内容正文:
专题18 科学探究题
考点概览
题型一 物质成分的探究
题型二 物质变质的探究
题型三 有关反应条件与影响因素的探究
题型四 项目式探究
物质成分的探究题型一
1.(2025·湖南衡阳·模拟预测)在学习盐的性质时,老师带来一瓶标签破损的溶液M如图A所示。以下为酸碱盐溶解性表(室温)的一部分,如表。
离子
NO-
溶
溶
溶
溶
溶
溶
溶
溶
溶
溶
溶
溶
溶
不
不
探究一:溶液M的溶质是什么
(1)溶液M的溶质可能是或 (用化学式表示)。
(2)为了确定溶液M中的溶质,同学们取少量样品于试管中,滴加无色酚酞溶液现象为 说明溶液M中的溶质不是。
探究二:老师取一定量溶液M与Na2CO3溶液混合,有白色沉淀产生,过滤后得到澄清滤液。
【提出问题】滤液中的溶质成分是什么?
【猜想与假设】
(3)猜想一:、;猜想二:NaCl;猜想三: 。
【实验验证】甲同学进行了如表实验:
实验操作
实验现象
实验结论
取样于试管中,加入溶液
有白色沉淀产生
猜想 正确
【总结与交流】
(4)若要验证甲同学的实验结论,还可以选用的物质有______(多选,填字母)。
A.溶液 B.KCl溶液 C.稀盐酸 D.溶液
【答案】(1)BaCl2
(2)溶液不变色(或溶液仍为无色)
(3) NaCl、BaCl2 一
(4)ACD
【详解】(1)硫酸钡、碳酸钡不溶于水,所以溶液M的溶质不能是硫酸钡、碳酸钡。名称为某化钡,则不可能是硝酸钡、硫酸钡、碳酸钡,只可能是氢氧化钡或氯化钡,氯化钡化学式BaCl2;
(2)氢氧化钡溶液为碱性,硝酸钡溶液为中性。碱性溶液能使酚酞变红,酚酞在中性、酸性溶液中为无色。所以滴加无色酚酞溶液现象为溶液不变色(或溶液仍为无色),说明溶液M的溶质不是氢氧化钡,是氯化钡。
(3)氯化钡和碳酸钠反应生成碳酸钡和氯化钠,所以滤液可能含有氯化钠和过量的反应物。则猜想三:NaCl、BaCl2;
氯化钙和氯化钠、氯化钡不反应。氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,所以猜想一正确。
(4)A、硝酸钡和氯化钠、氯化钡不反应,和碳酸钠反应生成碳酸钡白色沉淀,可以检验是否有碳酸钠;
B、氯化钾和氯化钠、氯化钡、碳酸钠都不反应,不能检验是否有碳酸钠。
C、稀盐酸和氯化钠、氯化钡不反应。碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,有气泡产生,可以检验是否有碳酸钠;
D、氢氧化钙和氯化钠、氯化钡不反应,和碳酸钠反应生成碳酸钙白色沉淀,可以检验是否有碳酸钠。
故选ACD。
2.(2025·河北石家庄·模拟预测)“果蔬洗盐”能够清洗果蔬表面的残留物。科学兴趣小组对“果蔬洗盐”的成分及洗涤原理进行了探究。
查阅资料
①常见的果蔬洗盐有柠檬酸型和碳酸钠型两种。
②柠檬酸型洗盐中含有白醋和柠檬酸等物质。碳酸钠型洗盐中除含有碳酸钠外,还含有食盐等物质。
③溶解性表:
物质
氯化银(AgCl)
碳酸银
溶解性
难溶
难溶
颜色
白色
白色
氯化钠、碳酸钠均可与硝酸银溶液发生复分解反应,碳酸银可与硝酸()发生复分解反应而溶解,氯化银不与反应,并且难溶于稀硝酸。
探究Ⅰ:探究果蔬洗盐所属类型
取一定量的果蔬洗盐溶于水得溶液。
【实验1】按照如图1所示取溶液进行实验,探究果蔬洗盐所属类型。
(1)
实验操作
现象
结论
滴入试剂X后,试管内溶液变红
该果蔬洗盐为碳酸钠型洗剂
试剂X为 。
探究Ⅱ:探究果蔬洗盐的有效成分
【实验2】探究该果蔬洗盐中是否含有氯化钠
(2)小明设计方案并进行实验:另取溶液,加入适量硝酸银溶液,观察到白色沉淀产生。由此得出“果蔬洗盐中含有氯化钠”的结论。小姜同学认为通过以上实验不能得出该结论。
小组同学在小明设计实验的基础上补充实验,最终得出“果蔬洗盐中含有氯化钠和碳酸钠”的结论。他们补充的实验为 ,观察到 且有气泡产生。
【实验3】探究实验2中产生气体的成分
(3)小组同学收集实验2中产生的气体,并利用澄清石灰水进行检验后确定气体为。检验气体时发生反应的化学方程式为 ,他们应利用如图2中 (选填序号)装置收集该气体。
探究Ⅲ:探究果蔬洗盐的洗涤原理
经过查阅资料并进行实验,得知碳酸钠型果蔬洗盐的洗涤原理为:食盐水能使细胞脱水而起到杀菌的效果;碳酸钠溶液既可以除去酸性有害物质,又不破坏果蔬中的维生素。
【拓展延伸】
(4)葡萄种植过程中常使用农药波尔多液作为保护剂,其农残以碱性物质为主,针对这类果蔬,可使用上述两种果蔬洗盐中的 型果蔬洗盐浸泡。波尔多液可由 与一种蓝色溶液混合制得。
【答案】(1)酚酞溶液
(2) 将白色沉淀中加入足量硝酸溶液 沉淀部分溶解
(3) ①
(4) 柠檬酸 熟石灰(或氢氧化钙)
【详解】(1)根据结论:该果蔬洗盐为碳酸钠型洗剂,碳酸钠溶液显碱性,能使酚酞溶液变红,结合实验现象:试管内故X试剂为酚酞溶液;
(2)氯化钠与硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸钠,洗涤盐中含有碳酸钠,碳酸钠也能与硝酸银反应产生碳酸银沉淀和硝酸钠,故取溶液,加入适量硝酸银溶液,观察到白色沉淀产生,不能说明一定含有氯化钠,若要证明含有氯化钠,可以将白色沉淀中加入足量硝酸溶液,碳酸银沉淀能溶于稀硝酸,氯化银沉淀不溶于稀硝酸,故观察到沉淀部分溶解且有气泡产生,说明含有氯化钠和碳酸钠;
(3)检验二氧化碳时,二氧化碳与石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,方程式为:;
二氧化碳密度比空气大,采用向上排空气法收集,故选①;
(4)葡萄种植过程中常使用农药波尔多液作为保护剂,其农残以碱性物质为主,针对这类果蔬,可使用上述两种果蔬洗盐中的柠檬酸型果蔬洗盐浸泡,用柠檬酸中和碱性物质;
波尔多液可由熟石灰和硫酸铜溶液(硫酸铜溶液为蓝色溶液)混合制得,故填:熟石灰。
3.(2025·陕西·模拟预测)《周礼考工记》中载有“涑帛”的方法,即利用“灰”(草木灰,主要成分为)和“蜃”(贝壳灰,主要成分为)混合加水所得溶液来洗涤丝帛,使其与丝表面的丝胶蛋白发生反应,生成物用水冲去,从而可把丝洗得干脆亮丽。化学小组对“混合加水所得溶液”的成分进行了探究。操作如图所示:
(1)步骤1的反应为 (填“吸热”或“放热”)。
【提出假设】对“混合加水所得溶液”的成分进行猜想:
(2)猜想I:只含有;
猜想Ⅱ:含有;
猜想Ⅲ:含有 ;
猜想Ⅳ:含有
(3)有同学认为猜想IV肯定是错误的,原因是 (用化学方程式表示)。
【进行实验】
(4)取少量丁中澄清溶液分别加入试管A、B中:
实验序号
操作
现象
结论
1
向A中通入适量
无明显现象
不含
2
向B中滴加几滴稀盐酸
始终无明显现象
不含
【分析评价】
(5)有同学认为实验2的结论不严谨,理由是 。
【实验改进】
(6)同学们对实验2进行了改进: (填实验操作和对应现象)。
【实验结论】根据以上实验探究,最终同学们得出了猜想Ⅲ是正确的。
【答案】(1)放热
(2)KOH、K2CO3
(3)
(4)Ca(OH)2
(5)溶液中存在KOH,滴入几滴稀盐酸时,稀盐酸先与KOH反应,无明显现象
(6)取少量丁中溶液于试管C中,滴加少量氯化钡溶液,有白色沉淀产生
【分析】步骤Ⅰ中CaO与水反应生成Ca(OH)2,步骤Ⅱ中发生的反应是氢氧化钙与碳酸钾生成碳酸钙沉淀和氢氧化钾,不确定是否刚好完全反应,故一定有KOH,若刚好完全反应,溶质只有KOH;若Ca(OH)2过量,溶质有KOH、Ca(OH)2;若K2CO3过量,溶质有KOH、K2CO3。
【详解】(1)贝壳灰的主要成分是CaO,CaO与水反应放热,故填:放热;
(2)根据上述分析,结合猜想Ⅰ、猜想Ⅱ、猜想Ⅳ,得出猜想Ⅲ应为含有KOH、K2CO3,故填:KOH、K2CO3;
(3)氢氧化钙与碳酸钾生成碳酸钙沉淀和氢氧化钾。两着在溶液中不可能同时存在,方程式为:;
(4)KOH与CO2反应无明显现象,Ca(OH)2与CO2反应产生CaCO3白色沉淀,K2CO3不能与CO2反应,通入CO2无明显现象,说明,不含Ca(OH)2,故填:Ca(OH)2;
(5)由于溶液中一定存在KOH,滴入稀盐酸时,稀盐酸先与KOH反应,无明显现象。由于题目中只滴入了几滴稀盐酸,有可能只与KOH反应,导致没有与K2CO3发生反应。故填:由于溶液中一定存在KOH,滴入几滴稀盐酸时,稀盐酸先与KOH反应,无明显现象;
(6)由于猜想Ⅲ成立,说明溶液中存在KOH、K2CO3,KOH一定存在,无需验证。碳酸钾能与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钾,可以取少量丁中溶液于试管C中,滴加少量氯化钡溶液,观察到有白色沉淀产生,说明含有碳酸钾,从而得出猜想Ⅲ是正确的。(合理即可)
4.(2025·黑龙江哈尔滨·一模)新疆是我国盐碱地面积最多、分布最广的地区,抓好盐碱地治理利用,是提升粮食等作物产量的重要途径。乌鲁木齐市米东区是国家耐盐碱水稻示范基地,当地某校化学兴趣小组的同学们采集了本地的土壤,并对土壤进行探究。
【实验探究】
活动一:分析土壤盐碱化的成因
(1)新疆的降水量少,蒸发大,地层里含盐丰富。如图1所示,含盐地下水通过上升水流向地表积聚、含盐的农业灌溉水向土壤渗透都会增大土壤含盐量。当进入土壤中盐的量超出植物的吸收能力时,随着水分蒸发, 导致土壤盐碱化。
活动二:测定土壤的酸碱度
(2)如图2进行实验。经测定,浸出液的pH (填“>”“<”或“=”)7,由此得出,该土壤呈碱性。
活动三:探究土壤含有的成分
【查阅资料】该地区盐碱地的土壤中含有的可溶性物质是NaCl、CaCl2和Na2CO3。
(3)依据上述资料,向土壤中加入足量的蒸馏水后,发生反应的化学方程式为 。
同学们对上述反应后溶液中的溶质成分很感兴趣,做出如下猜想并设计方案进行验证。
【做出猜想】猜想①:只有NaCl猜想②:含有NaCl、CaCl2猜想③:含有NaCl、Na2CO3
(4)【继续探究】
方案
验证猜想所用试剂
实验现象
实验结果
方案一
AgNO3溶液和稀硝酸
有白色沉淀生成
猜想①正确
方案二
碳酸钠溶液
猜想②不正确
方案三
有气泡产生
猜想③正确
【反思评价】
(5)通过交流,同学们认为方案一不严谨,理由是 。
【拓展应用】
(6)应对土壤盐碱化的合理措施有_______。
A.用淡水灌排洗盐 B.盐水养殖
C.种植耐盐碱作物 D.合理施用化肥
【答案】(1)盐分积累在表层土壤中
(2)>
(3)
(4) 无明显现象 稀盐酸/HCl
(5)氯化钙也能与硝酸银溶液反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀氯化银
(6)ABCD
【详解】(1)含盐地下水通过上升水流向地表积聚、含盐的农业灌溉水向土壤渗透都会增大土壤含盐量。当进入土壤中盐的量超出植物的吸收能力时,随着水分蒸发,溶质析出,盐分积累在表层土壤中导致土壤盐碱化;
(2)实验结论是该土壤呈碱性,则浸出液pH>7;
(3)向土壤中加入足量的蒸馏水后,碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,反应的化学方程式为;
(4)方案二:结论是猜想②不正确,说明不含有氯化钙,氯化钙与碳酸钠反应能生成碳酸钙沉淀和氯化钠,则实验现象为无明显现象,即可证明猜想②不正确;
方案三:结论是猜想③正确,说明含有碳酸钠,碳酸钠能与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,可观察到有气泡产生,则所用试剂是稀盐酸(HCl);
(5)由于氯化钙也能与硝酸银溶液反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀氯化银,也可以观察到有白色沉淀生成,所以同学们认为方案一不严谨;
(6)A、用淡水灌排洗盐,可以稀释土壤中的盐分,措施合理,符合题意;
B、盐水养殖,可以有效利用盐碱地,措施合理,符合题意;
C、种植耐盐碱作物,可以减少对土壤的破坏,措施合理,符合题意;
D、合理施用化肥,可以防止土壤盐碱化,措施合理,符合题意。
故选ABCD。
5.(2025·山东威海·一模)《周礼•考工记》记载了我国劳动人民制取氢氧化钾漂白丝帛的过程。制取氢氧化钾的主要流程为:
(蚌壳、草木灰中的杂质在流程中均不反应)。
【查阅资料】①蚌壳的主要成分是。
②草木灰的主要成分是,其水溶液显碱性。
回答下列问题:
(1)步骤一中反应的反应类型是 (填基本反应类型)。
(2)步骤二中反应的化学方程式为 。
(3)某兴趣小组对步骤三所得上层清液的溶质进行探究:
【提出问题】上层清液中的溶质是什么?
【作出猜想】
猜想Ⅰ:KOH
猜想Ⅱ:KOH和
猜想Ⅲ:KOH和
猜想Ⅳ:KOH、和。
有同学认为猜想Ⅳ不合理,理由是 。
【实验验证】
方案
实验
现象
结论
一
取少量上层清液于试管中,加入溶液
猜想Ⅱ不正确
二
取少量上层清液于试管中,加入
猜想Ⅲ正确
【反思评价】制取氢氧化钾的主要流程中能够循环利用的物质是 (填化学式)。
【拓展应用】为保证氢氧化钾较好的漂白丝帛的效果,对氢氧化钾的保存提一条合理化建议: 。
【答案】(1)分解反应
(2)
(3) 和会发生反应,不能同时存在 无明显现象 足量稀盐酸 产生气泡(实验试剂和现象对应,答案不唯一) 防潮密封保存
【详解】(1)步骤一中,蚌壳主要成分CaCO3灼烧分解为CaO和CO2,一种物质分解生成两种物质,符合分解反应 “一变多” 的特征。
(2)步骤二中,是氧化钙与水反应生成氢氧化钙,化学方程式为。
(3)作出猜想:步骤二中生成氢氧化钙,步骤三中氢氧化钙与草木灰主要成分碳酸钾反应(),若二者恰好完全反应,则上层清液的溶质是KOH;若氢氧化钙过量,上层清液溶质是KOH和Ca(OH)2;若Na2CO3过量,上层清液的溶质是KOH和Na2CO3;结合其他猜想,猜想 Ⅱ 是KOH和Ca(OH)2;
Ca(OH)2和Na2CO3会发生反应 ,二者不能大量共存,所以猜想 Ⅳ 不合理。
方案一:方案一目的是检验是否有Ca(OH)2,加入Na2CO3溶液,若没有白色沉淀产生,说明不存在Ca(OH)2,即猜想 Ⅱ 不正确。
方案二:方案二要证明猜想 Ⅲ 正确,即证明有Na2CO3,可加入能与碳酸根离子反应产生明显现象的试剂,且不能受KOH干扰,如稀盐酸;
若加入足量稀盐酸,有气泡产生(),能证明有Na2CO3,即猜想 Ⅲ 正确。
反思评价:步骤一中蚌壳灼烧产生二氧化碳,步骤三中碳酸钾与氢氧化钙反应又会产生碳酸钙,所以能循环利用的物质是CaCO3。
拓展应用:氢氧化钾易溶于水,能与空气中二氧化碳反应变质,所以要防潮密封保存。
6.(2025·陕西榆林·模拟预测)学习小组同学进行了下图所示的实验,并展开了学习与探究。
【表达交流】
(1)试管A中发生反应的化学方程式为 。
【提出问题1】试管A得到溶液的溶质成分是什么?
【进行实验】如图所示,小华向反应后的试管中加入溶液,观察到中有白色沉淀生成,过滤,向中滤液逐滴加入溶液,观察到一段时间后产生白色沉淀。
【实验结论】
(2)试管A得到溶液的溶质为 (填化学式)。
【提出问题2】滤液D的溶质成分是什么?
【作出猜想】
猜想一:和;猜想二:和;猜想三:;猜想四:和
(3)小组讨论后,认为猜想四不合理,理由是 。
【实验验证】
(4)小安同学认为选择溶液、溶液、溶液即可验证以上三种合理猜想。你认为不用上述试剂中的 也能达到实验目的。
小安同学用三支试管各取少量D中的滤液,并分别做如下实验:
(5)实验中观察到甲、乙中均产生白色沉淀,丙中无明显现象,则证明猜想 成立。
【实验反思】
(6)在分析化学反应后溶液中溶质的成分时,除了考虑生成物外,还需要考虑 。
【答案】(1)
(2)、/H2SO4、MgSO4
(3)C中产生白色沉淀,说明已被消耗完
(4)溶液
(5)一
(6)反应物是否过量
【详解】(1)试管 A 中是稀硫酸与氧化镁反应生成硫酸镁和水,化学方程式为;
(2)试管 A 中是稀硫酸与氧化镁反应生成硫酸镁和水,当恰好完全反应、氧化镁过量时,溶液中的溶质都是MgSO4,当硫酸过量时,溶液中的溶质都是MgSO4、H2SO4,向反应后的试管 A 中加入适量的BaCl2溶液,有白色沉淀生成,氯化钡与硫酸镁反应生成硫酸钡沉淀和氯化镁,与硫酸反应生成硫酸钡沉淀和盐酸,过滤,向中滤液逐滴加入溶液,观察到一段时间后产生白色沉淀,说明试管A中溶质中有硫酸剩余,硫酸与氯化钡反应生成的盐酸先与加入的NaOH溶液反应,盐酸完全反应后,氢氧化钠再与氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,试管 A 得到溶液的溶质为、;
(3)根据上述分析可知,向中滤液逐滴加入溶液,观察到一段时间后产生白色沉淀,说明已被消耗完,因此猜想四不合理;
(4)不用AgNO3溶液也能达到实验目的。因为无论哪种猜想,溶液中都有Cl−,加入AgNO3溶液都会产生白色沉淀AgCl,无法区分不同的猜想;
(5)硝酸银中银离子与氯离子生成白色氯化银沉淀,Mg2+与OH-能形成Mg(OH)2沉淀,氯化铁中的铁离子(Fe3+)与OH-能形成Fe(OH)3沉淀,与实验中观察到甲、乙中均产生白色沉淀,说明溶液中存在Cl−、Mg2+,丙中无明显现象,说明溶液中不存在OH-,则证明猜想-成立;
(6)根据以上分析可知,在分析化学反应后溶液中溶质的成分时,除了考虑生成物外,还需要考虑 反应物是否有剩余。
7.(2025·广东清远·一模)氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。工业制取的氢化钙中可能混有微量的金属铁和少量碳酸钙。
甲同学将一定量的氢化钙(CaH2)加入足量的Na2CO3溶液中,充分反应后过滤,分离出滤渣和滤液。
[提出问题]滤液中溶质的成分是什么?
[查阅资料]
(1)CaH2遇水迅速反应生成H2和一种碱。反应的化学方程式为 。检测微量铁的方法是将铁转化为Fe2+,滴入邻二氮菲试剂,会生成红色物质。
[结论推理]
(2)滤液中溶质一定有 ,可能有Na2CO3或 。
[实验验证]
(3)请结合题意,在下列表格的空白处填写恰当的内容。
实验方法
实验现象
实验结论
.取滤液少许,向其中滴加Na2CO3溶液
无明显现象
.另取滤液少许,向其中滴加CaCl2溶液
滤液中有Na2CO3存在
写出方法的化学方程式: 。
[深入探究]
(4)取适量滤渣于试管中,滴入足量的 (填一种试剂名称)观察到有气泡生成,说明含有碳酸钙,再往反应后的溶液中滴入几滴邻二氮菲试剂,观察到 ,说明含有金属铁。
【答案】(1)
(2) NaOH/氢氧化钠 /氢氧化钙
(3) 不含 有白色沉淀生成 Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl
(4) 稀盐酸(或稀硫酸) 有红色物质生成
【详解】(1)CaH2遇水迅速反应生成H2和一种碱,根据质量守恒定律可知,这种碱为氢氧化钙,即氢化钙和水反应生成氢氧化钙和氢气,反应的化学方程式为:;
(2)碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,恰好完全反应滤液中溶质只有氢氧化钠,碳酸钠过量,滤液中溶质有氢氧化钠和碳酸钠,氢氧化钙过量,滤液中溶质有氢氧化钠和氢氧化钙,则滤液中溶质一定有NaOH,可能有Na2CO3或Ca(OH)2;
(3)①碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,则取滤液少许,向其中滴加Na2CO3溶液,无明显现象,说明滤液中没有氢氧化钙;
②碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,结论是滤液中有Na2CO3,另取滤液少许,向其中滴加氯化钙溶液,现象为产生白色沉淀;方法②中是碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,反应的化学方程式为 :Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl;
(4)滤渣中含有碳酸钙,取适量滤渣于试管中,滴入足量的稀盐酸或稀硫酸都能反应生成二氧化碳气体,观察到有气泡生成,说明含有碳酸钙,再往反应后的溶液中滴入几滴邻二氮菲试剂,观察到有红色物质生成,说明含有金属铁。
8.(2025·四川达州·一模)实验室有一瓶敞放着的氢氧化钠固体,同学们想探究这瓶固体的成分,请你一同参与探究并回答有关问题。
(1)请你写出氢氧化钠在空气中变质的化学方程式 ,可加入试剂 ,如有气泡产生则氢氧化钠变质。
【提出猜想】
(2)猜想1:这瓶固体的成分是NaOH:猜想2:这瓶固体的成分是 ;猜想3:这瓶固体的成分是NaOH和的混合物。
【实验与结论】
(3)取少量样品于试管中,加入适量蒸馏水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入无色酚酞溶液,溶液由无色变成红色。甲同学认为这瓶固体含有NaOH,猜想1正确。乙同学认为甲同学的结论不正确,其理由是 。
(4)向(3)溶液中加入过量的溶液,生成白色沉淀,沉淀后静置,溶液由红色变成无色。同学们认为猜想 是正确的。
【问题讨论】
(5)丙同学认为实验时也可以先加入过量的溶液,振荡、静置,然后在上层清液中加入无色酚酞溶液,观察到先有白色沉淀生成,然后溶液变红色,证明猜想3成立。加入过量溶液的目的是 。
(6)下列物质a.氧化铜b.二氧化碳、c.硫酸镁溶液、d.氯化铁溶液,单独使用能替代(5)中无色酚酞溶液的是 (填序号)。
【拓展应用】
(7)某课外活动小组在老师指导下利用压强传感器设计了如下图两个实验装置,并进行实验,得到了压强随时间变化的曲线。(容器体积相同,注入的氢氧化钠溶液与水的体积相等)。其中曲线 表示二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应。
【答案】(1) 稀盐酸/稀硫酸
(2)碳酸钠/
(3)也显碱性
(4)2
(5)检验并除尽
(6)bd/db
(7)Ⅱ
【详解】(1)空气中含有二氧化碳,氢氧化钠与空气中少量的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,其化学方程式为2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O;
如果氢氧化钠变质,则氢氧化钠固体中有碳酸钠固体,氢氧化钠与稀盐酸反应除了放热以外没有明显现象发生,而碳酸钠与稀盐酸(或稀硫酸)反应会产生气泡,所以可加入稀盐酸(或稀硫酸),若有气泡产生则说明氢氧化钠变质;
(2)根据氢氧化钠在空气中变质的方程式2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O可知,氢氧化钠会和二氧化碳反应生成碳酸钠,若这瓶固体密闭良好,则该反应不会发生,即这瓶固体的成分是氢氧化钠,若二氧化碳足量,则氢氧化钠全部变质,即这瓶固体的成分是碳酸钠,若二氧化碳的量不足,部分氢氧化钠反应生成了碳酸钠,则这瓶固体是氢氧化钠与碳酸钠的混合物,据此可得猜想2为:这瓶固体的成分是碳酸钠(或Na2CO3);
(3)甲同学结论不正确的理由是:Na2CO3溶液呈碱性,也能使无色酚酞溶液变红,所以不能仅根据溶液变红就判断这瓶固体是NaOH;
(4)碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,向溶液中加入过量的BaCl2溶液,生成白色沉淀,说明有碳酸钠,沉淀后静置,溶液由红色变成无色,说明溶液中没有NaOH,所以猜想 2 是正确的。因为若有NaOH,过量BaCl2除去碳酸钠后,溶液仍呈碱性,酚酞会保持红色;
(5)碳酸钠溶液呈碱性,会影响对氢氧化钠的检验,碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,过量的氯化钡能将碳酸钠完全转化为碳酸钡沉淀,从而排除碳酸钠对氢氧化钠检验的干扰。加入过量溶液的目的是检验并除尽。
(6)酚酞试液遇碱性物质变红色,小题5中无色酚酞溶液是检验溶液中是否存在NaOH,
a. 氧化铜与氢氧化钠不发生反应,无法检验氢氧化钠,不能替代酚酞,不符合题意;
b. 二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,与氯化钡不能发生反应,碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,二氧化碳通入溶液中若产生白色沉淀,则溶液中存在氢氧化钠,直观地证明氢氧化钠的存在,能替代酚酞,符合题意;
c. 硫酸镁能与氢氧化钠反应生成氢氧化镁白色沉淀,能与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化镁,观察到有白色沉淀生成,不能证明溶液中含有氢氧化钠,硫酸镁不能替代酚酞检验氢氧化钠,符合题意;
d. 氯化铁能与氢氧化钠反应生成氢氧化铁红褐色沉淀,与氯化钡不能反应,通过观察到红褐色沉淀生成,可证明溶液中有氢氧化钠,能替代酚酞检验氢氧化钠,符合题意。
故填bd。
(7)二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应,使容器内压强迅速减小,而二氧化碳能溶于水且与水反应程度较小,压强减小幅度不如二氧化碳与氢氧化钠溶液反应明显,图中曲线 Ⅱ 压强减小更显著,对应二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应。
9.(2025·四川成都·一模)某兴趣小组进行了如下探究。
Ⅰ、氢化钙常作为供氢剂,用来提供能源。小组同学对放置了一段时间的氢化钙取样进行探究。
【查阅资料】
氢化钙(CaH2)遇水剧烈反应释放出氢气,反应的化学方程式为CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑。
【提出问题】该氢化钙样品与水反应是否还能生成氢气?
