内容正文:
专题六 碱变质的探究
典例精讲
一、氢氧化钠变质的探究
【多维设问】实验室有一瓶氢氧化钠溶液忘记盖瓶盖,为了确定该瓶氢氧化钠溶液是否变质以及变质的程度,同学们进行了以下探究。
1.明确变质的原因
(1)氢氧化钠变质的化学方程式:______________________。
2.检验氢氧化钠是否变质
(2)同学们分别设计了如下实验方案进行探究。
实验方案
实验现象
实验
结论
方案一(酸)
加入过量的稀盐酸(或稀硫酸)
_________
氢氧化钠溶液已变质
方案二(碱)
加入氢氧化钡(或氢氧化钙)溶液
____________
方案三(盐)
加入氯化钡(或硝酸钡或氯化钙或硝酸钙)溶液
【思路点拨】a.检验氢氧化钠是否变质,实质是检验氢氧化钠样品中是否含有碳酸钠(或CO32-);b.检验Na2CO3时,选择的试剂应和Na2CO3反应产生明显现象,但不能和NaOH反应产生同样的现象。
(3)加入少量稀酸后无气泡产生,能否说明该氢氧化钠溶液未变质并说明理由。__________________。
(4)不用酚酞溶液检验是否变质的原因:____________。
3.探究已变质的氢氧化钠的变质程度
(5)【作出猜想】猜想一:完全变质,全部是____;猜想二:部分变质,含有碳酸钠和氢氧化钠。
(6)【实验设计】
实验步骤
实验目的
实验现象
实验结论
①取少量样品于试管中,加适量水充分溶解,向其中滴加过量CaCl2[或BaCl2或Ca(NO3)2或Ba(NO3)2]溶液,充分反应,静置
检验并除净溶液中的____
_____
—
②取少许步骤①反应后的上层清液于另一支试管中,向其中滴加几滴无色酚酞溶液
检验是否存在__氢氧化钠__
溶液___
猜想一成立
溶液___
猜想二成立
(7)【实验反思】步骤①中加入的试剂____(选填“能”或“不能”)选用Ca(OH)2或Ba(OH)2溶液,原因是______________。
(8)【实验拓展】Ⅰ.用玻璃棒蘸取步骤②所得滤液,滴到pH试纸上,读取pH,若pH____7,证明部分变质;若pH____7,证明完全变质。
Ⅱ.取步骤②所得滤液少许,滴加硫酸铜溶液,若_____,证明部分变质;若_______,证明完全变质。
【思路点拨】探究氢氧化钠是部分变质还是完全变质的关键是检验OH-是否存在,首先需排除CO32-引起的干扰。
二、氢氧化钙变质的探究
【多维设问】通过学习碱的性质,我校化学兴趣小组的同学对实验室的“氢氧化钙是否变质以及变质的程度”展开了探究活动。
1.明确变质的原因
(1)氢氧化钙变质的化学方程式:_______________。
2.检验氢氧化钙是否变质
(2)取样,加入过量的稀盐酸,若有________,证明氢氧化钙已经变质,反应的化学方程式为_______________。
(3)由于常温下,Ca(OH)2的溶解度较____(选填“大”或“小”),故不能通过加水观察样品是否完全溶解来判断久置的Ca(OH)2是否变质。
【思路点拨】检验Ca(OH)2是否变质,实质是检验是否有CaCO3生成。
3.探究已变质的氢氧化钙的变质程度
(4)【作出猜想】猜想一:完全变质,全部是____;猜想二:部分变质,含有碳酸钙和氢氧化钙
(5)【实验设计】
实验方案
实验现象
实验结论
方案一:取少量样品于烧杯中,加适量水,充分搅拌后过滤,取少量滤液于试管中,滴入几滴无色酚酞溶液
溶液____
猜想一成立
溶液____
猜想二成立
方案二:取少量样品于烧杯中,加适量水,充分搅拌后过滤,取少量滤液于试管中,通入CO2
___________
猜想一成立
__________
猜想二成立
【思路点拨】探究氢氧化钙的变质程度主要是检验溶液中是否存在OH-,若存在OH-,则氢氧化钙部分变质;若不存在OH-,则氢氧化钙完全变质。
即时训练
1.某化学兴趣小组的同学们发现了一瓶生产时间较久远的氢氧化钠固体,进行如图所示实验,成功探究出该久置氢氧化钠固体的变质程度。下列说法正确的是( )
第1题图
A.氢氧化钠变质是因为吸收了空气中的水蒸气导致
B.甲溶液可以选择稀盐酸或BaCl2溶液
C.溶液B中的溶质一定只含有NaOH和甲
D.若步骤Ⅱ出现白色沉淀,步骤Ⅲ酚酞溶液变成红色,则说明样品部分变质
2.[2024牡丹江]兴趣小组对一瓶久置的NaOH固体的变质情况进行了实验探究。
【提出问题】NaOH变质了吗?
