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专题 09 科学探究题
1.(2025·四川广安·二模)小明查阅溶解度表发现“碳酸铁”一栏表示为“—”,即溶液中不存在,从而引发思考:可溶性铁盐和碳酸盐能否反应?于是他做了如下探究:
(一)探究能否反应及产物。
将一定量溶液和溶液倒入同一支试管中,发现有红褐色沉淀和无色气体产生,说明二者发生了反应。
(1)生成的沉淀为 (填化学式)。
(二)探究反应后所得到的无色溶液中溶质的成分。
【作出猜想】
(2)①、 ②、 ③
小林认为猜想①一定不成立,原因是 ;
【实验验证】
(3)完成以下内容:
操作
现象
结论
向反应后的滤液中加入稀硫酸
猜想②成立
上述反应的化学方程式是 。
【反思评价】
(4)小林认为,选用其他试剂也能得到上述结论,该试剂可能是________(填序号)。
A.溶液 B.溶液 C.溶液 D.酚酞溶液
【答案】(1)
(2) /氯化钠 溶液是无色,不含
(3) 有气泡产生
(4)ABD
【详解】(1)沉淀为红褐色,说明生成的沉淀是氢氧化铁,化学式为Fe(OH)3;
(2)将一定量溶液和溶液倒入同一支试管中,发现有红褐色沉淀和无色气体产生,说明氯化铁溶液和碳酸钠反应生成氢氧化铁沉淀、二氧化碳气体和氯化钠,反应后所得到的溶液为无色,说明氯化铁完全反应,如果恰好完全反应,则溶液中的溶质为氯化钠,如果碳酸钠过量,则溶质为碳酸钠、氯化钠,根据已知猜想,则猜想③为NaCl;
猜想①一定不成立,原因是氯化铁在溶液中呈黄色,所得溶液为无色,所以不含;
(3)根据实验结论猜想②成立,说明所得溶液中的溶质为碳酸钠、氯化钠,向反应后的滤液中加入稀硫酸,碳酸钠和稀硫酸反应生成硫酸钠、二氧化碳和水,可观察到产生气泡;
化学方程式为;
(4)A、溶液与碳酸钠溶液反应可生成氢氧化铁红褐色沉淀、无色气体二氧化碳,若产生红褐色沉淀、产生气泡,说明含有碳酸钠,即反应后的滤液中含有碳酸钠和氯化钠,能得到上述结论,正确;
B、溶液和碳酸钠溶液反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,若沉淀白色沉淀,说明含有碳酸钠,即反应后的滤液中含有碳酸钠和氯化钠,能得到上述结论,正确;
C、溶液和氯化钠反应生成氯化银白色沉淀和硝酸钠,硝酸银和碳酸钠反应生成碳酸银白色沉淀和硝酸钠,均会生成白色沉淀,因此无论是否含有碳酸钠,均会产生白色沉淀,不能得到上述结论,错误;
D、氯化钠溶液显中性,碳酸钠溶液显碱性,能使无色酚酞溶液变红色,若酚酞溶液变红色,说明含有碳酸钠,即反应后的滤液中含有碳酸钠和氯化钠,能得到上述结论,正确;
故选ABD。
2.(2025·四川南充·二模)为了深度学习探究初中酸、碱、盐的内容,某化学兴趣小组根据酸碱盐之间的化学反应的关系开展了项目式学习。
(1)第一小组项目1:探究酸碱中和反应。
实验开始后将注射器内的液体缓慢地全部注入烧瓶内。实验中,观察到的现象是 ,c点所示溶液中所含溶质是 (填化学式)。
(2)第二小组项目2:探究酸碱盐之间反应。
如图把甲、乙反应后的溶液倒入同一烧杯中发现溶液显红色,决定继续对烧杯内溶液中溶质成分进行探究。
【提出问题】反应后所得溶液中溶质的成分是什么?
【查阅资料】①溶液呈中性。
②不溶于稀硝酸,能溶于稀硝酸。
【提出清想】烧杯内溶液中的溶质成分可能有:
猜想一: 猜想二: 。
猜想三: 猜想四:
【实验分析】通过对猜想的分析,大家认为猜想四不成立,原因是 。
【实验探究】同学们对剩余的几种猜想继续探究
实验操作
实验现象及结论
a.取烧杯中的溶液于试管中,加入 溶液
现象: ,说明猜想一不成立
b.过滤,向沉淀中加入足量稀硝酸
现象:沉淀部分溶解有气泡产生,说明猜想 成立
【答案】(1) 溶液红色逐渐褪去 NaCl、HCl
(2) Na2SO4、NaOH 猜想四的溶液呈酸性,不能使酚酞溶液变红 氯化钡/BaCl2 生成白色沉淀,且溶液仍为红色 三
【详解】(1)烧瓶内为滴有酚酞的氢氧化钠溶液,稀盐酸通过注射器缓慢地注入烧瓶内,稀盐酸先与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠溶液和水,二者恰好反应完时,溶液变为中性;再继续注入稀盐酸,溶液变为酸性。酚酞遇碱性溶液变为红色,所以将注射器内的液体缓慢地全部注入烧瓶内,溶液红色逐渐褪去。c点所示溶液pH<7,此时溶液中的溶质为NaCl、HCl。
(2)[提出猜想]由图可知,甲试管中发生反应H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O,乙试管中发生反应H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+H2O+CO2↑。甲、乙反应后的溶液倒入同一烧杯中发现溶液显红色,说明溶液为碱性,溶液中一定至少还含有NaOH、Na2SO4中的一种,则猜想二为Na2SO4、NaOH。
[实验分析]猜想四烧杯内溶液中的溶质为H2SO4、Na2SO4,溶液呈酸性,不能使酚酞溶液变红,所以猜想不成立。
[实验探究]试管甲、乙中均生成Na2SO4,验证三个猜想即验证是否含有OH-、碳酸根离子,碳酸根离子会对OH-的检验产生干扰。
a.要证明猜想一不成立,只需证明溶液中存在OH-:取烧杯中的溶液于试管中,加入足量氯化钡(BaCl2)溶液,生成白色沉淀,且溶液仍为红色,即说明猜想一不成立。
b.过滤,再向沉淀中加入足量稀硝酸,沉淀部分溶解,且有气泡产生,说明含有Na2CO3,即猜想三成立。
3.(2025·四川南充·三模)氢化钙()固体是登山运动员常用的能源提供剂。某探究小组的同学把一定量的固体加入溶液中,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。经检验滤渣的成分是碳酸钙。
【查阅资料】①氢化钙遇水反应生成氢氧化钙和氢气。
②氢化钙中的杂质不溶于水且不与水反应,也不与溶液反应。
【分析与思考】
(1)请写出上述过程中生成碳酸钙的化学反应方程式 。
【提出问题】滤液中溶质的成分是什么?
【作出猜想】猜想一:;
猜想二:;
猜想三:;
【实验验证】
(2)完成表格。
实验操作
实验现象
实验结论
操作一
取少量滤液于试管中,向其中加入 ,观察
没有气泡产生
猜想三不成立
操作二
另少量取滤液于试管中,向其中通入少量气体,观察
猜想二成立
【拓展应用】
(3)为了证明猜想二成立,下列试剂可行的是___________。最后反思交流得到氢化钙应密封保存。
A.紫色石蕊溶液 B.硫酸铜溶液 C.碳酸钠溶液 D.稀盐酸
【答案】(1)
(2) 足量的稀盐酸 溶液变浑浊
(3)C
【详解】(1)氢化钙和水反应生成的氢氧化钙能和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,反应的化学方程式为,故填:;
(2)操作一:实验结论为猜想三不成立,则不含有碳酸钠,实验现象为没有气泡产生,加入的试剂可以是稀盐酸,若存在碳酸钠,则加入足量稀盐酸可观察到有气泡产生,故填:足量的稀盐酸;
操作二:实验结论为猜想二成立,则另少量取滤液于试管中,向其中通入少量CO2气体,可观察到溶液变浑浊,因为二氧化碳与氢氧化钙反应能生成碳酸钙沉淀和水,故填:溶液变浑浊;
(3)A、氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液均能使紫色石蕊溶液变蓝,无法判断氢氧化钙的存在,故A错误;
B、铜离子与氢氧根离子结合会生成氢氧化铜蓝色沉淀,无法判断氢氧化钙的存在,故B错误;
C、加入碳酸钠溶液,碳酸钠能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,可观察到有白色沉淀生成,则证明溶液中存在氢氧化钙,即猜想二成立,故C正确;
D、氢氧化钠、氢氧化钙均能与稀盐酸反应,且无明显现象,无法判断氢氧化钙的存在,故D错误。
故选C。
4.(2025·四川宜宾·三模)化学兴趣小组同学在实验室发现一瓶已变为白色粉末的久置的过氧化钠,经老师确认已经变质。于是在老师的带领下进行了探究式学习。
【提出问题】白色粉末含有哪些成分?