实验1:取少量样品放入锥形瓶中,通过分液漏斗逐滴加水进行实验
(1)由于氢化钙与水反应很剧烈,为了减慢反应速率,我们可用 (选填“颗粒状”“粉末状”)的氢化钙固体与水反应。向装置中加入药品并开始实验。锥形瓶中快速产生气泡;将导管插入肥皂水中,吹出肥皂泡,肥皂泡被点燃。
【得出结论】
该氢化钙样品与水反应还能生成氢气。
【提出新问题】实验1中不再产生气泡后,锥形瓶中有较多白色浑浊物。白色浑浊物是什么?
【分析讨论】
氢化钙在保存过程中可能变质生成碳酸钙,故白色浑浊物中可能含有碳酸钙。
实验 2:将白色浑浊物装入锥形瓶中,用注射器注入适量稀盐酸,并利用二氧化碳传感器测得锥形瓶中有锥形瓶中二氧化碳生成。
(2)产生二氧化碳的反应方程式 。该实验说明白色浑浊物中含有碳酸钙,氢化钙样品有少量变质。提出保存氢化钙的一条建议是 。
Ⅱ、学习小组紧接着利用装置D对CO2的溶解性进行探究。
第一步:检查装置气密性;第二步:向三口烧瓶(500mL)中充满CO2;
第三步:将注射器吸入30mL 水,全部注入烧瓶中,等待一会儿后,再振荡烧瓶,观察现象。绘制压强与时间变化得到如下曲线。
【解释原因】
(3)a~b段曲线上升的原因是 。
(4)已知:同温下,气体的体积比等于压强比,根据图计算此条件下1体积水溶解 体积CO2(保留两位小数),比通常状况下偏 (填“低”或“高”),可能的原因 。
【拓展延伸】
菜窖中一般会含有较多的二氧化碳,人不能贸然进入。小组设计了如图所示装置,将针筒中的菜窖气体推入到装置中,可以粗略测定菜窖中二氧化碳的体积分数(提示:足量的氢氧化钙溶液可以吸尽二氧化碳气体)。
(5)连接装置:装置接口的连接顺序为a→ →f。
(6)用于实验的菜窖气体为50mL,最终量筒中共收集到水为45mL,该菜窖气体中二氧化碳的体积分数约为 。
【答案】(1)颗粒状
(2) 保持干燥,密封保存
(3)注入的水占据了一定的体积,烧瓶中气体被压缩,压强增大
(4) 0.50 低 温度高于通常状况的温度
(5)d→e→c→b
(6)10%
【详解】(1)增大反应物接触面积,可以加快反应速率,由于氢化钙与水反应很剧烈,为了减慢反应速率,可选择颗粒状的氢化钙固体与水反应;
(2)根据实验结论白色浊物中含有碳酸钙,碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,化学方程式为;
由于氢化钙样品能与水反应生成氢氧化钙和氢气,氢化钙在保存过程中能变质生成碳酸钙,则保存氢化钙需要保持干燥,密封保存;
(3)将注射器吸入30mL 水,全部注入烧瓶中,水占据了一定的体积,烧瓶中气体被压缩,压强增大,所以a~b段曲线上升;
(4)同温下,气体的体积比等于压强比,将注射器吸入30mL水,全部注入烧瓶中,气压增大104kPa-100kPa=4kPa,d点后气压不变,说明d点后二氧化碳不再溶解,气压减小104kPa-102kPa=2kPa,则此条件下1体积水溶解 =0.50体积CO2,比通常状况下(1体积水大约能溶解1体积的二氧化碳)低,气体溶解度随温度的升高而减小,则可能的原因是温度高于通常状况的温度;
(5)先用足量的氢氧化钙溶液吸尽二氧化碳气体,剩余气体的体积用排水法测量。洗气时气体从导管的流向是“长进短出”,所以a后接d;排水法测量气体体积时,利用气体压强将同体积的水排入量筒,从而得到气体的体积,所以e接c,最后b接f,故装置接口的连接顺序为a→d→e→c→b→f;
(6)用于实验的菜窖气体为50mL,最终量筒中共收集到水为45mL,则该菜窖气体中二氧化碳的体积分数约为。
10.(2025·山东枣庄·模拟预测)兴趣小组就某些酸、碱、盐之间是否发生反应进行实验探究(仅用所给的试剂完成实验)。
【待选试剂】稀硫酸、稀盐酸、溶液、溶液、溶液、酚酞溶液
兴趣小组做了下列几组实验,请完善下面内容:
(1)实验均无明显现象,③有气泡产生,④的实验现象是 。
实验均无明显现象,小梅认为这个实验实质不同。为证明自己的猜想成立,小梅在实验过程中使用了酚酞溶液,则观察到实验①的现象为 。
(2)实验③反应的实质是 ,化学方程式为 。
实验结束后,他们将所有废液收集在废液缸中静置,观察到白色沉淀和红色的上层清液。
为了确定沉淀和清液的成分,继续展开探究。
【查阅资料】溶液显中性,且有毒。
实验1、探究沉淀的成分。
提出猜想:I.沉淀只有;Ⅱ.沉淀只有;Ⅲ.沉淀中含有和
(3)小明取少量沉淀于试管中,滴加 (请补充完整实验操作和观察到的现象),证明了猜想Ⅲ是正确的。
实验2、探究清液的成分。
(4)①取少量清液于试管中,向其中滴加几滴溶液,无明显现象。
②另取少量清液于另一支试管中,滴入几滴 ,有白色沉淀产生。
(5)探究活动结束后,兴趣小组内的成员通过讨论分析,一致认为清液中含有的离子除了,还有 (指示剂除外)。为了防止污染环境,小明向废液缸中加入适量 (填试剂名称),对废液进行处理后,将固体回收进一步处理,溶液排放。
【答案】(1) 产生白色沉淀 溶液由红色变为无色
(2) 与反应生成和水
(3)足量稀盐酸,沉淀部分溶解,有气体产生
(4)稀硫酸(合理即可)
(5) 稀硫酸/硫酸
【详解】(1)④中硝酸钡和稀硫酸反应生成硫酸钡和硝酸,现象是:产生白色沉淀;
加入酚酞溶液,氢氧化钠溶液显碱性,能使无色酚酞试液变红,滴入稀硫酸,氢氧化钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和水,硫酸钠显中性,稀硫酸显酸性,均不能使无色酚酞试液变红,故现象是:溶液由红色变为无色;
(2)实验③中碳酸钾和稀硫酸反应生成硫酸钾、二氧化碳和水,故其实质是氢离子和碳酸根离子结合生成二氧化碳和水,该反应的化学方程式为:;
(3)碳酸钡能与稀盐酸反应生成氯化钡、二氧化碳和水,硫酸钡和稀盐酸不反应,故取少量沉淀于试管中,滴加足量稀盐酸,沉淀部分溶解,有气体产生,说明沉淀为碳酸钡和硫酸钡的混合物,故猜想Ⅲ是正确的;
(4)①取少量清液于试管中,向其中滴加几滴硝酸钡溶液,钡离子能与碳酸根离子结合生成碳酸钡沉淀,钡离子能与硫酸根离子结合生成硫酸钡沉淀,故无明显现象,说明上层清液中不含碳酸根离子、硫酸根离子;
②将所有废液收集在废液缸中静置,观察到白色沉淀和红色的上层清液,上层清液呈红色,说明溶液显碱性,溶液中不含碳酸根离子,则一定含氢氧根离子,氢离子能与氢氧根离子结合生成水,不能共存,故溶液中一定不含氢离子,钠离子、氯离子、钾离子、硝酸根离子不参与反应,故溶液中一定含钠离子、氯离子、钾离子、硝酸根离子;
还需要验证是否含钡离子,钡离子能与硫酸根离子结合生成硫酸钡沉淀,故另取少量清液于另一支试管中,滴入几滴稀硫酸,有白色沉淀生成,说明含钡离子;
(5)由以上分析可知,清液中含有的离子除了钠离子、钾离子、氯离子、硝酸根离子外,还有Ba2+、OH-;
钡离子有毒,氢氧根离子会使溶液显碱性,则应加入试剂除去钡离子和氢氧根离子,钡离子能与硫酸根离子结合生成硫酸钡沉淀,氢离子能与氢氧根离子结合生成水,故可加入适量稀硫酸。
11.(2025·湖南·模拟预测)擂辣椒皮蛋是一道湖南名菜,化学兴趣小组同学想以其中的皮蛋为研究对象开展项目式学习。
【任务一】探究皮蛋的酸碱性
(1)取皮蛋捣碎,加水、浸泡、过滤,得到皮蛋浸出液,将无色酚酞溶液滴加到浸出液中,观察到 ,说明皮蛋呈碱性。
【任务二】制作皮蛋过程
1、选蛋:选取合适的鸭蛋。
2、配料与裹料泥:将买来的皮蛋粉放入容器中,加足量水调制成糊状料泥,将料泥裹满鸭蛋。
3、密封:将料泥包裹的鸭蛋密封在玻璃瓶中存放一段时间,即可制成皮蛋。
【任务三】探究皮蛋呈碱性的原因
兴趣小组的成员一致认为是皮蛋粉里面的某些成分导致皮蛋呈碱性,于是取少量皮蛋粉于烧杯中,加入足量水,充分搅拌后过滤,对滤液的成分进行探究。
【查阅资料】
(2)皮蛋粉:主要成分为、NaCl、CaO、黄土(不参加反应起粘合作用)皮蛋粉加水过程中发生了反应,请写出其中一个化合反应的化学方程式: 。小组同学讨论后,一致认为,滤液中溶质的成分一定含有NaCl和 。
【提出问题】滤液中还可能含有哪些溶质?
【作出猜想】
(3)猜想1:还含有;
猜想2: ;
猜想3:还含有和;
猜想4:不含其它溶质
有同学认为猜想3一定错误,原因是: (用化学方程表示)
【设计与实验】
(4)
实验操作
实验现象
实验结论
实验1:取少量滤液于试管中,滴加溶液
猜想2正确
【得出结论】
小组同学得出结论:猜想2正确。
【答案】(1)溶液变红
(2) /氢氧化钠
(3) 还含有
(4)有白色沉淀生成
【详解】(1)无色酚酞溶液遇碱性溶液变红色,取皮蛋捣碎,加水、浸泡、过滤,得到皮蛋浸出液,将无色酚酞溶液滴加到浸出液中,观察到溶液变红色,说明皮蛋呈碱性;
(2)皮蛋粉:主要成分为、NaCl、CaO、黄土(不参加反应起粘合作用),皮蛋粉加水过程中氧化钙和水反应生成氢氧化钙,该反应是两种物质生成一种物质,属于化合反应,化学方程式为;
皮蛋粉加水过程中氧化钙和水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,其中氯化钠易溶于水,则滤液中的成分一定含有NaCl和NaOH,可能含有氢氧化钙或碳酸钠;
(3)皮蛋粉加水过程中氧化钙和水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠;
猜想1:还含有;
猜想2: 还含有碳酸钠;
猜想3:还含有和;
猜想4:不含其它溶质;
其中猜想3错误,是因为碳酸钠额氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,二者在溶液中不能共存,化学方程式为;
(4)根据结论猜想2正确,即还含有碳酸钠,实验1:可取少量滤液于试管中,滴加氯化钡溶液,碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,可观察到产生白色沉淀。
12.(2025·四川宜宾·一模)为了人类共同生活的家园,垃圾分类从我做起。某校实践小组的同学们对垃圾的分类、处理、焚烧产物等展开了项目式学习。
【任务一】学习垃圾分类处理的方法
生活垃圾处置流程如图所示。
(1)将废弃物分类填写在相应的垃圾分类序号内。
①塑料瓶 ②废旧电池 ③过期药物 ④废易拉罐 ⑤果皮蛋壳 ⑥尿不湿 ⑦快递纸箱 ⑧瓷碗碎片 ⑨剩菜剩饭 ⑩玻璃酒瓶。
其中可回收垃圾有 ,有害垃圾 。
(2)厨余垃圾的堆肥处理过程中会发生 (填“物理”或“化学”)变化。
(3)垃圾焚烧产生的烟气中含有,过多的排放到空气中,会形成 (填一环境问题)。
【任务二】探究垃圾焚烧产生的气体成分
【咨询交流】同学们从技术人员处了解到,部分垃圾可采用焚烧的方法进行处理。不同垃圾焚烧后产生的气体不同。某垃圾焚烧产生的气体可能是中的一种或几种。
【提出问题】该垃圾焚烧后产生的气体中是否含有?
【查阅资料】I.通入澄清石灰水会产生白色浑浊。
II.能使品红溶液褪色,而、不能。
III.易与酸性高锰酸钾溶液反应而被吸收,而、不与酸性高锰酸钾溶液反应。
IV.CO能使湿润的黄色氯化钯试纸变蓝。
【进行实验】利用垃吸燃烧产生的气体设计了如下图所示的实验。
(4)一氧化碳与二氧化碳的性质具有很大差异的原因是 。从环保的角度看,此实验装置有一个缺陷,请你指出该缺陷: 。
(5)当观察到 ,湿润的黄色氯化钯试纸变蓝,说明该垃圾焚烧后生成的气体中有。
(6)小丽认为该方案仍不够严谨,于是对实验进行了改进:增加一个装有酸性高锰酸钾溶液的试剂瓶D;改进后实验装置的连接顺序为 (填字母,实验装置可重复使用)。能确定生成的气体中有的现象是 。
【答案】(1) ①④⑦⑩ ②③
(2)化学
(3)酸雨
(4) 分子构成不同 没有尾气处理装置
(5)品红溶液褪色,澄清石灰水变浑浊
(6) ADABC 经过D装置后的品红溶液不褪色,B中澄清石灰水变浑浊
【详解】(1)可回收垃圾是指回收后经过再加工可以成为生产原料或者经过整理可以再利用的物品,主要包括废纸类、塑料类、玻璃类、金属类、电子废弃物类、织物类等,厨余垃圾是指家庭中产生的菜帮菜叶、瓜果皮核、剩饭剩菜、废弃食物等易腐性垃圾,以及农贸市场、农产品批发市场产生的蔬菜瓜果垃圾、腐肉、肉碎骨、水产品、畜禽内脏等,有害垃圾是指生活垃圾中的有害物质,主要包括废电池(镉镍电池、氧化汞电池、铅蓄电池等),废荧光灯管(日光灯管、节能灯等),废温度计,废药品,废油漆、溶剂及其包装物,废杀虫剂、消毒剂及其包装物,废胶片剂废相纸等,其他垃圾是指除厨余垃圾、可回收物、有害垃圾之外的生活垃圾,以及难以辨识类别的生活垃圾。①塑料瓶、④废易拉罐、⑦快递纸箱、⑩玻璃酒瓶均属于可回收物, ⑥尿不湿、 ⑧瓷碗碎片属于其他垃圾,⑤果皮蛋壳、⑨剩菜剩饭属于厨余垃圾,②废旧电池 、③过期药物 属于有害垃圾。故其中可回收垃圾有①④⑦⑩;有害垃圾②③。
(2)厨余垃圾的堆肥处理过程中,产生新物质,会发生化学变化。故填:化学。
(3)垃圾焚烧产生的烟气中含有SO2,过多的SO2排放到空气中,会形成酸雨。故填:酸雨。
(4)一氧化碳与二氧化碳的性质具有很大差异的原因是分子构成不同;一氧化碳有毒,直接排放到空气中会污染环境,则从环保角度看,此实验装置有一个缺陷是缺少尾气处理装置。
(5)根据实验结论该垃圾焚烧后生成的气体中有SO2、CO、CO2,SO2能使品红溶液褪色,而CO、CO2不能,可观察到A中品红溶液褪色,说明垃圾焚烧后生成的气体中有SO2,由于气体中含有CO2,可观察到B中澄清石灰水变浑浊,C中湿润的黄色氯化钯试纸变蓝,说明有CO生成。故填:品红溶液褪色,澄清石灰水变浑浊。
(6)由于SO2通入澄清石灰水也会产生白色浑浊,因此要验证CO2,首先要排除SO2的干扰,根据SO2能使品红溶液褪色,SO2易与酸性高锰酸钾溶液反应而被吸收,而CO2、CO不能,则可先用品红溶液检验SO2,然后用酸性高锰酸钾溶液吸收SO2,在通过品红溶液确定SO2是否吸收完全,然后通过澄清石灰水检验CO2,再通过C装置检验CO,所以正确的连接顺序为ADABC;经过装置后品红溶液不褪色,说明SO2已经吸收完全,B中澄清石灰水变浑浊,即可确定生成的气体中含有CO2。故填:ADABC;经过D装置后的品红溶液不褪色,B中澄清石灰水变浑浊。
物质变质的探究题型二
1.(2025·陕西商洛·一模)实践活动课上某班同学用NaOH溶液自制“叶脉书签”(指除去表皮和叶肉组织,只由叶脉向成的书签)。
[进行实验]
同学们分为3组进行实验,把用10%的NaOH溶液浸泡的树叶煮沸不同时间其余操均相同。最终只有一组同学成功制成“叶脉书签”,实验记录如下表:
组别
甲组
乙组
丙组
煮沸时间/min
5
15
20
叶片变化
留有较多叶肉
残留很少叶肉
叶片卷起来,叶肉与叶脉不易分离
(1)通过实验记录可知,成功制成“叶脉书签”的小组是 (填“甲”“乙”或“丙”)组。
[继续实验]
一周后,另-一个班级选用该NaOH溶液按照成功的操作步骤制作“叶脉书签”时,发制作过程中腐蚀叶肉的速率变慢。
[提出猜想]
小华同学提出腐蚀叶肉的速率变慢可能是该NaOH溶液发生了变质。
[实验验证]
(2)填写下列表格。
同学
实验操作
实验现象
实验结论
小军
取该NaOH溶液样品于试管内,滴加足量稀盐酸
该NaOH溶液变质
小红
取该NaOH溶液样品于试管内,滴加澄清石灰水
有白色沉淀产生
[讨论交流]
(3)小红所做实验中发生反应的化学方程式为 。
(4)若另选一种试剂也能验证该氢氧化钠溶液变质,且该试剂与小军和小红所用试剂的物质类别不同则所选试剂可能是 (填化学式)溶液。
[拓展迁移]
(5)实验结束后,同学们将小军、小红二人实验后的物质全部倒入同一烧杯内,最终得到澄油水再加入该变质的NaOH溶液后,发现先有气泡产生,后有白色沉淀生成,则该澄清溶液中溶质有 种。
[总结反思]
(6)根据上述实验可知NaOH溶液容易变质需要密封保存,实验室中因与空气接触变质需密封保存的试剂是_________(填字母)。
A.浓盐酸 B.氯化钠 C.澄清石灰水
【答案】(1)乙
(2)有气泡产生
(3)
(4)氯化钡或氯化钙
(5)3
(6)C
【详解】(1)制作“叶脉书签”需要除去表皮和叶肉组织,只保留叶脉。甲、乙、丙三组实验中,甲组煮沸时间为5min,留有较多叶肉;丙组煮沸时间为20min,叶片卷起来且叶肉与叶体不易分离;而乙组煮沸时间为15min,残留很少叶肉,最符合“叶脉书签”的制作要求,所以成功制成“叶脉书签”的小组是乙组;
(2)氢氧化钠变质会生成碳酸钠,碳酸钠能与稀盐酸反应产生二氧化碳气体。若观察到有气泡产生,就说明溶液中含有碳酸钠,即氢氧化钠溶液变质;
(3)小红所做实验中碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠,反应的化学方程式为:;
(4)氢氧化钠变质生成碳酸钠,碳酸钠能与氯化钡或氯化钙反应生成碳酸钡沉淀或碳酸钙沉淀,可以验证氢氧化钠变质,且氯化钡或氯化钙属于盐,与小军所用的稀盐酸(酸)、小红所用的澄清石灰水(碱)物质类别不同;
(5)加入该变质的NaOH溶液后,发现先有气泡产生,说明稀盐酸剩余,后有白色沉淀生成,说明溶液中含有氯化钙,由于之前氢氧化钠和稀盐酸反应后有氯化钠生成,故该澄清溶液中溶质有3种;
(6)A、浓盐酸具有挥发性,会挥发出氯化氢气体,质量减小,但不是变质,故选项不符合题意;
B、氯化钠不会与空气中的成分反应而发生变质,故选项不符合题意;
C、澄清石灰水(主要成分氢氧化钙Ca(OH)2)能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水而变质,故选项不符合题意;
故选:C。
2.(2025·陕西咸阳·模拟预测)“薄荷驱蚊绿水”是一种清洁效力强劲的全能清洁辟味剂。下图为某临期“薄荷驱蚊绿水”的部分说明书。
主要成分:苛性钠等
清洁原理:油脂与苛性钠反应
应用范围:勿与酸性物质混用
保存方式:密封保存
【提出问题】该临期清洁剂是否变质?