【作出猜想】①没有变质;②已经变质。
(1)请用化学方程式表示NaOH能变质的原因:
_____________________。
任务一:定性实验,探究该NaOH固体是否变质
【实验活动1】(2)兴趣小组设计方案进行如下实验。
实验方案
实验现象
实验结论
取少量该NaOH固体样品完全溶于水,加入过量稀盐酸
_________
猜想②成立,依据是__—————————__(用化学方程式表示)
【反思评价】有的同学提出此实验无法确定该NaOH固体变质程度。
任务二:定量实验,探究该NaOH固体变质程度
【实验活动2】(3)兴趣小组利用控制变量的方法进行实验,实验数据如下表所示。
实验装置
实验序号
1
2
3
分别向左右容器内加入下列
物质
1.0 g NaOH固体
agNa2CO3固体,a的数值为____
1.0 g该NaOH固体样品
温度升高值/℃
31.52
10.03
15.71
溶液pH
13.69
11.92
m
【实验结论】(4)小组同学分析温度升高值数据,确定该NaOH固体变质程度是_______,请推测m的取值范围是_____。
任务三:计算该NaOH固体的变质率
【实验活动3】实验步骤:称量1.0 g该NaOH固体样品于小烧杯中备用,量取10.0 mL 12%的稀盐酸;用电子秤称量反应前仪器和试剂的质量,记录数据;将稀盐酸加入小烧杯内,待完全反应,再次称量仪器和反应后溶液的质量,记录数据。
反应前质量/g
反应后质量/g
质量差/g
105.32
105.02
0.30
(5)兴趣小组结合实验数据,计算出该NaOH固体的变质率为____(结果保留至1%)。
【温馨提示】变质率=(已经变质的NaOH的质量/未变质前NaOH的总质量)×100%。
【反思评价】兴趣小组充分认识到定量研究在化学实验中的重要作用。
【拓展延伸】(6)生活中的管道疏通剂和炉具清洁剂成分中都含有NaOH,包装标签上应注明的注意事项是________(写一条)。
3.[人教九上P180,8题改编]某同学在实验室取用生石灰时,发现装满生石灰的塑料试剂瓶已经膨胀破裂,其化学成分是否发生了改变?化学兴趣小组的同学对该生石灰样品开展了以下探究活动。
【提出问题】生石灰样品中的成分是什么?