【查阅资料】Ⅰ.过氧化钠是淡黄色的固体,能与水发生剧烈反应,生成氢氧化钠和氧气。
Ⅱ.氯化钙溶液显中性。
【猜想假设】猜想一:白色粉末含有和NaOH;
猜想二:白色粉末只含有NaOH;
猜想三:白色粉末只含有;
猜想四:白色粉末含有和NaOH。
【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:
实验步骤
实验操作
实验现象
实验结论
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
有白色沉淀生成
猜想四成立
步骤二
取上述少量上层清液于试管中,滴加
溶液变为红色
(3)请写出步骤一中发生反应的化学方程式: 。
【表达交流】
(4)小刚同学认为通过上述实验不能得出猜想四正确,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。
【答案】(1) 过氧化钠是淡黄色的固体 不产生气泡
(2)酚酞试液
(3)Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
(4)将步骤一中的足量氢氧化钙溶液替换为足量氯化钙溶液
【详解】(1)由题文可知,过氧化钠是淡黄色的固体,所以白色粉末中不可能含有过氧化钠,故填过氧化钠是淡黄色的固体;
由题文可知,过氧化钠能够与水反应生成氢氧化钠和氧气,产生气泡,取样品少许置于试管中,滴加适量的水,不产生气泡,说明样品中不含过氧化氢,故填不产生气泡。
(2)猜想四成立,含有氢氧化钠,氢氧化钠溶液呈碱性,能够使酚酞试液变红,故填酚酞试液。
(3)步骤一中,加入足量氢氧化钙溶液后,碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙程度和氢氧化钠,故反应的化学方程式写为:Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH。
(4)步骤一中加入足量氢氧化钙溶液,氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙程度和氢氧化钠,氢氧化钠溶液呈碱性,能够使酚酞试液变红,不能验证元样品中氢氧化钠的存在,所以需要对上述步骤一中的实验操作做一些修改,修改的实验操作为将步骤一中的足量氢氧化钙溶液替换为足量氯化钙溶液,避免生成氢氧化钠,故填将步骤一中的足量氢氧化钙溶液替换为足量氯化钙溶液。
5.(2025·四川宜宾·二模)化学社团的同学在探究金属化学性质时,进行了图1所示的实验。
(1)图1实验中观察到的现象是: 。实验过程中小A同学意外发现:当两种金属发生触碰时(如图2),铜片表面产生了气泡。
【提出问题】图2中铜是否发生了化学反应?产生的气体是什么?
【作出猜想】同学们对产生的气体进行了以下猜想:
(2)小B猜想是二氧化硫;小C猜想是氧气;小D猜想是氢气。他们作出猜想的理论依据是 。
【查阅资料】
I将锌片、铜片用导线连接后平行插入稀硫酸中,铜片表面产生气体。该反应过程中金属失去的电子通过导线发生了转移。
Ⅱ二氧化硫能使品红溶液褪色。
【设计并进行实验】
(3)他们设计了图3装置进行实验,将产生的气体分别通过导管与图4中的装置连接,验证自己的猜想。
实验操作
实验现象
实验结论
小B
连接导管a与导管d,向品红溶液中通入气体一段时间
小D的猜想正确
小C
选用正确方法收集气体一段时间后,向试管内伸入带火星的木条
木条不复燃
小D
连接导管a与导管 (填序号),收集气体后用拇指堵住试管口,靠近酒精灯火焰,移开拇指点火
气体燃烧,听到轻微的“噗”声
【教师释疑】图1实验中,锌与稀硫酸反应,锌失去电子,酸溶液中氢离子在锌片表面获得电子生成氢气。
(4)图3实验中,酸溶液中的氢离子从铜片表面获得 (选填“锌”或“铜”)失去的电子生成了氢气。
(5)得出结论:图2中两种金属触碰后铜 (选填“有”或“没有”)发生化学反应。
(6)延伸应用:制造钢制船闸门时,为防止铁被腐蚀,常在钢闸门表面安装比铁更活泼的金属。这种金属可以是________(填序号)。
A.锌 B.铜 C.银
【答案】(1)锌片表面有气泡产生,铜片表面无现象
(2)质量守恒定律/化学反应前后元素种类不变/稀硫酸中含有硫、氢、氧元素
(3) 品红溶液不褪色 c
(4)锌
(5)没有
(6)A
【详解】(1)锌在金属活动性顺序中位于氢前,能与稀硫酸反应生成氢气,所以纯锌片表面产生气泡;铜在金属活动性顺序中位于氢后,不能与稀硫酸反应,所以纯铜片表面无明显现象。
(2)根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变。反应物是锌、铜和稀硫酸,其中含有锌、铜、氢、硫、氧元素,所以产生的气体可能是二氧化硫、氧气、氢气等,这是作出猜想的理论依据。
(3)因为小 D 的猜想正确,即产生的气体是氢气不是二氧化硫,而二氧化硫能使品红溶液褪色,氢气不能,所以品红溶液不褪色;
氢气密度比空气小,要用向下排空气法收集,所以连接导管 a 与导管 c 。
(4)由教师释疑可知,锌与稀硫酸反应时锌失去电子,酸溶液中氢离子在铜片表面获得锌失去的电子生成了氢气。
(5)图 2 中铜片表面产生氢气,是因为氢离子获得锌失去的电子,铜本身没有发生化学反应。
(6)在金属活动性顺序中,锌比铁活泼,铜、银都不如铁活泼,所以为防止铁被腐蚀,常在钢闸门表面安装比铁更活泼的金属锌,选 A。
6.(2025·四川广元·二模)2024年12月27日,国产076型两栖攻击舰首舰——“四川舰”正式下水,这标志着中国海军在两栖作战能力上的重大突破。为了保护“四川舰”的金属外壳,工作人员会采取多种防腐蚀措施,某化学兴趣小组对此展开了探究。
已知“四川舰”的外壳主要由钢铁制成,钢铁中的铁容易与空气中的氧气和水发生反应而生锈,为了防止生锈,通常会在钢铁表面涂上一层特殊的防锈漆。防锈漆中的某些成分可以与铁表面的铁锈(主要成分是)发生反应,起到除锈和防锈的作用。
【提出问题】
防锈漆中的什么成分能与铁锈反应?反应后的产物是什么?
