于化学变化,能体现质量守恒定律,故选B;
(6)由镁在CO2中燃烧的化学反应,镁得到氧生成氧化镁,镁被氧化,具有还原性,故该反应中有还原性的物质是镁;
(7)设3.6g镁完全和氧气反应生成氧化镁质量为x,3.6g镁完全和氮气反应生成氮化镁质量为y,
则有,解得x=6g;
,解得y=5g;
由以上计算可知,3.6g镁条在氧气和氮气的混合气中完全燃烧时,所所得固体质量为a克,则a取值范围是5<a<6。
6.【新考向】创新实验某兴趣小组对蜡烛及其燃烧进行了如下项目式探究。
[资料]蜡烛的着火点约为190℃,酒精灯外焰的温度在500℃左右。
活动一:蜡烛燃烧产生火焰的原因
(1)蜡烛燃烧有明亮的火焰。为探究蜡烛燃烧产生火焰的原因,兴趣小组点燃蜡烛,将金属导管一端伸入内焰,导出其中物质,在另一端管口点燃,也有火焰产生(如图1所示)。由此可知,蜡烛燃烧产生的火焰是由 (选填“固态”或“气态”)物质燃烧形成的。
活动二:探究蜡烛燃烧的产物
(2)兴趣小组进行了图2所示实验探究蜡烛燃烧产物,请完成下列实验报告:
实验步骤
实验现象
实验结论
点燃蜡烛,并在火焰上方罩一个冷而干燥的小漏斗
蜡烛燃烧后的产物有水
同时将产物通入盛有澄清石灰水的U形管
蜡烛燃烧后的产物有二氧化碳
活动三:蜡烛燃烧条件的探究
实验①:如图3,将两支蜡烛点燃,然后用一个大烧杯罩在其中一支蜡烛上,一段时间后,观察到大烧杯内蜡烛熄灭,大烧杯外蜡烛继续燃烧。
实验②:如图4,将活塞放到左端位置,硬质玻璃管中充满氧气,点燃右端的蜡烛,把活塞从左端位置迅速向右推出,右端蜡烛火焰立即熄灭。
(3)由实验①可知,燃烧需要的条件之一是 。
(4)实验②蜡烛熄灭的原因是 。
【答案】(1)气态
(2) 小漏斗内壁出现水雾 澄清石灰水变浑浊
(3)与氧气(或空气)接触
(4)氧气快速流动带走热量,使蜡烛的温度降低到着火点以下
【详解】(1)蜡烛燃烧有明亮的火焰,将金属导管一端伸入内焰,导出其中物质,在另一端管口点燃也有火焰产生,由此可知,蜡烛燃烧产生的火焰是由气态物质燃烧形成的,因为只有气态物质才能通过导管导出并被点燃产生火焰,固态物质无法直接通过导管导出并燃烧产生火焰;
(2)点燃蜡烛,并在火焰上方罩一个冷而干燥的小漏斗,小漏斗内壁出现水雾,说明蜡烛燃烧后的产物有水;
二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,将产物通入盛有澄清石灰水的U形管,澄清石灰水变浑浊,说明蜡烛燃烧后的产物有二氧化碳;
(3)实验①中,大烧杯内蜡烛熄灭,大烧杯外蜡烛继续燃烧。大烧杯内蜡烛与空气隔绝,大烧杯外蜡烛能与空气充分接触,所以由实验①可知,燃烧需要的条件之一是与氧气(或空气)接触;
(4)实验②中,将活塞从左端位置迅速向右推出,硬质玻璃管中充满氧气,此时氧气快速流动,将蜡烛周围的热量带走,使蜡烛的温度降低到着火点以下,所以蜡烛熄灭。
7.【新考向】生活情境摩擦剂是牙膏的重要成分,能有效去除牙垢。某品牌牙膏的摩擦剂中可能有碳酸钙、氢氧化铝中的一种或两种。化学学习小组对该品牌牙膏的摩擦剂成分展开项目探究,请结合任务回答问题。
【任务一】探究牙膏中摩擦剂成分
【查阅资料】氢氧化铝能与氢氧化钠反应生成可溶性的偏铝酸钠和水。牙膏中除了摩擦剂外,其它物质均不与酸、碱反应。
【实验探究】取少量牙膏样品,加入足量水,搅拌、过滤,得到沉淀。
(1)请完善下面的表格。
操作
现象
结论
①取少量沉淀于试管中,加入足量稀盐酸
产生无色气泡
该牙膏摩擦剂中含有 。
②将步骤①中产生的气体通入澄清石灰水
澄清石灰水变浑浊
③另取少量沉淀于试管中, 。
该牙膏中还含有另一种摩擦剂。
【任务二】测定牙膏中碳酸钙含量
【实验步骤与测量】为测定牙膏样品中碳酸钙的含量,小组同学又进一步设计了如图所示的实验方案(装置气密性良好),准确称取10.0g牙膏样品加入锥形瓶中,其他各装置中试剂皆足量。连接装置A、B通入一段时间的空气,再连接B、C,打开分液漏斗活塞,反应结束后继续通入一段时间的空气,测得反应前后装置C增重1.1g(假设每步均完全反应或吸收)。
【实验分析与反思】
(2)装置A的作用是 。
(3)请计算该牙膏样品中碳酸钙的质量分数 。
(4)若反应结束后立即停止通入空气,对测定结果的影响是 (填:“偏大”、“偏小”、“无影响”)。
【答案】(1) 碳酸钙/CaCO3 加入足量的氢氧化钠溶液 沉淀部分溶解
(2)吸收空气中的二氧化碳,防止干扰实验
(3)25%
(4)偏小
【详解】(1)①碳酸钙与稀盐酸反应会生成氯化钙、水和二氧化碳气体,产生无色气泡说明有二氧化碳生成,所以该牙膏摩擦剂中含有碳酸钙。
③根据查阅资料,氢氧化铝能与氢氧化钠反应生成可溶性的偏铝酸钠和水,而碳酸钙不与氢氧化钠反应,利用此性质可检验氢氧化铝是否存在,操作是加入足量的氢氧化钠溶液。
实验结论是牙膏中还含有另一种摩擦剂,因为碳酸钙不与氢氧化钠反应,若沉淀部分溶解,说明除了碳酸钙外,还有能与氢氧化钠反应溶解的氢氧化铝,即该牙膏中还含有另一种摩擦剂氢氧化铝。
(2)实验目的是通过测定生成二氧化碳的量来计算碳酸钙含量,空气中含有二氧化碳,若不除去,会干扰后续生成二氧化碳量的测定,装置 A 中氢氧化钠溶液可与二氧化碳反应,从而除去空气中二氧化碳。
(3)碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水、二氧化碳,化学方程式为,装置 C 增重1.1g,即生成二氧化碳的质量为1.1g,设碳酸钙质量为x
x=2.5g
该牙膏样品中碳酸钙的质量分数为
(4)反应结束后,装置 B 中会残留生成的二氧化碳气体,若立即停止通入空气,这些二氧化碳不能被装置 C 中的氢氧化钠溶液完全吸收,导致测得二氧化碳质量偏小,根据碳酸钙与二氧化碳的关系计算出的碳酸钙质量也偏小,所以测定结果偏小。
8.【新考向】项目式探究市面上有一种自动充气气球,充气时不需要用嘴吹或打气筒,只需挤破气球内的液体包,使流出的液体与气球中的白色粉末接触产生气体,从而实现气球的自动充气。同学们针对该自动充气气球展开了项目式探究。
任务一:自动充气气球的原理
(1)同学们触摸气球发现气球中有一个“小液包”与一小块白色固体,如图1,捏破“小液包”,气球慢慢鼓起,并发出嘶嘶声,气球温度变凉并逐渐下沉。同学们用剪刀在已充气的气球上剪小口,插入导管,导管另一端通入澄清石灰水中,观察到溶液变浑浊,证明产生的气体是二氧化碳,反应的化学方程式为 。
(2)另取少量“小液包”的液体于试管,用pH计测量pH为1.0,说明液体呈 性。
任务二:白色固体成分探究
【问题】白色固体成分是什么?