【实验验证】
同学
实验操作
实验现象
实验结论
甲
取少量清洁剂样品于试管中,滴入几滴无色酚酞溶液
溶液变红
清洁剂未变质
【讨论交流】
(1)乙、丙同学均认为甲同学的实验不能得出相应的结论,原因是 。
他们重新设计了如下实验:
【改进实验】
同学
实验操作
实验现象
实验结论
乙
取少量清洁剂样品于试管中,滴入少量稀盐酸
无明显现象
清洁剂未变质
丙
取少量清洁剂样品于试管中,滴入少量氯化钡溶液
产生白色沉淀
清洁剂_____
(2)写出丙同学实验过程中发生反应的化学方程式: 。
【问题分析】
(3)你认为 同学的实验方案依然有误,原因是 。
为确定清洁剂中是否仍含有氢氧化钠,同学们共同设计了如下方案:
【方案设计】
(4)
实验操作
实验现象
实验结论
步骤1:取少量清洁剂样品于试管中,滴入足量氯化钙溶液
产生白色沉淀
清洁剂中含有碳酸钠
步骤2:取步骤1中所得上层清液,滴入 (填化学式)溶液
产生红褐色沉淀
清洁剂中含有氢氧化钠
【得出结论】该清洁剂并未完全变质。
【答案】(1)苛性钠变质生成的碳酸钠溶液也能使无色酚酞溶液变红。
(2)Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl
(3) 乙 如果氢氧化钠部分变质,当滴加少量稀盐酸时,稀盐酸先与氢氧化钠反应,此时无现象
(4)FeCl3
【详解】(1)乙、丙同学均认为甲同学的实验不能得出相应的结论,原因是苛性钠是氢氧化钠的俗称,氢氧化钠能与空气中的二氧化碳发生反应生成碳酸钠,碳酸钠溶液也能使无色酚酞溶液变红。
(2)氢氧化钠变质生成碳酸钠,碳酸钠能与氯化钡溶液反应生成碳酸钡白色沉淀、氯化钠,而氢氧化钠不能与氯化钡溶液反应,所以丙同学实验过程中发生反应的化学方程式为:Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl。
(3)乙同学的实验方案依然有误,原因是如果氢氧化钠部分变质,当滴加少量稀盐酸时,稀盐酸先与氢氧化钠反应,此时无现象。
(4)步骤1:取少量清洁剂样品于试管中,滴入足量氯化钙溶液,产生白色沉淀,是发生反应:Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl,得出实验结论:清洁剂中含有碳酸钠。
步骤2:因为实验现象是:产生红褐色沉淀,实验结论是:清洁剂中含有氢氧化钠。所以取步骤1中所得上层清液,滴入FeCl3溶液,发生的反应为:FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl。
3.(2025·陕西宝鸡·一模)实验室有两瓶失去标签且敞口放置的白色固体粉末,已知是和中的各一种。为确定其成分,同学们进行了如下实验。
【查阅资料】
时,固体和固体的溶解度分别为。
【进行实验】
时,分别取的两种固体粉末,加入到盛有水的烧杯中,充分搅拌后发现,固体A已全部溶解,固体B仍有部分未溶解。
【分析现象】
依据溶解度数据,小佳同学得出固体A是,固体B是。
【提出问题】
固体A、B敞口放置后可能发生变质,因此同学们又进行了如下探究活动。
活动一:探究该是否变质
【做出猜想】
猜想1:该没有变质;猜想2:该部分变质;猜想3:该已全部变质。
【查阅资料】
溶液呈中性。
【实验探究一】
(1)小佳同学取少量烧杯①中的溶液于试管中,进行如下实验。
实验操作
实验现象
得出结论
步骤I:向试管中加入少量溶液
产生白色沉淀
猜想2正确
步骤Ⅱ:静置后,取上层清液,加入几滴无色酚酞溶液
【反思评价一】
(2)小依同学认为小佳同学的方案中,步骤I设计有误,无法得出相应结论,理由是 。经过改进后,各步骤后的现象不变,最终得出“该部分变质”的结论。
活动二:探究该是否变质
【做出猜想】
猜想1:该没有变质;猜想2:该部分变质;猜想3:该已全部变质。
【实验探究二】
小依同学向试管中分别滴加烧杯①、②中的溶液,混合后观察到有白色沉淀生成,从而得出该未变质的结论。
【反思评价二】
(3)小佳同学认为以上实验不能得出相应结论。还应将烧杯②的混合物过滤,向 (填“滤渣”或“滤液”)中加入 ,有气泡产生,从而得出“该部分变质”的结论。
【表达交流】
(4)写出或久置后变质的化学方程式: 。
【拓展应用】
(5)对于易变质的试剂,保存时应注意 。
【答案】(1)溶液变红
(2)少量溶液可能未将完全反应,加入无色酚酞后根据现象无法证明是否存在
(3) 滤渣 稀盐酸/
(4)或
(5)密闭保存或密封保存
【详解】(1)猜想2正确,则该部分变质说明溶液中含有碳酸钠和氢氧化钠,步骤Ⅱ:静置后,取上层清液,加入几滴无色酚酞溶液,酚酞溶液遇碱变红,现象为溶液变红;
(2)小依同学认为小佳同学的方案中,步骤I设计有误,无法得出相应结论,因为少量溶液可能未将完全反应,加入无色酚酞后根据现象无法证明是否存在;
(3)氢氧化钙变质反应生成碳酸钙,小佳同学认为以上实验不能得出相应结论。还应将烧杯②的混合物过滤,向滤渣中加入稀盐酸等,稀盐酸和碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳,有气泡产生,从而得出“该部分变质”的结论;
(4)氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,化学方程式为:,氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙和水,化学方程式为:;
(5)对于易变质的试剂,保存时应注意密闭保存或密封保存。
4.(2025·陕西西安·模拟预测)实验台上有一瓶敞口放置的氢氧化钠溶液,为探究其成分,开展以下实验:
【提出问题】该瓶NaOH溶液是否变质?
(1)氢氧化钠溶液变质的原因 (写出反应方程式)
【提出猜想】猜想一:氢氧化钠已变质 猜想二:氢氧化钠未变质
【实验探究一】甲乙两位同学设计下列实验方案:
实验方案
实验现象
实验结论
甲同学:取样,向其中加入无色酚酞试液
溶液变红
氢氧化钠已变质
乙同学:取样,滴加Ca(NO3)2溶液
产生白色沉淀
【实验探究二】
(2)该瓶NaOH溶液是否完全变质?
实验操作与步骤
实验现象
实验结论
步骤①:取样,向其中加入过量氯化钡溶液
产生白色沉淀
氢氧化钠部分变质
步骤②:取少量步骤①中上层清液滴加硝酸铜溶液
【表达交流】
(3)同学们认为【实验探究一】中甲同学的方案不合理,理由是 。
(4)【实验探究二】中加入过量氯化钡溶液的目的是 。
(5)下列物质能替代【实验探究二】步骤②中硝酸铜溶液完成探究的是__________。(填字母)
A.无色酚酞溶液 B.二氧化碳 C.硫酸镁溶液
【拓展应用】
(6)同学们讨论后认为,可以不做【实验探究二】,只需在甲同学实验后的溶液中继续加入过量氯化钙溶液,观察到 时,也能证明氢氧化钠溶液部分变质。
【答案】(1)
(2)产生蓝色沉淀
(3)方案甲先加入酚酞溶液,只能说明溶液显碱性,碳酸钠溶液也显碱性,氢氧化钠也显碱性,无法证明是否含有碳酸钠,故不合理
(4)检验碳酸钠的存在并除尽碳酸钠
(5)AB
(6)产生白色沉淀,溶液红色不消失
【详解】(1)氢氧化钠变质是与二氧化碳反应,化学方程式为:;
(2)依据结论氢氧化钠部分变质,则含有氢氧化钠和碳酸钠,加入过量的氯化钡除去碳酸钠,加入硝酸铜和氢氧化钠反应产生氢氧化铜蓝色沉淀,则现象为产生蓝色沉淀;
(3)方案甲先加入酚酞溶液,只能说明溶液显碱性,碳酸钠溶液也显碱性,氢氧化钠也显碱性,无法证明是否含有碳酸钠,故不合理;
(4)碳酸钠溶液显碱性,氢氧化钠也显碱性,为检验氢氧化钠的存在,必须先除去碳酸钠,加入氯化钡和碳酸钠反应产生碳酸钡沉淀,此现象说明含有碳酸钡,加入过量氯化钡溶液可以除尽碳酸钠,故目的是检验碳酸钠的存在并除尽碳酸钠;
(5)A、步骤②中硝酸铜溶液,是检验氢氧化钠的存在,氢氧化钠可以使酚酞溶液变红,故正确;
B、二氧化碳与氢氧化钠反应无明显现象,但是生成的碳酸钠可以和剩余的氯化钡反应生成碳酸钡沉淀,故若有氢氧化钠则会出现沉淀,若无氢氧化钠则无法生成沉淀,因此可以证明氢氧化钠的存在,故正确;
C、步骤①中加入过量氯化钡,硫酸镁会和氯化钡反应产生硫酸钡白色沉淀,无法证明氢氧化钠的存在,故错误;
故选AB;
(6)加入氯化钙和碳酸钠反应产生碳酸钙沉淀和氯化钠,除去碳酸钠,则现象为若产生白色沉淀,红色不消失,则说明部分变质。
5.(2025·广东广州·一模)实验小组对生石灰干燥剂的变质情况及其制备原理进行探究
I.探究干燥剂变质情况
(1)生石灰会与空气中的 反应变质,可能生成氢氧化钙、碳酸钙。
(2)实验依次加入的检验试剂及现象如图所示。
①写出证明有碳酸钙的化学反应方程式 。
②证明干燥剂未完全变质的现象是 。
③有同学提出加入 (填X的化学式)溶液,出现蓝色沉淀并不能证明有氢氧化钙,理由是 。
(3)为进一步检验该干燥剂是否含有氢氧化钙,实验小组进行了定量测定。
【查阅资料】
i.氢氧化钙约在580℃开始分解,在650℃完全分解为氧化钙和水;
ii.碳酸钙约在825℃开始分解,生成二氧化碳和氧化钙。
【实验设计】实验小组通过充分加热一定量干燥剂至特定温度,冷却并干燥后称量,若 ,证明没有氢氧化钙,反之含有氢氧化钙。
【实验过程】取5.00g该干燥剂在特定温度下加热充分反应,冷却并干燥后称量。记录数据如表:
温度/℃
650
900
固体质量/g
4.64
4.46
【实验结论】该干燥剂除了含氧化钙、碳酸钙外,还含氢氧化钙 g。
II.探究制备原理
(4)活动小组设想利用石灰石制备纯净的生石灰干燥剂,需要进行的转化路径有(以钙元素为转化主线,其余杂质、所需试剂和条件忽略不写):
①石灰石→生石灰→氢氧化钙→碳酸钙→生石灰;
②石灰石→ →生石灰。
【答案】(1)水和二氧化碳
(2) 加水后,放热明显 CuSO4(合理即可) 氧化钙能与水反应生成氢氧化钙,反应生成的氢氧化钙也能与硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀
(3) 加热至650℃,固体质量不变 1.48
(4)生石灰→氢氧化钙
【详解】(1)生石灰能与空气中的水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙和水,即生石灰会与空气中的二氧化碳和水反应变质,可能生成氢氧化钙、碳酸钙;
(2)①碳酸钙能与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,故产生气泡,说明含碳酸钙,该反应的化学方程式为:;
②氧化钙能与水反应生成氢氧化钙,放出大量的热,故加水后,放热明显,说明干燥剂未完全变质;
③氢氧化钙能与硫酸铜反应生成氢氧化铜和硫酸钙,产生蓝色沉淀,故可加入CuSO4溶液;
氧化钙能与水反应生成氢氧化钙,反应生成的氢氧化钙也能与硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,故出现蓝色沉淀并不能证明有氢氧化钙;
(3)实验设计:实验小组通过充分加热一定量干燥剂至特定温度,冷却并干燥后称量,氢氧化钙约在580℃开始分解,在650℃完全分解为氧化钙和水;碳酸钙约在825℃开始分解,生成二氧化碳和氧化钙。故若加热至650℃,固体质量不变,说明没有氢氧化钙,反之含有氢氧化钙;
实验结论:氢氧化钙约在580℃开始分解,在650℃完全分解为氧化钙和水;碳酸钙约在825℃开始分解,生成二氧化碳和氧化钙,由表可知,650℃时,固体的质量为4.64g,固体质量减小,说明含氢氧化钙,根据质量守恒定律,化学反应前后物质的总质量不变,则氢氧化钙分解生成水的质量为:5.00g-4.64g=0.36g
解:设该干燥剂中含氢氧化钙的质量为x
x=1.48g
答:该干燥剂中含氢氧化钙的质量为1.48g;
(4)石灰石的主要成分碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳,氧化钙和水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙在650℃完全分解为氧化钙和水,故②石灰石→生石灰→氢氧化钙→生石灰。
6.(2025·陕西安康·模拟预测)小宁同学在帮助老师整理实验室时,发现实验台上有一瓶溶液未盖瓶盖且标签破损(如图所示),于是她决定与同学们一起对这瓶溶液的成分进行实验探究。
【提出问题】该溶液的溶质成分是什么?
【做出猜想】询问老师后得知,该试剂可能是NaCl、NaOH、或溶液中的一种。
【实验探究】
(1)小宁同学取少量溶液于试管中,进行了如下实验。
实验操作
实验现象
步骤①:加入溶液
产生白色沉淀
步骤②:过滤后,向沉淀中滴加足量稀盐酸
产生大量气泡,
【得出结论】该瓶无色溶液的溶质是。
【实验改进】
(2)小致同学认为以上实验可进一步简化,也得出了相同的结论。她设计的实验如下。
实验操作
实验现象
取少量该无色溶液于试管中,滴加足量的
产生大量气泡
【讨论交流】小远同学指出该溶液不一定是溶液,也可能是变质的NaOH溶液。
【查阅资料】溶液呈中性。
【实验验证】小宁同学另取少量该溶液于试管中,加入足量的溶液,观察到有白色沉淀产生。静置后,取上层清液,滴入无色酚酞溶液,溶液呈红色。
【实验结论】
(3)这瓶溶液是 (填“部分变质”或“全部变质”)的NaOH溶液。
【表达交流】
(4)NaOH变质的原因是 (用化学方程式解释)。
(5)小宁同学在进行【实验验证】时,向上层清液中加入的无色酚酞溶液也可用其他试剂或方法替代,请再写出一种试剂或方法,并写出相应的现象: 。
【实验反思】
(6)实验室中,存取液体药品应注意 (写一点)。
【答案】(1)沉淀溶解
(2)稀盐酸
(3)部分变质
(4)
(5)滴加紫色石蕊溶液,溶液变蓝色
(6)密封保存(合理即可)
【详解】(1)结论为溶质为碳酸钠,碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,碳酸钡和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,则还能观察到固体溶解。
(2)碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,则可滴加足量的盐酸,产生大量气泡,则说明溶质为碳酸钠。
(3)氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,足量的氯化钙能除去碳酸钠,滴加酚酞后,溶液仍为红色,则说明溶液中还含有氢氧化钠,则这瓶溶液为部分变质。
(4)氢氧化钠变质是因为和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,反应的化学方程式为:。
(5)氢氧化钠能使紫色石蕊溶液变蓝色,则还可滴加紫色石蕊溶液,溶液会变蓝,或氢氧化钠能和氯化铜反应生成氢氧化铜沉淀和氯化钠,则还可滴加氯化铜溶液,可观察到蓝色沉淀(合理即可)。
(6) 实验室中存取液体药品时,一定要密封保存。
7.(2025·山东泰安·一模)化学课上,老师做了一个“滴水生火”实验,将一种叫过氧化钠的淡黄色粉末包在棉花里,滴几滴水,棉花立即发生自燃,同学们很感兴趣。下课后,化学兴趣小组同学在实验室找到了一瓶久置的过氧化钠,发现已变为白色粉末,经老师确认已经变质。
【提出问题】白色粉末含有哪些成分?
【查阅资料】①过氧化钠能与水发生剧烈反应,生成氢氧化钠和氧气。
②氯化钙溶液显中性,并且无水氯化钙能做干燥剂,碱石灰是氢氧化钠固体和氧化钙的混合物。
【猜想假设】
猜想一:白色粉末含有和
猜想二:白色粉末只含有
猜想三:白色粉末只含有
猜想四:白色粉末含有和
【分析讨论】
(1)小明同学认为从物理性质角度可以将猜想一排除,理由是 ;但小强同学认为仅靠视觉判断物质组成不可靠,要通过实验来确认有无。设计实验如下:取样品少许置于试管中,滴加适量的水, (填现象),确认无。
【实验探究】
(2)小明和小强继续探究白色粉末的成分,设计如下实验方案,完成下列表格:
实验步骤
实验操作
实验现象
实验结论
①步骤一
取样品,加水配制成溶液,并向其中滴加足量氢氧化钙溶液,充分反应后过滤
有 生成
A猜想四成立
②步骤二
取上述少量上层清液于试管中,滴加
溶液变为红色
【表达交流】
(3)小刚同学认为通过上述实验不能得出猜想四正确,理由是 (用化学方程式表示),需要对上述实验操作做一些修改,修改的实验操作为 ,修改完后三位同学合作完成了实验,确定猜想四成立。
【拓展延伸】为进一步确定该样品中的质量分数,三位同学再取一定质量的该样品,按下图所示装置(固定装置部分略去)进行实验。
【实验步骤】①将称取的一定质量的样品放入锥形瓶中;②称C瓶质量;③打开分液漏斗向锥形瓶加入足量稀硫酸,充分反应;④再称C瓶质量。
【分析讨论】
(4)装置C发生的反应是 (用化学方程式表示)。
(5)若将稀硫酸换成稀盐酸,会导致最终测出的质量分数 (填“偏大”“偏小”“不变”)。
【结论】根据C装置增重质量来计算的质量,进而求出它在样品中质量分数。
【答案】(1) 是淡黄色粉末 无明显现象
(2) 白色沉淀 酚酞试液
(3) 将足量的氢氧化钙溶液改为足量的氯化钙溶液
(4)
(5)偏大
【详解】(1)Na2O2是淡黄色粉末,则白色固体中一定不含过氧化钠,即猜想一不正确;
过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气,无明显现象,则说明固体中不含过氧化钠。
(2)步骤一:结论为猜想四成立,碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,则可观察到有白色沉淀产生;
步骤二:氢氧化钠溶液显碱性,能使酚酞溶液变红色,则操作为滴加酚酞溶液。
(3)由于碳酸钠和氢氧化钙反应会生成氢氧化钠,则不能确定溶液中是否含有氢氧化钠,反应的化学方程式为:;
碳酸钠能和氯化钙(或氯化钡等)反应生成碳酸钙沉淀(或碳酸钡沉淀)和氯化钠,则可将足量的氢氧化钙溶液改为足量的氯化钙溶液或氯化钡溶液等。
(4)碳酸钠和硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,则C装置中,氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,反应的化学方程式为:。
(5)盐酸具有挥发性,会导致测得的二氧化碳的质量偏大,最终测出Na2CO3的质量分数偏大。
8.(2025·湖北孝感·一模)几天前,某学习小组完成了稀硫酸和氢氧化钠溶液发生反应的实验后,忘记盖上盛放氢氧化钠溶液试剂瓶的瓶塞,现对氢氧化钠溶液变质情况进行了如下探究。
【查阅资料】
(1)俗称 (写一个)。
【提出猜想】猜想一:没有变质;猜想二:部分变质;猜想三:完全变质。
【实验探究1】
(2)取少量溶液于试管中,滴加几滴氯化钙溶液,产生了白色沉淀,则说明猜想 (填“一”“二”或“三”)不成立。
【实验探究2】
(3)取少量该溶液于试管中,滴加几滴稀盐酸,没有气体产生,认为没有变质。同学们经讨论认为该实验设计不严谨,理由是 ;于是他们将滴加几滴稀盐酸改为滴加过量稀盐酸,有气泡产生,说明猜想二成立。
【实验探究3】为探究氢氧化钠溶液与稀硫酸反应过程中的变化,学习小组分为甲、乙两组同学按图1所示装置进行实验,测定出溶液变化如图2所示。
(4)乙组实验pH变化对应的曲线是 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。烧杯中发生反应的化学方程式为 。
【拓展应用】
(5)保存氢氧化钠的方法为 。
【答案】(1)烧碱或火碱或苛性钠
(2)一
(3)少量稀盐酸先与部分未变质的氢氧化钠反应了(说法合理即可)
(4) Ⅰ
(5)密封保存
【详解】(1)氢氧化钠俗称烧碱、火碱、苛性钠;
(2)氢氧化钠变质是与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,不与氢氧化钠反应,取少量溶液于试管中,滴加几滴氯化钙溶液,产生了白色沉淀,说明溶液中含有碳酸钠,故猜想一不成立;
(3)如果溶液中同时含有氢氧化钠和碳酸钠,盐酸先与氢氧化钠反应,后与碳酸钠反应,此时滴加少量的稀盐酸,有可能全部被氢氧化钠反应,从而观察不到气体生成,故实验不严谨;
(4)甲组同学中选用5%的稀硫酸,乙组同学选用10%的稀硫酸,相同体积时,乙组消耗的氢氧化钠量大,溶液的pH下降的大,故乙组实验pH变化对应的曲线是Ⅰ;
烧杯中发生的反应为氢氧化钠与硫酸生成硫酸钠和水,方程式为:;
(5)氢氧化钠能与空气中的二氧化碳反应,所以要密封保存。
9.(2025·湖北孝感·一模)几天前,某学习小组完成了稀硫酸和氢氧化钠溶液发生反应的实验后,忘记盖上盛放氢氧化钠溶液试剂瓶的瓶塞,现对氢氧化钠溶液变质情况进行了如下探究。
【查阅资料】
(1)俗称 (写一个)。
【提出猜想】猜想一:没有变质;猜想二:部分变质;猜想三:完全变质。
【实验探究1】
(2)取少量溶液于试管中,滴加几滴氯化钙溶液,产生了白色沉淀,则说明猜想 (填“一”“二”或“三”)不成立。
【实验探究2】
(3)取少量该溶液于试管中,滴加几滴稀盐酸,没有气体产生,认为没有变质。同学们经讨论认为该实验设计不严谨,理由是 ;于是他们将滴加几滴稀盐酸改为滴加过量稀盐酸,有气泡产生,说明猜想二成立。
【实验探究3】为探究氢氧化钠溶液与稀硫酸反应过程中的变化,学习小组分为甲、乙两组同学按图1所示装置进行实验,测定出溶液变化如图2所示。
(4)乙组实验pH变化对应的曲线是 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。烧杯中发生反应的化学方程式为 。
【拓展应用】
(5)保存氢氧化钠的方法为 。
【答案】(1)烧碱或火碱或苛性钠
(2)一
(3)少量稀盐酸先与部分未变质的氢氧化钠反应了(说法合理即可)
(4) Ⅰ
(5)密封保存
【详解】(1)氢氧化钠俗称烧碱、火碱、苛性钠;
(2)氢氧化钠变质是与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,不与氢氧化钠反应,取少量溶液于试管中,滴加几滴氯化钙溶液,产生了白色沉淀,说明溶液中含有碳酸钠,故猜想一不成立;
(3)如果溶液中同时含有氢氧化钠和碳酸钠,盐酸先与氢氧化钠反应,后与碳酸钠反应,此时滴加少量的稀盐酸,有可能全部被氢氧化钠反应,从而观察不到气体生成,故实验不严谨;
(4)甲组同学中选用5%的稀硫酸,乙组同学选用10%的稀硫酸,相同体积时,乙组消耗的氢氧化钠量大,溶液的pH下降的大,故乙组实验pH变化对应的曲线是Ⅰ;
烧杯中发生的反应为氢氧化钠与硫酸生成硫酸钠和水,方程式为:;
(5)氢氧化钠能与空气中的二氧化碳反应,所以要密封保存。
有关反应条件与影响因素的探究题型三
1.(2025·广东潮州·一模)某实验小组利用题图1所示装置进行实验,探究CO2的性质:分别向三个烧瓶中注入等体积的水、饱和氢氧化钙溶液和饱和氢氧化钠溶液。利用数字化实验装置分别测定烧瓶内的压强变化,得到如题图2所示的曲线图。
(1)题图2中段压强增大,对应的操作是 。
(2)实验过程中,观察到注入饱和氢氧化钙溶液的烧瓶中产生白色沉淀,该反应的化学方程式是 。
(3)对比题图2中三条曲线,能反映出吸收二氧化碳效果最好的是曲线 (选填“1”“2”或“3”),对应的物质是 (填化学式)。
【继续探究】氢氧化钠溶液吸收二氧化碳后溶液中溶质成分的分析。
【查阅资料】①氯化钙溶液显中性;②若过量,会有生成。
【进行实验】
(4)设计如下实验进行探究:
实验操作
实验现象
实验结论
Ⅰ
取少量反应后的溶液于试管中,滴加过量氯化钙溶液
产生白色沉淀
Ⅱ
将Ⅰ反应后的上层清液分成两等份
向其中一份加入足量稀盐酸
无气泡产生
不含
向另一份滴加紫色石蕊溶液
含有
【反思交流】
(5)操作Ⅰ中滴加氯化钙溶液 (选填“能”或“不能”)用氢氧化钙溶液代替。
(6)操作Ⅱ中的紫色石蕊溶液可用________(选填字母)代替,也能达到相同目的。
A.无色酚酞溶液 B.稀盐酸 C.氯化镁溶液
【答案】(1)推入液体(合理即可)
(2)CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
(3) 3 NaOH
(4) 含有碳酸钠 溶液变蓝
(5)不能
(6)AC
【详解】(1)ab段是推入液体的起始阶段,该过程中二氧化碳基本上还没有被消耗,气体体积减小,装置内因推入液体,所以气压增大;
(2)二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水,反应的化学方程式为:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;
(3)曲线1变化幅度最小,是二氧化碳溶于水压强减小,曲线2是石灰水与二氧化碳反应压强减小,氢氧化钠易溶于水,等量石灰水与氢氧化钠溶液,氢氧化钠吸收二氧化碳充分,因此曲线3是氢氧化钠溶液与二氧化碳反应,吸收二氧化碳效果最好;
(4)氢氧化钠溶液吸收二氧化碳后生成碳酸钠和水,滴加过量氯化钙溶液,碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙白色沉淀,因此含有碳酸钠;
氢氧化钠显碱性,能使紫色石蕊溶液变蓝。将Ⅰ反应后的上层清液分成两等份,向另一份滴加紫色石蕊溶液,溶液变蓝,则含有NaOH;
(5)因为碳酸钠与氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙白色沉淀和氢氧化钠,无法检验氢氧化钠溶液吸收二氧化碳后溶液中是否有氢氧化钠;
(6)A、如果溶液中含有氢氧化钠,加入无色酚酞溶液,无色酚酞溶液变红,能达到目的;
B、如果溶液中含有氢氧化钠,加入稀盐酸,反应无明显现象,不能检验氢氧化钠存在,不能达到目的;
C、如果溶液中含有氢氧化钠,加入氯化镁溶液,产生白色沉淀,能达到目的;
故选AC。
2.(2025·广东汕头·一模)使用果蔬保鲜剂是果蔬保鲜的一种方法。某小组同学围绕果蔬保鲜剂进行了如下实验活动。
【查阅资料】
(1)体积分数在1%~3%的CO2能有效抑制果蔬呼吸、延长保鲜时间,但CO2浓度过高也不利于果蔬保鲜。如图所示是某气调型果蔬保鲜剂的部分说明。消石灰是 的俗称。
*主要成分:消石灰
*辅料:……
*功能:吸收二氧化碳
……
探究I:该保鲜剂为什么选用消石灰而不用氢氧化钠?