【查阅资料】
①该防锈漆中含有盐酸、碳酸钠、氢氧化钙等物质。
②溶液呈黄色,是一种红褐色沉淀。
【作出猜想】
猜想一:盐酸与铁锈反应,产物可能是和;
猜想二:碳酸钠与铁锈反应,产物可能是和;
猜想三:氢氧化钙与铁锈反应,产物可能是和。
(1)小组同学经过讨论,认为猜想二和猜想三不合理。对于猜想二,理由是 ;对于猜想三,理由是 。
【实验探究】
(2)取少量生锈的铁片于试管中,加入适量防锈漆,观察到铁锈逐渐消失,溶液变为黄色,说明猜想一可能正确。为了进一步验证,向反应后的溶液中滴加溶液,若观察到 ,则证明猜想一正确,该反应的化学方程式为 。
(3)小明认为,仅通过上述实验不能完全排除其他物质也能与铁锈反应的可能性。于是他另取少量生锈的铁片于试管中,加入适量的水,再分别滴加盐酸、碳酸钠溶液、氢氧化钙溶液,发现只有加入盐酸时铁锈才会消失,从而进一步证明了只有盐酸能与铁锈反应。在该实验中,加入水的目的是 。
【拓展应用】
(4)从酸碱盐的角度分析,盐酸能与铁锈反应的原因是 。
(5)除了使用防锈漆,还可以在“四川舰”的外壳上镶嵌一些比铁更活泼的金属,如锌,这种方法的原理是 。
(6)在日常生活中,我们也可以用类似的原理来保护金属制品。例如,为了保护铁制菜刀免受锈蚀,我们可以采取的有效措施是 。
【答案】(1) 碳酸铁不能稳定存在 氧化钙会和水反应
(2) 产生红褐色沉淀
(3)排除水与铁锈反应的影响
(4)酸能与金属氧化物反应
(5)活泼金属会优先发生反应
(6)使用后洗净擦干
【详解】(1)猜想二中碳酸铁不能稳定存在(溶解性表中标注-),所以猜想二不合理。猜想三中氧化钙和水反应生成氢氧化钙,防锈漆中有水,则不会存在。所以对于猜想二,理由是碳酸铁不能稳定存,猜想三理由是氧化钙会和水反应生成氢氧化钙。
(2)盐酸和氧化铁反应生成氯化铁和水。氯化铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁和氯化钠,可观察到产生红褐色沉淀。化学方程式为。
(3)加入的盐酸、碳酸钠溶液、氢氧化钙溶液中均有水,为排除水与铁锈反应的影响,所以加入水。
(4)盐酸是酸,铁锈主要成分氧化铁时金属氧化物,所以盐酸能与铁锈反应的原因是酸能与金属氧化物反应。
(5)锌比铁活泼,则锌会优先反应,从而保护铁,则这种方法的原理是,活泼金属会优先发生反应。
(6)铁生锈是因为铁和氧气、水发生了复杂的化学反应。所以为了保护铁制菜刀免受锈蚀可以使用后洗净擦干。保持表面干燥,阻止铁和水接触,从而防止生锈。
7.(2025·四川成都·二模)胃液中含有盐酸,常用碳酸氢钠片或铝碳酸镁片治疗胃酸过多症。某项目学习小组通过化学实验比较碳酸氢钠、铝碳酸镁治疗胃酸过多症的优缺点。请回答下列问题:
查阅资料:
A.铝碳酸镁片主要成分的化学式为,其相对分子质量为602。
B.抗酸原理:抗酸药物中的离子和胃酸中的氢离子反应,降低胃液酸性。
Ⅰ.【定性实验】定性探究碳酸氢钠和铝碳酸镁与“胃酸”的反应
取甲、乙两个大小相同的锥形瓶,瓶内分别加入40mL同浓度的稀盐酸并在瓶口套有相同大小的气球(其中甲瓶气球内放1.0g碳酸氢钠片,乙瓶气球内放1.0g铝碳酸镁片),同时将气球内的药品放入锥形瓶,充分反应后,现象如图1所示。
(1)写出碳酸氢钠治疗胃酸过多的化学方程式: 。
(2)铝碳酸镁治疗胃酸过多时发生的反应为:,则X的化学式为 ,铝碳酸镁片中含有镁离子、铝离子、氢氧根离子和碳酸根离子。结合上述化学方程式分析,该药物起抗酸作用的离子是 (填离子符号)。
Ⅱ.【定量实验】定量探究碳酸氢钠片、铝碳酸镁片与“胃酸”的反应,对比分析两种药片产生的速率快慢和反应降低酸性的能力强弱。
取两只500mL的三颈烧瓶,分别加入120mL稀盐酸并插入pH传感器和传感器,启动磁力搅拌器。然后分别投入1.0g碳酸氢钠片和1.0g铝碳酸镁片(如图2所示),利用传感器分别测定两实验中的浓度变化和pH的变化,拟合处理所得数据,得到“浓度-时间”曲线(如图3所示)和“pH-时间”曲线(如图4所示)。
分析图3、图4的曲线,回答下列问题:
(3)结合图3,描述图1中乙的实验现象是: ;
(4)分析图3,对比铝碳酸镁,解释服用碳酸氢钠治疗更易引发胃胀的原因: ;
(5)根据图4,所用稀盐酸的初始pH约为 ;
(6)分析图4,判断铝碳酸镁片反应降低酸性能力更强的理由是 。同时,项目组同学也通过计算获得数据证据:理论上,1.0g铝碳酸镁反应消耗的HCl质量约是1.0g碳酸氢钠反应消耗HCl质量的 倍(计算结果保留到0.1)。
【反思与评价】
(7)患有胃溃疡的病人不宜过多服用含 的药物,以免造成胃胀、引发胃穿孔等症状。日常生活中,我们应该根据个人的实际病情,遵照医嘱或按药物说明书,选择适合的胃药服用,切忌滥用药物。
【答案】(1)
(2) AlCl3 OH-、
(3)有气泡产生,气球膨胀并且幅度小于甲
(4)等质量的铝碳酸镁和碳酸氢钠和盐酸反应,碳酸氢钠产生的二氧化碳气体较多
(5)1.0
(6) 相同条件下利用铝碳酸镁酸性减弱比碳酸氢钠更明显 2.5
(7)碳酸氢钠/NaHCO3
【详解】(1)碳酸氢钠和胃液中的盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,化学方程式是;
(2)根据质量守恒定律,化学反应前后原子种类和数目不变,反应前铝原子是2个,反应后应该是2个,包含在未知物质2X中,反应前氯原子是18个,反应后应该是18个,其中6个包含在未知物质2X中,反应前后镁原子都是6个、氧原子都是23个、氢原子都是42个、碳原子都是1个,X中含有1个Al和3个Cl,则X的化学式为AlCl3。
铝碳酸镁片中含有铝离子、镁离子、氢氧根离子和碳酸根离子。结合化学方程式分析,该药物起抗酸作用的离子是OH-、(氢离子和氢氧根离子结合生成水分子、和碳酸根离子结合生成水分子和二氧化碳分子);
(3)由图 3可知,等质量的铝碳酸镁和碳酸氢钠和盐酸反应,铝碳酸镁产生的二氧化碳气体较少,故图 1 中乙装置的实验现象是:有气泡产生,气球膨胀并且幅度小于甲;
(4)由图3可知,等质量的铝碳酸镁和碳酸氢钠和盐酸反应,碳酸氢钠产生的二氧化碳气体较多,故服用碳酸氢钠治疗更易引发胃胀;
(5)根据图4,所用稀盐酸的初始pH约为1.0;
(6)由图4可知,等质量的铝碳酸镁和碳酸氢钠和盐酸反应,溶液的pH增大较多,溶液酸性变弱较大,判断铝碳酸镁片反应降低酸性能力更强的理由相同条件下利用铝碳酸镁酸性减弱比碳酸氢钠更明显;
铝碳酸镁治疗胃酸过多时发生的反应为:,参加反应的铝碳酸镁和氯化氢的质量比为602:(36.5×18),故1.0g铝碳酸镁反应消耗的HCl质量为;
碳酸氢钠和胃液中的盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,化学方程式是;参加反应的碳酸氢钠和氯化氢的质量比为84:36.5;故1.0g碳酸氢钠反应消耗氯化氢的质量为;
故理论上,1.0g铝碳酸镁反应消耗的HCl质量约是1.0g碳酸氢钠反应消耗HCl质量的倍;
(7)由图3可知,等质量的铝碳酸镁和碳酸氢钠和盐酸反应,碳酸氢钠产生的二氧化碳气体较多,服用碳酸氢钠治疗更易引发胃胀,故患有胃溃疡的病人不易过多服用含碳酸氢钠的药物,以免造成胃胀、引发穿孔等症状。
8.(2025·四川宜宾·二模)某校化学课上,老师让同学们设计实验鉴别稀盐酸、食盐水和澄清石灰水三种无色溶液并进行性质实验。同学们设计实验如下:
(1)第1兴趣小组:用紫色石蕊溶液鉴别三种溶液,他们如此设计的理由是 。
第2兴趣小组:分别用三支试管取少量上述三种溶液,各加入一定量的碳酸钠溶液,观察现象::
(2)a中有气泡产生,证明a中溶液是 。
(3)b中产生 (填实验现象),证明b中溶液是澄清石灰水。c中无明显变化。