【猜测】白色固体可能为碳酸钙、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或多种。
【查阅资料】①同学们在查阅相关产品说明后了解到溶液是柠檬酸,白色固体为碳酸盐。
②与相同浓度的柠檬酸反应,碳酸氢钠比碳酸钠更剧烈。
③价格参考:碳酸钠2200元/吨、碳酸氢钠1700元/吨。
【实验探究1】
(3)为验证白色固体的成分,同学们进行如下实验:
实验步骤
实验现象
分析与结论
取少量白色固体于烧杯加入足量蒸馏水,充分搅拌
固体全部溶解
样品中不含
取少量白色固体于试管中,加入适量稀盐酸
白色固体为碳酸钠或碳酸氢钠中的一种或几种
【分析】
(4)请从安全角度分析小液包内溶液用柠檬酸而不用稀盐酸或稀硫酸的原因可能是 。
【实验探究2】为验证白色固体中是否含有碳酸钠,同学们设计如图2实验装置进行实验:分别测量等质量的碳酸钠、碳酸氢钠、白色固体样品与等体积、等浓度盐酸反应时锥形瓶内的压强变化,测量结果如图3所示。
(5)分析图像,可得出白色固体一定仅含碳酸氢钠的理由是 。
(6)从原料成本和反应速率分析,炸包中白色粉末选用碳酸氢钠的原因是 。
【答案】(1)
(2)酸
(3) 碳酸钙/ 有气泡产生
(4)柠檬酸酸性相对较弱,使用稀盐酸或稀硫酸可能因酸性较强,存在安全隐患,如腐蚀等问题(合理即可)
(5)等质量的白色固体样品与等体积、等浓度盐酸反应时,锥形瓶内压强变化与等质量碳酸氢钠反应时压强变化几乎一致,且比碳酸钠反应时压强变化大
(6)碳酸氢钠价格比碳酸钠低,且与相同浓度柠檬酸反应比碳酸钠更剧烈,能快速产生气体实现气球充气(合理即可)
【详解】(1)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,是因为二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水,化学方程式为。
(2)溶液的pH小于7时,溶液呈酸性。已知该液体pH为1.0<7 ,所以液体呈酸性。
(3)碳酸钙难溶于水,而实验中白色固体全部溶解,所以样品中不含碳酸钙(CaCO3);
碳酸钠、碳酸氢钠都属于碳酸盐,能与稀盐酸反应生成二氧化碳气体,所以会观察到有气泡产生。
(4)从安全角度考虑,稀盐酸和稀硫酸酸性较强,具有一定腐蚀性,而柠檬酸酸性相对温和,使用起来更安全。
(5)由图像可知,白色固体样品与盐酸反应压强变化曲线和碳酸氢钠的相似,说明其成分与碳酸氢钠相关,且比碳酸钠反应产生气体速率快、量多(压强变化大),所以可得出白色固体一定含碳酸氢钠。
(6)从成本看,碳酸氢钠1700元/吨,碳酸钠2200元/吨,碳酸氢钠成本低;从反应速率看,查阅资料知碳酸氢钠与柠檬酸反应更剧烈,更适合用于自动充气气球。
9.【新素材】实践活动实践活动课中,同学们对膨松剂能使油条膨胀这一现象产生浓厚的兴趣,于是围绕膨松剂的成分和原理进行了如下项目式探究。
【查阅资料】
①某膨松剂配料表成分:碳酸氢钠、磷酸二氢钙[Ca(H2PO4)2]、玉米淀粉。
②玉米淀粉是一种填充剂,不参与反应。
(1)任务一:揭示膨松剂使油条膨胀的原理
【提出问题】使油条膨胀的气体是如何产生的?
【作出猜想】Ⅰ.碳酸氢钠能与磷酸二氢钙反应产生气体;Ⅱ.碳酸氢钠受热分解产生气体。
【实验探究】设计实验方案并完成如下实验。
实验步骤
实验现象
实验结论
取少量磷酸二氢钙于试管中,加水充分溶解,滴入适量紫色石蕊溶液
石蕊溶液变红
猜想Ⅰ成立;磷酸二氢钙溶液呈 (填“酸”“碱”或“中”)性
向盛有膨松剂的试管中加入水
澄清石灰水变浑浊
猜想Ⅱ成立;使澄清石灰水变浑浊的化学方程式是
【得出结论】使油条膨胀的气体既来自发面、醒面过程中碳酸氢钠与磷酸二氢钙的反应,又来自油炸过程中碳酸氢钠的受热分解。
(2)任务二:探究碳酸钠能否作膨松剂
【提出问题】碳酸钠与碳酸氢钠都能与酸反应产生气体,碳酸钠适合作膨松剂吗?
【实验探究】
实验步骤
实验现象
实验结论
分别取等浓度的NaHCO3溶液和Na2CO3溶液,测定pH
Na2CO3溶液的pH=11
NaHCO3溶液的pH=8
Na2CO3溶液碱性太强,影响食物口感
如上图分别将等质量NaHCO3和Na2CO3加入到等质量等浓度且足量的稀盐酸中充分反应
充分反应后 (填“甲” 或“乙”)中气球膨胀更大
甲中发生的化学反应方程式是
【得出结论】碳酸钠不适合作食品的膨松剂。
【讨论交流】联系任务一的猜想,同学们认为若想得出上述结论,还需要补充的实验是 。
【拓展延伸】 “臭粉”(主要成分为NH4HCO3)也是膨松剂中的一种,其受热分解产生二氧化碳的同时,也产生氨气,放出的气体量大,膨松效果好。其相较于碳酸氢钠做膨松剂的缺点是 。
【答案】(1) 有气泡产生 酸
(2) 甲 碳酸钠受热是否分解并产生气体 产生有刺激性气味的氨气,会污染空气(合理即可)
【详解】(1)取少量磷酸二氢钙于试管中,加水充分溶解,滴入适量紫色石蕊溶液,石蕊溶液变红色,说明磷酸二氢钙溶液呈酸性;
根据实验结论猜想Ⅰ成立,即碳酸氢钠能与磷酸二氢钙反应产生气体,故向盛有膨松剂的试管中加入水,可观察到有气泡产生;
根据实验结论猜想Ⅱ成立,即碳酸氢钠受热分解产生气体,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,观察到澄清石灰水变浑浊,说明碳酸氢钠受热分解生成了二氧化碳,二氧化碳与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,故使澄清石灰水变浑浊的化学方程式为;
(2)[实验探究]
甲中碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,乙中碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,化学方程式分别是、,由化学方程式可知,每106份质量的碳酸钠与足量的HCl反应产生44份质量的二氧化碳,每84份质量的碳酸氢钠与足量的HCl反应产生44份质量的二氧化碳,在碳酸钠、碳酸氢钠等质量情况下,碳酸氢钠产生的二氧化碳较多,压强更大,所以说充分反应后甲中气球膨胀更大;
甲中碳酸氢钠与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,故甲中发生反应的化学方程式为;
[讨论交流]
联系任务一的猜想(Ⅰ.碳酸氢钠能与磷酸二氢钙反应产生气体;Ⅱ.碳酸氢钠受热分解产生气体),若想得出碳酸钠不适合作食品的膨松剂的结论,故还需要补充的实验是碳酸钠受热是否能分解生成气体,碳酸钠受热一般不会分解生成气体,则碳酸钠不适合作食品的膨松剂;
[拓展延伸]
“臭粉”(主要成分为NH4HCO3)也是膨松剂中的一种,其受热分解产生二氧化碳的同时,也产生氨气,放出的气体量大,膨松效果好。其相较于碳酸氢钠做膨松剂的缺点是产生有刺激性气味的氨气,会污染空气。
10.(2025·黄山市·一模)碱是一类重要的化合物,某化学兴趣小组以“研究氢氧化钠的性质”为主题开展了以下项目式学习。
【任务一】氢氧化钠的物理性质
(1)氢氧化钠是白色固体,易溶于水,溶于水会 (填“放出”或“吸收”)热量。
【任务二】氢氧化钠与盐的反应
(2)小明向试管中加入硫酸铜溶液,在逐滴滴加氢氧化钠溶液过程中看到的现象为 ,该反应的化学方程式为 。
【任务三】氢氧化钠与非金属氧化物的反应
【查阅资料】气压减小时,水的沸点会降低。
(3)图1所示装置进行实验,在第一套装置中注入浓氢氧化钠溶液,在第二套装置中注入的水,分别振荡试管,观察到 ,证明二氧化碳与氢氧化钠发生反应。
【任务四】氢氧化钠与酸的反应
(4)小华利用稀盐酸和氢氧化钠溶液探究酸碱中和反应时,利用数字化传感器测得烧杯中溶液pH的变化图象如图2所示。图中c点所示溶液中含有的主要离子有 (填离子符号)。
(5)利用如图3所示装置进行实验:烧杯中放入新制饱和石灰水,向试管中加入氢氧化钠溶液,将稀盐酸滴入试管。一段时间后,试管外壁附近溶液中出现浑浊,原因是 。
小组同学想从生成物的角度验证氢氧化钠与稀硫酸反应是否发生。
【查阅资料】
(6)氢氧化钠易溶于水和乙醇:硫酸钠为白色固体,易溶于水,难溶于乙醇。小组同学根据上述资料设计了验证方案: 。
【答案】(1)放出
(2) 产生蓝色沉淀
(3)第一套装置中热水沸腾,第二套装置中热水不沸腾
(4)Na+、Cl-、H+
(5)稀盐酸与氢氧化钠反应放出热量,使饱和石灰水温度升高,氢氧化钙溶解度随温度升高而减小,溶质析出