【进行实验】向两个CO2浓度均为5%的烧瓶中,分别加入等质量的消石灰和氢氧化钠,测得容器内二氧化碳的体积分数随时间的变化情况,有关数据见表。
时间
t0
t1
t2
t3
t4
CO2的体积分数(加入消石灰)
5.00%
4.80%
4.40%
3.80%
2.90%
CO2的体积分数(加入氢氧化钠)
5.00%
4.50%
3.25%
2.20%
0.80%
【表达交流】
(2)分析表中数据可知“该保鲜剂选用消石灰而不用氢氧化钠”的原因是 。
(3)从氢氧化钠的化学性质考虑,“不用氢氧化钠”的原因还有 (写出一条即可)。
探究II:该保鲜剂使用一段时间后消石灰的变质情况
【作出猜想】
(4)猜想一:全部是碳酸钙:猜想二: 。
【进行实验】取使用一段时间后的该保鲜剂,按照如图所示步骤进行实验(辅料不参与反应)。
【表达交流)
(5)通过步骤①后烧杯C中有大量不溶固体,小明认为:该固体全部是碳酸钙。小组同学讨论后认为小明的判断是不合理的,他们的理由是 。
(6)小组同学又依据步骤②得出猜想二成立的结论。步骤②中加入的试剂M及产生的现象N分别为 、 。
(7)步骤③中一个反应的化学方程式为 。
【答案】(1)Ca(OH)2/氢氧化钙
(2)氢氧化钠会使二氧化碳浓度降低速度过快且低于1%~3%
(3)氢氧化钠具有强烈的腐蚀性
(4)氢氧化钙和碳酸钙
(5)氢氧化钙微溶于水,也会剩余大量固体不溶物
(6) 无色酚酞溶液 溶液由无色变为红色
(7)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
【详解】(1)氢氧化钙俗称熟石灰、消石灰。
(2)由题干信息“体积分数在1%~3%之间的CO2能有效抑制果蔬呼吸、延长保鲜时间”,结合数据表格可知,消石灰作保鲜剂时,随着时间的延长,容器内二氧化碳的体积分数逐渐减小并控制在1%~3%;氢氧化钠作保鲜剂时,随着时间的延长,容器内二氧化碳的体积分数减小速度快且低于1%~3%,所以选择消石灰做保鲜剂比较好。
(3)氢氧化钠有强烈的腐蚀性,所以不适合做保鲜剂。
(4)若消石灰部分变质,则成分为碳酸钙和氢氧化钙。
(5)氢氧化钙微溶于水,也会剩余大量固体不溶物,则不一定全部为碳酸钙。
(6)氢氧化钙能使无色酚酞溶液变红色,则可加入无色酚酞溶液,溶液变红色,则说明猜想二正确。
(7)碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式为:。
3.(2025·陕西安康·模拟预测)小宁同学在帮助老师整理实验室时,发现实验台上有一瓶溶液未盖瓶盖且标签破损(如图所示),于是她决定与同学们一起对这瓶溶液的成分进行实验探究。
【提出问题】该溶液的溶质成分是什么?
【做出猜想】询问老师后得知,该试剂可能是NaCl、NaOH、或溶液中的一种。
【实验探究】
(1)小宁同学取少量溶液于试管中,进行了如下实验。
实验操作
实验现象
步骤①:加入溶液
产生白色沉淀
步骤②:过滤后,向沉淀中滴加足量稀盐酸
产生大量气泡,
【得出结论】该瓶无色溶液的溶质是。
【实验改进】
(2)小致同学认为以上实验可进一步简化,也得出了相同的结论。她设计的实验如下。
实验操作
实验现象
取少量该无色溶液于试管中,滴加足量的
产生大量气泡
【讨论交流】小远同学指出该溶液不一定是溶液,也可能是变质的NaOH溶液。
【查阅资料】溶液呈中性。
【实验验证】小宁同学另取少量该溶液于试管中,加入足量的溶液,观察到有白色沉淀产生。静置后,取上层清液,滴入无色酚酞溶液,溶液呈红色。
【实验结论】
(3)这瓶溶液是 (填“部分变质”或“全部变质”)的NaOH溶液。
【表达交流】
(4)NaOH变质的原因是 (用化学方程式解释)。
(5)小宁同学在进行【实验验证】时,向上层清液中加入的无色酚酞溶液也可用其他试剂或方法替代,请再写出一种试剂或方法,并写出相应的现象: 。
【实验反思】
(6)实验室中,存取液体药品应注意 (写一点)。
【答案】(1)沉淀溶解
(2)稀盐酸
(3)部分变质
(4)
(5)滴加紫色石蕊溶液,溶液变蓝色
(6)密封保存(合理即可)
【详解】(1)结论为溶质为碳酸钠,碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,碳酸钡和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,则还能观察到固体溶解。
(2)碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,则可滴加足量的盐酸,产生大量气泡,则说明溶质为碳酸钠。
(3)氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,足量的氯化钙能除去碳酸钠,滴加酚酞后,溶液仍为红色,则说明溶液中还含有氢氧化钠,则这瓶溶液为部分变质。
(4)氢氧化钠变质是因为和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,反应的化学方程式为:。
(5)氢氧化钠能使紫色石蕊溶液变蓝色,则还可滴加紫色石蕊溶液,溶液会变蓝,或氢氧化钠能和氯化铜反应生成氢氧化铜沉淀和氯化钠,则还可滴加氯化铜溶液,可观察到蓝色沉淀(合理即可)。
(6) 实验室中存取液体药品时,一定要密封保存。
4.(2025·山东泰安·一模)化学课上,老师做了一个“滴水生火”实验,将一种叫过氧化钠的淡黄色粉末包在棉花里,滴几滴水,棉花立即发生自燃,同学们很感兴趣。下课后,化学兴趣小组同学在实验室找到了一瓶久置的过氧化钠,发现已变为白色粉末,经老师确认已经变质。
【提出问题】白色粉末含有哪些成分?
【查阅资料】①过氧化钠能与水发生剧烈反应,生成氢氧化钠和氧气。
②氯化钙溶液显中性,并且无水氯化钙能做干燥剂,碱石灰是氢氧化钠固体和氧化钙的混合物。
【猜想假设】
猜想一:白色粉末含有和
猜想二:白色粉末只含有
猜想三:白色粉末只含有
猜想四:白色粉末含有和
【分析讨论】
(1)小明同学认为从物理性质角度可以将猜想一排除,理由是 ;但小强同学认为仅靠视觉判断物质组成不可靠,要通过实验来确认有无。设计实验如下:取样品少许置于试管中,滴加适量的水, (填现象),确认无。
【实验探究】
(2)小明和小强继续探究白色粉末的成分,设计如下实验方案,完成下列表格:
实验步骤
实验操作
实验现象
实验结论
①步骤一
取样品,加水配制成溶液,并向其中滴加足量氢氧化钙溶液,充分反应后过滤
有 生成
A猜想四成立
②步骤二
取上述少量上层清液于试管中,滴加
溶液变为红色
【表达交流】
(3)小刚同学认为通过上述实验不能得出猜想四正确,理由是 (用化学方程式表示),需要对上述实验操作做一些修改,修改的实验操作为 ,修改完后三位同学合作完成了实验,确定猜想四成立。
【拓展延伸】为进一步确定该样品中的质量分数,三位同学再取一定质量的该样品,按下图所示装置(固定装置部分略去)进行实验。
【实验步骤】①将称取的一定质量的样品放入锥形瓶中;②称C瓶质量;③打开分液漏斗向锥形瓶加入足量稀硫酸,充分反应;④再称C瓶质量。
【分析讨论】
(4)装置C发生的反应是 (用化学方程式表示)。
(5)若将稀硫酸换成稀盐酸,会导致最终测出的质量分数 (填“偏大”“偏小”“不变”)。
【结论】根据C装置增重质量来计算的质量,进而求出它在样品中质量分数。
【答案】(1) 是淡黄色粉末 无明显现象
(2) 白色沉淀 酚酞试液
(3) 将足量的氢氧化钙溶液改为足量的氯化钙溶液
(4)
(5)偏大
【详解】(1)Na2O2是淡黄色粉末,则白色固体中一定不含过氧化钠,即猜想一不正确;
过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气,无明显现象,则说明固体中不含过氧化钠。
(2)步骤一:结论为猜想四成立,碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,则可观察到有白色沉淀产生;
步骤二:氢氧化钠溶液显碱性,能使酚酞溶液变红色,则操作为滴加酚酞溶液。
(3)由于碳酸钠和氢氧化钙反应会生成氢氧化钠,则不能确定溶液中是否含有氢氧化钠,反应的化学方程式为:;
碳酸钠能和氯化钙(或氯化钡等)反应生成碳酸钙沉淀(或碳酸钡沉淀)和氯化钠,则可将足量的氢氧化钙溶液改为足量的氯化钙溶液或氯化钡溶液等。
(4)碳酸钠和硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,则C装置中,氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,反应的化学方程式为:。
(5)盐酸具有挥发性,会导致测得的二氧化碳的质量偏大,最终测出Na2CO3的质量分数偏大。
5.(2025·湖北黄石·一模)某兴趣小组对酸碱中和反应开展了项目式学习。
【任务一】:从能量变化角度探究酸和碱的反应。
某小组同学根据稀硫酸与氢氧化钠溶液反应过程中溶液温度升高得出两者能反应的结论。某同学认为此结论不够严谨。该同学在室温下借助传感器设计了以下实验:
①10mL质量分数为20%的稀硫酸与10mL蒸馏水混合,测量溶液温度的变化;
②10mL质量分数为20%的氢氧化钠溶液与10mL蒸馏水混合,测量溶液温度的变化;
③10mL质量分数为20%的稀硫酸与10mL质量分数为20%的氢氧化钠溶液混合,测量溶液温度的变化。三个实验中溶液温度随时间变化的关系如图所示。
(1)能说明20%的氢氧化钠溶液和20%稀硫酸发生了反应的证据是 。
(2)写出氢氧化钠和稀硫酸反应的化学方程式 。
【任务二】:探究氢氧化钠与硫酸反应的实质(提示:Na2SO4溶液呈中性)。
实验二:该组同学借助数字化技术探究“稀硫酸与NaOH溶液反应”,传感器测定的pH和温度随溶液质量变化情况如图2、图3所示:
(3)①根据图2曲线判断,图1实验中的溶液A是 (填“稀硫酸”或“NaOH溶液”)。
②图3中的M处与图2曲线上的 (填字母序号)点相对应。
【任务三】:探究氢氧化钠与硫酸反应后溶液中溶质的成分
【猜想】猜想一:只有Na2SO4 猜想二:Na2SO4和NaOH猜想三:Na2SO4和H2SO4
【实验方案】
(4)兴趣小组为证明各猜想正确,设计了如下方案:
方案
现象
结论
方案一:取少量样品于试管中,滴加酚酞溶液,振荡
无明显现象
猜想一成立
方案二:取少量样品于试管中,通入CO2
产生白色沉淀
猜想二成立
方案三:取少量样品于试管中,加入Na2CO3粉末
猜想三成立
【实验反思】
(5)小组成员在老师指导下,确认了方案 是正确的。
【答案】(1)实验③溶液温度升高且高于实验①和实验②
(2)
(3) 稀硫酸 Y
(4)有气泡产生
(5)三
【详解】(1)实验①是10mL质量分数为20%的稀硫酸与10mL蒸馏水混合,实验②是10mL质量分数为20%的氢氧化钠溶液与10mL蒸馏水混合,这两个实验主要是为了排除溶液稀释过程中温度变化对实验的干扰;实验③是10mL质量分数为20%的稀硫酸与10mL质量分数为20%的氢氧化钠溶液混合,由图1可知,实验③中溶液温度升高且高于实验①和实验②的温度变化,这就说明除了溶液稀释可能引起的温度变化外,还有其他热量产生,而这个热量是由于20%的氢氧化钠溶液和20%稀硫酸发生反应放出的热量导致的,所以能说明发生反应的证据是实验③溶液温度升高且高于实验①和实验②;
(2)氢氧化钠与稀硫酸反应生成硫酸钠和水,化学方程式为;
(3)①由图2可知,溶液一开始的pH大于7,显碱性,说明该实验是将稀硫酸逐滴加到氢氧化钠溶液中,故图1实验中的溶液A是稀硫酸;
②由图3可知,M点对应温度达到最高,说明此时氢氧化钠与稀硫酸恰好完全反应生成硫酸钠和水,溶液呈中性,即pH=7,则图3中的M处与图2曲线上的Y点相对应;
(4)猜想三成立意味着反应后溶液中溶质含有硫酸和硫酸钠,则方案三中,取少量样品于试管中,加入粉末,硫酸与碳酸钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,所以会观察到有气泡产生的现象;
(5)方案一取少量样品于试管中,滴加酚酞溶液振荡,无明显现象,酚酞溶液遇碱性溶液变红,遇酸性或中性溶液不变色,猜想一中只有,溶液显中性,滴加酚酞溶液无明显现象;猜想二中有和NaOH,溶液显碱性,滴加酚酞溶液会变红;猜想三中有和,溶液显酸性,滴加酚酞溶液无明显现象,所以仅根据此现象只能说明溶液不显碱性,不能确定一定是猜想一成立,故方案一是错误的;方案二取少量样品于试管中,通入,氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,该反应无明显现象,观察不到产生白色沉淀,而硫酸钠、硫酸与二氧化碳均不反应,无明显现象,故方案二也是错误的;方案三取少量样品于试管中,加入粉末,硫酸与碳酸钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,有气泡产生,硫酸钠、氢氧化钠与碳酸钠均不反应,无明显现象,故方案三是正确的。
6.(2025·吉林·一模)土壤是植物生长发育的基质,研究土壤酸碱性对种植业及其发展具有重要意义。吉林市某学校化学实验小组进行如下实验探究。
任务一 测定土壤酸碱性
(1)实验小组同学选取一定量的土壤样本与蒸馏水按比例在烧杯中混合,充分搅拌后, 、再过滤,获得土壤浸出液。
(2)取少量浸出液,利用 测土壤的酸碱性。
(3)在下列提示图标中,与配制浸出液实验有关的是_ 。
A.B. C. D.
任务二 探究不同酸碱性的土壤对绿豆生长的影响
【活动探究】
(4)每组选取20粒颗粒饱满,形态相近的绿豆种子,分三组进行实验。实验组分别为酸性,碱性和中性环境,其他条件 进行培育,观察绿豆种子的生长情况。
(5)根据土壤图像,绿豆在 性土壤中生长的最好。
价格表
物质
价格/25千克
110元
114元
52元
不同pH溶液中绿豆芽生长的情况
任务三 改良酸性土壤适合绿豆生长
【讨论建议】小轩同学提出:可以通过酸的某些性质寻找药品改良酸性土壤。
【分析评价】
(6)评价:见效快,但必须精准,过量土壤板结;
评价:温和,写出改良硫酸型土壤方程式 ;
评价:不适合大面积使用的原因是 。
【反思与拓展】
(7)实际应用中,改良酸性土壤除了可以用熟石灰外还提倡使用草木灰(含有),其使用草木灰的两个优点是 。
【答案】(1)静置
(2)酸碱指示剂/pH试纸
(3)AD
(4)相同(或不变)
(5)碱(或弱碱)
(6) 土壤板结(答案合理即可)
(7)成本低、补充钾肥(答案合理即可)
【详解】(1)选取一定量的土壤样本与蒸馏水按比例在烧杯中混合,充分搅拌后,静置、再过滤,获得土壤浸出液,静置后,过滤效果较好。故填:静置。
(2)利用酸碱指示剂或pH试纸可测土壤的酸碱性。故填:酸碱指示剂或pH试纸。
(3)A.图标是护目镜,浸出液可能显酸性或碱性,配制浸出液时,为保证实验安全,应带好护目镜,所以护目镜与该实验有关,故A正确;
B.图标是排气扇,配制浸出液时,无有害气体、有刺激性气味气体产生,不需要排风,所以排风与该实验有无关,故B错误;
C.图标是当心烫伤,配制浸出液时,不会放出大量的热,不需要主要热烫,所以当心烫伤与该实验有无关,故C错误;
D.图标是洗手,实验过程中可能会接触到腐蚀性物质,实验结束应注意及时洗手,防止腐蚀皮肤,所以洗手与该实验有关,故D正确。
故选:AD。
(4)探究不同酸碱性的土壤对绿豆生长的影响,变量为酸性、碱性、中性,其他条件应相同。故填:相同(或不变)。
(5)由不同pH溶液中绿豆芽生长曲线图可知,绿豆最适宜生成的pH为9,为碱性环境。故填:碱(或弱碱)。
(6)改良硫酸型土壤可用氢氧化钙,硫酸与氢氧化钙反应生成硫酸钙和水,该反应的化学方程式为:;不适合大面积使用的原因是硫酸钙微溶于水,大量使用会导致土壤板结,当然面积大成本随之提高。故填:;土壤板结(答案合理即可)。
(7)草木灰水溶液呈碱性,含有植物营养元素钾,使用草木灰改良酸性土壤的优点有成本低、补充钾肥等。故填:成本低、补充钾肥(答案合理即可)。
7.(2025·云南昆明·一模)酱油在使用及储藏过程中颜色会变深,逐渐降低品质。
【问题】温度、氧气和光照这三个条件是否会影响酱油颜色的深浅变化?如果有影响,每个条件起什么作用?
【查阅资料】
①通过色差仪检测L*值可监控酱油颜色变化,酱油颜色越深,L*值越小。
②保鲜瓶具有的特点是挤出盛放的物质后,空气不会进入。
【实验】将等量样品(同品牌、同批次、初始L*值为43.82的酱油)分装到500mL的不同容器中,密封。实验方案和结果如下:
实验
温度
容器
15天L*值
30天L*值
45天L*值
实验1
5℃
透明玻璃瓶
43.77
43.53
42.91
28℃
透明玻璃瓶
43.71
43.19
42.85
实验2
28℃
透明玻璃瓶
43.45
42.36
41.30
28℃
透明保鲜瓶
43.72
42.98
42.53
注:实验1、实验3每15天,分别取出未开封样品,用色差仪检测L*值;实验2每15天,分别倒出100mL酱油,剩余样品放回恒温箱,用色差仪检测倒出样品的L*值。
【解释与结论】
(1)实验1中,为了减缓酱油颜色变深,应选择的温度是 ℃。
(2)由实验2得出的结论是 。
【反思与评价】
(3)结合本实验,请你提出一条使用或储藏酱油的建议是 。
【发现问题】酱油在酿造过程中,有时会产生过量的铵盐(如)影响酱油的口感。生产过程中如何检测铵盐是否超标?