第3兴趣小组:为进一步探究稀盐酸和澄清石灰水反应后所得溶液中溶质的成分,进行如下探究活动。
【假设猜想】
(4)该组同学的猜想如下:
猜想一:只有 ;
猜想二:有CaCl2和HCl;
待想三:有CaCl2和Ca(OH)2;
街想四;有CaCl2、HCl和Ca(OH)2。
其他各兴趣小组的同学对以上猜想提出质疑,认为猜想四不合理,理由是 。
【实验探究】
(5)为证明其余猜想是否正确,第3兴趣小组的同学们进行了如下实验:
实验步骤
实验现象
实验结论
(1)取少量反应后的溶液试管中,加入CuCl2溶液,观察现象。
无明显现象
猜想 不成立
(2)用镊子将锌粒放入试管中,向其中滴加反应后的溶液,观察现象。
有 产生
猜想二成立
(3)取少量反应后的溶液于试管中,加入硝酸银溶液,观察现象。
有白色沉淀生成
猜想一成立
【交流评价】
(6)老师对同学们能用多种方法进行探究能够得出结论给予表扬,同时指出上述实验探究中有明显的错误。同学们经过反思后发现步骤(3)的现象不能说明猜想一成立,原因 。
【反思拓展】
(7)在分析化学反应后所得物质的成分时,除考虑生成物外还需考虑 。
【答案】(1)稀盐酸显酸性,能使紫色石蕊溶液变红,食盐水即氯化钠溶液显中性,不能使紫色石蕊溶液变色,澄清的石灰水即氢氧化钙溶液显碱性,能使紫色石蕊溶液变蓝
(2)稀盐酸
(3)白色沉淀
(4) CaCl2 HCl和Ca(OH)2不能共存
(5) 三 气泡
(6)氯化钙、盐酸均能与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀,故加入硝酸银溶液,产生白色沉淀,不能说明猜想一成立
(7)反应物是否有剩余
【详解】(1)由于稀盐酸显酸性,能使紫色石蕊溶液变红,食盐水即氯化钠溶液显中性,不能使紫色石蕊溶液变色,澄清的石灰水即氢氧化钙溶液显碱性,能使紫色石蕊溶液变蓝。所以用紫色石蕊溶液能鉴别三种溶液;
(2)由于稀盐酸与碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体,所以a中有气泡产生,证明a中溶液是稀盐酸;
(3)由于澄清石灰水即氢氧化钙溶液与碳酸钠反应生成碳酸钙白色沉淀和氢氧化钠,所以b中产生白色沉淀,证明b中溶液是澄清石灰水。故填:白色沉淀;
(4)由于稀盐酸和澄清石灰水即氢氧化钙溶液反应生成氯化钙和水,结合猜想二、三分析可知,猜想一:只有氯化钙;
由于HCl和Ca(OH)2反应生成氯化钙和水,所以HCl和Ca(OH)2不能共存,即猜想四不合理。
(5)(1)氢氧化钙与氯化铜反应生成氢氧化铜沉淀和氯化钙,取少量反应后的溶液于试管中,加入CuCl2溶液,无明显现象,说明所得溶液中没有氢氧化钙,所以猜想三不成立;
(2)由于猜想二成立,说明反应后的溶液中含有盐酸,盐酸与锌粒反应生成氯化锌和氢气,所以用镊子将锌粒放入试管中,向其中滴加反应后的溶液,现象为有气泡产生;
(6)硝酸银既能与氯化钙反应生成氯化银白色沉淀,也能与盐酸反应也生成氯化银白色沉淀,所以取少量反应后的溶液于试管中,加入硝酸银溶液,有白色沉淀生成,不能证明溶液中一定含有盐酸,不能说明猜想一成立;
(7)由于发生化学反应时反应物不一定正好完全反应,即某种反应物可能有剩余,所以在分析化学反应后所得物质的成分时,除考虑生成物外还需考虑反应物是否有剩余。
9.(2025·四川成都·二模)某兴趣小组以“探究中和反应”为主题展开研究,请你参与并完成下列任务。
【任务一】定性探究中和反应的发生
供选择的试剂和仪器:稀盐酸、氢氧化钠溶液、酚酞溶液、试管、烧杯、胶头滴管(未提供的试剂和仪器,可以自行补充)。
实验步骤
实验现象
实验结论
步骤一:在试管中加入2mL氢氧化钠溶液,用胶头滴管滴入2滴酚酞溶液,振荡。
溶液显___________色
氢氧化钠溶液能使酚酞溶液变色
步骤二:___________,直至溶液变为无色。
溶液颜色由红色变为无色
稀盐酸和氢氧化钠溶液恰好中和完全
步骤三:___________
___________
猜想正确
(1)步骤一实验现象,溶液显 色。
(2)通过步骤二的实验现象和结论,补充实验步骤二: 。
(3)步骤二得出的结论并不严谨,除了“恰好中和”外,你的猜想是 。
(4)为了验证(3)中你的猜想,设计步骤三: ;实验现象: ;猜想正确。
【任务二】定量探究中和反应的发生
(5)结合图1和图2,判断a点溶质 。
(6)结合图2和图3,以下说法中错误的是___________。
A.图2中的b点对应图3中的d点
B.图2中a→c过程溶质NaCl的质量分数逐渐增大
C.图3中d点之后温度变化主要是热量传递所致
D.图3中曲线的变化趋势说明该反应是放热反应
(7)40g质量分数为10%的氢氧化钠溶液中滴加质量分数为36.5%、密度为1.16g/mL的稀盐酸至c点,消耗9mL稀盐酸。此时溶液中NaCl的质量分数为 (结果精确到0.1%)。
【任务三】微观角度认识酸碱中和反应的本质
(8)如图表示氢氧化钠溶液和稀盐酸反应的微观粒子示意图。
结论:氢氧化钠溶液与稀盐酸的中和反应,微观本质上是 的过程。
【拓展应用】
(9)举例说明中和反应在生产或生活中的应用: (写一条)。
【答案】(1)红
(2)用胶头滴管向试管中滴加稀盐酸
(3)溶液中可能还有过量的酸
(4) 向溶液中滴加碳酸钠溶液 有气泡产生
(5)氯化钠和氢氧化钠
(6)B
(7)11.6%
(8)酸中的氢离子和碱中的氢氧根结合为水分子
(9)改良酸性土壤(合理即可)
【详解】(1)氢氧化钠溶液显碱性,能使酚酞溶液变红色,则可观察到溶液显红色。
(2)结论为稀盐酸和氢氧化钠溶液恰好中和完全,则步骤二为用胶头滴管向试管中滴加稀盐酸。
(3)由于盐酸过量时,溶液也会为无色,则还可能盐酸过量。
(4)由于盐酸能和碳酸钠反应,则可向溶液中滴加碳酸钠,有气泡产生,说明猜想正确。
(5)氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水,a点时溶液pH>7,显碱性,此时溶液中的溶质为氯化钠和氢氧化钠。
(6)A、b点时溶液pH=7,显中性,说明此时恰好完全反应,而d点温度最高,也说明此时恰好反应,则图2中的b点对应图3中的d点,该选项说法正确;
B、氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水,a→b过程中,反应不断进行,氯化钠的质量分数逐渐增大,但完全反应后,随着盐酸的滴加,氯化钠的质量分数慢慢减小,该选项说法不正确;
C、d点后反应结束,温度降低,是因为热量传递所致,该选项说法正确;
D、反应过程中温度升高,说明该反应为放热反应,该选项说法正确。
故选B。
(7)c点时溶液pH<7,显酸性,此时盐酸过量,设生成的氯化钠的质量为x,则
解得x=5.85g
此时溶液中NaCl的质量分数为。
(8)中和反应的微观实质为酸中的氢离子和碱中的氢氧根结合为水分子。
(9)中和反应可以应用于改良酸性土壤,处理酸碱性废水等。
10.(2025·四川内江·二模)在学习了常见的酸和碱后,某化学兴趣小组的同学围绕“酸碱中和反应”,在老师的引导下开展实验探究活动,请你参与下列活动。
[实验探究]将氢氧化钾溶液与稀硫酸混合,观察不到明显现象,为证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了反应,三位同学进行了以下实验。
(1)测定溶液pH变化的方法
甲同学在实验过程中测得pH变化如图Ⅰ所示,则该同学是将 (填字母)。
A.氢氧化钾溶液滴入稀硫酸中 B.稀硫酸滴入氢氧化钾溶液中
(2)测混合过程中的温度变化
乙同学在实验过程中测得反应混合溶液的温度变化如图Ⅱ所示,说明稀硫酸与氢氧化钾溶液发生的反应是 (填“放热”或“吸热”)反应。
(3)借助于酸碱指示剂