(6)将氢氧化钠溶于乙醇制成氢氧化钠的乙醇溶液,向其中滴加稀硫酸,若出现白色沉淀,则证明氢氧化钠与稀硫酸发生了反应(合理即可)
【详解】(1)氢氧化钠溶于水会放出热量。
(2)氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应会生成氢氧化铜蓝色沉淀,所以现象是产生蓝色沉淀;
氢氧化钠和硫酸铜相互交换成分,生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,化学方程式为。
(3)二氧化碳与氢氧化钠反应会使装置内气压减小,根据资料气压减小时水的沸点会降低,所以第一套装置中注入浓氢氧化钠溶液,二氧化碳与之反应使气压减小,热水沸腾;第二套装置注入水,二氧化碳在水中溶解度不大,气压变化不明显,热水不沸腾,从而证明二氧化碳与氢氧化钠发生反应。
(4)氢氧化钠溶液与稀盐酸发生反应,氢氧化钠溶液呈碱性,稀盐酸呈酸性,氯化钠溶液呈中性。由图 2 可知,c点溶液pH<7,说明稀盐酸过量,此时溶液中的溶质是氯化钠和氯化氢,所以含有的主要离子是Na+、Cl-、H+。
(5)稀盐酸与氢氧化钠发生中和反应会放出热量,而氢氧化钙的溶解度随温度升高而减小,饱和石灰水温度升高后,氢氧化钙溶解度变小,溶质析出,导致试管外壁附近溶液出现浑浊。
(6)因为氢氧化钠易溶于乙醇,硫酸钠难溶于乙醇,所以将氢氧化钠溶于乙醇制成溶液,加入稀硫酸,若发生反应生成硫酸钠(),会有白色沉淀出现,以此验证氢氧化钠与稀硫酸反应是否发生。
押题二 物质性质的探究
11.(2025·淮北市·一模)维生素C可以帮助维持身体健康并增强免疫力,化学兴趣小组的同学对生活中的维生素C产生了浓厚的兴趣,展开了实验探究之旅。
【查阅资料】
①维生素C是一种水溶性维生素,又名L一抗坏血酸,化学式为C4H8O6,无色晶体,能与碘反应。
②柠檬酸是一种易溶于水的酸,不能与碘反应,柠檬中其他物质不与碘反应,
③碘水是碘的水溶液,无色;淀粉遇碘变为蓝色。
【分析与解释】
(1)维生素C是 (填“有机物”或“无机物”),能有效地预防坏血病。
实验一:探究维生素C的性质
【进行实验】取5片维生素C片研细后倒入烧杯中,加入10mL蒸馏水溶解,取上层无色清液,用pH试纸测定维生素C溶液的pH,测得该维生素C溶液的pH=3。
【解释与结论】
(2)若要加速维生素C片在水中的溶解,可进行的操作是 。
(3)维生素C溶液显 (填“酸性”“碱性”或“中性”)。
实验二:探究泡制温度、泡制时间对柠檬水中维生素C含量的影响
【进行实验】柠檬水的泡制过程如图1所示,用图2所示方法进行实验。
实验数据记录如下:
序号
1
2
3
4
5
泡制温度/℃
24
70
70
70
70
泡制时间/min
15
10
15
20
30
滴加柠檬水的滴数
96
59
50
43
34
(4)实验中,当观察到 时,记录滴加柠檬水的滴数。
(5)设计实验1和实验3的目的是 。
(6)由实验2、3、4、5得出结论:其他条件相同时, ,柠檬水中维生素C含量越高。
【反思与评价】
(7)实验二泡制柠檬水时,除要从同一柠檬中取形状和质量相近的柠檬片外,还应控制 相同。
(8)某同学提出也可以用2滴酚酞溶液+2mL氢氧化钠溶液测定柠檬水中维生素C的含量,你是否同意并说明理由 。
【答案】(1)有机物
(2)用玻璃棒搅拌等
(3)酸性
(4)溶液由蓝色恰好变为无色
(5)探究泡制温度对柠檬水中维生素C含量的影响
(6)泡制时间越长
(7)浸泡水的体积
(8)不同意,柠檬水中的柠檬酸也能与氢氧化钠反应
【详解】(1)由化学式可知,维生素C含碳元素,属于有机物;
(2)若要加速维生素C片在水中的溶解,可进行的操作是用玻璃棒搅拌等;
(3)维生素C溶液pH=3,pH<7,显酸性;
(4)碘水是碘的水溶液,无色;淀粉遇碘变为蓝色,维生素C能与碘反应,故当溶液由蓝色恰好变为无色时,说明碘和维生素C恰好完全反应,故实验中,当观察到溶液由蓝色恰好变为无色时,记录滴加柠檬水的滴数;
(5)实验1和实验3温度不同,其他因素相同,故目的是:探究泡制温度对柠檬水中维生素C含量的影响;
(6)实验2、3、4、5泡制时间不同,其他因素相同,且相同条件下,泡制时间越长,滴加柠檬水的滴数越少,说明其他条件下相同时,泡制时间越长,柠檬水中维生素C含量越高;
(7)实验二是探究泡制温度、泡制时间对柠檬水中维生素C含量的影响,根据控制变量法,实验二泡制柠檬水时,除要从同一柠檬中取形状和质量相近的柠檬片外,还应控制浸泡水的体积相同;
(8)柠檬水中的柠檬酸也能与氢氧化钠反应,故不同意该方案。
12.【新考向】创设情境某品牌自热火锅发热包的说明书如图1所示。针对自热火锅的发热包,某研究小组展开了以下研究。
资料:铝粉能与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠()和氢气。
活动一:认识自热火锅发热包的成分
(1)自热火锅发热包的主要成分中,属于氧化物的是 (填俗名);碳酸钠是由 (填微粒符号)构成的。
活动二:探究自热火锅发热包的反应原理
该小组将发热包放在烧瓶内,加水,用温度传感器和pH传感器测定同一反应体系中温度和pH随时间的变化,结果如图2、图3所示。
(2)0~110s内,pH快速上升,是因为氧化钙和碳酸钠在加水后发生反应生成强碱性物质。写出发热包加水后,有碳酸钠参与反应的化学方程式: 。
(3)110~880s内,pH下降的原因是 。
活动三:探究自热火锅发热包的发热原理
该小组按下表进行实验,取5g粉末,加入15mL水,边搅拌边读数,结果如图4所示。
实验序号
1
2
3
4
5
物质
5.0g发热包粉末
5.0g氧化钙
4.0g氢氧化钙+1.0g碳酸钠
2.0g氧化钙+2.0g铝粉+1.0g碳酸钠
2.0g铝粉+3.0g氢氧化钠
(4)分析图4可知,发热包的热量主要来自于 的反应。
(5)实验5比实验4温度高的原因是 。
(6)从安全角度分析,发热包的成分不直接使用氢氧化钠的原因是 。
(7)如果不小心加入热水,自热火锅饭盒会炸裂。请分析饭盒炸裂的原因: 。
【答案】(1) 生石灰 Na+、构成/、Na+
(2)Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH
(3)铝粉与生成的氢氧化钠反应,消耗了氢氧化钠
(4)铝粉与氢氧化钠
(5)实验5中NaOH溶液浓度更高
(6)氢氧化钠有强腐蚀性,不适宜大量用于食品发热包(合理即可)
(7)热水温度更高,反应速率加快,单位时间内产生氢分子数量多,压强快速增大,饭盒炸裂
【详解】(1)氧化物是由两种元素组成,其中一种元素是氧元素的化合物,自热火锅发热包的主要成分中,氧化钙是由氧、钙两种元素组成,属于氧化物;碳酸钠是由钠离子与碳酸根离子构成,属于盐;铝粉是由同种元素组成的纯净物,属于单质;属于氧化物的氧化钙,俗名生石灰;碳酸钠是由Na+和构成的;
(2)氧化钙与水反应生成氢氧化钙,发热包加水后,有碳酸钠参与的反应是氢氧化钙与碳酸钠反应生成氢氧化钠和碳酸钙沉淀,化学方程式为Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH;
(3)110 - 880s 内,pH 下降的原因是铝粉与生成的氢氧化钠反应,消耗了氢氧化钠,使溶液碱性减弱,pH下降;
(4)分析图像可知,实验1、4、5产生热量比实验2、3更多,且其中实验5产生热量最多,推知发热包的主要热量来自于铝粉与氢氧化钠的反应;
(5)氧化钙与水反应生成氢氧化钙,化学方程式为:CaO+H2O=Ca(OH)2生成的氢氧化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,化学方程式为:Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH,将这两个方程式联立起来,则有:CaO+H2O+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH,所以每56份质量的CaO和106份质量的Na2CO3反应生成80份质量的NaOH,实验4加入2g氧化钙和1g碳酸钠,氧化钙有剩余,所能生成的NaOH的质量为,而实验5中加入的NaOH的质量为3g,所以实验5中NaOH溶液浓度更高,反应速率更快,发热量也更高。
(6)氢氧化钠固体在空气中易潮解,有强腐蚀性,不适宜大量用于食品发热包;铝、氢氧化钠和水的反应很剧烈,存在安全隐患;氧化钙和碳酸钠反应产生氢氧化钠可以缓解反应速度,避免人受伤(合理即可);