【设计方案】半微量定氮法是食品理化检验标准方法,其原理是将试样在碱性溶液中蒸馏,使氨游离蒸出,用硼酸溶液吸收氨后再测定铵盐的含量。其中蒸馏操作的步骤如下:
(4)取2ml酱油置于蒸馏烧瓶,加水和________(填序号),连接装置,接受瓶内盛硼酸溶液及指示剂,加热蒸馏约30分钟,使氨被硼酸吸收。
A.CaO B.NaCl C. D.HCl
【答案】(1)5
(2)其他条件相同,氧气含量升高,酱油颜色加深
(3)密闭放置在阴凉处,避免阳光直射
(4)AC
【详解】(1)分析实验1的数据可知,5℃比28℃下,L*值降幅更小,所以为了减缓酱油颜色变深,应选择的温度是5℃;
(2)根据实验2 的信息可知,透明玻璃瓶中,L*值从43.82降至41.30;透明保鲜瓶中,L*值从43.82降至42.53;分析数据可得:其他条件相同,氧气含量升高,酱油颜色加深;
(3)结合本实验,对使用或储藏酱油的建议是:密闭放置在阴凉处,避免阳光直射;
(4)A、氧化钙和水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙微溶于水,溶液显碱性,可以使氨游离出来,故符合题意;
B、氯化钠显中性,不利于氨游离出来,故不符合题意;
C、碳酸钠溶于水,溶液显碱性,可以使氨游离出来,故符合题意;
D、氯化氢溶于水,溶液显酸性,不利于氨游离出来,故不符合题意;
故选AC。
8.(2025·宁夏石嘴山·一模)金属资源在生产、生活中应用十分广泛。化学社团的同学们在老师的指导下对铁的锈蚀条件、工业炼铁、金属材料的成分及金属资源的保护进行了探究。
活动一:探究铁锈蚀的条件
为探究铁生锈的条件,社团同学设计了如图实验:
(1)通过对比实验 (填序号)可知,铁生锈需要与氧气接触。综合分析,得出了铁钉生锈的条件。
(2)为防止铁制品锈蚀,生活中铁制品常采用的防锈措施是 (写一种)。
活动二:探究工业炼铁
工业炼铁方法之一是将赤铁矿石、焦炭和石灰石一起加入高炉。
(3)其中一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式为 。
(4)炼铁过程中,焦炭的作用是 。
活动三:探究金属材料的成分
“共享单车”方便市民出行,颇受人们的喜爱。共享单车有很多金属部件。同学在老师的指导下对废弃共享单车的某金属部件的成分进行探究。已知该金属材料中可能含有铁、铜两种金属。
【进行实验】
(5)填空:
实验步骤
实验现象
实验结论
相关化学方程式
取少量金属材料样品于试管中,加入过量的稀硫酸,观察现象
固体部分溶解,
金属材料中一定含有
活动四:金属资源的保护
(6)保护金属资源的有效途径除了防止金属锈蚀外,还有 (写一种)。
【答案】(1)A和B
(2)涂油(合理即可)
(3)3CO+ Fe2O32Fe +3CO2
(4)提供热量和产生还原剂CO
(5) 有气泡产生,溶液由无色变成浅绿色 铁、铜 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
(6)回收利用废旧金属(合理即可)
【详解】(1)A中的铁钉能与氧气、水充分接触,铁钉生锈,B中的铁钉只能与水接触,不生锈,因此对比实验A、B可知,铁生锈需要与氧气接触;故填:A和B;
(2)铁生锈实际上是铁与空气中的氧气、水等发生化学反应的过程,为防止铁制品锈蚀,生活中铁制品常采用的防锈措施是涂油、刷漆等,隔绝氧气和水,达到防锈的目的,故填:涂油(合理即可);
(3)一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式为3CO+ Fe2O32Fe +3CO2,故填:3CO+ Fe2O32Fe +3CO2;
(4)在高炉炼铁中,焦炭燃烧放出大量的热,为炼铁提供热量;同时焦炭与二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳,一氧化碳是炼铁的还原剂,故填:提供热量和产生还原剂CO;
(5)已知该金属材料中可能含有铁、铜两种金属。取少量金属材料样品于试管中,加入过量的稀硫酸,观察到固体部分溶解,得出金属材料中一定含有铁、铜,由于铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,铜不与硫酸反应,还会观察到有气泡产生,溶液由无色变成浅绿色,反应的化学方程式为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,故填:有气泡产生,溶液由无色变成浅绿色;铁、铜;Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑;
(6)保护金属资源的有效途径除了防止金属锈蚀外,还有回收利用废旧金属、寻找金属的代用品等,故填:回收利用废旧金属(合理即可)。
9.(2025·安徽芜湖·一模)为完成“探究铁锈蚀条件”实践活动,某学习小组利用图示装置开展如图活动,回答下列问题。
(1)小组同学用如图装置(气密性良好)进行实验:将二氧化锰水泥小球放入仪器中,该实验制备氧气的化学方程式为 。
(2)完成实验并记录现象如表:
试管编号
药品
铁丝生锈情况
1
6cm铁丝+10mL水+植物油
铁丝未生锈
2
6cm铁丝+6mL水
8分50秒,铁丝锈蚀
3
6cm铁丝+2g氯化钙干燥剂
铁丝少量生锈
4
5分10秒,铁丝明显锈蚀
①对比试管1和2得出铁生锈需要的条件是 。
②为得出“相同条件下,铁在氯化钠溶液中锈蚀速率更快”的结论,4号试管中的药品是 。
(3)小强同学进行如下实验:取铁钉用砂纸打磨,称其质量,按如图安装装置,放置3天,再取出铁钉称量。在不同温度下重复上述实验,得到铁钉质量增加情况如下表。
温度/℃
10
20
30
40
50
60
70
铁钉质量增加/g
0.02
0.04
0.08
0.16
0.18
0.18
0.18
小强同学的实验是探究 对铁钉腐蚀快慢的影响,结论是 。
(4)有同学认为小强的实验未能真实反映50℃以后铁钉腐蚀的快慢,理由是50℃以后铁钉质量没有变化。请分析铁钉质量没有变化的原因: ;改进实验方案证明你的分析; 。
【答案】(1)
(2) 与氧气接触 6cm铁丝+6mL水+氯化钠溶液
(3) 温度 在一定温度范围内,温度越高,铁钉锈蚀速度越快
(4) 试管中的氧气已经耗尽,剩余的铁不能继续锈蚀 向试管中注入氧气,并在50℃的环境中放置3天,若铁钉增重的质量大于0.18g,则分析成立
【详解】(1)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,反应的化学方程式为,故填:;
(2)①对比试管1和2,变量为氧气,则可得出铁生锈需要的条件是与氧气接触,故填:与氧气接触;
②铁与水和氧气同时接触时易发生锈蚀。为得出“相同条件下,铁在氯化钠溶液中锈蚀速率更快”的结论,则变量为氯化钠溶液,其它条件不变,则4号试管中的药品是6cm铁丝+6mL水+氯化钠溶液,故填:6cm铁丝+6mL水+氯化钠溶液;
(3)该实验中,温度不同,其它因素均相同,故该实验是探究温度因素对铁钉锈蚀快慢的影响;结合表中数据,可知在一定温度范围内,温度越高,铁钉锈蚀速度越快,故填:温度;在一定温度范围内,温度越高,铁钉锈蚀速度越快;
(4)50℃以后铁钉质量没有变化,可能是试管内的氧气已经耗尽,剩余的铁不能继续锈蚀;
为了验证50℃以后,铁钉是否能继续锈蚀,可向乙装置的试管中充入氧气,并在50℃的环境中放置3天,若铁钉增加的质量大于0.18g,则分析成立;
故填:试管中的氧气已经耗尽,剩余的铁不能继续锈蚀;向试管中注入氧气,并在50℃的环境中放置3天,若铁钉增重的质量大于0.18g,则分析成立。
10.(2025·云南昆明·一模)花青素具有显著的抗氧化功能,广泛存在于植物中。实验小组对紫薯中的花青素展开了研究。
【查阅资料】
①紫薯中的花青素随溶液变化,会呈现不同的颜色:
11
12
13
颜色
洋红色
淡洋红色
淡紫色
蓝色
蓝黄色
土黄色
②烫漂是加工紫薯粉的方法之一、花青素保留率越高,加工效果越好。
③花青素保留率越高,说明其在该条件下的稳定性越好。
【进行实验】
(1)实验1:测定溶液的酸碱性。
实验操作
实验现象
实验结论
向试管中加入少量纯碱溶液,滴加2滴紫薯汁
溶液变为蓝色
实验2:探究一定条件下,烫漂加工紫薯粉过程中花青素稳定性的影响因素。实验数据如下表:
序号
烫漂温度/℃
烫漂时间/min
花青素保留率/%
A
65
a
2.95
B
75
1
6.49
C
75
3
10.39
D
75
5
12.01
E
100
5
42.86
【解释与结论】
(2)实验2:
① 。
②实验的目的是 。
③由实验可以得到的结论是烫漂温度为等条件相同时,烫漂时间在内, 。
实验3:探究一定条件下,对花青素稳定性的影响。实验结果如图所示:
【解释与结论】
(3)实验3的数据可作为越大,花青素的稳定性越差的证据,理由是 。
(4)结合实验2和实验3,烫漂加工紫薯粉的最佳实验条件为 。
【答案】(1)纯碱溶液呈碱性
(2) 5 探究烫漂时间相同时,烫漂温度对花青素稳定性的影响 当烫漂温度相同均为75℃时,随着烫漂时间的增大,花青素在该条件下的稳定性越好
(3)当烫漂时间相同时,pH越大,花青素保留率越低
(4)温度为100℃,烫漂时间为5min,pH为2
【详解】(1)根据表格数据,当溶液的pH为11时,紫薯中的花青素呈蓝色,实验1中,向试管中加入少量纯碱溶液,滴加2滴紫薯汁,溶液变为蓝色,说明纯碱溶液呈碱性;
(2)实验2是探究一定条件下,烫漂加工紫薯粉过程中花青素稳定性的影响因素;根据表格数据,该实验是探究烫漂温度、烫漂时间对花青素稳定性的影响;
①BCD中烫漂温度相同,烫漂时间不同,可探究烫漂温度对花青素稳定性的影响;故ADE要探究烫漂温度对花青素稳定性的影响;根据对比实验中,控制变量唯一的原则,则a=5;
②ADE中烫漂时间相同,烫漂温度不同,目的是探究烫漂时间相同时,烫漂温度对花青素稳定性的影响;
③BCD中烫漂温度相同,烫漂时间不同,随着烫漂时间的增加,则成品花青素的保留率增大,则可以得到的结论是当烫漂温度相同均为75℃时,随着烫漂时间的增大,花青素保留率越高,说明其在该条件下的稳定性越好;
(3)实验3的数据可作为pH越大,花青素的稳定性越差的证据,理由是当烫漂时间相同时,pH越大,花青素保留率越低,说明其在该条件下的稳定性越差;
(4)根据花青素保留率越高,加工效果越好,结合实验2和实验3,当温度为100℃,烫漂时间为5min,pH为2时,花青素的保留率最高,即为烫漂加工紫薯粉的最佳实验条件。
11.(2025·安徽阜阳·一模)我国高铁创造的中国速度令世界瞩目,学习小组对高铁建设中的钢铁锈蚀展开了探究。
实验一:探究铁锈蚀的基本条件。
(1)一周后观察,试管①和②中的铁钉无明显变化,试管③中的铁钉生锈。探究发现铁生锈的主要条件是铁与 直接接触。④中铁钉锈蚀更严重,说明食盐能够 (填“加快”或“减慢”)铁生锈。
(2)试管②中加入的蒸馏水要事先煮沸并迅速冷却,其目的是 。
实验二:探究食盐水浓度对铁腐蚀速率的影响
用如图装置进行实验,锥形瓶中放生铁粉末,滴管中预先加入2mL20℃不同浓度的食盐水,并用氧气传感器测定锥形瓶内的氧气浓度的降低值,数据如下表所示:
实验组
实验①
实验②
实验③
实验④
生铁粉末质量
3.5g
3.5g
3.5g
3.5g
食盐水浓度
4%
8%
16%
24%
3min时瓶内氧气浓度降低值
2.04%
2.44%
2.72%
3.01%
(3)分析数据可得到的实验结论是 。
(4)比较铁腐蚀速率,除了采用3min时瓶内氧气浓度降低值外,还可以比较 。
(5)有同学提出,还可以测定20℃、食盐水浓度为30%时铁腐蚀的速率,你认为方案是否可行并说明理由 (20℃时,氯化钠的溶解度为36g)。
兴趣小组又测定了相同浓度氢氧化钠溶液、氯化钠溶液、氯化铵溶液对铁腐蚀速率的影响,实验数据如图所示。
(6)对铁钉腐蚀速率的影响 (填“>”、“=”或“<”)。
(7)曲线先陡后缓说明铁生锈速率的规律是 。
(8)氯化铵溶液对铁钉腐蚀速率的影响最大,有同学认为氯化铵溶液呈酸性,请你设计实验检验。你的实验方案: 。
【答案】(1) 氧气和水 加快
(2)除去水中溶解的氧气
(3)其他条件相同时,食盐水浓度越大,铁锈蚀速率越快
(4)相同时间内生成铁锈的质量
(5)不可行,因为20℃时,食盐水的最大浓度(即饱和食盐水的浓度)为26.5%,无法配制出浓度为30%的食盐水
(6)>
(7)铁开始时生锈速率较快,之后铁生锈速率逐渐减慢
(8)取少量氯化铵溶液于试管中,向其中滴加紫色石蕊溶液,若溶液变红色,说明氯化铵溶液呈酸性
【详解】(1)试管①中铁钉只与氧气氧气接触,不生锈,试管②中铁钉只与水接触,不生锈,试管③中铁钉与氧气和水接触,生锈,发现铁生锈的主要条件是铁与氧气和水直接接触;
④中为食盐水,铁钉锈蚀更严重,说明食盐能够加快铁生锈;
(2)气体的溶解度随温度升高而减小,试管②中加入的蒸馏水要事先煮沸并迅速冷却的目的是除去溶解在水中的氧气;
(3)铁生锈消耗氧气,根据表格数据,生铁粉末质量相同,食盐水浓度增大时,3 min内瓶内氧气浓度降低值也增大,即铁的腐蚀越快,可得到的结论是:其他条件相同时,食盐水浓度越大,铁锈蚀速率越快;
(4)比较铁腐蚀速率,除了采用3min时瓶内氧气浓度降低值外,还可以比较相同时间内生成铁锈的质量,生成铁锈的质量越多,说明铁锈蚀的量越大多,腐蚀速率越快;
(5)20 ℃时氯化钠的溶解度为36g,所得饱和溶液浓度约为,即20℃时,食盐水的最大浓度(饱和食盐水的浓度)为26.5%,无法配制出浓度为30%的食盐水,所以该方案不可行;
(6)铁生锈消耗氧气,氧气浓度的变化直接反映铁腐蚀的快慢,由图可知,相同时间内,氯化钠溶液(含氯离子)中氧气浓度下降幅度大于氢氧化钠溶液(含氢氧根离子)中氧气浓度下降幅度,氧气浓度下降越快,说明铁腐蚀速率越快,所以氯化钠溶液中铁的腐蚀速率大于氢氧化钠溶液中铁的腐蚀速率,即Cl⁻对铁钉腐蚀速率的影响大于OH⁻;
(7)曲线先陡后缓,也就是说反应开始阶段,曲线斜率陡(较大),氧气浓度下降快,即铁腐蚀速率快;随着反应的进行,曲线斜率变缓(即变小),氧气浓度下降变慢,铁腐蚀速率减慢,所以说铁生锈速率的规律是开始时铁生锈速率快,之后生锈速率逐渐减慢;
(8)检验氯化铵溶液是否显酸性,最简便的方法即用紫色石蕊试液,可取少量氯化铵溶液于试管中,向其中滴加紫色石蕊溶液,若溶液变红色,说明氯化铵溶液呈酸性。
12.(2025·吉林辽源·一模)兴趣小组开展了跨学科实践活动,探究“土壤酸碱性形成的原因及对植物生长的影响”。
【查阅资料】
①含有的溶液与足量溶液,微热,会产生有氨味的气体。
②
有关物质的溶解性
物质
溶解性
溶
溶
溶
溶
不溶
【探究一】土壤酸碱度的测定
小组同学在某农田采集了3份土壤样品,处理后分别与适量水混合,操作如图①所示。测得分别为5.5、5.7、5.6。
(1)根据测定结果,该农田的土壤酸碱性呈 。
【探究二】土壤酸碱度对植物生长的影响
(2)小组同学分别在4个烧杯中倒入不同的溶液,保持其他条件一致,放入8粒大小相当的绿豆,观察记录数据如图②。由图可知,土壤 时,绿豆生长状况最好。
【探究三】酸性土壤形成的原因及改良
(3)小组同学向种植户了解到,近几年该农田长期施用化肥。为检测在土壤中的残留情况,进行了如下实验:
实验序号
操作
现象
结论
1
取少量土壤浸出液于一支试管中,向其中滴加足量溶液,微热。
无
2
另取少量土壤浸出液于另一支试管中,向其中滴加适量 溶液。
产生白色沉淀
有
【反思交流】
(4)农作物吸收的量比的量 (填“大”或“小”)。
【拓展延伸】
(5)在农作物吸收的同时,会释放出,使土壤呈酸性。假设土壤浸出液中的酸只有,使用熟石灰改良上述土壤的原理是 (用化学方程式解释)。
【查阅资料】农作物吸收的同时,会释放出。
(6)小组同学认为酸性土壤中更适合施用化肥,可以减轻土壤进一步酸化问题。理由是 。
【答案】(1)酸性
(2)8
(3) 无明显现象(或无氨味,或没有刺激性气味) 硝酸银/
(4)大
(5)
(6)和中都含有氮元素,都可以被农作物吸收,释放出的和结合成水呈中性
【详解】(1)实验测得pH分别为5.5、5.7、5.6,pH<7,因此该农田的土壤呈酸性;
(2)根据图像,其它条件相同时,pH=8的时候,绿豆芽的长度最大,绿豆生长状况最好;
(3)实验1:根据铵根离子能与OH-反应生成NH3和H2O,NH3是有刺激性气味的气体,由于实验结论是无铵根离子,因此取少量土壤浸出液于一支试管中,向其中滴加足量溶液,微热,实验现象为无明显现象(或无氨味,或没有刺激性气味);
实验2:根据实验结论是有Cl-,银离子和氯离子结合会生成氯化银白色沉淀,检验氯离子通常用AgNO3溶液,因此另取少量土壤浸出液于另一支试管中,向其中滴加适量硝酸银溶液,观察到产生白色沉淀;
(4)NH4Cl在溶液中电离出和Cl-,它们的个数比是1:1,由题意知,农田长期施用化肥NH4Cl后,在土壤中没有残留,但Cl-有残留,说明农作物吸收的量比Cl-的量大;
(5)熟石灰是Ca(OH)2,氢氧化钙与HCl反应生成氯化钙和水,化学方程式为;
(6)根据资料农作物吸收的同时,会释放出,在农作物吸收的同时,会释放出,和中都含有氮元素,都可以被农作物吸收,释放出的和结合成水呈中性,因此酸性土壤中更适合施用化肥,可以减轻土壤进一步酸化问题。
13.(2025·辽宁大连·一模)化学小组以“铁”为主题开展项目式学习。
【任务一】认识铁元素
(1)如图为铁元素在元素周期表中的信息,可知铁原子的质子数为 ,相对原子质量为 。
【任务二】了解铁元素与人体健康的关系
(2)健康人体内,总量4-5g的铁元素主要以化合物形式存在,缺铁会患___________(填字母)。
A.骨质疏松 B.甲状腺疾病 C.贫血症 D.侏儒症
【任务三】验证铁与铜、银三种金属的金属活动性顺序。
方案A
方案B
(3)用A、B两个方案验证铁与铜、银三种金属的金属活动性顺序。方案A实验得出的三种金属的活动性顺序是 ,判断的依据是 。方案B无法验证三种金属活动性顺序,原因是 。
【任务四】探究铁的锈蚀条件
(4)取三枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管中,如图进行实验,放置一周后,观察到A中铁钉表面有一层铁锈生成,B、C中铁钉表面无明显变化,得出铁锈蚀的条件是 。
(5)观察发现A中铁钉锈蚀最严重的部位是 。防止铁生锈的一种措施是 。
【任务五】定量测定混合物中单质铁的质量
(6)将铁和四氧化三铁的混合物10g,通入一氧化碳加热使其充分反应后,得到单质铁的质量为7.6g。计算10g混合物中单质铁的质量为 。
【答案】(1) 26 55.85
(2)C
(3) Fe﹥Cu﹥Ag(合理即可) 铁能从硫酸铜溶液中置换出铜,而银不能置换出铜 铜和银都不与稀盐酸反应,无法比较铜和银的活动性强弱
(4)铁生锈需要同时与水和氧气接触
(5) 在水面与空气的交界处 在铁制品表面涂油漆(合理即可)
(6)1.3g
【详解】(1)元素周期表信息示意图中,元素名称左上角的数字表示原子序数,原子序数=核内质子数。据图可知,铁的原子序数为26,故铁原子的质子数为26。元素周期表信息示意图中,元素名称正下方的数字表示相对原子质量,因此铁的相对原子质量为55.85。
(2)缺钙会导致骨质疏松,缺碘会导致甲状腺肿大,缺锌可能会患侏儒症。铁是血红蛋白的重要组成部分,缺铁易导致贫血。故选C。
(3)方案A中,铁将铜从硫酸铜溶液中置换出来,说明铁的金属活动性比铜强,而银不能置换出铜,说明银的金属活动性比铜弱,因此可得出的三种金属的活动性顺序是:Fe﹥Cu﹥Ag。
方案B中,铁能和稀盐酸反应生成氢气,而铜和银都不与稀盐酸反应,说明金属活动性顺序表中,铁排在氢前面,铜和银都排在氢后面。由于铜和银都不与稀盐酸反应,故无法比较铜和银的金属活动性强弱。因此无法验证三种金属活动性顺序。
(4)图中实验,A试管内的铁钉既与水接触,又与氧气接触;B试管内铁钉只与水接触(无氧蒸馏水上面的植物油防止空气中的氧气溶于水);C试管内的铁钉只与氧气(或空气)接触。放置一周后,观察到A中铁钉表面有一层铁锈生成,B、C中铁钉表面无明显变化,说明铁锈蚀的条件是:铁与水和氧气同时接触。
(5)A试管中铁锈最严重的部位是在水面与空气的交界处,因为此处铁与水和氧气同时接触。破坏铁生锈的条件就可以防止铁制品生锈,比如在铁制品表面涂油漆,就可以使铁制品与氧气和水分隔绝,防止铁制品生锈。
(6)设混合物中单质铁的质量为x,则混合物中四氧化三铁的质量为:10g-x。根据反应前后铁元素质量相等,, x=1.3g。
项目式探究题型四
1.(2025·福建莆田·模拟预测)2024年,全国粮食总产量首次成功突破1.4万亿斤大关,这一斐然成绩引发了某校实践小组同学们的浓厚兴趣。围绕粮食增产背后的关键因素、粮食发酵化学、化肥所具备的特性,以及粮食在未来多元领域的应用前景等方面,同学们积极开展了项目式学习活动的深入探究。
任务一:调查粮食增产的因素
【信息搜索】中央持续加大支持力度,加强耕地保护,扩大复播面积,持续推进高标准农田建设,推广合理增密、水肥一体等技术、培育耐盐碱小麦品种等。
【交流讨论】
(1)加强耕地保护的措施有 。
任务二:了解粮食发酵化学
(2)在传统粮食发酵产业中,酿酒和酿醋是重要的工艺,酿造的常用原料为大米,其主要成分属于基本营养物质中的 ,该物质在微生物作用下可逐步转化为酒精,酒精在醋酸菌作用下,与氧气反应生成醋酸()水溶液,因此发酵过程中,溶液的pH会 ,测定溶液pH的操作是 。请写出生成醋酸的化学方程式: 。
任务三:认识化肥具有的特性
种植粮食常用的化肥有硝酸铵()、硫酸铵。
【进行实验】
(3)为检验土壤中是否残存上述两种化肥,设计了如下方案:
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量土壤样品加水溶解,静置
②取上层清液于试管中,向其中加入足量溶液后,静置
土壤中含有
③继续向步骤②中的上层清液中滴加少量
产生白色沉淀
土壤中含有
【反思与评价】
(4)步骤②中发生反应的微观实质是 。有同学对上述步骤③得出的结论产生质疑,请用化学方程式说明: 。对此,你提出的改正措施是 。
任务四:探究粮食的应用前景
(5)在当今社会,粮食以其多元价值与广泛用途,于诸多关键领域扮演着无可替代的角色,展现出极为广阔且意义深远的应用前景。如粮食可用于生产可降解塑料,从环保角度分析,使用可降解塑料的意义是 。