【作出猜想】生石灰样品中的成分可能是CaO、Ca(OH)2和CaCO3中的一种或几种。
【实验探究】小华同学设计如下实验进行探究。
实验
实验操作
实验现象
实验结论
①
取样品于烧杯中,加水溶解,用手触摸烧杯外壁
烧杯外壁发热
_________
②
将①中液体过滤,取少量滤液于试管中,向其中滴入________
溶液
变红
样品中有
Ca(OH)2
③
取②中过滤得到的适量滤渣于试管中,向其中滴加少量稀盐酸
________
样品中无
CaCO3
【交流讨论】(1)同学们经过讨论,发现通过实验②不能得出样品中一定含有Ca(OH)2,理由是___________________。
(2)小阳同学提出实验③中的结论也可能不正确。于是他对实验③进行了改进,并通过实验证明生石灰样品中含有碳酸钙,他的改进操作是_______________________。
(3)通过小组合作,最后得出样品中一定含有CaO和CaCO3,可能含有Ca(OH)2。请写出该样品变化过程中生成CaCO3的化学方程式:______________。
【反思应用】(4)生石灰要____保存。
(5)设计和分析实验时,要充分考虑反应物的量和生成物等因素对实验结论的干扰。
答案精析
典例精讲
例1 (1)2NaOH+CO2=== Na2CO3+H2O (2)有气泡产生 有白色沉淀生成 (3)不能说明该氢氧化钠溶液未变质。当稀酸的量不足时,稀酸与未变质的NaOH反应被消耗完,没有气泡产生 (4)氢氧化钠和碳酸钠溶液都显碱性,都能使酚酞溶液变红色 (5)碳酸钠 (6)①碳酸钠 有白色沉淀生成 ②氢氧化钠 不变红 变红 (7)不能 加入Ca(OH)2或Ba(OH)2溶液会引入OH-,会对未变质的NaOH的检验造成干扰 (8)Ⅰ.> = Ⅱ.有蓝色沉淀生成 无明显现象
例2 (1)Ca(OH)2+CO2=== CaCO3↓+H2O
(2)气泡产生 CaCO3+2HCl === CaCl2+H2O+CO2↑ (3)小 (4)碳酸钙 (5)不变色 变为红色 无明显现象 有白色沉淀生成
即时训练
1.D 【解析】A.氢氧化钠变质是因为氢氧化钠吸收了空气中的二氧化碳,生成碳酸钠,故错误。B.检验氢氧化钠固体的变质程度,只需检验样品中是否还含有氢氧化钠,氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液均显碱性,要用酚酞溶液检验氢氧化钠,应先排除碳酸钠的干扰,甲溶液可用BaCl2溶液,碳酸钠能与氯化钡溶液反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠;不能选用稀盐酸,因为稀盐酸会把氢氧化钠反应完,步骤Ⅲ就无法确定是否还含有氢氧化钠,故错误。C.碳酸钠溶液和氯化钡溶液反应生成氯化钠和碳酸钡沉淀,故溶液B中一定含有甲和氯化钠,可能含有氢氧化钠,故错误。D.若步骤Ⅱ出现白色沉淀,步骤Ⅲ中酚酞溶液变红,说明样品中含有碳酸钠、氢氧化钠,则说明样品部分变质,故正确。
2.(1)2NaOH+CO2=== Na2CO3+H2O
(2)有气泡产生 Na2CO3+2HCl === 2NaCl+H2O+CO2↑ (3)1.0 (4)部分变质
11.92<m<13.69 (5)66% (6)密封保存(合理即可)
【解析】(5)根据质量守恒定律可知,从溶液中逸出的二氧化碳气体的质量为0.30 g;
设消耗碳酸钠的质量为x,
Na2CO3+2HCl === 2NaCl+H2O+CO2↑
106 44
x 0.30 g
=x=0.72 g;
设变质的氢氧化钠的质量为y,
2NaOH+CO2=== Na2CO3+H2O
80 106
y 0.72 g
=y=0.54 g;
1.0 g该NaOH固体中含有碳酸钠的质量为0.72 g,变质的氢氧化钠的质量为0.54 g;没有变质的氢氧化钠的质量为1 g-0.72 g=0.28 g;未变质前氢氧化钠的总质量为0.28 g+0.54 g=0.82 g;因此氢氧化钠的变质率为×100%=66%。
3.【实验探究】①样品中含有氧化钙 ②无色酚酞溶液 ③无气泡产生 【交流讨论】(1)氧化钙能和水反应生成氢氧化钙 (2)取②中过滤得到的少许滤渣于试管中,向其中滴加足量稀盐酸 (3)CaO+H2O === Ca(OH)2、Ca(OH)2+CO2=== CaCO3↓+H2O 【反思应用】(4)密封
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