(7)加入热水,热水温度更高,反应速率加快,单位时间内产生氢分子数量多,压强快速增大,饭盒炸裂(合理即可)。
13.【新素材】中国科学家“侯氏制碱法”为纯碱工业技术作出杰出的贡献,某兴趣小组对其制碱过程和制备的纯碱产品展开了探究。
【任务一】认识“侯氏制碱法”
“侯氏制碱法”主要化学原理是将CO2气体通入氨的饱和食盐水中,其反应过程包括以下几步反应:I.NH3+CO2+H2O=NH4HCO3; Ⅱ. NH4HCO3+ NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl Ⅲ . 2NaHCO3Na2CO3 +H2O+CO2↑。
(1)由上述过程可知,侯氏制碱会得到副产物NH4Cl,在农业上的用途是: 。
【任务二】检验产品的成分
小组同学设计了不同方案进行实验:
(2)方案一:取少量产品于试管中,加水使之完全溶解,再滴加CaCl2溶液,观察到的现象是 ,得出结论:产品中一定有Na2CO3,该过程反应的化学方程式为 ;
(3)方案二:取少量产品于试管中,加水使之完全溶解,再滴加足量稀盐酸;观察到现象是产生大量气泡,于是 (“能”或“不能”)推断产品中一定有Na2CO3,你的依据是 ;
【任务三】测产品中碳酸钠的含量
为进一步探究产品中碳酸钠的含量,准确称取2g干燥的纯碱产品,加水溶解,逐滴加入溶质质量分数为3.65%的稀盐酸,边滴加边搅拌,反应装置如图1,同时测定过程中溶液pH的变化如图2。
当两者恰好完全反应时(含碳物质全部转化为CO2),消耗盐酸体积为37.00mL。(该盐酸的密度近似等于1g/mL,杂质不与盐酸反应)
(4)纯碱样品等级规定如下:
碳酸钠质量分数
优等品
一等品
合格品
≥99.2%
≥98.8%
≥98.0%
通过计算判断该纯碱样品的等级: (填“优等”、“一等”或“合格”)品。
(5)实验发现,a点时,加入稀盐酸体积为37mL,分析此时溶液pH小于7的原因是 ;将此时的溶液煮沸,pH会略有升高,其原因是 ;
【答案】(1)作氮肥(或作肥料 )
(2) 产生白色沉淀
(3) 不能 碳酸氢钠也能与稀盐酸反应产生二氧化碳气体
(4)合格
(5) 反应生成的二氧化碳溶于水生成碳酸,碳酸显酸性,使溶液pH小于7 加热使碳酸分解生成二氧化碳和水,二氧化碳溶解度减小,从溶液中逸出,碳酸浓度降低,溶液pH升高
【详解】(1)氯化铵(NH4Cl)含有氮元素,在农业上可作氮肥(或肥料)。
(2)碳酸钠与氯化钙反应会生成碳酸钙白色沉淀、氯化钠,所以会观察到产生白色沉淀的现象;
该反应的化学方程式为。
(3)碳酸钠能与稀盐酸发生反应,产生大量气泡;产品中若有碳酸氢钠,碳酸氢钠也能与稀盐酸反应产生二氧化碳气体(),所以仅根据产生大量气泡不能推断产品中一定有碳酸钠。
(4)设样品中碳酸钠的质量分数为x
消耗盐酸的质量为
x=98.05%
根据表格信息,可知该纯碱样品的等级为合格品
(5)a点时碳酸钠与盐酸恰好完全反应,生成的二氧化碳会部分溶于水,与水反应生成碳酸,碳酸显酸性,导致溶液pH小于7;
加热时,碳酸易分解生成二氧化碳和水,二氧化碳在水中的溶解度减小,会从溶液中逸出,碳酸浓度降低,酸性减弱,所以溶液pH会略有升高。
14.(2025·阜阳市·一模)我国提出2060年前实现碳中和,彰显了负责任大国的作为与担当。某兴趣小组同学对的吸收进行了相关探究。
实验探究一:运用已有知识设计实验吸收
实验序号
实验1
实验2
设计依据
能溶于水并与水反应
能与澄清石灰水反应
实验过程
实验现象
塑料瓶变瘪
塑料瓶变瘪程度大,澄清石灰水
(1)通过上述实验现象判断,实验 (填实验序号)吸收二氧化碳的效果更好。
实验探究二:比较水和海水吸收的能力大小
【提出问题】被水和食盐水(模拟海水)吸收的情况如何?
【作出猜想】
(2)猜想Ⅰ: :猜想Ⅱ:食盐水(模拟海水)吸收的更多。
【进行实验】分别将收集有100mL的量筒倒扣在等体积的水和食盐水中如图1所示,每隔一定时间观察并记录量筒内的体积,所测数据如表。
时间/h
0
0.5
9
12
24
48
烧杯A量筒中体积/mL
100
98.5
85.5
77
66
59
烧杯B量筒中体积/mL
100
66
93
90.5
89
88
【解释与结论】
(3)由表中数据分析,相同条件下,吸收更多的是 (填“水”或“食盐水”)。
(4)地球表面71%被水覆盖,海水占全球储水量的96.5%,采取海洋吸收,可有效减碳,但也会造成海水酸化,涉及的反应为 (用化学方程式表示)。
【拓展交流】用两个量筒分别收集100mL倒置于水槽中,向1个量筒内注入少量的植物油,使与水被植物油隔开(与植物油不反应),测得量筒内体积随时间变化曲线如图2所示。
(5)比较图中两条曲线,说明植物油 (填“能”或“不能”)减少溶于水。
(6)事实上用排水法也可以收集到,请根据以上表格的实验数据分析理由是 .
【答案】(1)2
(2)水吸收的更多
(3)水
(4)CO2+H2O=H2CO3
(5)能
(6)收集有100mL二氧化碳的量筒倒扣在水中,一定时间后量筒内还能收集到59mL二氧化碳
【详解】(1)塑料瓶变瘪程度大,说明吸收二氧化碳的吸收效果好,通过上述实验现象可判断,实验2吸收二氧化碳的效果更好。
(2)因为该实验是探究被水和食盐水(模拟海水)吸收的情况,猜想Ⅱ:食盐水(模拟海水)吸收的更多,则猜想Ⅰ:水吸收的更多。
(3)由表格数据可知,烧杯A中二氧化碳减少更多,说明当其它条件相同时,吸收二氧化碳更多的是水。
(4)水与二氧化碳反应生成碳酸,反应的化学方程式为:CO2+H2O=H2CO3。
(5)由图2可知,相同时间内,有植物油的实验中,量筒中二氧化碳的体积更多,说明植物油能减少溶于水。
(6)事实上用排水法也可以收集到,请根据以上表格的实验数据分析理由是:收集有100mL二氧化碳的量筒倒扣在水中,一定时间后量筒内还能收集到59mL二氧化碳,说明可以用排水法收集二氧化碳。
15.(2025·宿州市·一模)某学习小组进行了关于实验室制取以及性质验证的实验。
(1)教材上选用的是大理石与稀盐酸制取,反应的化学方程式为 ,如图1实验说明具有的性质是 。
有同学提出能否通过优化实验条件,实现用大理石与稀硫酸制取来完成如图1实验。
【提出问题】如果想在实验室利用大理石和稀硫酸制取应优化哪些实验条件?
【资料】
①碳酸钙与稀硫酸反应生成的微溶硫酸钙,会覆盖在块状大理石表面阻碍稀硫酸与大理石中的碳酸钙继续反应。
②固体反应物的粒径和用量、液体反应物的质量分数和体积可能会影响产生气体的快慢。
③稀盐酸易挥发出氢化氢气体,而硫酸不具有挥发性。
【猜想与假设】
小组同学认为,大理石的颗粒大小与用量、硫酸的质量分数与体积以及搅拌的速率可能会影响大理石与稀硫酸反应生成气体的快慢。
【设计并实施实验】
(2)小组同学设计了如图2所示的实验装置,检查该装置气密性的方法是 。
按照表中的数据依次进行实验,并通过压强传感器和数据采集软件采集、处理数据,最终得到压强—时间曲线(如图3~图5)。
表
组别
搅拌器转速/档
大理石
稀硫酸
实验结果
质量/g
颗粒大小
质量分数/%
体积/mL
实验1
0、6、8、10
5
粗
2.5
10
图3
实验2
x
5
粗
1、2.5、4.7
10
图4
实验3
x
5、10、15
粗
y
10
实验4
x
15
粗、中、细
y
10
图5
实验5
x
15
细
y
10、15
【分析与结论】
(3)实验中“搅拌”的目的是 。
(4)分析实验2的实验结果,可知 。
(5)由图5可知大理石颗粒越小,产生气体越快,其原因是 。
(6)学习小组选择的最优方案是在转速为 档时,用 g细颗粒大理石与20mL %的稀硫酸制取的成功地完成了如图1实验。
【评价与反思】
(7)该小组在制取时取用的是20mL稀硫酸,但是在实验5中却未用20mL稀硫酸进行对比实验,其原因可能是 。
(8)不选用浓盐酸与大理石制取的原因是 。
【答案】(1) CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 密度比空气大,不燃烧也不支持燃烧
(2)关闭电磁搅拌器电源,用手捂住锥形瓶,若压强传感器数据上升,松开手后数据下降,说明装置气密性良好
(3)使反应物充分接触,加快反应速率
(4)在条件相同的情况下,稀硫酸的质量分数越大,反应速率越慢
(5)大理石颗粒越小,稀硫酸的接触面积越大,反应速率越快,产生气体越快
(6) 10 15 1
(7)20mL 稀硫酸可能会使反应过于剧烈,不利于实验操作和数据采集(或会造成药品浪费等合理原因)
(8)浓盐酸易挥发出氯化氢气体,使制得的二氧化碳气体中混有氯化氢杂质,导致制取的二氧化碳不纯