丙同学通过图Ⅲ所示实验,他观察到溶液由红色变成无色,也证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了化学反应,反应的化学方程式为 。
[提出问题]针对反应后溶液中溶质的成分,大家纷纷提出了猜想。
[猜想与假设]
猜想一:只有K2SO4;猜想二:有K2SO4和H2SO4;猜想三:有K2SO4和KOH。
[进行实验]
(4)为了验证猜想,学习小组选用Fe2O3粉末、BaCl2溶液,进行如下探究:
实验方案
实验操作
实验现象
实验结论
方案一
取少量反应后的溶液于试管中,加入Fe2O3粉末
溶液中有H2SO4,猜想二正确
方案二
取少量反应后的溶液于试管中,滴加BaCl2溶液
产生白色沉淀
溶液中有H2SO4,猜想二正确
[实验结论] 通过探究,同学们一致确定猜想二是正确的。
[评价与反思]
(5)丁同学针对上述方案提出疑问,认为方案二是不合理的,理由是 。
(6)同学们经过反思与讨论,最后认为方案一中的Fe2O3粉末可以用下列的某些物质代替,也能得到同样的实验结论,可用的试剂是 (填字母)。
A.Mg B.CuO C.KCl D.Na2CO3
(7)分析反应后所得溶液中溶质的成分时,除了考虑生成物外,还要考虑 。
【答案】(1)A
(2)放热
(3)
(4)固体粉末逐渐消失,溶液由无色变为黄色
(5)与反应也会生成硫酸钡白色沉淀,无法证明一定存在
(6)ABD
(7)反应物是否过量/反应物是否有剩余
【详解】(1)由图Ⅰ可知,溶液一开始的pH小于7,显酸性,说明该实验是将氢氧化钾溶液滴入稀硫酸中,故选:A;
(2)由图Ⅱ可知,反应过程中温度升高,说明稀硫酸与氢氧化钾溶液发生的反应是放热反应;
(3)氢氧化钾与稀硫酸反应生成硫酸钾和水,化学方程式为;
(4)根据实验结论溶液中有,则方案一取少量反应后的溶液于试管中,加入粉末,氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水,实验现象为固体粉末逐渐消失,溶液由无色变为黄色;
(5)方案二不合理,理由是与反应也会生成硫酸钡白色沉淀,无法证明一定存在;
(6)A、镁能与硫酸反应生成硫酸镁和氢气,观察到有气泡产生,说明溶液中有,即猜想二正确,符合题意;
B、氧化铜能与硫酸反应生成硫酸铜和水,观察到固体逐渐消失,溶液由无色变为蓝色,说明溶液中有,即猜想二正确,符合题意;
C、氯化钾与硫酸不反应,无明显现象,不能证明溶液中有,不能说明猜想二正确,不符合题意;
D、碳酸钠能与硫酸反应生成硫酸钠、二氧化碳和水,观察到有气泡产生,说明溶液中有,即猜想二正确,符合题意。
故选:ABD;
(7)分析反应后所得溶液中溶质的成分时,除了考虑生成物外,还要考虑反应物是否过量或反应物是否有剩余。
11.(2025·四川成都·二模)化学兴趣小组对果蔬洗盐展开探究。
(1)任务一:认识果蔬洗盐
【调查了解】常用果蔬洗盐有柠檬酸型和碳酸氢钠型两种。
【交流讨论】波尔多液作杀虫剂的果蔬,残留物显碱性,为使清洗效果更佳,应选择________。
A.柠檬酸型洗盐 B.碳酸氢钠型洗盐
(2)任务二:探究碳酸氢钠型果蔬洗盐成分
配料表显示含有NaCl、、.为检测样品成分,设计并完成如下实验。
【查阅资料】
①碳酸氢钠受热分解成碳酸钠、水和二氧化碳。
②AgCl难溶于水且不与酸发生反应
实验探究
实验操作
实验现象
实验结论
①取少量样品于试管中加热,将产生的气体通入澄清石灰水
澄清石灰水变浑浊
含有碳酸氢钠
②取步骤①中少量固体于试管中加水溶解后先加稀硝酸再加溶液
________
含有氯化钠
③________
产生白色沉淀
含有碳酸钠
步骤②现象为 ;步骤③操作为 。
(3)任务三:测定果蔬洗盐的成分含量
第1步:称取5.00g样品。
第2步:将样品置于蒸发皿中加热至质量不再减少,称得剩余固体为4.38g。
第3步:利用下图装置进行实验。反应前称得A、B装置和药品的总质量为780.90g,加足量稀硫酸至不再产生气泡,再通入一段时间空气后,称得装置和药品总质量为779.58g。
依据上述实验和数据回答:
①实验结束前不断向装置内压入空气的目的是 。
②实验中B装置的作用是 。
③样品中的质量分数为 。
(4)任务四:自制碳酸氢钠型果蔬洗盐
根据探究结果,自制碳酸氢钠型果蔬洗盐,并在说明书上提示贮存方法为 。
【拓展研究】学习小组研究稀盐酸和碳酸钠溶液反应,实验如图2
【实验现象】甲实验中有气泡冒出,乙实验中无气泡冒出。
【提出问题】乙实验中为什么没有气泡冒出?
【查阅资料】碳酸钠和稀盐酸在一定条件下可以生成碳酸氢钠。学习小组利用数字化实验展开探究。
【数字化实验Ⅰ】利用图3所示装置进行实验,并采集数据,如图4.
由图4分析可得等浓度的碳酸氢钠和碳酸钠溶液,碱性较强的是 。
【数字化实验Ⅱ】利用图5所示装置进行实验,并采集数据,如图6、图7
①图7中的阴影部分与图6叠合后,图象基本重合。根据上述信息分析:CD段pH变化的原因为 。
②M点溶液中的溶质为 (写化学式)。
③将盐酸逐滴加入碳酸钠溶液中,开始没有气泡,后来有气泡的原因是 。
【交流与反思】
①此实验说明反应物的量不同,产物可能不同,试另举一例: 。
②为证明某碳酸钠溶液中是否含有氢氧化钠,以下方案合理的是 。
A.滴加无色酚酞试液,观察现象
B.滴加稀盐酸观察开始有无气泡
C.先加足量的氢氧化钡溶液,再滴加硫酸铜溶液,观察现象
D.先加足量的氯化钡溶液,再滴加无色酚酞试液,观察现象
【答案】(1)A
(2) 有白色沉淀产生 取少量样品于烧杯中,加足量水溶解,然后滴加氯化钙溶液
(3) 能将产生的二氧化碳全部排出 防止水蒸气随着二氧化碳排出 42.4%
(4) 保存在阴凉干燥处(合理即可) 碳酸钠/Na2CO3 过量的盐酸显酸性 NaCl、NaHCO3 向Na2CO3中加入HCl后,先生成NaHCO3,无气泡,再加稀盐酸时,NaHCO3发生反应生成CO2 碳在氧气中燃烧,氧气量不同,生成物不同 D
【详解】(1)由于残留物显碱性,涂抹酸性物质时,清洗效果更佳,由于柠檬酸显酸性,而碳酸氢钠溶液显碱性,故选A。
(2)操作①中加热样品,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,硝酸能除去碳酸钠,硝酸银和氯化钠反应生成氯化银沉淀和硝酸,则若观察到有白色沉淀产生,则说明其中含有氯化钠。
由于碳酸钠能和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,则可取少量样品于烧杯中,加足量水溶解,然后滴加氯化钙溶液,若有白色沉淀产生,则说明含有碳酸钠。
(3)①不断向装置内压入空气,能将产生的二氧化碳全部排出。
②浓硫酸具有吸水性,则实验中B装置的作用是防止水蒸气随着二氧化碳排出。
③根据反应前后物质的总质量不变,则生成的二氧化碳的质量为780.9g-779.58g=1.32g,设其中碳酸钠的质量为x,则
解得x=3.18g
设碳酸氢钠生成的碳酸钠的质量为y,则
解得y=1.06g
则样品中的质量分数为。
(4)碳酸氢钠受热易分解,且应保存在阴凉干燥处。
[数字化实验Ⅰ]由图可知,最终溶液pH均大于7,说明滴入的碳酸钠和碳酸氢钠均过量,且最终滴入碳酸钠的溶液pH最大,则说明碳酸钠的碱性较强。
[数字化实验Ⅱ]①由于图7中的阴影部分与图6叠合后,图象基本重合,则说明碳酸钠先与稀盐酸反应生成碳酸氢钠和氯化钠,碳酸氢钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,最后稀盐酸过量,盐酸显酸性,故CD段pH变化的原因为过量的盐酸显酸性。
②M点时,碳酸钠已经完全转化为氯化钠和碳酸氢钠,且碳酸氢钠还未完全反应,故溶液中的溶质为:NaHCO3、NaCl。