【答案】(1)合理使用化肥(合理即可)
(2) 糖类 减小 在玻璃片上放一小片pH试纸,用玻璃棒蘸取少量待测溶液,滴在pH试纸上,将pH显示的颜色与标准比色卡对照
(3) 产生白色沉淀 溶液
(4) 与结合生成沉淀 将步骤②中的溶液换成溶液
(5)防止废弃塑料产生白色污染
【详解】(1)加强耕地保护的措施有:控制工业废弃物排放;合理使用农药化肥;妥善处理生活垃圾;防止土地污染;禁止闲置、荒芜耕地;严格控制乱占耕地等;
(2)大米中富含淀粉,属于糖类;发酵过程中产生的醋酸溶液显酸性,所以发酵过程中,溶液的酸性增强,pH减小;测定溶液pH的操作是在玻璃片上放一小片pH试纸,用玻璃棒蘸取少量待测溶液,滴在pH试纸上,将pH显示的颜色与标准比色卡对照;酒精在醋酸菌作用下,与氧气反应生成醋酸,化学方程式为;
(3)步骤②中加入足量溶液,结合实验结论有,可知发生的反应为,能观察到有白色沉淀生成;
步骤③中结论是土壤中含有Cl-,检验氯离子用硝酸银溶液,银离子与氯离子反应生成氯化银白色沉淀;
(4)步骤②中,该反应的微观实质为与结合生成沉淀;步骤②中加入足量溶液,氯化钡与硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸钡,化学方程式为,会引入,影响步骤③中的检验,可将溶液换成溶液,从而避免对检验的干扰;
(5)传统塑料难以降解,易造成土壤、水体等环境污染。可降解塑料在特定条件下能完全降解为二氧化碳和水,防止废弃塑料产生白色污染。
2.(2025·陕西汉中·模拟预测)冬季下雪后,人们常使用融雪剂消除路面的积雪。化学兴趣小组的同学们对融雪剂消除积雪的原理、融雪剂的成分、如何选择融雪剂等产生了浓厚的兴趣,在老师的指导下,他们开启了项目式学习之旅。
项目一:了解融雪剂消除积雪的原理
【信息检索】常见的融雪剂中主要含有氯化钠、氯化钙、氯化钾。融雪剂溶于水后使混合物的凝固点改变,从而融雪化冰,保障道路交通安全。
【表达交流】
(1)融雪剂溶于水后可 (填“降低”或“升高”)混合物的凝固点,以防止雪水结冰。
项目二:探究融雪剂中是否含有氯化钙
【进行实验】
(2)填写下列表格。
实验步骤
实验操作
实验现象
实验结论
①
将一定量的融雪剂(不考虑其它成分)放入烧杯中,加水溶解,搅拌、静置,取少量所得溶液于试管中,向其中滴加适量的碳酸钠溶液,振荡
该融雪剂中含有
②
重新取少量融雪剂溶液于另一支试管中,滴加 溶液,再滴加稀硝酸,振荡
产生白色沉淀
该融雪剂中含有Cl
【讨论交流】
(3)上述步骤①中发生反应的化学方程式为 。
项目三:选择融雪剂
小组同学调查了市面上几种类型的融雪剂,收集信息如下:
融雪剂种类
融雪速率
对路面的腐蚀性
对土壤的影响
适用温度
每吨价格
氯化钠型
慢
强
土壤板结
-10~-1℃
约300元
氯化钙型
快
较强
土壤轻度板结
-30~-1℃
约500元
新型融雪剂
较快
几乎无
土壤几乎不板结
-40~-1℃
约1000元
【反思评价】
(4)对路面质量要求非常高的机场融雪,你推荐使用的融雪剂是 。
(5)请你对道路除雪行动提出一条合理的建议: 。
【答案】(1)降低
(2) 有白色沉淀生成 硝酸银/AgNO3
(3)
(4)新型融雪剂
(5)建议机械除雪与融雪剂结合使用(合理即可)
【详解】(1)根据题干信息,融雪剂溶于水后会改变混合物的凝固点,使雪水不易结冰。这是通过降低溶液的凝固点实现的,故填:降低;
(2)①碳酸钠能与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀,结合实验结论该融雪剂中含有Ca2+,即含有氯化钙,则现象为:有白色沉淀产生;
②氯离子能与银离子结合成不溶于稀硝酸的氯化银沉淀,根据现象:产生白色沉淀;结论:该融雪剂中含有Cl;则操作为:重新取少量融雪剂溶液于另一支试管中,滴加硝酸银溶液,再滴加稀硝酸,振荡;
(3)上述步骤①中发生反应为碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,方程式为:;
(4)机场对路面腐蚀性要求极高,新型融雪剂“几乎无腐蚀性”,且适用温度范围广(-40~-1℃),符合高标准需求;
(5)过量使用融雪剂会导致土壤板结、水体污染,机械除雪能有效减少化学物质的使用,建议机械除雪与融雪剂结合使用,减少对环境的破坏。
3.(2025·安徽·一模)某课外小组以“探究燃烧的奥秘”为主题开展项目式学习。请你一同参与探究。
【任务一】探究燃烧条件
实验装置如图,实验操作步骤如下:
实验步骤
实验现象
Ⅰ.将一定量的白磷、红磷分别浸入80℃热水中
白磷、红磷均不燃烧
Ⅱ.升高右侧漏斗至红磷露出水面
红磷均不燃烧
Ⅲ.______。
白磷燃烧
(1)实验步骤Ⅲ中的操作是 。
(2)实验现象Ⅰ中白磷不燃烧,Ⅲ中白磷燃烧,对比可得物质燃烧的条件是 。
(3)写出步骤Ⅲ中发生反应的化学方程式 。
【任务二】对燃烧的调控
(4)打铁花是一种传统的民间焰火表演艺术。其原理是将生铁加热熔化成为铁水,再将铁水在空中用力击打而形成四处飞溅的耀眼“铁花”。烧铁水时,用鼓风机不断向燃着的焦炭中鼓入空气,其目的是 。
【答案】(1)升高左侧漏斗至白磷露出水面
(2)与氧气接触
(3)
(4)提供充足的氧气,使燃料充分燃烧
【详解】(1)实验步骤Ⅲ中,实验现象是白磷燃烧,此时温度达到了白磷的着火点,所以只要与氧气接触就可满足白磷燃烧的条件,故实验操作是:升高左侧漏斗至白磷露出水面;
(2)实验步骤Ⅰ中白磷在水下,没接触到氧气不燃烧,实验步骤Ⅲ中白磷接触到氧气燃烧,对比可得物质燃烧的条件是:与氧气接触;
(3)白磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷,化学方程式为;
(4) 烧铁水时,用鼓风机不断向燃着的焦炭中鼓入空气,其目的是提供充足的氧气,使燃料充分燃烧。
4.(2025·广东深圳·一模)学完“金属和金属材料”后,兴趣小组开展“钢铁腐蚀原理及防护方法”项目式研究。
任务一:分析钢铁的腐蚀
(1)小组同学发现盐酸厂中的钢铁制品比铜制品易被腐蚀,其原因是 。潮湿空气中钢铁制品的锈蚀主要是铁与空气中氧气和 共同作用造成的。
任务二:调查并验证钢铁防护方法
【查阅资料】
膜化处理是钢铁防护的重要方法。操作时将钢材放入膜化剂中浸泡,其表面会形成致密、均匀的保护膜。检验膜的抗腐蚀性能的方法是向钢铁表面滴加含CuSO4的腐蚀剂,若60s后钢铁表面才出现红色物质,则抗腐蚀性能达标,且所用时间越长,抗腐蚀性能越好。
【实验1】分别取其它条件相同的膜化后和未膜化的薄钢片于表面皿中,滴加等体积、等浓度的含CuSO4的腐蚀剂,记录出现红色物质所用的时间。进行三组实验,结果如下图所示。
(2)由图可知,膜化后的薄钢片抗腐蚀性能 (填“达标”或“不达标”)。该检验方法的原理是 (用化学方程式表示)。
任务三:探究温度对膜层外观的影响
【实验2】其他条件相同时,将薄钢片放入不同温度的膜化剂中浸泡20min,观察钢片表面形成的膜层外观。结果如下表所示:
实验组别
A
B
C
D
温度℃
50
60
70
80
膜层外观
粗糙
致密、均匀
致密、均匀
粗糙
(3)由表可知,膜层外观符合要求的温度范围是 。
任务四:确定抗腐蚀性能较好的膜化温度
【实验3】选取实验2中膜层外观符合要求的薄钢片进行抗腐蚀性能对比实验,确定膜化效果较好的温度。
(4)设计以下实验方案:
实验操作
分别取上述实验2中的 (填字母)两组膜化后的薄钢片于表面皿中,滴加等体积、等浓度的腐蚀剂,记录出现红色物质所用的时间。
实验现象
与结论
若出现红色物质的时间 (填“越长”或“越短”)则该温度为膜化效果较好的温度。
【实践反思】
(5)研究钢铁防护方法的现实意义是 (写一条)。
【答案】(1) 铁的活动性大于铜 水或H2O
(2) 达标 Fe+CuSO4=FeSO4 + Cu
(3)60~70℃
(4) BC 越长
(5)保护(节约)金属资源/防止环境污染(合理即可)
【详解】(1)小组同学发现盐酸厂中的钢铁制品比铜制品易被腐蚀,是因为铁的活动性大于铜;潮湿空气中钢铁制品的锈蚀主要是铁与空气中氧气和水或H2O共同作用造成的;
(2)有膜化的薄钢片出现红色物质的时间明显推迟,说明加入的含硫酸铜的腐蚀剂与铁接触到需要较长时间,由图可知,膜化后的薄钢片抗腐蚀性能达标;该检验方法的原理是铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,反应的化学方程式为:Fe+CuSO4=FeSO4 + Cu;
(3)从实验2、3结果可知,温度为60℃、70℃时膜层外观是致密、均匀的,所以膜层外观符合要求的温度范围是60~70℃;
(4)分别取上述实验2中的BC两组膜化后的薄钢片于表面皿中,滴加等体积、等浓度的腐蚀剂,记录出现红色物质所用的时间,若出现红色物质的时间越长,则该温度为膜化效果较好的温度;
(5)研究钢铁防护方法的现实意义是保护(节约)金属资源,也防止环境污染。
5.(2025·安徽·模拟预测)某校化学兴趣小组以“金属材料铜”为主题开展项目式学习:
【项目一】铜的冶炼
我国是最早使用湿法炼铜的国家、古书记载“曾青得铁则化铜”。
(1)“青铜”属于 (填“单质”或“合金”)。
(2)“曾青”即硫酸铜溶液,湿法炼铜所发生反应的化学方程式为 ,该反应属于 (填基本反应类型)。
【项目二】铜的化学性质
为探究铜、铁、银的金属活动性,及其与氢的位置关系,设计如图实验。
(3)①实验a可观察到的现象有 。
②为达成预期实验目的,至少还需补充一个实验,该实验是 。
【项目三】分析铜锈的成分
铜锈赋予青铜器历史感。铜锈主要有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl,考古界根据铜锈是否会加速铜的锈蚀分为“有害锈”和“无害锈”,其作用示意图如下:
(4)据图可知Cu2(OH)3Cl具有疏松结构,属于有害锈原因 。
(5)青铜器在含有Cl﹣的环境中易生成CuCl,随着环境条件的变化而发生锈蚀。CuCl在潮湿的空气中易被氧气氧化生成Cu2(OH)3Cl和HCl,则该反应的化学方程式是 。
【答案】(1)合金
(2) 置换反应
(3) 析出银白色固体,溶液由无色变蓝色 稀硫酸和铜粉混合
(4)疏松多孔,能够吸收水蒸气、氯化物和氧气,促进生锈
(5)
【详解】(1)“青铜”是铜锌合金,属于合金;
(2)“曾青”即硫酸铜溶液,湿法炼铜时,发生的反应是硫酸铜和铁反应生成硫酸亚铁和铜,化学方程式为;
该反应是由一种单质和一种化合物反应生成一种单质和一种化合物的反应,属于置换反应;
(3)①实验a中,铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银,可观察到的现象有析出银白色固体,溶液由无色变蓝色;
②实验a中铜能与硝酸银反应,说明铜的活动性强于银,实验b中铁能稀硫酸反应,说明在金属活动顺序中,铁排在氢之前,为达成预期实验目的,至少还需补充一个实验验证铁和铜的金属活动性顺序,该实验可以是稀硫酸和铜混合,铜不能和稀硫酸反应,说明铜在金属活动性顺序中排在氢后面,从而说明铜不如铁活泼,则可验证三种金属的活动性顺序为Fe>Cu>Ag;
(4)由图可知Cu2(OH)3Cl具有疏松结构,Cu2(OH)3Cl属于有害锈,是因为其结构疏松多孔,能够吸收水蒸气、氯化物和氧气,促进生锈;
(5)CuCl在潮湿的空气中易被氧气氧化生成Cu2(OH)3Cl和HCl,该反应的化学方程式是。
6.(2025·湖北黄石·一模)某兴趣小组对酸碱中和反应开展了项目式学习。
【任务一】:从能量变化角度探究酸和碱的反应。
某小组同学根据稀硫酸与氢氧化钠溶液反应过程中溶液温度升高得出两者能反应的结论。某同学认为此结论不够严谨。该同学在室温下借助传感器设计了以下实验:
①10mL质量分数为20%的稀硫酸与10mL蒸馏水混合,测量溶液温度的变化;
②10mL质量分数为20%的氢氧化钠溶液与10mL蒸馏水混合,测量溶液温度的变化;
③10mL质量分数为20%的稀硫酸与10mL质量分数为20%的氢氧化钠溶液混合,测量溶液温度的变化。三个实验中溶液温度随时间变化的关系如图所示。
(1)能说明20%的氢氧化钠溶液和20%稀硫酸发生了反应的证据是 。
(2)写出氢氧化钠和稀硫酸反应的化学方程式 。
【任务二】:探究氢氧化钠与硫酸反应的实质(提示:Na2SO4溶液呈中性)。
实验二:该组同学借助数字化技术探究“稀硫酸与NaOH溶液反应”,传感器测定的pH和温度随溶液质量变化情况如图2、图3所示:
(3)①根据图2曲线判断,图1实验中的溶液A是 (填“稀硫酸”或“NaOH溶液”)。
②图3中的M处与图2曲线上的 (填字母序号)点相对应。
【任务三】:探究氢氧化钠与硫酸反应后溶液中溶质的成分
【猜想】猜想一:只有Na2SO4 猜想二:Na2SO4和NaOH猜想三:Na2SO4和H2SO4
【实验方案】
(4)兴趣小组为证明各猜想正确,设计了如下方案:
方案
现象
结论
方案一:取少量样品于试管中,滴加酚酞溶液,振荡
无明显现象
猜想一成立
方案二:取少量样品于试管中,通入CO2
产生白色沉淀
猜想二成立
方案三:取少量样品于试管中,加入Na2CO3粉末
猜想三成立
【实验反思】
(5)小组成员在老师指导下,确认了方案 是正确的。
【答案】(1)实验③溶液温度升高且高于实验①和实验②
(2)
(3) 稀硫酸 Y
(4)有气泡产生
(5)三
【详解】(1)实验①是10mL质量分数为20%的稀硫酸与10mL蒸馏水混合,实验②是10mL质量分数为20%的氢氧化钠溶液与10mL蒸馏水混合,这两个实验主要是为了排除溶液稀释过程中温度变化对实验的干扰;实验③是10mL质量分数为20%的稀硫酸与10mL质量分数为20%的氢氧化钠溶液混合,由图1可知,实验③中溶液温度升高且高于实验①和实验②的温度变化,这就说明除了溶液稀释可能引起的温度变化外,还有其他热量产生,而这个热量是由于20%的氢氧化钠溶液和20%稀硫酸发生反应放出的热量导致的,所以能说明发生反应的证据是实验③溶液温度升高且高于实验①和实验②;
(2)氢氧化钠与稀硫酸反应生成硫酸钠和水,化学方程式为;
(3)①由图2可知,溶液一开始的pH大于7,显碱性,说明该实验是将稀硫酸逐滴加到氢氧化钠溶液中,故图1实验中的溶液A是稀硫酸;
②由图3可知,M点对应温度达到最高,说明此时氢氧化钠与稀硫酸恰好完全反应生成硫酸钠和水,溶液呈中性,即pH=7,则图3中的M处与图2曲线上的Y点相对应;
(4)猜想三成立意味着反应后溶液中溶质含有硫酸和硫酸钠,则方案三中,取少量样品于试管中,加入粉末,硫酸与碳酸钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,所以会观察到有气泡产生的现象;
(5)方案一取少量样品于试管中,滴加酚酞溶液振荡,无明显现象,酚酞溶液遇碱性溶液变红,遇酸性或中性溶液不变色,猜想一中只有,溶液显中性,滴加酚酞溶液无明显现象;猜想二中有和NaOH,溶液显碱性,滴加酚酞溶液会变红;猜想三中有和,溶液显酸性,滴加酚酞溶液无明显现象,所以仅根据此现象只能说明溶液不显碱性,不能确定一定是猜想一成立,故方案一是错误的;方案二取少量样品于试管中,通入,氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,该反应无明显现象,观察不到产生白色沉淀,而硫酸钠、硫酸与二氧化碳均不反应,无明显现象,故方案二也是错误的;方案三取少量样品于试管中,加入粉末,硫酸与碳酸钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,有气泡产生,硫酸钠、氢氧化钠与碳酸钠均不反应,无明显现象,故方案三是正确的。
7.(2025·广西柳州·一模)兴趣小组的同学们对某食品包装里的脱氧剂感兴趣,于是对该食品脱氧剂进行项目式实验探究。
任务一:查阅资料
该食品脱氧剂的主要成分包括铁粉、活性炭和食盐。
(1)该脱氧剂原理是铁粉吸收氧气生成氧化铁,写出其反应的化学方程式 。
任务二:脱氧剂废渣成分探究
(2)推测脱氧剂废渣成分:一定有C、、 ,可能还有Fe。
(3)实验验证:用试管取样,加足量稀盐酸,观察到有气泡产生,证明废渣中有 。
任务三:分离脱氧剂废渣中各成分并回收
设计流程如下图所示:
(4)操作①中分离出铁粉的方法是 。
(5)流程中多次用到过滤,过滤必需的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和 。
(6)滤液中溶质主要是NaCl,由滤液得到NaCl固体的操作是 。
任务四:探究实验的反思
(7)写出一条保护金属资源的有效途径 。
【答案】(1)
(2)NaCl/氯化钠
(3)Fe
(4)用磁铁吸引铁粉
(5)漏斗
(6)蒸发结晶
(7)防止金属腐蚀/回收利用废旧金属等
【详解】(1)该脱氧剂原理是铁粉吸收氧气生成氧化铁,反应的化学方程式为,故填:;
(2)由题干的信息可知,该食品脱氧剂的主要成分包括铁粉、活性炭和食盐,铁粉能吸收氧气生成氧化铁,铁粉可能未反应完,因此脱氧剂废渣中一定有C、、氯化钠,可能还有Fe,故填:氯化钠或NaCl;
(3)实验验证:铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,用试管取样,加足量稀盐酸,观察到有气泡产生,证明废渣中有铁,故填:Fe;
(4)铁粉能被磁铁吸收,因此操作①中分离出铁粉的方法是用磁铁吸引铁粉,故填:用磁铁吸引铁粉;
(5)过滤必需的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和漏斗,故填:漏斗;
(6)氯化钠的溶解度受温度影响较小,由滤液得到NaCl固体的操作是将滤液加热蒸发,使水分逐渐蒸发,NaCl晶体就会逐渐析出,故填:蒸发结晶;
(7)保护金属资源的有效途径:防止金属的腐蚀,金属的回收利用,有计划、合理地开采矿物,寻找金属的代用品等,故填:防止金属腐蚀或回收利用废旧金属等。
8.(2025·福建莆田·模拟预测)中国力争2060年前实现“碳中和”,体现了中国对解决气候问题的大国担当。化学兴趣小组的同学在实验室围绕“碳中和”展开了一系列项目式学习。
任务一:的制备
(1)实验室制备二氧化碳发生反应的化学方程式为 ,如图所示装置为实验室制取二氧化碳常用的发生装置,若要控制反应的发生与停止,应选择的发生装置为 (填字母)。
任务二:碳中和的途径
碳替代、碳减排、碳封存、碳循环是实现“碳中和”的4种主要途径。科学家预测,到2050年,4种途径对全球“碳中和”的贡献率如图所示。
(2)到2050年,对全球“碳中和”贡献率最大的途径是 。该途径可有效保护化石能源,据此推测该途径的措施是 。
(3)碳封存是先将气态压缩成超临界流体,然后注入不可采用的煤层,利用煤对气体的吸附能力不同,用驱替气体,该过程体现的吸附能力: (填“>”“<”或“=”),变成超临界流体过程中发生变化的是 。
(4)碳循环是自然界物质和能量循环的重要组成部分,请举一列其在生物圈中的循环方式: 。
(5)请提出一条关于碳减排的有效措施: 。
任务三:自制简易捕捉器
(6)某同学利用如图装置比较不同吸收剂对的吸收效果。将以相同流速通入不同的吸收剂中,在第30秒时,观察澄清石灰水的变化情况(实验结果如表所示)。
吸收剂
用量/mL
烧杯中的现象
水
30
浑浊
饱和石灰水
30
较浑浊
5%KOH溶液
30
无明显现象
上述吸收剂中,吸收效果最好的是 ,该小组同学选择最佳吸收剂,自制了如图所示的简易捕捉器。该方法中石灰乳的作用是 。
【答案】(1) C
(2) 碳替代 开发新能源代替化石能源(合理即可)
(3) < 的分子间隔
(4)植物的光合作用和动植物的呼吸作用(合理即可)
(5)低碳出行,绿色环保(合理即可)
(6) 5%KOH溶液 将吸收后溶液中的转化为KOH,从而实现吸收剂的循环利用
【详解】(1)实验室制备二氧化碳的原理是石灰石中的碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,故发生反应的化学方程式写为:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
由图可知,装置B通过控制分液漏斗活塞可以实现控制滴入稀盐酸的速率,从而控制反应速率,装置C可以通过控制弹簧夹,实现反应的发生与停止,故填C。
(2)由图可知,4种途径对全球“碳中和”的贡献率最大的是碳代替,高达47%,故填碳代替;
碳替代能有效保护化石能源,说明该途径可减少化石燃料的使用,从而减少二氧化碳的排放,由此推知,该途径的措施是开发新能源代替化石能源,故填开发新能源代替化石能源。
(3)利用煤对气体的吸附能力不同,用CO2驱替CH4气体,该过程体现的吸附CH4的能力小于吸附CO2的能力,故填<;
CO2变成超临界流体过程中,分子本身不变,发生变化的是CO2分子的间隔,故填CO2分子的间隔。
(4)自然界中,植物的光合作用消耗二氧化碳,动植物的呼吸作用释放二氧化碳,故填植物的光合作用和动植物的呼吸作用。
(5)低碳出行,降低二氧化碳的排放,绿色环保,故填低碳出行,绿色环保。
(6)吸收剂的吸收效果越好,则进入烧杯中的二氧化碳越少,溶液越澄清,由此可知,吸收效果最好的是5%KOH溶液,故填5%KOH溶液;
KOH吸收二氧化碳的原理是氢氧化钾与二氧化碳反应生成碳酸钾和水,在制作的简易二氧化碳捕捉器中,反应生成的碳酸钾能与石灰乳的主要成分氢氧化钙发生反应生成KOH,从而实现吸收剂的循环利用,故填将吸收后溶液中的转化为KOH,从而实现吸收剂的循环利用。
9.(2025·四川宜宾·一模)为了人类共同生活的家园,垃圾分类从我做起。某校实践小组的同学们对垃圾的分类、处理、焚烧产物等展开了项目式学习。
【任务一】学习垃圾分类处理的方法
生活垃圾处置流程如图所示。
(1)将废弃物分类填写在相应的垃圾分类序号内。
①塑料瓶 ②废旧电池 ③过期药物 ④废易拉罐 ⑤果皮蛋壳 ⑥尿不湿 ⑦快递纸箱 ⑧瓷碗碎片 ⑨剩菜剩饭 ⑩玻璃酒瓶。
其中可回收垃圾有 ,有害垃圾 。
(2)厨余垃圾的堆肥处理过程中会发生 (填“物理”或“化学”)变化。
(3)垃圾焚烧产生的烟气中含有,过多的排放到空气中,会形成 (填一环境问题)。
【任务二】探究垃圾焚烧产生的气体成分
【咨询交流】同学们从技术人员处了解到,部分垃圾可采用焚烧的方法进行处理。不同垃圾焚烧后产生的气体不同。某垃圾焚烧产生的气体可能是中的一种或几种。
【提出问题】该垃圾焚烧后产生的气体中是否含有?