【详解】(1)大理石主要成分碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;图 1 中二氧化碳倒入烧杯,蜡烛由下而上熄灭,体现二氧化碳密度比空气大,不燃烧也不支持燃烧的性质;
(2)利用气体热胀冷缩原理,捂住锥形瓶使瓶内气体受热膨胀,压强增大,压强传感器数据上升,松开手后温度恢复,压强下降,证明装置不漏气;
(3)搅拌可以让大理石和稀硫酸更充分地接触,从而加快化学反应的进行;
(4) 实验 2 控制其他条件相同,改变稀硫酸质量分数,从图 4 可看出质量分数越大,压强变化越小,即产生气体越慢;
(5)反应物接触面积越大,反应越容易发生且速率越快,细颗粒大理石与稀硫酸接触面积比粗颗粒大,因此产生气体越快;
(6)学习小组选择的最优方案是反应速率最快,由图3可知,在相同条件下,搅拌器转速在10档时,反应速率最大;由图4可知,在条件相同的情况下,稀硫酸的质量分数为1%,反应速率最快,由图5可知,在相同条件下,15g颗粒大理石,反应速率最快,因此学习小组选择的最优方案是在转速为10档、用15g细颗粒大理石与20mL 1%的稀硫酸制取CO2效果最好完成实验1;
(7)从实验控制变量和实际操作角度考虑,过多的稀硫酸可能会使反应过于剧烈,不利于实验操作和数据采集(或会造成药品浪费等合理原因);
(8)不选用浓盐酸与大理石制取CO2的原因是浓盐酸易挥发出氯化氢气体,使制得的二氧化碳气体中混有氯化氢杂质,导致制取的二氧化碳不纯。
16.(2025·池州市·一模)某校兴趣小组在进行金属性质的探究时,做了如下实验:
探究活动(一)
第一小组同学利用如图甲所示装置,将锌片打磨后与足量的稀盐酸反应,测量不同时间段内产生氢气的体积。
(1)图甲装置内锌与盐酸反应的化学方程式为 。实验室一般不用该反应制取氢气,原因是 。
(2)图乙中t1﹣t2时间段内产生氢气的速率变化明显,主要原因是 。
探究活动(二)
将传感器用于数字化实验也是一种重要手段,能对实验过程进行量化测定,为实验分析提供数据支持。第二小组在做铝与酸反应的实验探究时,分别用气压和温度传感器测定实验室铝片与稀盐酸反应过程的图像如下:
分析上述图表中的信息,回答下列问题:
(3)0~50s时,变化不明显,是因为铝表面有一层致密氧化膜,其化学式为 。
(4)从50~100s温度变化可得出结论:该反应是 (填“放热”或者“吸热”)反应。
(5)60~100s气体压强升高,是由于 和 共同作用导致的。
(6)图中B、C、D三点中能表示铝片与稀盐酸的反应已进行完全的点是 (填字母)。
【答案】(1) 盐酸具有挥发性,制取的气体不纯
(2)反应放热,温度升高,反应速率加快
(3)Al2O3
(4)放热
(5) 生成氢气逐渐增多 反应体系温度升高
(6)C
【详解】(1)锌与盐酸反应生成氯化锌和氢气,化学方程式为;
实验室一般不用该反应制取氢气,原因是盐酸具有挥发性,制取的气体不纯。
(2)锌与盐酸反应放热,使得体系温度升高,反应速率加快,t1-t2时间段内产生氢气的速率大。
(3)铝在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝(Al2O3)薄膜,氧化铝与酸反应生成水和铝盐,不会生成气体,故此时装置内压强变化不明显。
(4)50~100s时间段内,体系温度升高,故该反应放热。
(5)60~100s,体系温度升高,铝与酸反应生成的氢气逐渐增多,这两个因素都会导致气体压强升高。
(6)C点时,装置内压强达到最大,说明此时铝片与稀盐酸的反应已进行完全,不能再生成氢气。
17.(2025·芜湖市·一模)碳酸氢钠在生活中有着广泛的应用,学习小组对其进行探究。
I.已有知识回顾
(1)碳酸氢钠属于________(填字母)
A.化合物 B.氧化物 C.酸 D.碱 E.盐
(2)写出碳酸氢钠在生活中的一种用途 。
Ⅱ.探究碳酸氢钠的性质
(3)空温下(20℃),向盛有的烧杯中加入水,搅拌至完全溶解,测得溶液温度为18.5℃。由此可知,固体溶于水时 (填“吸收”或“放出”)热量。
(4)取少量所配溶液于试管中,滴入酚酞溶液,溶液呈红色;加入足量稀盐酸,振荡,观察到产生大量气泡,溶液红色褪去。
已知:①溶于水后,少量的能同时发生如下变化:
变化a:,变化b:。
②溶液的酸碱性与溶液中和数目的相对大小有关。常温下,当单位体积溶液中的数目大于的数目时溶液的,反之。
①溶液显 (填“酸”“碱”或“中”)性;结合上述资料,从微观角度分析原因; 。
②溶液红色褪去是因为 (用化学方程式表示)。
(5)将溶液与溶液混合,未观察到明显现象。
【提出问题】和是否发生了化学反应?
【实验准备】①查阅资料:。
②用一定溶质的质量分数的、和三种溶液进行如下实验,为设计实验方案提供参考。
溶液
溶液
溶液
加入澄清石灰水
溶液变浑浊
无明显变化
溶液变浑浊
加入溶液
无明显变化
溶液变浑浊
溶液变浑浊
【实验验证】请完善下列实验方案,验证能与反应:取少量溶液,向其中加入足量溶液, 。(实验方案包括操作和现象,实验中可供选择的试剂:溶液、稀盐酸、澄清石灰水)
Ⅲ.制备碳酸氢钠
利用图1所示装置,通过反应,制取(相关物质的溶解度曲线如图2)。反应结束后,将试管中的混合物过滤,将滤渣洗涤、低温烘干得。
(6)烧杯中冰水的主要作用是 。
【拓展延伸】将持续通入一定浓度的溶液中,用数字化实验技术测得反应过程中溶液的变化如图3所示。
(7)已知:本实验条件下,溶液和溶液的分别约为11.0和8.5。则段发生反应的化学方程式为 。
【答案】(1)AE
(2)治疗胃酸过多或发酵粉的主要成分之一
(3)吸收
(4) 碱 碳酸氢钠溶于水后,发生变化a的比发生变化b的多,导致单位体积溶液中的数目大于的数目
(5)充分反应后,加入溶液,观察到溶液变浑浊;将反应后得到的液体过滤,取滤渣于试管中,加入足量稀盐酸,观察到有气泡产生
(6)保持低温,利于碳酸氢钠析出
(7)
【详解】(1)碳酸氢钠是由钠、碳、氢、氧四种元素组成的纯净物,属于化合物,不属于氧化物;碳酸氢钠是由钠离子和碳酸氢根离子构成,属于盐;
故选AE;
(2)碳酸氢钠能与胃液中的盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,可用于质量胃酸过多;碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳气体,能与酸反应生成二氧化碳气体,是发酵粉的主要成分之一;
(3)室温下(20℃),向盛有0.5g的烧杯中加入10mL水,搅拌至完全溶解,测得溶液温度为18.5℃,由此可知,固体溶于水时吸收热量,使温度降低;
(4)①溶液显碱性;从微观角度分析原因:碳酸氢钠溶于水后,发生变化a的比发生变化b的多,导致单位体积溶液中OH-的数目大于H+的数目;
②盐酸与碳酸氢钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,加入足量稀盐酸,振荡,观察到产生大量气泡,溶液红色褪去,化学方程式为;
(5)由查阅资料:可知,能与NaOH反应生成碳酸钠,碳酸钠能与氯化钙溶液反应生成白色的碳酸钙沉淀,所以要验证能与NaOH反应:可取少量溶液,向其中加入足量NaOH溶液,让两者充分混合后,加入溶液,观察到溶液变浑浊,产生白色沉淀,将反应后得到的液体过滤,取滤渣洗净后放入试管中,加入足量稀盐酸,观察到有气泡产生,从而证明能与NaOH反应;
(6)因为碳酸氢钠的溶解度随温度的降低而减小,所以烧杯中冰水的主要作用是保持低温,利于碳酸氢钠的析出;
(7)由pH的变化曲线及已知条件可知,CO2持续通入一定浓度的NaOH溶液中,开始是氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,后来是碳酸钠与二氧化碳和水反应生成了碳酸氢钠,即BC段发生反应的化学方程式为。
押题三 反应后物质成分的探究
18.(2025·安庆市·一模)84消毒液、过氧化氢(H2O2)溶液都是常用消毒剂,广泛用于医院、宾馆、旅游、家庭等的卫生消毒。同学们对两种消毒剂进行了探究活动。
【查阅资料】84消毒液(主要成分是次氯酸钠),是淡黄色液体,有刺激性气味。84消毒液在高温环境中存放和使用会导致其活性成分分解,从而降低消毒效果。
(1)取少量84消毒液于试管中,滴加过氧化氢(H2O2)溶液,发现有大量气泡产生;然后 (填实验操作和现象),证明产生的气体是氧气。
【提出问题】在上述反应中,84消毒液的主要成分次氯酸钠(NaClO)的作用是什么?