③结合前面分析可知,向Na2CO3中加入HCl后,先生成NaHCO3,无气泡,再加稀盐酸时,NaHCO3发生反应生成CO2,故盐酸逐滴加入碳酸钠溶液中,开始没有气泡,后来有气泡产生。
[交流与反思]①反应物的量不同,产物可能不同,如碳充分燃烧生成二氧化碳,不充分燃烧生成一氧化碳。
②A、碳酸钠和氢氧化钠溶液均显碱性,均能使无色酚酞试液变红,故滴加无色酚酞试液,观察现象,无法证明碳酸钠中含有氢氧化钠,不符合题意;
B、由以上分析可知,如果滴加的稀盐酸过少,碳酸钠先与稀盐酸反应生成碳酸氢钠,也无气泡产生,不符合题意;
C、先加足量的氢氧化钡溶液,再滴加硫酸铜溶液,观察现象,氢氧化钡与碳酸钠反应生成了氢氧化钠,会影响氢氧化钠的验证,不符合题意;
D、先加足量的氯化钡溶液,氯化钡能与碳酸钠反应生成碳酸钡和氢氧化钠,可除去碳酸钠,再滴加无色酚酞试液,氢氧化钠显碱性,能将无色酚酞试液变红,观察现象,如果溶液变红,说明含氢氧化钠,如果溶液不变色,说明不含氢氧化钠,符合题意。
故选D。
12.(2025·四川成都·二模)学习小组以碳单质为主题,开展项目式学习。
【任务一】认识碳单质的性质与用途
(1)金刚石、石墨物理性质差异很大的原因是 。
(2)高铁动车与电路连接的石墨电刷利用了石墨的性质包括________(填字母)。
A.可燃性 B.滑腻感 C.还原性 D.导电性
【任务二】探究碳单质的化学性质
(3)组装好仪器,按下列实验步骤展开探究:
步骤1:I处放入木炭,从II处通入足量氧气。
步骤2:在I处点燃酒精灯加热,观察I和Ⅲ中的现象。
步骤3:将Ⅱ处通入的气体更换为,Ⅲ装置中更换为氢氧化钠溶液。在I处点燃酒精灯加热,在末端导管口用燃烧的木条检验,观察现象。
①步骤2观察到的现象是 。
②请写出步骤3试管Ⅰ处发生的化学反应方程式 ,从能量变化的角度看,该反应属于 (填“放热”“吸热”)反应。
③上述三个步骤可以证明碳单质具有的化学性质是 。
【任务三】碳还原氧化铜实验的探究
(4)在真空密闭容器内、相同温度下,按照表中的数据进行碳还原氧化铜实验,利用数字化仪器绘制气体质量随反应时间变化的曲线如图所示。
(备注:“目数”是指固体的粗细度,目数越大,颗粒越小)
实验编号
碳粉质量/g
目数规格
氧化铜粉质量/g
对应曲线
1
3
200目
40
a
2
3
1000目
40
b
3
6
1200目
80
c(待画)
①结合a、b曲线,说明碳粉“目数”与反应速率的关系为 。
②请在图中画出曲线c的大致位置及变化趋势 。
【答案】(1)碳原子的排列方式不同
(2)BD
(3) I处木炭燃烧发白光,Ⅲ处澄清石灰水变浑浊 吸热 可燃性、还原性
(4) 碳粉的目数越大,反应速率越
【详解】(1)金刚石、石墨都是常见的碳单质,其物理性质差异很大的原因是碳原子排列方式不同;
(2)高铁动车与电路连接的石墨电刷,因为石墨能耐高温、化学性质稳定、具有滑腻感,同时还利用了石墨的导电性,没有用到石墨的可燃性和还原性。
故选BD;
(3)①步骤1:I处放入木炭,从II处通入足量氧气。步骤2:在I处点燃酒精灯加热,木炭在氧气中燃烧发白光,生成二氧化碳,二氧化碳使澄清石灰水变浑浊,观察到:I处木炭燃烧发白光,Ⅲ处澄清石灰水变浑浊;
②步骤3试管Ⅰ二氧化碳与碳高温生成一氧化碳,方程式为,该反应需要吸收热量,属于吸热反应;
③步骤1、2说明碳单质具有可燃性,步骤3碳将二氧化碳还原成一氧化碳,说明碳单质具有还原性;
(4)①对比分析a、b两条曲线,在所用碳粉质量相同的情况下,生成同等质量的气体时,b比a所用时间更短,说明b反应速率大于a,而b的碳粉目数多于a,则在所用碳粉质量相同的情况下,碳粉“目数”与反应速率之间的关系为碳粉的目数越大,反应速率越快;
②结合表格数据可知,实验3中反应物的质量是实验1、2的2倍,则生成气体的质量也是实验1、2的2倍,碳粉的目数越大,反应速率越快,所以实验3的反应速率比实验1、2快,则曲线c的大致位置及变化趋势如图所示:
13.(2025·四川成都·二模)成华区某化学兴趣小组分别从不同角度“可视化”探究酸碱中和反应。
(1)用浓盐酸和蒸馏水配制实验所需盐酸,不需要使用的是 (填序号)。
①胶头滴管 ②量筒 ③烧杯 ④托盘天平 ⑤玻璃棒
【探究一】利用指示剂证明
(2)向滴有酚酞的溶液中滴加稀盐酸,观察到的现象 。某同学认为该现象不能证明酸碱发生了中和反应,她又补充实验: ,证明酸碱发生了中和反应。
【探究二】从能量变化的角度证明
(3)用图1装置进行实验,用温度传感器测出溶液温度变化如图2中曲线a所示;把溶液B换成蒸馏水重复上述实验,得到图2中曲线b。第二次实验的目的 。
【探究三】从有新物质生成的角度证明
(4)向溶液中滴加稀盐酸,取反应后少量溶液于一支试管,先加入足量稀硝酸,再加入溶液,产生白色沉淀, (填“能”或“不能”)证明酸和碱发生反应。
【探究四】从变化的角度证明
(5)用如图1所示装置探究溶液和稀盐酸的反应,并用传感器测得烧杯中溶液的随滴加液体体积的变化如图3所示。下列说法正确的是________。
A.溶液B是溶液
B.b点时,加入的A、B溶液体积相等
C.、、三点溶液中,的质量一定相等
D.点点反应的化学方程式:
【探究五】从电导率变化的角度证明
(6)电导率是衡量溶液导电能力大小的物理量,在相同条件下,电导率与离子浓度(单位体积内离子数)成正比。如图1,向盐酸中滴加离子浓度相同的溶液,测得溶液电导率变化如图4。
①段电导率下降的原因 ;
②段电导率上升的原因 。
【反思总结】
(7)从微观角度认识中和反应的实质,按图5中反应物比例关系,在图6中画出反应后的微观示意图。
【答案】(1)④
(2) 溶液由红色变成无色 向褪色后的溶液中再加入使溶液呈碱性,溶液又变红
(3)对比实验,排除溶液被稀释时产生温度变化对实验的干扰
(4)不能
(5)C
(6) 离子数量相同,但溶液体积增大,离子浓度减小 M点恰好中和,再加入离子浓度更大的碱,溶液中离子浓度增大
(7)
【详解】(1)用浓盐酸和蒸馏水配制实验所需盐酸,需要的仪器有胶头滴管、量筒、烧杯和玻璃棒,则不需要使用的是托盘天平,因为配制溶液时,浓盐酸和水是液体,用量筒量取其体积,不需要用托盘天平称量质量;
(2)向滴有酚酞的NaOH溶液中滴加稀盐酸,观察到溶液由红色变为无色,某同学认为这现象不能证明酸碱发生了中和反应,因为可能是盐酸和酚酞反应而变成无色,她又补充的实验是取少量反应后的溶液于试管中,再滴加少量NaOH溶液,若溶液又变红证明是酸碱发生了中和反应;
(3)如图1装置进行实验,用温度传感器得出溶液温度变化如图2中曲线a所示,把溶液B换成蒸馏水重复上述实验,得到图2中曲线b,第二次实验的目的是对比实验,排除A溶液被稀释时产生温度变化对实验的干扰;
(4)向NaOH溶液中滴加稀盐酸,取反应后的溶液加少量溶液于一支试管,先加入足量稀硝酸、再加入AgNO3溶液、产生AgCl白色沉淀,不能证明酸和碱发生反应,因为无论NaOH与HCl是否反应,HCl本身就会与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀;
(5) A、开始时溶液pH>7,说明溶液显碱性,最后溶液的pH<7,说明是向NaOH溶液中滴加稀盐酸,则溶液B是稀盐酸,故A错误;
B、B点时溶液pH=7,说明酸碱恰好完全反应,由于盐酸和NaOH溶液的浓度不一定相同,则加入的A、B溶液体积不一定相等,故B错误;
C、因为整个反应过程中钠元素守恒,所以a、b、c三点溶液中,Na+的质量一定相等,故C正确;
D、b点时酸碱恰好完全反应,b点→c点是继续加入稀盐酸的过程,该过程没有发生化学变化,故D错误;
故选C;