【查阅资料】I.通入澄清石灰水会产生白色浑浊。
II.能使品红溶液褪色,而、不能。
III.易与酸性高锰酸钾溶液反应而被吸收,而、不与酸性高锰酸钾溶液反应。
IV.CO能使湿润的黄色氯化钯试纸变蓝。
【进行实验】利用垃吸燃烧产生的气体设计了如下图所示的实验。
(4)一氧化碳与二氧化碳的性质具有很大差异的原因是 。从环保的角度看,此实验装置有一个缺陷,请你指出该缺陷: 。
(5)当观察到 ,湿润的黄色氯化钯试纸变蓝,说明该垃圾焚烧后生成的气体中有。
(6)小丽认为该方案仍不够严谨,于是对实验进行了改进:增加一个装有酸性高锰酸钾溶液的试剂瓶D;改进后实验装置的连接顺序为 (填字母,实验装置可重复使用)。能确定生成的气体中有的现象是 。
【答案】(1) ①④⑦⑩ ②③
(2)化学
(3)酸雨
(4) 分子构成不同 没有尾气处理装置
(5)品红溶液褪色,澄清石灰水变浑浊
(6) ADABC 经过D装置后的品红溶液不褪色,B中澄清石灰水变浑浊
【详解】(1)可回收垃圾是指回收后经过再加工可以成为生产原料或者经过整理可以再利用的物品,主要包括废纸类、塑料类、玻璃类、金属类、电子废弃物类、织物类等,厨余垃圾是指家庭中产生的菜帮菜叶、瓜果皮核、剩饭剩菜、废弃食物等易腐性垃圾,以及农贸市场、农产品批发市场产生的蔬菜瓜果垃圾、腐肉、肉碎骨、水产品、畜禽内脏等,有害垃圾是指生活垃圾中的有害物质,主要包括废电池(镉镍电池、氧化汞电池、铅蓄电池等),废荧光灯管(日光灯管、节能灯等),废温度计,废药品,废油漆、溶剂及其包装物,废杀虫剂、消毒剂及其包装物,废胶片剂废相纸等,其他垃圾是指除厨余垃圾、可回收物、有害垃圾之外的生活垃圾,以及难以辨识类别的生活垃圾。①塑料瓶、④废易拉罐、⑦快递纸箱、⑩玻璃酒瓶均属于可回收物, ⑥尿不湿、 ⑧瓷碗碎片属于其他垃圾,⑤果皮蛋壳、⑨剩菜剩饭属于厨余垃圾,②废旧电池 、③过期药物 属于有害垃圾。故其中可回收垃圾有①④⑦⑩;有害垃圾②③。
(2)厨余垃圾的堆肥处理过程中,产生新物质,会发生化学变化。故填:化学。
(3)垃圾焚烧产生的烟气中含有SO2,过多的SO2排放到空气中,会形成酸雨。故填:酸雨。
(4)一氧化碳与二氧化碳的性质具有很大差异的原因是分子构成不同;一氧化碳有毒,直接排放到空气中会污染环境,则从环保角度看,此实验装置有一个缺陷是缺少尾气处理装置。
(5)根据实验结论该垃圾焚烧后生成的气体中有SO2、CO、CO2,SO2能使品红溶液褪色,而CO、CO2不能,可观察到A中品红溶液褪色,说明垃圾焚烧后生成的气体中有SO2,由于气体中含有CO2,可观察到B中澄清石灰水变浑浊,C中湿润的黄色氯化钯试纸变蓝,说明有CO生成。故填:品红溶液褪色,澄清石灰水变浑浊。
(6)由于SO2通入澄清石灰水也会产生白色浑浊,因此要验证CO2,首先要排除SO2的干扰,根据SO2能使品红溶液褪色,SO2易与酸性高锰酸钾溶液反应而被吸收,而CO2、CO不能,则可先用品红溶液检验SO2,然后用酸性高锰酸钾溶液吸收SO2,在通过品红溶液确定SO2是否吸收完全,然后通过澄清石灰水检验CO2,再通过C装置检验CO,所以正确的连接顺序为ADABC;经过装置后品红溶液不褪色,说明SO2已经吸收完全,B中澄清石灰水变浑浊,即可确定生成的气体中含有CO2。故填:ADABC;经过D装置后的品红溶液不褪色,B中澄清石灰水变浑浊。
10.(2025·四川宜宾·一模)生态富民是我国实现高质量发展的重要路径。近年来,我国一些地区创新采用了“渔光互补”发展模式,化学实践小组的同学们对渔光互补的工作模式、鱼塘水的成分等产生了浓厚的兴趣,他们在老师的指导下展开了项目式学习活动。
任务一:了解渔光互补模式
【信息检索】同学们上网查阅资料,了解到“渔光互补”是在水面上方架设光伏板发电,下方的水域则用于水产养殖,形成“上可发电,下可养鱼”的发展模式。
【分析交流】
(1)光伏发电过程中能量的转化形式是光能转化为 能。
任务二:检测分析鱼塘水质
【听取介绍】 同学们来到“××渔光互补示范园”参观,据专家介绍,水产养殖过程中需保证合适的水温、溶氧量和酸碱度。
【检测水质】
(2)同学们用 对鱼塘水的酸碱度进行了检测。
【小组讨论】
(3)同学们继续测定了不同时间段内鱼塘水的pH, 并根据测定结果绘制了相应图像(如图)。同学们分析,鱼塘水中溶有鱼呼吸产生的二氧化碳,所以pH 应该减小,但从清晨到中午,鱼塘水的pH却逐渐增大其原因可能是
【教师指导】老师告诉同学们:①鱼塘底部塘泥中的有机物分解易使水质酸性增强;②该鱼塘养殖鱼虾,需定期投入CaCl2为鱼虾补充钙质;硬水中含有较多钙离子和镁离子。
【假设猜想】同学们猜想:该鱼塘水呈酸性,且含有CaCl2。
【进行实验】
(4)填写空白处
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量鱼塘水于试管中,向其中滴加几滴 。
溶液变成红色
鱼塘水呈酸性且含有CaCl2
②另取少量鱼塘水于试管中,向其中滴加足量Na2CO3,震荡,静置。
先 ,一段时间后产生沉淀
【反思评价】
(5)步骤②中产生的沉淀是 所发生反应的化学方程式为 。
(6)自然界中的水一般都是硬水,所以有同学对实验结论提出了质疑理由是 。同学们改进方案后重新进行实验,得出了正确的实验结论。
【成果分享】同学们通过实践活动,了解到“渔光互补”是一项具有发展潜力的高效生产模式,“渔光互补”实现了生态富民,既能增加水产品、电力和旅游收入,实现经济效益,又能改善水质、减少污染,实现社会效益。
【答案】(1)电
(2)pH试纸或(pH计)
(3)水中藻类会进行光合作用
(4) 紫色石蕊溶液 产生气泡
(5) CaCO3/碳酸钙
(6)鱼塘水中含有的钙、镁离子都会和碳酸钠中的碳酸根离子结合生成白色沉淀,无法确定是钙离子
【详解】(1)太阳能光伏电池是直接利用太阳光照射直接转化为电能,因此此过程是光能转化为电能的过程;
(2)同学们可利用pH试纸或(pH计)对鱼塘水的酸碱度进行检测;
(3)从清晨到中午,鱼塘水的pH却逐渐增大,是因为中午,在光照充足的情况下,藻类植物会吸收水中的二氧化碳利用光合作用转化为氧气,使鱼塘水的酸性减弱,导致pH增大;
(4)根据实验结论鱼塘水呈酸性,且含有氯化钙;
①根据酸性溶液能使紫色石蕊试液变红,故取少量鱼塘水于试管中,向其中滴加几滴紫色石蕊试液,可观察到溶液变成红色;
②另取少量鱼塘水于试管中,向其中滴加足量Na2CO3,震荡,静置,碳酸钠先与酸性物质反应生成二氧化碳气体,待酸性物质反应完全,氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,则可观察到先会产生气泡,一段时间后产生沉淀;
(5)步骤②中氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,沉淀的沉淀为碳酸钙,化学方程式为;
(6)自然界中的水一般都是硬水,即鱼塘水本身就是硬水,水中含有可溶性的钙、镁化合物,钙、镁离子会和碳酸钠中的碳酸根离子结合生成碳酸镁、碳酸钙白色沉淀,因此通过产生白色沉淀,无法确定是钙离子,因此对上述实验结论提出质疑。
11.(2025·辽宁大连·一模)化学小组以“铁”为主题开展项目式学习。
【任务一】认识铁元素
(1)如图为铁元素在元素周期表中的信息,可知铁原子的质子数为 ,相对原子质量为 。
【任务二】了解铁元素与人体健康的关系
(2)健康人体内,总量4-5g的铁元素主要以化合物形式存在,缺铁会患___________(填字母)。
A.骨质疏松 B.甲状腺疾病 C.贫血症 D.侏儒症
【任务三】验证铁与铜、银三种金属的金属活动性顺序。
方案A
方案B
(3)用A、B两个方案验证铁与铜、银三种金属的金属活动性顺序。方案A实验得出的三种金属的活动性顺序是 ,判断的依据是 。方案B无法验证三种金属活动性顺序,原因是 。
【任务四】探究铁的锈蚀条件
(4)取三枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管中,如图进行实验,放置一周后,观察到A中铁钉表面有一层铁锈生成,B、C中铁钉表面无明显变化,得出铁锈蚀的条件是 。
(5)观察发现A中铁钉锈蚀最严重的部位是 。防止铁生锈的一种措施是 。
【任务五】定量测定混合物中单质铁的质量
(6)将铁和四氧化三铁的混合物10g,通入一氧化碳加热使其充分反应后,得到单质铁的质量为7.6g。计算10g混合物中单质铁的质量为 。
【答案】(1) 26 55.85
(2)C
(3) Fe﹥Cu﹥Ag(合理即可) 铁能从硫酸铜溶液中置换出铜,而银不能置换出铜 铜和银都不与稀盐酸反应,无法比较铜和银的活动性强弱
(4)铁生锈需要同时与水和氧气接触
(5) 在水面与空气的交界处 在铁制品表面涂油漆(合理即可)
(6)1.3g
【详解】(1)元素周期表信息示意图中,元素名称左上角的数字表示原子序数,原子序数=核内质子数。据图可知,铁的原子序数为26,故铁原子的质子数为26。元素周期表信息示意图中,元素名称正下方的数字表示相对原子质量,因此铁的相对原子质量为55.85。
(2)缺钙会导致骨质疏松,缺碘会导致甲状腺肿大,缺锌可能会患侏儒症。铁是血红蛋白的重要组成部分,缺铁易导致贫血。故选C。
(3)方案A中,铁将铜从硫酸铜溶液中置换出来,说明铁的金属活动性比铜强,而银不能置换出铜,说明银的金属活动性比铜弱,因此可得出的三种金属的活动性顺序是:Fe﹥Cu﹥Ag。
方案B中,铁能和稀盐酸反应生成氢气,而铜和银都不与稀盐酸反应,说明金属活动性顺序表中,铁排在氢前面,铜和银都排在氢后面。由于铜和银都不与稀盐酸反应,故无法比较铜和银的金属活动性强弱。因此无法验证三种金属活动性顺序。
(4)图中实验,A试管内的铁钉既与水接触,又与氧气接触;B试管内铁钉只与水接触(无氧蒸馏水上面的植物油防止空气中的氧气溶于水);C试管内的铁钉只与氧气(或空气)接触。放置一周后,观察到A中铁钉表面有一层铁锈生成,B、C中铁钉表面无明显变化,说明铁锈蚀的条件是:铁与水和氧气同时接触。
(5)A试管中铁锈最严重的部位是在水面与空气的交界处,因为此处铁与水和氧气同时接触。破坏铁生锈的条件就可以防止铁制品生锈,比如在铁制品表面涂油漆,就可以使铁制品与氧气和水分隔绝,防止铁制品生锈。
(6)设混合物中单质铁的质量为x,则混合物中四氧化三铁的质量为:10g-x。根据反应前后铁元素质量相等,, x=1.3g。
12.(2025·江苏扬州·一模)某校社会实践小组的同学们对垃圾的分类、处理、焚烧产物及宣传活动等方面开启了项目式学习之旅。
任务一:认识垃圾的分类
(1)分类收集:矿泉水瓶应放入垃圾桶的图标是 (填字母)。
A. B. C. D.'
(2)垃圾筛分:可根据 区分铜和铝。
任务二:调查垃圾分类的价值
(3)部分垃圾中存在有害物质,如破损的体温计里有重金属 (填化学用语),会通过水、土、空气进入人体,引起各种疾病。
(4)厨余垃圾采取厌氧发酵,可加工制成生物柴油,其属于 (选“可再生”或“不可再生”)能源。
任务三:探究垃圾焚烧产生的气体成分
【提出问题】某垃圾焚烧后产生的气体中是否含有SO2、CO、CO2?
【查阅资料】①SO2通入澄清石灰水会产生白色浑浊。
②SO2能使品红溶液褪色,而CO2、CO不能。
③PdCl2溶液可用于检验CO,生成黑色的Pd沉淀、CO2和盐酸。
④二氧化硫能使酸性高锰酸钾溶液褪色,且酸性高锰酸钾能除去二氧化硫。
【进行实验】利用垃圾燃烧产生的气体设计了如图-1所示的实验。
(5)装置A中观察到品红溶液褪色,说明气体中含有 ;装置C中产生黑色沉淀,说明气体中含有CO,该反应的化学方程式为 。
(6)小丽认为该实验不足以说明气体中含有CO2,于是对实验进行了改进:增加一个装有足量的酸性KMnO4溶液的试剂瓶D(如图-2),该装置应加在装置 (填“AB”或“BC”)之间,则能确定气体中含有CO2的现象是 。
任务四:设计垃圾分类回收的宣传活动
(7)为了强化垃圾分类意识,让人们了解并执行分类措施,请你提出一条有价值的建议: 。
【答案】(1)B
(2)颜色
(3)Hg
(4)可再生
(5) 二氧化硫/SO2 PdCl2 + H2O + CO = Pd↓+ CO2 + 2HCl
(6) AB KMnO4溶液颜色变浅,石灰水变浑浊
(7)加强垃圾分类回收教育
【详解】(1)矿泉水瓶属于可回收物,故选B。
(2)铜为紫红色固体,铝为银白色固体,则可通过颜色区分。
(3)体温计中含有重金属汞,符号为Hg。
(4)厨余垃圾可发酵为生物柴油,短时间可形成,属于可再生能源。
(5)二氧化硫能使品红溶液褪色,则说明气体中含有二氧化硫;
一氧化碳和PdCl2反应生成Pd沉淀、CO2和盐酸,反应的化学方程式为:。
(6)二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊,高锰酸钾能除去二氧化硫,则可将该装置加在装置AB之间;
二氧化硫能使酸性高锰酸钾溶液褪色,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,则能证明二氧化碳的现象为:KMnO4溶液颜色变浅,石灰水变浑浊。
(7)加强垃圾分类回收教育,有利于强化垃圾分类意识。
13.(2025·贵州铜仁·模拟预测)口腔健康不容忽视,某兴趣小组开展研制健齿牙膏的项目式研究。通过查阅资料,牙膏中需要加入摩擦剂、酸碱度调节剂和美白剂。根据要求回答下列问题:
项目一:认识口腔环境
(1)某同学喜欢吃甜食,喝酸性饮料,试猜测用餐后该同学口腔环境呈 (填“酸性”或“碱性”)。
(2)用餐一段时间后,测得某同学唾液的pH为5.4,结合下图分析,该同学的牙齿可能患有 。
项目二:选择摩擦剂
(3)牙膏中摩擦剂一般占配方的20%~50%,有去除食物残渣、牙渍牙菌斑的作用,请推测摩擦剂应具备的性质有 (答一点即可)。
(4)水合硅石和碳酸钙是常用的摩擦剂。
材料
价格(元/kg)
颗粒形貌
水合硅石
1000
外形圆润
碳酸钙
50
棱角分明
请结合上表分析,你选择的摩擦剂及理由是 。
项目三:选择酸碱度调节剂
糖在牙菌斑中代谢的主要产物是乳酸,会导致牙齿脱矿,因此牙膏中需要添加能与乳酸反应的物质。已知乳酸()溶液呈弱酸性,乳酸盐溶液呈弱碱性。该兴趣小组通过以下实验进行探究:
实验序号
实验操作
实验现象
实验结论
1
取适量铁粉于试管中,向试管中加入2mL乳酸溶液
有气泡冒出
乳酸溶液能与铁反应
2
取适量氧化铜粉末于试管中,向试管中加入2mL乳酸溶液,加热
先无明显现象,加热后固体溶解,溶液由无色变为蓝色
乳酸溶液能与氧化铜反应
3
取适量氢氧化钠固体于试管中,再向试管中加入2mL乳酸溶液
固体溶解,试管外壁发热
乳酸溶液能与氢氧化钠反应
4
适量碳酸氢钠粉末于试管中,再向试管中各加入2mL乳酸溶液
固体溶解,有气泡冒出
乳酸溶液能与碳酸氢钠反应
(5)小明同学对实验3的结论提出了质疑,理由是 ,欲证明乳酸能与氢氧化钠反应,请设计实验 。
(6)同学们通过充分讨论,最终选择碳酸氢钠作为牙膏的酸碱度调节剂,不选择氢氧化钠的理由是 。同时还总结出乳酸的化学性质有 。(至少两条)
【答案】(1)酸性
(2)龋齿
(3)难溶于水(或颗粒较细小等,答案合理即可)
(4)选择水合硅石,理由是其外形圆润,在清洁牙齿时对牙齿磨损小(或选择碳酸钙,理由是其价格便宜 )
(5) 氢氧化钠固体溶于水也会放热,仅根据试管外壁发热不能证明乳酸能与氢氧化钠反应 取适量氢氧化钠溶液于试管中,滴入几滴酚酞溶液,溶液变红,再逐滴加入乳酸溶液,边加边振荡,观察到溶液红色逐渐变浅直至消失 (答案合理即可)
(6) 氢氧化钠具有强腐蚀性,会对牙齿和口腔造成伤害 能与活泼金属反应、能与金属氧化物反应、能与碱反应、能与碳酸盐反应(任写两条即可)
【详解】(1)甜食在口腔中被细菌分解会产生酸性物质,且饮用酸性饮料,所以用餐后口腔环境呈酸性。
(2)从图中可知临界pH约为5.5,某同学唾液pH为5.4,小于临界pH,牙齿处于酸性环境易被腐蚀,所以可能患有龋齿。
(3)摩擦剂要能在口腔中发挥去除食物残渣、牙渍牙菌斑的作用,且不会被唾液溶解而失去作用,所以应难溶于水;颗粒较细小能在不损伤牙齿的前提下更好地发挥清洁作用。
(4)从表格看,水合硅石外形圆润,使用时对牙齿损伤小;碳酸钙价格仅为50元/kg,相比水合硅石价格便宜很多,可从这两方面考虑选择。
(5)氢氧化钠固体本身溶于水就会放出热量,所以仅通过实验 3 中试管外壁发热这一现象,不能确凿地证明是乳酸与氢氧化钠发生反应放出的热;
氢氧化钠溶液显碱性,能使酚酞溶液变红。若乳酸能与氢氧化钠反应,随着乳酸的加入,氢氧化钠被消耗,溶液碱性减弱,红色会逐渐变浅直至消失,通过这一现象可证明乳酸能与氢氧化钠反应。
(6)氢氧化钠是强碱,具有强腐蚀性,不适合用于牙膏这种接触口腔和牙齿的产品中;
从实验 1 可知乳酸能与活泼金属(铁)反应;从实验 2 可知能与金属氧化物(氧化铜)反应;从实验 3 可知能与碱(氢氧化钠)反应;从实验 4 可知能与碳酸盐(碳酸氢钠)反应,任选两条即可。
14.(2025·湖南·模拟预测)擂辣椒皮蛋是一道湖南名菜,化学兴趣小组同学想以其中的皮蛋为研究对象开展项目式学习。
【任务一】探究皮蛋的酸碱性
(1)取皮蛋捣碎,加水、浸泡、过滤,得到皮蛋浸出液,将无色酚酞溶液滴加到浸出液中,观察到 ,说明皮蛋呈碱性。
【任务二】制作皮蛋过程
1、选蛋:选取合适的鸭蛋。
2、配料与裹料泥:将买来的皮蛋粉放入容器中,加足量水调制成糊状料泥,将料泥裹满鸭蛋。
3、密封:将料泥包裹的鸭蛋密封在玻璃瓶中存放一段时间,即可制成皮蛋。
【任务三】探究皮蛋呈碱性的原因
兴趣小组的成员一致认为是皮蛋粉里面的某些成分导致皮蛋呈碱性,于是取少量皮蛋粉于烧杯中,加入足量水,充分搅拌后过滤,对滤液的成分进行探究。
【查阅资料】
(2)皮蛋粉:主要成分为、NaCl、CaO、黄土(不参加反应起粘合作用)皮蛋粉加水过程中发生了反应,请写出其中一个化合反应的化学方程式: 。小组同学讨论后,一致认为,滤液中溶质的成分一定含有NaCl和 。
【提出问题】滤液中还可能含有哪些溶质?