【作出猜想】
(2)猜想一:作反应物,次氯酸钠(NaClO)与过氧化氢(H2O2)溶液发生化学反应;
猜想二:作 ,类似分解过氧化氢(H2O2)溶液制氧气时二氧化锰的作用。
【进行实验】
(3)按如图所示组装实验装置,先 。
然后向锥形瓶中加入30mL84消毒液,注射器中吸入25mL过氧化氢(H2O2)溶液。将注射器中的过氧化氢(H2O2)溶液平均分5次推入锥形瓶中,每次推入过氧化氢(H2O2)溶液,待不再产生气泡后,记录收气体的总体积(忽略其他因素对测量结果造成的影响)。
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
收集气体的总体积/mL
140
280
365
370
375
(4)分析表中数据得出“猜想一正确”,其依据是 。
【拓展反思】生活中常用消毒剂除84消毒液、过氧化氢溶液外,还有75%酒精等。在使用各种消毒剂时,要考虑它们的性质。切记:科学使用,注意安全!
(5)生活中下列使用消毒剂的做法,不正确的是___________。
A.不同的消毒剂都可随意混合使用
B.使用75%酒精消毒应远离明火,防止火灾
C.84消毒液的使用温度越高越好
D.过氧化氢溶液、75%酒精等消毒剂均应密封保存
【答案】(1)将带火星的木条伸入试管中,木条复燃
(2)催化剂
(3)检查装置气密性
(4)加入等体积的过氧化氢溶液时,生成氧气的质量不同,且最终不生成氧气
(5)AC
【详解】(1)氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,则将带火星的木条伸入试管中,木条复燃,则说明为氧气。
(2)过氧化氢制取氧气的反应中,二氧化锰为催化剂,则次氯酸钠也可能为催化剂,起催化作用。
(3)制取气体的装置必须装置气密性良好,则组装仪器后,要先检查装置气密性。
(4)根据表中数据可知,加入等体积的过氧化氢溶液后,生成的氧气的质量不同,且第三次后,没有氧气增加(增加的质量是由于加入的过氧化氢溶液占的体积),若次氯酸钠为催化剂,则加入等体积的过氧化氢溶液时,收集的氧气的质量应相同,故说明次氯酸钠为反应物,即猜想一正确。
(5)A、84消毒液和过氧化氢溶液混合后会产生氧气,会降低消毒效果,则说明不同的消毒剂不能随意混合使用,该选项做法不正确;
B、酒精具有可燃性,则使用75%酒精消毒应远离明火,防止火灾,该选项做法正确;
C、84消毒液在高温环境中存放和使用会导致其活性成分分解,从而降低消毒效果,则84消毒液的使用不是温度越高越好,该选项做法不正确;
D、过氧化氢溶液易分解,酒精具有挥发性,则过氧化氢溶液、75%酒精等消毒剂均应密封保存,该选项做法正确。
故选AC。
19.【新考向】创设情境蒸汽眼罩由无纺布眼罩和发热体构成。发热体内含有铁粉、活性炭、氯化钠、蛭石、高吸水树脂(良好保水性能,为眼罩提供水蒸气)等。某学习小组开展如下探究。
任务一∶验证蒸汽眼罩中含有铁粉
(1)取少量蒸汽眼罩内固体粉末于试管中,加入足量的稀盐酸,观察到有 产生,溶液变为浅绿色,说明脱氧剂中含有铁粉。
任务二∶蒸汽眼罩快速发热的原因
(2)根据“使用方法-打开蒸汽眼罩包装,接触空气即开始发热”,小组同学进行了以下实验∶取20g发热体内固体粉末放入密闭容器中,通过数字传感器分别测得氧气和二氧化碳含量变化如图。
据图回答∶发热体内的物质和空气中的 (填“氧气”或“二氧化碳”)发生了反应。
(3)实验后,同学们观察到部分黑色固体变为红棕色,分析蒸汽眼罩是利用了铁生锈原理,说明铁生锈是 (填“吸热”或“放热”)反应。
任务三∶探究活性炭和氯化钠对铁生锈的影响
方案
试剂
1分钟前后温度变化
方案一
4g铁粉、2mL水
16℃→16℃
方案二
4g铁粉、2mL水、2g氯化钠
16℃→16℃
方案三
4g铁粉、2mL水、3g活性炭
16℃→16℃
方案四
4g铁粉、2mL水、3g活性炭、Xg氯化钠
16℃→55℃→26℃
(4)①表中X= 。
②方案一与方案四之间能否形成对照?若不能,请说明理由: 。
③对比分析你得出的结论是 。
(5)方案四中短时间内虽然会放出大量热,但是温度下降的非常快,查阅资料发现人工孵化乌龟蛋的时候也会使用蛭石,请问∶蛭石的作用是 。
(6)①除上述探究中的因素外,影响铁生锈速率的因素还有 (写一条即可)。
②如何保存蒸汽眼罩 。
【答案】(1)气泡
(2)氧气
(3)放热
(4) 不能,方案一与方案四有两个变量不同 氯化钠能加快铁生锈的速率
(5)保温作用,可以减缓热量散失
(6) 温度 密封,保持干燥(答案合理即可)
【详解】(1)铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,则可以观察到的现象是有气泡产生,故填:气泡;
(2)据图可知,由于氧气含量降低,二氧化碳含量不变,所以发热体内的物质和空气中的氧气发生了反应;故填:氧气;
(3)使用方法:打开蒸汽眼罩包装,接触空气即开始发热,再由部分黑色固体变为红棕色说明铁生锈了,则说明铁生锈是放热反应,故填:放热;
(4)①对比实验2和实验4可知,实验2中应取用氯化钠的质量是,故填:;
②分析方案一与方案四,两个方案中有两个不同活性炭和氯化钠,则不能形成对照实验,故填:不能,方案一与方案四有两个变量不同;
③实验1中加入4g铁粉、2mL水,实验2中加入4g铁粉、2mL水、2g氯化钠,实验3中加入4g铁粉、2mL水、2g活性炭,氧气含量和温度均无明显变化,实验4中加入4g铁粉、2mL水,2g氯化钠2g活性炭,温度升高,说明实验4中温度迅速上升的原因是铁粉与水、氯化钠、活性炭共同作用的结果,由次可推测:氯化钠能加快铁生锈的速率;故填:氯化钠能加快铁生锈的速率;
(5)方案四中短时间内虽然会放出大量热,但是温度下降的非常快,使用蛭石可以起保温作用,可以减缓热量散失;故填:保温作用,可以减缓热量散失;
(6)①影响化学反应速率的因素有温度、反应物的接触面积、反应物的浓度、是否使用催化剂等,铁生锈是化学变化,题目中没有涉及温度对铁生锈的影响,则影响铁生锈速率的因素还可以有温度等,故填:温度;
②蒸汽眼罩发热是利用铁生锈放热,铁与氧气、水共同作用生锈,则蒸汽眼罩要密封干燥保存,故填:密封,保持干燥(答案合理即可)。
20.【新素材】创设生活情境假期里小丽帮助妈妈整理厨房,发现了碱面(主要成分为碳酸钠)和发酵粉(主要成分为碳酸氢钠),它们都是白色粉末。小丽将家中部分物品带入实验室进行了下列实验:
【查阅资料】
①洁厕灵的主要成分是稀盐酸。
②向碳酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸的反应是分步反应:第一步反应,当碳酸钠反应完后才发生第二步反应。
【设计实验】
(1)小丽同学用如图1所示装置做了对比实验。
小丽观察到容器甲和容器丁的现象是 ;容器乙和容器丙中的溶液变浑浊,发生反应的化学方程式为 。
【继续探究】实验后小丽对容器甲中反应后溶液的溶质成分(杂质均不参加反应)进行了探究。
【提出问题】甲中反应后溶液中溶质成分有哪些?
【作出猜想】
猜想一:、
猜想二:、
猜想三:、、
【实验设计】
(2)取少许甲中反应后溶液于试管中,滴加几滴紫色石蕊溶液,观察到的现象为 ,猜想一不成立。
(3)另取少许甲中反应后溶液于试管中,进行了如图2实验:
①滴加足量氯化钡溶液的目的是 。
②得出结论:猜想 成立。
【拓展探究】小丽发现妈妈蒸馒头、炸油条时常常用到发酵粉,提出猜想:蒸馒头、炸油条时温度都比较高,会不会是受热后碳酸氢钠分解了呢?