(6) ①LM段是盐酸与氢氧化钠反应的过程,氢离子和氢氧根离子结合生成水,虽然离子数量相同,但溶液体积增大,根据电导率与离子浓度(单位体积内离子数)成正比,离子浓度减小,所以电导率下降,则LM段电导率下降的原因是离子数量相同,但溶液体积增大,离子浓度减小;
②M点时盐酸和氢氧化钠恰好中和,再加入离子浓度更多的碱,溶液中离子浓度增大,所以MN段电导率上升;
(7)中和反应的实质是H+和OH-结合生成H2O,图5中HCl和NaOH的微粒个数比为2:1,反应后溶液中存在H+、Na+、Cl-和H2O分子,在图6中应画出氢离子、钠离子、氯离子以及水分子,则在图6中画出反应后的微观示意图为。
14.(2025·四川成都·二模)食品脱氧剂的主要成分是铁粉、活性炭和氯化钠。某化学兴趣小组利用食品脱氧剂,设计并完成如下实验。回答下列问题:
Ⅰ.分离食品脱氧剂中各成分
取适量的食品脱氧剂,按照图1流程进行分离。
(1)步骤①分离出铁粉,利用了铁的性质是 。步骤②中主要的操作有溶解、 。步骤③的操作名称是 。
Ⅱ.探究脱氧剂中氯化钠、活性炭对铁锈蚀的影响
利用图2装置进行如下实验,测得相同时间内装置中的温度变化如下表所示。
实验
铁粉/g
水/mL
活性炭/g
氯化钠/g
温度变化/℃
①
2
5
0
0
0.1
②
2
5
m
0.1
3.1
③
2
5
0.2
0
22.0
④
2
5
0.2
0.1
56.3
(2)当时,进行实验①和②的目的是 。有同学认为m的值不能为0.2,其理由是 。
(3)为探究活性炭对铁锈蚀的影响,可选择的实验组合是 (填编号)。
(4)由实验可知:氯化钠、活性炭对铁锈蚀的影响是 。
Ⅲ.测定铁锈(Fe2O3·xH2O)中x的值
将一定量的铁粉,放置在潮湿的空气中锈蚀一段时间,称取已锈蚀的铁粉进行如图3所示实验。先持续通入,并充分加热,使铁锈全部脱水,冷却后称量固体质量;之后持续通入,加热使之充分反应,停止加热后,继续通入并冷却至室温,再次称量固体质量。绘制玻璃管中固体质量随时间的变化如图4所示(提示:不考虑铁锈中水的其它存在形式;氢气具有还原性;可吸收水)。
(5)通入的目的是 。
(6)通入所发生反应的化学方程式为 。实验后,U形管中增加的质量 (填“大于”“等于”或“小于”)玻璃管中固体减少的质量。
(7)需继续通入H2冷却至室温的原因 。
(8)铁锈(Fe2O3·xH2O)中x的值为 。
【答案】(1) 能被磁铁吸引 过滤 蒸发结晶
(2) 探究氯化钠对铁锈蚀的影响 实验中需控制单一变量,若m=0.2,则实验②和③就有活性炭和氯化钠两个变量,无法探究单一因素对铁锈蚀的影响
(3)①③
(4)氯化钠和活性炭都能加速铁的锈蚀
(5)排尽装置内的空气,防止加热时铁粉被氧化,同时将铁锈受热产生的水蒸气带走
(6) 大于
(7)防止生成的铁在高温下被空气中的氧气重新氧化,同时使生成的水蒸气被CuSO4充分吸收
(8)3
【详解】(1)步骤①用磁铁吸引可分离出铁粉,利用铁能被磁铁吸引的性质;
步骤②将剩余粉末中的氯化钠溶解,通过过滤分离出活性炭和氯化钠溶液;
步骤③从氯化钠溶液中得到氯化钠固体,操作是蒸发结晶。
(2)当m=0时,实验①和②的变量是氯化钠,目的是探究氯化钠对铁锈蚀的影响;
若m=0.2 ,则实验②和③就有活性炭和氯化钠两个变量,无法探究单一因素对铁锈蚀的影响。
(3)探究活性炭对铁锈蚀的影响,需控制其他条件相同,只有活性炭不同,①③对比只有活性炭有无不同,可探究活性炭影响。
(4)对比实验①③,发现相同条件下,有活性炭时温度变化大,说明铁锈蚀快;对比实验③④,发现相同条件下,有氯化钠时温度变化大,说明铁锈蚀快,即氯化钠和活性炭都能加速铁的锈蚀。
(5)装置内空气中氧气会在加热时氧化铁粉,通入N2可排尽空气,防止铁粉被氧化,还能将铁锈受热产生的水蒸气带走。
(6)氢气在高温条件下还原氧化铁生成铁和水,化学方程式为;
根据质量守恒定律,玻璃管中固体减少的质量是铁锈中氧元素质量,U 形管中增加的质量是反应生成水的质量,根据,生成的水中的氧元素质量等于铁锈中氧元素质量,则U形管中增加的质量大于玻璃管中固体减少的质量。
(7)反应结束后,铁在高温下易被空气中氧气氧化,继续通H2可隔绝空气防止铁被氧化,同时能让生成的水蒸气继续被硫酸铜吸收,保证实验结果准确性。
(8)由图知铁锈质量50.0g,加热脱水后质量39.2g,则水的质量为;最终得到铁质量29.6g ,则Fe2O3中氧元素的质量为,则Fe2O3的质量为。根据Fe2O3·xH2O,,解得x=3。
15.(2025·四川泸州·二模)已知草酸常温下为固体,熔点为189.5℃,具有还原性,常用作染料还原剂;加热易分解,化学反应方程式为。某化学研究性小组为验证分解产物进行实验,用到的仪器装置如图所示(组装实验装置时可重复选择仪器)。
【实验装置】
请回答:
(1)仪器n的名称是 。
(2)加热分解草酸的装置需选用 (填“”、“”或“”);实验前,按接口连接顺序a de(从左到右填写接口字母)组装实验装置。
(3)B装置中出现 现象可证明产物中有生成。
(4)写出C装置中发生反应的化学方程式 。
(5)D装置中出现 现象可证明产物中有生成。
(6)该小组交流讨论后,得出该装置存在一定缺陷,需在最后的e接口连接一瘪的气球,其作用是 。
【答案】(1)硬质玻璃管
(2) A2 fg-de-hi-bc
(3)黑色固体变成红色
(4)
(5)白色粉末变蓝
(6)收集尾气,防止污染
【详解】(1)仪器n是硬质玻璃管;
(2)草酸常温下为固体,熔点为189.5℃,加热分解草酸时,草酸会熔化成液体,因此选用装置A2;草酸分解产生一氧化碳、水和二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,用澄清石灰水检验二氧化碳,即装置C,一氧化碳具有还原性,在加热的条件下与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,用装置B检验一氧化碳,由于一氧化碳与氧化铜反应生成二氧化碳,所以应在检验一氧化碳前进行二氧化碳的检验,气流通过澄清石灰水会被润湿,因此在检验二氧化碳前先对水进行检验,水能使无水硫酸铜变蓝,因此检验水用装置D。故装置的顺序为用A2作发生装置,连接装置D进行水的检验,再连接C检验二氧化碳,接下来连接E对气体进行干燥,最后B和E检验一氧化碳。接口顺序为:a-fg-de-hi-bc-de;
(3)一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,B装置中出现黑色固体变成红色现象可证明产物中有生成;
(4)C中发生的反应为二氧化碳与石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,方程式为:;
(5)水能使无色硫酸铜变蓝,故D装置中出现白色粉末变蓝的现象可证明产物中有H2O生成;
(6)实验时排放的尾气中含有一氧化碳,一氧化碳有毒,会污染空气,因此需在最后的e接口连接一瘪的气球,对尾气进行收集,防止空气污染。
16.(2025·四川泸州·二模)学习小组配制一定质量分数的溶液并探究其性质。
Ⅰ配制一定质量分数的溶液
(1)“称量”时,用 (填“镊子”或“药匙”)从试剂瓶中取出粉末。
(2)“溶解”时,若需量取的水,当量筒中已有水时,后续加水使用的仪器为 (填字母)。
Ⅱ探究溶液的性质
(3)取少量溶液,向其中滴入无色酚酞溶液后显 色,说明溶液呈碱性。
(4)取三份溶液,向其中分别滴入溶液。试剂用量、浓度及实验现象如下表所示。
实验编号
实验1
实验2
实验3
溶液
溶液
1滴0.1%
1滴11%
6滴11%
实验现象
无明显现象
白色沉淀
白色沉淀、无色气体
①“实验3”生成的白色沉淀为,无色气体为,此外还生成和,“实验3”中反应的化学方程式为 。
②“实验2、3”中发生的化学反应相同,从气体溶解度的角度分析“实验2”中没有观察到逸出的原因是 。