【作出猜想】
(3)猜想1:还含有;
猜想2: ;
猜想3:还含有和;
猜想4:不含其它溶质
有同学认为猜想3一定错误,原因是: (用化学方程表示)
【设计与实验】
(4)
实验操作
实验现象
实验结论
实验1:取少量滤液于试管中,滴加溶液
猜想2正确
【得出结论】
小组同学得出结论:猜想2正确。
【答案】(1)溶液变红
(2) /氢氧化钠
(3) 还含有
(4)有白色沉淀生成
【详解】(1)无色酚酞溶液遇碱性溶液变红色,取皮蛋捣碎,加水、浸泡、过滤,得到皮蛋浸出液,将无色酚酞溶液滴加到浸出液中,观察到溶液变红色,说明皮蛋呈碱性;
(2)皮蛋粉:主要成分为、NaCl、CaO、黄土(不参加反应起粘合作用),皮蛋粉加水过程中氧化钙和水反应生成氢氧化钙,该反应是两种物质生成一种物质,属于化合反应,化学方程式为;
皮蛋粉加水过程中氧化钙和水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,其中氯化钠易溶于水,则滤液中的成分一定含有NaCl和NaOH,可能含有氢氧化钙或碳酸钠;
(3)皮蛋粉加水过程中氧化钙和水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠;
猜想1:还含有;
猜想2: 还含有碳酸钠;
猜想3:还含有和;
猜想4:不含其它溶质;
其中猜想3错误,是因为碳酸钠额氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,二者在溶液中不能共存,化学方程式为;
(4)根据结论猜想2正确,即还含有碳酸钠,实验1:可取少量滤液于试管中,滴加氯化钡溶液,碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,可观察到产生白色沉淀。
15.(2025·安徽·模拟预测)某校化学兴趣小组以“金属材料铜”为主题开展项目式学习:
【项目一】铜的冶炼
我国是最早使用湿法炼铜的国家、古书记载“曾青得铁则化铜”。
(1)“青铜”属于 (填“单质”或“合金”)。
(2)“曾青”即硫酸铜溶液,湿法炼铜所发生反应的化学方程式为 ,该反应属于 (填基本反应类型)。
【项目二】铜的化学性质
为探究铜、铁、银的金属活动性,及其与氢的位置关系,设计如图实验。
(3)①实验a可观察到的现象有 。
②为达成预期实验目的,至少还需补充一个实验,该实验是 。
【项目三】分析铜锈的成分
铜锈赋予青铜器历史感。铜锈主要有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl,考古界根据铜锈是否会加速铜的锈蚀分为“有害锈”和“无害锈”,其作用示意图如下:
(4)据图可知Cu2(OH)3Cl具有疏松结构,属于有害锈原因 。
(5)青铜器在含有Cl﹣的环境中易生成CuCl,随着环境条件的变化而发生锈蚀。CuCl在潮湿的空气中易被氧气氧化生成Cu2(OH)3Cl和HCl,则该反应的化学方程式是 。
【答案】(1)合金
(2) 置换反应
(3) 析出银白色固体,溶液由无色变蓝色 稀硫酸和铜粉混合
(4)疏松多孔,能够吸收水蒸气、氯化物和氧气,促进生锈
(5)
【详解】(1)“青铜”是铜锌合金,属于合金;
(2)“曾青”即硫酸铜溶液,湿法炼铜时,发生的反应是硫酸铜和铁反应生成硫酸亚铁和铜,化学方程式为;
该反应是由一种单质和一种化合物反应生成一种单质和一种化合物的反应,属于置换反应;
(3)①实验a中,铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银,可观察到的现象有析出银白色固体,溶液由无色变蓝色;
②实验a中铜能与硝酸银反应,说明铜的活动性强于银,实验b中铁能稀硫酸反应,说明在金属活动顺序中,铁排在氢之前,为达成预期实验目的,至少还需补充一个实验验证铁和铜的金属活动性顺序,该实验可以是稀硫酸和铜混合,铜不能和稀硫酸反应,说明铜在金属活动性顺序中排在氢后面,从而说明铜不如铁活泼,则可验证三种金属的活动性顺序为Fe>Cu>Ag;
(4)由图可知Cu2(OH)3Cl具有疏松结构,Cu2(OH)3Cl属于有害锈,是因为其结构疏松多孔,能够吸收水蒸气、氯化物和氧气,促进生锈;
(5)CuCl在潮湿的空气中易被氧气氧化生成Cu2(OH)3Cl和HCl,该反应的化学方程式是。
16.(2025·江西南昌·一模)某化学兴趣小组的同学们利用寒假时间,通过查阅资料、采访专家、实验测定等形式,对固体废弃物治理的相关知识展开了项目化学习。
任务一:认识固体废弃物及其分类
【查阅资料】
①固体废弃物是指人类在生产建设、日常生活和其他活动中产生的污染环境的固态、半固态物质。
②按固体废弃物的来源,可以将其分为工业固体废弃物、农业固体废弃物、生活固体废弃物。
任务二:明确固体废弃物处理原则
【查阅资料】同学们在网络上查询到固体废弃物的处理原则是“三化原则”,即资源化、减量化、无害化。
【讨论交流】
(1)利用固体废弃物焚烧发电属于资源化处理,该过程中能量的转化方式是化学能→热能→ 。
任务三:了解某地工业固体废弃物处理方法
【采访专家】同学们聆听了专家对该地区工业固体废弃物的种类和处理方法的介绍。该地区工业固体废弃物主要有煤矸石、尾矿、粉煤灰、高炉渣、锅炉煤渣等,可采取充填塌陷区、发电、制砖等多种方式进行处理。
【实验准备】
(2)煤矸石经预处理后主要含SiO2(占61%,已知SiO2不溶于水也不溶于酸)、Al2O3(占30%)和少量的Fe2O3、FeO及钙、镁的化合物等,可利用其制取Al(OH)3,需要在煤矸石中加入过量稀盐酸进行“酸浸”,“酸浸”时发生反应的化学方程式为 (写一个)。同学们对“酸浸”后的液体中稀盐酸是否过量进行了验证。
【进行实验】
(3)填表:
实验操作
实验现象
实验结论
取少量“酸浸”后的液体于试管中,滴加 溶液
酸浸后的液体中含Cl-
【反思质疑】
(4)小亮根据上述实验得出稀盐酸是过量的。小华认为小亮的说法不正确,他的理由是 。
【实验改进】
(5)为验证稀盐酸是过量的,同学们思考后改进了实验方案,其方案是 。
【成果分享】
(6)通过此次学习,同学们认识到了化学在解决环境问题中的重要作用。同学们设计了处理固体废弃物的宣传标语: 。
【答案】(1)电能
(2)(或、)
(3) 硝酸银 产生白色沉淀
(4)溶液中含有的氯化铝、氯化铁、氯化亚铁等也能与硝酸银溶液反应产生白色沉淀
(5)取少量酸浸后的液体于试管中,加入少量锌粉,观察到有气泡产生
(6)变废为宝,绿色发展
【详解】(1)固体废弃物焚烧发电该过程中能量的转化方式是化学能→内能→电能;
(2)氧化铝和盐酸反应生成氯化铝和水,反应的化学方程式是:;氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水,反应的化学方程式是: ;氧化亚铁和盐酸反应生成氯17.(2025·广西柳州·一模)兴趣小组的同学们对某食品包装里的脱氧剂感兴趣,于是对该食品脱氧剂进行项目式实验探究。
任务一:查阅资料
该食品脱氧剂的主要成分包括铁粉、活性炭和食盐。
(1)该脱氧剂原理是铁粉吸收氧气生成氧化铁,写出其反应的化学方程式 。
任务二:脱氧剂废渣成分探究
(2)推测脱氧剂废渣成分:一定有C、、 ,可能还有Fe。
(3)实验验证:用试管取样,加足量稀盐酸,观察到有气泡产生,证明废渣中有 。
任务三:分离脱氧剂废渣中各成分并回收
设计流程如下图所示:
(4)操作①中分离出铁粉的方法是 。
(5)流程中多次用到过滤,过滤必需的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和 。
(6)滤液中溶质主要是NaCl,由滤液得到NaCl固体的操作是 。
任务四:探究实验的反思
(7)写出一条保护金属资源的有效途径 。
【答案】(1)
(2)NaCl/氯化钠
(3)Fe
(4)用磁铁吸引铁粉
(5)漏斗
(6)蒸发结晶
(7)防止金属腐蚀/回收利用废旧金属等
【详解】(1)该脱氧剂原理是铁粉吸收氧气生成氧化铁,反应的化学方程式为,故填:;
(2)由题干的信息可知,该食品脱氧剂的主要成分包括铁粉、活性炭和食盐,铁粉能吸收氧气生成氧化铁,铁粉可能未反应完,因此脱氧剂废渣中一定有C、、氯化钠,可能还有Fe,故填:氯化钠或NaCl;
(3)实验验证:铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,用试管取样,加足量稀盐酸,观察到有气泡产生,证明废渣中有铁,故填:Fe;
(4)铁粉能被磁铁吸收,因此操作①中分离出铁粉的方法是用磁铁吸引铁粉,故填:用磁铁吸引铁粉;
(5)过滤必需的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和漏斗,故填:漏斗;
(6)氯化钠的溶解度受温度影响较小,由滤液得到NaCl固体的操作是将滤液加热蒸发,使水分逐渐蒸发,NaCl晶体就会逐渐析出,故填:蒸发结晶;
(7)保护金属资源的有效途径:防止金属的腐蚀,金属的回收利用,有计划、合理地开采矿物,寻找金属的代用品等,故填:防止金属腐蚀或回收利用废旧金属等。
18.(2025·福建莆田·模拟预测)中国力争2060年前实现“碳中和”,体现了中国对解决气候问题的大国担当。化学兴趣小组的同学在实验室围绕“碳中和”展开了一系列项目式学习。
任务一:的制备
(1)实验室制备二氧化碳发生反应的化学方程式为 ,如图所示装置为实验室制取二氧化碳常用的发生装置,若要控制反应的发生与停止,应选择的发生装置为 (填字母)。
任务二:碳中和的途径
碳替代、碳减排、碳封存、碳循环是实现“碳中和”的4种主要途径。科学家预测,到2050年,4种途径对全球“碳中和”的贡献率如图所示。
(2)到2050年,对全球“碳中和”贡献率最大的途径是 。该途径可有效保护化石能源,据此推测该途径的措施是 。
(3)碳封存是先将气态压缩成超临界流体,然后注入不可采用的煤层,利用煤对气体的吸附能力不同,用驱替气体,该过程体现的吸附能力: (填“>”“<”或“=”),变成超临界流体过程中发生变化的是 。
(4)碳循环是自然界物质和能量循环的重要组成部分,请举一列其在生物圈中的循环方式: 。
(5)请提出一条关于碳减排的有效措施: 。
任务三:自制简易捕捉器
(6)某同学利用如图装置比较不同吸收剂对的吸收效果。将以相同流速通入不同的吸收剂中,在第30秒时,观察澄清石灰水的变化情况(实验结果如表所示)。
吸收剂
用量/mL
烧杯中的现象
水
30
浑浊
饱和石灰水
30
较浑浊
5%KOH溶液
30
无明显现象
上述吸收剂中,吸收效果最好的是 ,该小组同学选择最佳吸收剂,自制了如图所示的简易捕捉器。该方法中石灰乳的作用是 。
【答案】(1) C
(2) 碳替代 开发新能源代替化石能源(合理即可)
(3) < 的分子间隔
(4)植物的光合作用和动植物的呼吸作用(合理即可)
(5)低碳出行,绿色环保(合理即可)
(6) 5%KOH溶液 将吸收后溶液中的转化为KOH,从而实现吸收剂的循环利用
【详解】(1)实验室制备二氧化碳的原理是石灰石中的碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,故发生反应的化学方程式写为:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
由图可知,装置B通过控制分液漏斗活塞可以实现控制滴入稀盐酸的速率,从而控制反应速率,装置C可以通过控制弹簧夹,实现反应的发生与停止,故填C。
(2)由图可知,4种途径对全球“碳中和”的贡献率最大的是碳代替,高达47%,故填碳代替;
碳替代能有效保护化石能源,说明该途径可减少化石燃料的使用,从而减少二氧化碳的排放,由此推知,该途径的措施是开发新能源代替化石能源,故填开发新能源代替化石能源。
(3)利用煤对气体的吸附能力不同,用CO2驱替CH4气体,该过程体现的吸附CH4的能力小于吸附CO2的能力,故填<;
CO2变成超临界流体过程中,分子本身不变,发生变化的是CO2分子的间隔,故填CO2分子的间隔。
(4)自然界中,植物的光合作用消耗二氧化碳,动植物的呼吸作用释放二氧化碳,故填植物的光合作用和动植物的呼吸作用。
(5)低碳出行,降低二氧化碳的排放,绿色环保,故填低碳出行,绿色环保。
(6)吸收剂的吸收效果越好,则进入烧杯中的二氧化碳越少,溶液越澄清,由此可知,吸收效果最好的是5%KOH溶液,故填5%KOH溶液;
KOH吸收二氧化碳的原理是氢氧化钾与二氧化碳反应生成碳酸钾和水,在制作的简易二氧化碳捕捉器中,反应生成的碳酸钾能与石灰乳的主要成分氢氧化钙发生反应生成KOH,从而实现吸收剂的循环利用,故填将吸收后溶液中的转化为KOH,从而实现吸收剂的循环利用。
19.(2025·上海·模拟预测)某校化学兴趣小组的同学在老师的带领下以海洋资源的综合利用为主题展开一系列项目式探究学习。
任务一:了解海洋资源
(1)夏季温度过高时,海洋中鱼类因吸氧量不足导致死亡,请从气体溶解度的角度分析夏季,氧气含量少的原因 。
任务二:利用海洋资源制盐
(2)图1海水晒盐后的母液是氯化钠的 (填“饱和”或“不饱和”)溶液。
(3)图2获取关于的信息有 。
(4)欲证明烧杯中20℃海水是的不饱和溶液,具体的操作是 。
(5)海水制盐选用 的方法进行提纯。根据海水中各物质的质量分数,以及各物质的溶解度变化情况,分析晒盐时不能将水全部蒸干,目的是使卤水中大量析出,而其他盐类基本不析出的原因 。
任务三:海洋资源的保护
(6)通过此次学习,同学们认识到丰富的海洋资源具有极大的发展前景,请为保护海洋资源提出一条合理建议: 。
【答案】(1)夏季温度高,氧气的溶解度随温度升高而减小,导致海水中氧气含量降低
(2)饱和
(3)氯化镁的溶解度随温度升高而增大
(4)加入少量氯化钠,若能继续溶解,证明原溶液是的不饱和溶液
(5) 蒸发结晶 卤水中其他盐类溶质质量分数小,且相同温度时溶解度比氯化钠大,不易达到饱和状态
(6)加大沿海两岸的绿化
【详解】(1)从气体溶解度的角度分析夏季氧气含量少的原因是:夏季温度高,氧气的溶解度随温度升高而减小,导致海水中氧气含量降低;
(2)海水晒盐后析出氯化钠固体,则得到的母液不能继续溶解氯化钠,是氯化钠的饱和溶液;
(3)由图2可知,氯化镁的溶解度随温度升高而增大;
(4)欲证明烧杯中20℃海水样品是氯化钠的不饱和溶液,具体的操作是加入少量氯化钠,若能继续溶解,证明原溶液是氯化钠的不饱和溶液;
(5)由图2可知,氯化镁、硫酸镁、氯化钠的溶解度均随温度升高而增大,其中氯化镁、硫酸镁的溶解度受温度变化影响较大,氯化钠的溶解度受温度变化影响较小,则海水制盐可选用蒸发结晶的方法进行提纯;
由图2、3可知,卤水中其他盐类溶质质量分数小,且相同温度时溶解度比氯化钠大,不易达到饱和状态,所以卤水中的NaCl大量析出,而其他盐类基本不析出;
(6)丰富的海洋资源具有极大的发展前景,保护海洋资源的合理建议:加大沿海两岸的绿化等(合理即可)。
化亚铁和水,反应的化学方程式是:;
(3)结论是溶液酸浸后的液体中含 Cl−,检验氯离子,加入银离子,故取少量酸浸后的液体于试管中,滴加硝酸银溶液,氯离子和银离子结合生成氯化银沉淀,能观察到有白色沉淀生成;
(4)盐酸中含有氯离子,生成的氯化铝、氯化铁、氯化亚铁等中也含有氯离子,也能与硝酸银反应生成白色沉淀,故不能确定是否含有盐酸;
(5)盐酸可以和活泼金属反应生成氢气,故取少量酸浸后的液体于试管中,加入少量锌粉,观察到有气泡产生;或取少量酸浸后的液体于试管中,加入碳酸钠溶液,观察到有气泡产生;
(6)处理固体废弃物的宣传标语:变废为宝,绿色发展、给废物一次有用的机会、扔就是垃圾,收就是资源等。
20.(2025·四川宜宾·一模)生态富民是我国实现高质量发展的重要路径。近年来,我国一些地区创新采用了“渔光互补”发展模式,化学实践小组的同学们对渔光互补的工作模式、鱼塘水的成分等产生了浓厚的兴趣,他们在老师的指导下展开了项目式学习活动。
任务一:了解渔光互补模式
【信息检索】同学们上网查阅资料,了解到“渔光互补”是在水面上方架设光伏板发电,下方的水域则用于水产养殖,形成“上可发电,下可养鱼”的发展模式。
【分析交流】
(1)光伏发电过程中能量的转化形式是光能转化为 能。
任务二:检测分析鱼塘水质
【听取介绍】 同学们来到“××渔光互补示范园”参观,据专家介绍,水产养殖过程中需保证合适的水温、溶氧量和酸碱度。
【检测水质】
(2)同学们用 对鱼塘水的酸碱度进行了检测。
【小组讨论】
(3)同学们继续测定了不同时间段内鱼塘水的pH, 并根据测定结果绘制了相应图像(如图)。同学们分析,鱼塘水中溶有鱼呼吸产生的二氧化碳,所以pH 应该减小,但从清晨到中午,鱼塘水的pH却逐渐增大其原因可能是
【教师指导】老师告诉同学们:①鱼塘底部塘泥中的有机物分解易使水质酸性增强;②该鱼塘养殖鱼虾,需定期投入CaCl2为鱼虾补充钙质;硬水中含有较多钙离子和镁离子。
【假设猜想】同学们猜想:该鱼塘水呈酸性,且含有CaCl2。
【进行实验】
(4)填写空白处
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量鱼塘水于试管中,向其中滴加几滴 。
溶液变成红色
鱼塘水呈酸性且含有CaCl2
②另取少量鱼塘水于试管中,向其中滴加足量Na2CO3,震荡,静置。
先 ,一段时间后产生沉淀
【反思评价】
(5)步骤②中产生的沉淀是 所发生反应的化学方程式为 。
(6)自然界中的水一般都是硬水,所以有同学对实验结论提出了质疑理由是 。同学们改进方案后重新进行实验,得出了正确的实验结论。
【成果分享】同学们通过实践活动,了解到“渔光互补”是一项具有发展潜力的高效生产模式,“渔光互补”实现了生态富民,既能增加水产品、电力和旅游收入,实现经济效益,又能改善水质、减少污染,实现社会效益。
【答案】(1)电
(2)pH试纸或(pH计)
(3)水中藻类会进行光合作用
(4) 紫色石蕊溶液 产生气泡
(5) CaCO3/碳酸钙
(6)鱼塘水中含有的钙、镁离子都会和碳酸钠中的碳酸根离子结合生成白色沉淀,无法确定是钙离子
【详解】(1)太阳能光伏电池是直接利用太阳光照射直接转化为电能,因此此过程是光能转化为电能的过程;
(2)同学们可利用pH试纸或(pH计)对鱼塘水的酸碱度进行检测;
(3)从清晨到中午,鱼塘水的pH却逐渐增大,是因为中午,在光照充足的情况下,藻类植物会吸收水中的二氧化碳利用光合作用转化为氧气,使鱼塘水的酸性减弱,导致pH增大;
(4)根据实验结论鱼塘水呈酸性,且含有氯化钙;
①根据酸性溶液能使紫色石蕊试液变红,故取少量鱼塘水于试管中,向其中滴加几滴紫色石蕊试液,可观察到溶液变成红色;
②另取少量鱼塘水于试管中,向其中滴加足量Na2CO3,震荡,静置,碳酸钠先与酸性物质反应生成二氧化碳气体,待酸性物质反应完全,氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,则可观察到先会产生气泡,一段时间后产生沉淀;
(5)步骤②中氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,沉淀的沉淀为碳酸钙,化学方程式为;
(6)自然界中的水一般都是硬水,即鱼塘水本身就是硬水,水中含有可溶性的钙、镁化合物,钙、镁离子会和碳酸钠中的碳酸根离子结合生成碳酸镁、碳酸钙白色沉淀,因此通过产生白色沉淀,无法确定是钙离子,因此对上述实验结论提出质疑。
210.(2025·江苏扬州·一模)某校社会实践小组的同学们对垃圾的分类、处理、焚烧产物及宣传活动等方面开启了项目式学习之旅。
任务一:认识垃圾的分类
(1)分类收集:矿泉水瓶应放入垃圾桶的图标是 (填字母)。
A. B. C. D.'
(2)垃圾筛分:可根据 区分铜和铝。
任务二:调查垃圾分类的价值
(3)部分垃圾中存在有害物质,如破损的体温计里有重金属 (填化学用语),会通过水、土、空气进入人体,引起各种疾病。
(4)厨余垃圾采取厌氧发酵,可加工制成生物柴油,其属于 (选“可再生”或“不可再生”)能源。
任务三:探究垃圾焚烧产生的气体成分
【提出问题】某垃圾焚烧后产生的气体中是否含有SO2、CO、CO2?
【查阅资料】①SO2通入澄清石灰水会产生白色浑浊。
②SO2能使品红溶液褪色,而CO2、CO不能。
③PdCl2溶液可用于检验CO,生成黑色的Pd沉淀、CO2和盐酸。
④二氧化硫能使酸性高锰酸钾溶液褪色,且酸性高锰酸钾能除去二氧化硫。
【进行实验】利用垃圾燃烧产生的气体设计了如图-1所示的实验。
(5)装置A中观察到品红溶液褪色,说明气体中含有 ;装置C中产生黑色沉淀,说明气体中含有CO,该反应的化学方程式为 。
(6)小丽认为该实验不足以说明气体中含有CO2,于是对实验进行了改进:增加一个装有足量的酸性KMnO4溶液的试剂瓶D(如图-2),该装置应加在装置 (填“AB”或“BC”)之间,则能确定气体中含有CO2的现象是 。
任务四:设计垃圾分类回收的宣传活动
(7)为了强化垃圾分类意识,让人们了解并执行分类措施,请你提出一条有价值的建议: 。
【答案】(1)B
(2)颜色
(3)Hg
(4)可再生
(5) 二氧化硫/SO2 PdCl2 + H2O + CO = Pd↓+ CO2 + 2HCl
(6) AB KMnO4溶液颜色变浅,石灰水变浑浊
(7)加强垃圾分类回收教育
【详解】(1)矿泉水瓶属于可回收物,故选B。
(2)铜为紫红色固体,铝为银白色固体,则可通过颜色区分。
(3)体温计中含有重金属汞,符号为Hg。
(4)厨余垃圾可发酵为生物柴油,短时间可形成,属于可再生能源。
(5)二氧化硫能使品红溶液褪色,则说明气体中含有二氧化硫;
一氧化碳和PdCl2反应生成Pd沉淀、CO2和盐酸,反应的化学方程式为:。
(6)二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊,高锰酸钾能除去二氧化硫,则可将该装置加在装置AB之间;
二氧化硫能使酸性高锰酸钾溶液褪色,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,则能证明二氧化碳的现象为:KMnO4溶液颜色变浅,石灰水变浑浊。
(7)加强垃圾分类回收教育,有利于强化垃圾分类意识。
22.(2025·贵州铜仁·模拟预测)口腔健康不容忽视,某兴趣小组开展研制健齿牙膏的项目式研究。通过查阅资料,牙膏中需要加入摩擦剂、酸碱度调节剂和美白剂。根据要求回答下列问题:
项目一:认识口腔环境
(1)某同学喜欢吃甜食,喝酸性饮料,试猜测用餐后该同学口腔环境呈 (填“酸性”或“碱性”)。
(2)用餐一段时间后,测得某同学唾液的pH为5.4,结合下图分析,该同学的牙齿可能患有 。
项目二:选择摩擦剂
(3)牙膏中摩擦剂一般占配方的20%~50%,有去除食物残渣、牙渍牙菌斑的作用,请推测摩擦剂应具备的性质有 (答一点即可)。
(4)水合硅石和碳酸钙是常用的摩擦剂。
材料
价格(元/kg)
颗粒形貌
水合硅石
1000
外形圆润
碳酸钙
50
棱角分明
请结合上表分析,你选择的摩擦剂及理由是 。
项目三:选择酸碱度调节剂
糖在牙菌斑中代谢的主要产物是乳酸,会导致牙齿脱矿,因此牙膏中需要添加能与乳酸反应的物质。已知乳酸()溶液呈弱酸性,乳酸盐溶液呈弱碱性。该兴趣小组通过以下实验进行探究:
实验序号
实验操作
实验现象
实验结论
1
取适量铁粉于试管中,向试管中加入2mL乳酸溶液
有气泡冒出
乳酸溶液能与铁反应
2
取适量氧化铜粉末于试管中,向试管中加入2mL乳酸溶液,加热
先无明显现象,加热后固体溶解,溶液由无色变为蓝色
乳酸溶液能与氧化铜反应
3
取适量氢氧化钠固体于试管中,再向试管中加入2mL乳酸溶液
固体溶解,试管外壁发热
乳酸溶液能与氢氧化钠反应
4
适量碳酸氢钠粉末于试管中,再向试管中各加入2mL乳酸溶液
固体溶解,有气泡冒出
乳酸溶液能与碳酸氢钠反应
(5)小明同学对实验3的结论提出了质疑,理由是 ,欲证明乳酸能与氢氧化钠反应,请设计实验 。
(6)同学们通过充分讨论,最终选择碳酸氢钠作为牙膏的酸碱度调节剂,不选择氢氧化钠的理由是 。同时还总结出乳酸的化学性质有 。(至少两条)
【答案】(1)酸性
(2)龋齿
(3)难溶于水(或颗粒较细小等,答案合理即可)
(4)选择水合硅石,理由是其外形圆润,在清洁牙齿时对牙齿磨损小(或选择碳酸钙,理由是其价格便宜 )
(5) 氢氧化钠固体溶于水也会放热,仅根据试管外壁发热不能证明乳酸能与氢氧化钠反应 取适量氢氧化钠溶液于试管中,滴入几滴酚酞溶液,溶液变红,再逐滴加入乳酸溶液,边加边振荡,观察到溶液红色逐渐变浅直至消失 (答案合理即可)
(6) 氢氧化钠具有强腐蚀性,会对牙齿和口腔造成伤害 能与活泼金属反应、能与金属氧化物反应、能与碱反应、能与碳酸盐反应(任写两条即可)
【详解】(1)甜食在口腔中被细菌分解会产生酸性物质,且饮用酸性饮料,所以用餐后口腔环境呈酸性。
(2)从图中可知临界pH约为5.5,某同学唾液pH为5.4,小于临界pH,牙齿处于酸性环境易被腐蚀,所以可能患有龋齿。
(3)摩擦剂要能在口腔中发挥去除食物残渣、牙渍牙菌斑的作用,且不会被唾液溶解而失去作用,所以应难溶于水;颗粒较细小能在不损伤牙齿的前提下更好地发挥清洁作用。
(4)从表格看,水合硅石外形圆润,使用时对牙齿损伤小;碳酸钙价格仅为50元/kg,相比水合硅石价格便宜很多,可从这两方面考虑选择。
(5)氢氧化钠固体本身溶于水就会放出热量,所以仅通过实验 3 中试管外壁发热这一现象,不能确凿地证明是乳酸与氢氧化钠发生反应放出的热;
氢氧化钠溶液显碱性,能使酚酞溶液变红。若乳酸能与氢氧化钠反应,随着乳酸的加入,氢氧化钠被消耗,溶液碱性减弱,红色会逐渐变浅直至消失,通过这一现象可证明乳酸能与氢氧化钠反应。
(6)氢氧化钠是强碱,具有强腐蚀性,不适合用于牙膏这种接触口腔和牙齿的产品中;
从实验 1 可知乳酸能与活泼金属(铁)反应;从实验 2 可知能与金属氧化物(氧化铜)反应;从实验 3 可知能与碱(氢氧化钠)反应;从实验 4 可知能与碳酸盐(碳酸氢钠)反应,任选两条即可。
23.(2025·广东江门·一模)纯碱,其化学名为碳酸钠,是一种重要的化工原料,广泛用于玻璃、造纸、纺织等行业及洗涤剂的生产。某化学兴趣小组对纯碱开展项目式学习。
(1)我国制碱工业的先驱是 (填字母)。
a.道尔顿 b.张青莲 c.门捷列夫 d.侯德榜
(2)制碱的主要流程(部分产物已省略)如下图所示。
i.操作I所用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 。
ii.为了实现“联合制碱法”中碳酸氢钠的生成,需要向饱和食盐水溶液中通入两种特定气体,这些气体是联合制碱反应的重要原料,根据图1分析吸收的气体是 (填序号)。
A. B. C. D.
iii.反应②生成纯碱、二氧化碳和一种常见液体,化学方程式为 。
iv.上述已知生产流程中,可循环使用的物质是 。
(3)市售纯碱常含有少量氯化钠等杂质。如图是碳酸钠和氯化钠两种物质的溶解度曲线。
i.20℃时,碳酸钠的溶解度为 。
ii.等质量碳酸钠、氯化钠饱和溶液分别从40℃降温到10℃,析出晶体较多的是 。
iii.碳酸钠饱和溶液中混有少量的氯化钠杂质,提纯碳酸钠可采用的方法是 。
(4)纯碱在洗涤剂中也能发挥去污作用,主要原因是其水溶液呈碱性。从微观角度分析,碱性溶液能体现碱性,是因为溶液中都有自由移动的 。
【答案】(1)d
(2) 漏斗 AC 二氧化碳/CO2
(3) 20g 碳酸钠/Na2CO3 降温结晶/冷却热饱和溶液
(4)氢氧根离子/OH-
【详解】(1)我国制碱工业的先驱是侯德榜,故选:d;
(2)i.操作I是将固体和液体分离,为过滤操作,所用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗;
ii.饱和的食盐水中加入气体反应生成碳酸氢钠和氯化铵,根据质量守恒定律可知,通入的气体是氨气和二氧化碳,故选:AC;
iii.反应②是碳酸氢钠煅烧分解生成纯碱(碳酸钠)、二氧化碳和一种常见液体(根据质量守恒定律可推知为水),化学方程式为:;
iv.上述已知生产流程中,二氧化碳既是反应物,又是生成物,可循环使用的物质是二氧化碳;
(3)i.根据图示可知,20℃时,碳酸钠的溶解度为20g;
ii.由图可见,碳酸钠溶解度随温度变化大,40 ℃碳酸钠的溶解度大于氯化钠的溶解度,降到10 ℃时氯化钠的溶解度大于碳酸钠的溶解度,因此等质量碳酸钠、氯化钠饱和溶液分别从40℃降温到10℃,析出晶体较多的是碳酸钠;
iii.二者的溶解度都随温度的升高而增大,且碳酸钠的溶解度受温度影响较大,氯化钠的溶解度受温度的影响不大,所以若碳酸钠固体中含有少量的氯化钠杂质,可采用降温结晶的方法提纯碳酸钠;
(4)从微观角度分析,碱性溶液能体现碱性,是因为溶液中都有自由移动的氢氧根离子。
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