(4)小丽设计了如图3装置进行实验,加热一段时间后,观察到试管a内壁有水珠出现,澄清石灰水变浑浊,说明碳酸氢钠受热分解产生了 。
【反思交流】
(5)实验结束后,发现试管b内液体倒流至试管a内,造成试管a炸裂,可能的原因是 。
【答案】(1) 有气泡产生
(2)溶液变蓝
(3) 检验并除尽碳酸钠 三
(4)水、二氧化碳
(5)实验结束时,先熄灭酒精灯,未将导管从澄清石灰水中取出
【详解】(1)容器甲中碳酸钠与稀盐酸反应,容器丁中碳酸氢钠与稀盐酸反应,都会生成二氧化碳气体,所以现象是有气泡产生;
甲、丁中产生的二氧化碳进入乙、丙中,与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,化学方程式为。
(2)紫色石蕊遇酸变红,遇碱变蓝,遇中性物质不变色。Na2CO3溶液、NaHCO3溶液均呈碱性,NaCl溶液呈中性。猜想一不成立,即溶液中不含HCl,溶液呈碱性,滴加紫色石蕊溶液会变蓝。
(3)①氯化钡能与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀(),而氯化钡与碳酸氢钠不反应,滴加足量氯化钡溶液可检验并除尽碳酸钠,防止其对后续检验碳酸氢钠造成干扰。
②根据图2,滴加足量BaCl2溶液,过滤后得到滤渣和滤液,说明反应产生了BaCO3沉淀,则样品中含有Na2CO3;BaCl2溶液,则滤液不含Na2CO3,稀盐酸与BaCl2、NaCl均不能发生反应,往滤液中滴加稀盐酸,有气泡产生,说明样品中含有NaHCO3。综上,猜想三成立。
(4)试管a内壁有水珠出现,说明生成了水;澄清石灰水变浑浊,说明生成了二氧化碳。
(5)实验结束时,若先熄灭酒精灯,未将导管从澄清石灰水中取出,试管内温度降低,压强减小,会导致试管b内液体倒流入试管a,使热的试管炸裂。
21.(2025·合肥高新区·一模)某兴趣小组围绕酸、碱、盐之间的复分解反应开展如下探究。
【探究一】探究酸与碱之间的反应
(1)向盛有一定量氢氧化钠固体的烧杯中滴加稀盐酸,反应过程中试管外壁发热。要得出氢氧化钠与稀盐酸反应放热的结论,应对实验进行的改进是 。
【探究二】探究酸与盐之间的反应
(2)按图1进行实验,可观察到的现象是 。若将稀硫酸换为稀盐酸,现象基本相同,从微观角度解释,其原因是 。
【探究三】探究碱与盐的反应
在阅读化学史料中了解到,中国古代很早就使用碳酸钠和石灰乳制取烧碱。同学们根据记载的方法按如图2模拟制取过程。
(3)写出上述过程中发生反应的化学方程式: 。
(4)有同学提出把石灰乳改成生石灰来进行实验更合适,理由是 。
【拓展探究】所获得的物质是纯净的氢氧化钠晶体吗?
【进行实验】
I.称取氢氧化钠晶体mg,加适量水使之完全溶解。
II.向所得溶液中滴加足量氯化钙溶液,有白色沉淀产生,过滤。
III.向滤液中加入质量分数为10%的稀盐酸,溶液的pH随所加稀盐酸的质量变化如图3。
【讨论交流】
(5)图中a点溶液中所含的阴离子有 (填离子符号)。
(6)所得氢氧化钠晶体的成分为 。
(7)该氢氧化钠晶体中氢氧化钠的质量分数为 (用含m和n的代数式表示)。
【答案】(1)将氢氧化钠固体替换为氢氧化钠溶液
(2) 产生大量气泡 稀硫酸和稀盐酸中都含有H+
(3)
(4)生石灰与碳酸钠溶液中的水反应生成氢氧化钙放热,可以不用加热,节约能源
(5)Cl-和OH-
(6)NaOH和Na2CO3
(7)×100%
【详解】(1)氢氧化钠固体溶于水的过程也会放出热量,应将氢氧化钠固体换成氢氧化钠溶液进行实验;
(2)碳酸钠与稀硫酸反应生成硫酸钠、水、二氧化碳,能观察到有气泡产生;稀硫酸和稀盐酸中都存在H+,反应的本质是氢离子与碳酸根反应生成二氧化碳和水,故现象相同;
(3)石灰乳的主要成分是氢氧化钙,氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,化学方程式为;
(4)生石灰与碳酸钠溶液中的水反应生成氢氧化钙会放出热量,可以不用加热,节约能源;
(5)氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水,图中a点溶液的pH>7,溶液呈碱性,说明氢氧化钠未完全反应,此时溶液中含有生成的氯化钠和未反应的氢氧化钠,阴离子有Cl-和OH-;
(6)依据“II.向所得溶液中滴加足量氯化钙溶液,有白色沉淀产生”,说明溶液中含有碳酸钠,碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,氢氧化钠与氯化钙不反应,故所得氢氧化钠晶体的成分为NaOH和Na2CO3;
(7)设晶体中氢氧化钠的质量分数为x
。
押题四 无明显现象的探究
22.(2025·池州市贵池区·一模)学习了酸、碱、盐的相关知识后,某兴趣小组的同学在老师的指导下开展了无现象反应的可视化实验。
探究一:图甲所示试管内没有观察到明显现象,那么该如何设计实验来探究氢氧化钠和稀硫酸是否发生反应呢?
【设计实验】
(1)在老师的指导下,同学们向少量氢氧化钠溶液中滴入两滴酚酞,再逐滴滴入过量稀硫酸,这个过程中你观察到 现象。
【实验反思】同学们对反应后硫酸是否剩余继续进行验证,进行如下实验:
组号
操作
实验现象
结论
1
用pH试纸测定实验后溶液的pH
pH=3
硫酸剩余
2
向反应后的溶液中加入适量Ba(NO3)2溶液
产生白色沉淀
硫酸剩余
3
向反应后的溶液中加入适量镁条
?
硫酸剩余
(2)实验1中,开始时将pH试纸用蒸馏水润湿,测得的稀硫酸的pH (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)实验2得出的结论是否正确 ,并说明理由: 。
(4)实验3中观察到的现象是 。
探究二:
(5)图乙所示实验中装置B内发生的化学方程式为 。要证明NaOH与CO2发生了化学反应,兴趣小组做了图丙的数字化实验,则图3中的曲线 (填“A”或“B”)表示氢氧化钠溶液与二氧化碳的反应;
【实验结论】
(6)对于无明显现象的反应,我们可以通过证明 或生成物存在证明反应的发生。
(7)探究装置B中化学反应后的成分,设计实验方案并得出结论。
实验操作
实验现象
实验结论
取样于试管中,先滴加足量的 溶液,过滤后,再往滤液中滴加少量 溶液。
开始有白色沉淀生成,加入另一种试剂溶液变红色
碳酸钠和氢氧化钠
(8)要除去氢氧化钠溶液中的碳酸钠杂质,可选择适量的___________。
A.氢氧化钡溶液 B.氯化钙溶液 C.氢氧化钙溶液 D.稀盐酸
【答案】(1)溶液由红色变为无色
(2)偏大
(3) 不正确 生成物中的硫酸钠也能和硝酸钡溶液反应生成白色沉淀
(4)有气泡生成
(5) B
(6)反应物减少或消失
(7) 氯化钙 无色酚酞
(8)AC
【详解】(1)酚酞遇中性或酸性溶液不变色、遇碱变红色,氢氧化钠溶液显碱性,则向少量氢氧化钠溶液中滴入两滴酚酞,观察到溶液变红,再逐滴滴入过量稀硫酸,氢氧化钠与稀硫酸反应生成硫酸钠和水,氢氧化钠被消耗,所以观察到溶液由红色变为无色;
(2)由表格数据可知,实验1中测得溶液pH=3,显酸性,若开始时将pH试纸用蒸馏水润湿,会使酸性减弱,则测得的稀硫酸的pH偏大;
(3)氢氧化钠与硫酸反应生成硫酸钠和水,硫酸钠也可以和硝酸钡反应生成硫酸钡白色沉淀和硝酸钠,与硫酸和硝酸钡反应的现象相同,所以无法判断硫酸是否有剩余,故填:不正确,理由是生成物中的硫酸钠也能和硝酸钡溶液反应生成白色沉淀;
(4)根据结论硫酸剩余,镁能与硫酸反应生成氢气和硫酸镁,则向反应后的溶液中加入适量镁条,能观察到有气泡生成;
(5)石灰石主要成分是碳酸钙,碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,则图乙实验中装置B内发生的化学方程式为;
随着二氧化碳与氢氧化钠反应,二氧化碳的量逐渐减小,烧瓶中的压强逐渐减小,则图3中的曲线B表示氢氧化钠溶液与二氧化碳的反应;
(6)对于无明显现象的反应,我们可以通过证明反应物减少或消失或生成物存在证明反应的发生;
(7)根据实验结论,装置B中化学反应后的成分为碳酸钠和氢氧化钠,根据实验现象,开始有白色沉淀生成,加入另一种试剂溶液变红色,则需要先加入一种可溶性钙盐与碳酸钠反应生成白色沉淀,再根据无色酚酞溶液遇碱变红色,加入无色酚酞溶液检验氢氧化钠,且前面加入的可溶性钙盐不能影响到后续氢氧化钠的检验,故实验操作为取样于试管中,先滴加足量的氯化钙溶液,过滤后,再往滤液中滴加少量无色酚酞溶液;
(8)A、加入适量氢氧化钡溶液,碳酸钠与氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠,充分反应后过滤,能除去氢氧化钠溶液中的碳酸钠杂质,且不会引入新杂质,符合除杂原则,符合题意;
B、加入适量氯化钙溶液,碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,充分反应后过滤,能除去氢氧化钠溶液中的碳酸钠杂质,但会引入新杂质氯化钠,不符合除杂原则,不符合题意;
C、加入适量氢氧化钙溶液,碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,充分反应后过滤,能除去氢氧化钠溶液中的碳酸钠杂质,且不会引入新杂质,符合除杂原则,符合题意;
D、加入适量稀盐酸,稀盐酸与氢氧化钠、碳酸钠均反应,既除去了杂质,也除去了原物质,不符合除杂原则,不符合题意。
故选:AC。
23.(2025·合肥庐江县·一模)中和反应在生产、生活中有着重要的应用,如中和废水、治疗胃酸过多等。部分中和反应现象并不明显,某学习小组的同学分别从不同的角度来证明稀盐酸与氢氧化钠溶液混合时发生了中和反应。
【探究一】利用如图1所示的装置进行实验探究。用传感器测得烧杯中溶液的随滴加液体体积变化的曲线如图2所示。
(1)图1仪器A中溶液的溶质是 (填化学式)。
(2)能证明稀盐酸和氢氧化钠溶液发生了反应的实验事实是 。
【探究二】
(3)小组同学将稀盐酸滴入装有固体氢氧化钠的试管中并振荡,试管壁发热,该现象是否能证明稀盐酸和氢氧化钠发生了反应,理由是 。
【探究三】
(4)向一定量的稀盐酸中滴加少量氢氧化钠溶液后,可以加入_______(填字母)来证明两者发生了反应。
A.酚酞溶液 B.溶液 C.稀硫酸
【讨论反思】
(5)小组同学观察到稀盐酸和氢氧化钠溶液混合时有气泡产生,可能的原因是 。他们经过仔细思考,另取少量该氢氧化钠溶液,滴加 ,发现有白色沉淀产生,证明了他们的分析正确。
【答案】(1)HCl
(2)溶液的pH从大于7逐渐减小至等于7以及小于7
(3)固体氢氧化钠溶于水也会放出大量的热
(4)AB
(5) 该氢氧化钠溶液部分变质生成了碳酸钠 氯化钙溶液(合理即可)
【详解】(1)由图2可知,开始时溶液pH>7,显碱性,随着另一溶液的加入,溶液的pH从大于7逐渐减小至等于7,然后小于7,说明是将稀盐酸加入氢氧化钠溶液中,则A中的溶液为稀盐酸,溶质为氯化氢,化学式为HCl;
(2)氢氧化钠溶液显碱性,pH>7,随着稀盐酸的加入,溶液的pH从大于7逐渐减小至等于7以及小于7,说明氢氧化钠被消耗,能证明稀盐酸和氢氧化钠溶液发生了反应;
(3)由于固体氢氧化钠溶于水也会放出大量的热,所以试管壁发烫无法证明稀盐酸和氢氧化钠发生了反应;
(4)向一定量的稀盐酸中滴加少量氢氧化钠溶液,可通过验证反应物氢氧化钠的消失来验证二者发生反应;
A、加入酚酞溶液后,溶液不变色,说明溶液中不含有氢氧化钠,即可证明氢氧化钠和盐酸发生了反应,正确;
B、加入硫酸铜溶液,不产生蓝色沉淀,说明溶液中不含有氢氧化钠,即可证明氢氧化钠和盐酸发生了反应,正确;
C、氢氧化钠和硫酸反应生成硫酸钠和水,该反应无明显现象,加入稀硫酸,无论是否含有氢氧化钠,均无明显现象,所以无法证明氢氧化钠和盐酸发生反应,错误;
故选AB;
(5)小组同学观察到稀盐酸和氢氧化钠溶液混合时有气泡产生,可能的原因是该 NaOH 溶液部分变质生成了碳酸钠(氢氧化钠和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水),碳酸与盐酸反应生成二氧化碳气体;
验证该分析正确,根据碳酸钠能与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,可另取少量该氢氧化钠溶液,滴加氯化钙溶液,发现有白色沉淀产生,说明该氢氧化钠溶液变质生成了碳酸钠。
押题五 异常现象的探究
24.【新考向】主题式探究与数字化结合在学习碱的化学性质时,兴趣小组用石灰石与一定浓度的盐酸制取二氧化碳,并将产生的气体分别通入澄清石灰水和氢氧化钠溶液中,发现均无明显现象,小组同学对此展开进一步探究。
探究一:石灰水未变浑浊的原因
【形成假设】
(1)假设1:二氧化碳不纯。因为浓盐酸有 性,盐酸浓度较大时,二氧化碳中可能混有氯化氢气体,干扰二氧化碳与石灰水的反应。
假设2:石灰水浓度过低。石灰水与二氧化碳产生的沉淀量太少,基本观察不到。
【查阅资料】氯化氢与氢氧化钠溶液、饱和碳酸氢钠溶液都可发生反应;二氧化碳只与氢氧化钠溶液反应,不与饱和碳酸氢钠溶液反应。
【进行实验】小组同学利用图1装置,将一定浓度的盐酸与石灰石产生的气体经除杂后通入不同浓度的石灰水。
(2)为除去生成二氧化碳中的氯化氢,图试剂X应为 (填“氢氧化钠”或“饱和碳酸氢钠”)溶液。装置的接口顺序为A→ (填“a→b”或“b→a”)→B。
实验序号
V饱和石灰水:V蒸馏水
气体通入10mL石灰水的现象
结论
①
4:1
石灰水变浑浊
假设 成立
②
1:1
石灰水变浑浊
③
1:4
石灰水不变浑浊
(3)为验证另一假设不成立,可补充的实验方案为 (写出操作和预期现象)。
探究二:二氧化碳和氢氧化钠溶液的反应
【查阅资料】①氢氧化钠溶液与二氧化碳反应全部生成碳酸钠溶液后,碳酸钠溶液还可以继续与二氧化碳反应生成碳酸氢钠。
②饱和碳酸钠溶液的pH≈10.5,饱和碳酸氢钠溶液的pH≈8.3。
③紫甘蓝汁液、无色酚酞溶液在不同pH范围内的变色情况如下表:
指示剂
紫甘蓝汁液
无色酚酞溶液
颜色
紫色
蓝色
深绿
黄绿
黄色
无色
浅红色
深红色
pH
4~8
8~9
9~11
11~12
>12
<8
8~10
>10
小组同学设计了如图2所示实验,打开分液漏斗瓶塞,旋开活塞,慢慢向滴下稀硫酸,向氢氧化钠溶液中持续通入二氧化碳气体,并用pH传感器测得烧杯中溶液的pH随时间变化如图3所示。
(4)选紫甘蓝汁液指示反应的进行过程而不选无色酚酞溶液的原因是 。
(5)图3中,AB段溶液pH无明显变化的原因是 ;BC段发生反应的化学方程式为 。
(6)本实验中,观察到溶液由黄色最终变为 色。
【答案】(1)挥发
(2) 饱和碳酸氢钠 a→b 2
(3)将一定浓度(较高浓度)的盐酸与石灰石产生的气体直接通入澄清石灰水(浓度正常)中,石灰水变浑浊
(4)无色酚酞溶液在碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液中均显红色,不能区分二者;而紫甘蓝汁液在 pH 9~11 显深绿色,在 pH 8~9 显蓝色,能很好地区分碳酸钠和碳酸氢钠溶液(合理即可)
(5) 起始时排出的是装置内空气,进入烧杯
(6)蓝
【详解】(1)浓盐酸具有挥发性,挥发出氯化氢气体,所以当盐酸浓度较大时,制取的二氧化碳中可能混有氯化氢气体,从而干扰二氧化碳与石灰水的反应。
(2)要除去二氧化碳中混有的氯化氢气体,根据查阅资料,二氧化碳不与饱和碳酸氢钠溶液反应,而氯化氢能与之反应,所以试剂 X 应为饱和碳酸氢钠溶液;氢氧化钠溶液会与二氧化碳反应,不能用于除杂;
为使气体充分与饱和碳酸氢钠溶液接触,应 “长进短出”,所以装置接口顺序为 A→a→b→B ;
由实验数据可知,当石灰水浓度较低(V 饱和石灰水∶V 蒸馏水 = 1∶4 )时石灰水不变浑浊,浓度稍高时变浑浊,说明石灰水未变浑浊是因为浓度过低,即假设 2 成立。
(3)要验证假设 1 不成立,即证明二氧化碳不纯不是石灰水未变浑浊的原因,可将未除杂的二氧化碳气体通入正常浓度的澄清石灰水,若变浑浊,说明不是因为二氧化碳中混有氯化氢干扰反应,即假设 1 不成立。
(4)根据查阅资料,饱和碳酸钠溶液 pH≈10.5,饱和碳酸氢钠溶液 pH≈8.3,无色酚酞在 pH 8~10 显浅红色,pH>10 显深红色,不能很好区分碳酸钠和碳酸氢钠溶液;而紫甘蓝汁液在 pH 9~11 显深绿色,在 pH 8~9 显蓝色,能很好地区分碳酸钠和碳酸氢钠溶液。
(5)AB 段溶液 pH 无明显变化,是因为开始时生成二氧化碳密度比空气大,则先进入烧杯内的是装置内的空气,此阶段溶液碱性变化不大,pH 无明显变化;
BC 段 pH 下降,是因为氢氧化钠反应完后,二氧化碳(CO2)与生成的碳酸钠(Na2CO3)继续反应生成碳酸氢钠(NaHCO3),根据质量守恒定律,化学反应前后,元素种类不变,可知溶液中的水(H2O)参与反应,该反应的化学方程式为。
(6)反应最终生成碳酸氢钠,饱和碳酸氢钠溶液的 pH≈8.3,根据紫甘蓝汁液变色情况,pH 在 8~9 时紫甘蓝汁液显蓝色,所以溶液由黄色最终变为蓝色。
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