③三组实验研究表明:的溶液与溶液混合后,能否观察到明显现象与 相关。
④已知:向的溶液中滴入1滴0.1%的溶液,有白色沉淀生成。设计实验鉴别浓度均为0.8%的溶液和溶液。完善实验方案(包括操作、现象和结论):分别取的溶液和溶液,向其中各加入 。(实验中须使用的试剂:0.1%的溶液)
【答案】(1)药匙
(2)c
(3)红
(4) 产生的很少,全部溶解在溶液中 溶液的浓度 分别取的溶液和溶液,向其中各加入1滴0.1%的溶液,有白色沉淀产生的是溶液,无明显现象的是溶液
【详解】(1)是粉末状药品,取用粉末状药品用药匙,所以用 “药匙” 从试剂瓶中取出粉末。
(2)用量筒量取一定体积液体,当接近所需刻度时,应用胶头滴管滴加至刻度线,所以选 c(胶头滴管 )。
(3)无色酚酞溶液遇碱性溶液变红,向溶液中滴入无色酚酞溶液后显红色,说明溶液呈碱性。
(4)①根据题目信息,“实验 3” 中NaHCO3与CaCl2反应生成CaCO3、NaCl、CO2和H2O,
②二氧化碳能溶于水,实验 2 中CaCl2溶液浓度和用量相对较少,产生二氧化碳的量少,溶解在溶液中,所以没有观察到CO2逸出。
③对比三组实验,变量是CaCl2溶液的浓度和滴加量,实验 1 和实验 2 CaCl2溶液的滴数相同,但溶液浓度分别是0.1%和11%,最终实验 1 无明显现象,实验 2 产生白色沉淀,说明能否观察到明显现象与溶液的浓度有关;实验 2 和实验3 CaCl2溶液的浓度相同,但滴数分别是 1 和 6 ,最终实验 2 产生白色沉淀,实验 3 产生白色沉淀、无色气体,说明能否观察到明显现象与CaCl2溶液的滴数有关。综上,能否观察到明显现象与溶液的浓度和滴加量相关。
④已知向1mL0.8%的Na2CO3溶液中滴入1滴0.1%的CaCl2溶液有白色沉淀生成,而1mL0.8%的NaHCO3溶液中滴入1滴0.1%的CaCl2溶液无明显现象,所以分别取1mL0.8%的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液,向其中各加入1滴0.1%的溶液,有白色沉淀产生的是Na2CO3溶液,无明显现象的是NaHCO3溶液。
17.(2025·四川广安·二模)化学反应是化学研究的重要范畴,某化学兴趣小组对某些化学反应进行了下列探究。
【活动一】探究中和反应
实验I:为了证明氢氧化钠溶液和稀盐酸发生了反应,小组同学设计了如图1所示的实验,并根据传感器测定的数据绘制了pH与加入溶液质量的变化关系图(如图2)。
(1)氢氧化钠溶液和稀盐酸反应的化学方程式为 。
【活动二】微观探析复分解反应
实验II:将稀硫酸分别滴入如图3所示的三种溶液中,观察现象,判断反应发生的情况。
【查阅资料1】酸、碱、盐溶液发生复分解反应时,某些离子会大量减少,如稀硫酸与氯化钡溶液反应,溶液中的SO和Ba2+因生成BaSO4沉淀而大量减少,而H+和Cl-仍然在溶液中。
(2)稀硫酸与碳酸钠溶液反应时,大量减少的两种离子是 (填离子符号)。
实验III:小组同学均认为稀硫酸不能与氯化钠溶液发生复分解反应,并设计如下实验进行验证:
【实验步骤】①向试管a中加入少量稀硫酸,再加入过量氯化钠溶液,未观察到明显现象;②向试管b中倒入少量试管a中的溶液,加入硝酸钡溶液,产生白色沉淀;③向盛有少量碳酸钠粉末的试管c中倒入少量试管a中的溶液,振荡,有气泡产生。
【实验结论】稀硫酸不能与氯化钠溶液发生复分解反应。
【归纳总结】
(3)该实验的设计思路是将稀硫酸与氯化钠溶液混合,通过 证明二者不反应。
【实验拓展】
(4)待试管内的反应充分进行后,将试管b和试管c内的混合物倒入同一个烧杯中,混合后的溶液中一定存在的离子有 (填离子符号)。
【活动三】复分解反应发生条件的迁移应用
通过上述实验,小组同学认识到复分解反应是朝着溶液中离子浓度减少的方向进行的。
【查阅资料2】
难溶性盐
颜色
20℃时在水中的溶解度/g
氯化银
白色
1.5×10-4
碘化银
黄色
3×10-7
实验IV:取少量硝酸银溶液于试管中,滴加过量的氯化钠溶液,有白色沉淀产生,继续加入足量KI溶液,观察到白色沉淀转化为黄色沉淀。
(5)请写出加入足量KI溶液后发生反应的化学方程式: 。
【答案】(1)NaOH+HCl=NaCl+H2O
(2)CO、H+/H+、CO
(3)检验混合后溶液中离子的种类和数量变化
(4)Na+、Cl-、NO
(5)AgCl+KI=AgI+KCl
【详解】(1)氢氧化钠(NaOH)和稀盐酸(HCl)发生中和反应,生成氯化钠(NaCl)和水(H2O),化学方程式为NaOH+HCl=NaCl+H2O;
(2)稀硫酸(H2SO4)与碳酸钠(Na2CO3)溶液反应,化学方程式为H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+H2O+CO2↑。从离子角度看,H+和反应生成H2O和CO2气体,所以大量减少的两种离子是H+和;
(3)向混合溶液中加入硝酸钡溶液产生白色沉淀,证明有在存,加入碳酸钠粉末有气泡产生,证明有H+存在;该实验的设计思路是将稀硫酸与氯化钠溶液混合,通过检验混合后溶液中离子的种类和数量变化证明二者不反应;
(4)向试管a中加入少量稀硫酸和过量氯化钠溶液,此时溶液中有H+、、Na+、Cl−,向试管b中加入硝酸钡溶液,Ba2+与反应生成BaSO4沉淀,但溶液中还有H+、Na+、Cl−、;向试管c中加入碳酸钠粉末,H+与反应生成H2O和CO2气体,溶液中有Na+、Cl−、、(若H+不足,会剩余)。将试管b和试管c内的混合物倒入同一个烧杯中,混合后的溶液中一定存在的离子有Na+、Cl−、;因为Na+、Cl−、在整个过程中没有形成沉淀、气体或水,始终存在于溶液中。
(5)取少量硝酸银溶液于试管中,滴加过量的氯化钠溶液,有白色沉淀氯化银(AgCl)产生,继续加入足量KI溶液,氯化银转化为黄色沉淀碘化银(AgI),同时生成硝酸钾(KNO3),化学方程式为AgCl+KI=AgI+KCl。
18.(2025·四川绵阳·二模)某化学学习小组同学在封闭装置内燃烧某种含碳、氢、氧元素的废弃塑料,对产生的废气成分(可能含有H2、CO、CO2、H2O中的某几种)。按如图所示装置进行检验。(已知:白色的无水硫酸铜固体遇水变蓝色)
[实验探究]拉动注射器,让废气依次通过装置。
[实验分析]
(1)能证明废气中有水蒸气存在的现象是 ,F处的大号注射器,可以引导气流方向,其另一个主要作用是 。
[反思评价]
(2)观察到B、E中石灰水变浑浊,写出变浑浊的化学方程式: 。
(3)小金认为,根据E中澄清石灰水变浑浊,无法确定D中生成了CO2,其理由是 。小金根据D中粉末颜色变化是 ,得出废气中存在一氧化碳。小丽认为该结论不严谨,若废气中存在氢气也会出现该现象。要使上述结论更加严谨,还应该在 (填字母序号)之间增加一个A装置。经验证推导出无氢气存在。
[实验结论]
(4)通过以上实验证明,废气中只含有H2O、CO2、CO。若称量反应前后D中固体减少0.8 g,则理论上有 g一氧化碳与氧化铜发生了反应。
【答案】(1) 装置A中无水硫酸铜变蓝 收集尾气(或防止污染空气 )
(2)
(3) 废气中本身含有的二氧化碳可能未被B装置完全吸收 由黑色变为红色 D、E
(4)1.4
【详解】(1)白色无水硫酸铜遇水变蓝,所以装置A中无水硫酸铜变蓝能证明废气中有水蒸气;
F处大号注射器除引导气流方向外,还可收集未反应的有毒气体(如一氧化碳 ),防止污染空气。
(2)二氧化碳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沉淀和水,化学方程式为。
(3)B装置可能不能完全吸收废气中原有的二氧化碳,所以仅根据E中澄清石灰水变浑浊,无法确定D中生成了二氧化碳;
一氧化碳和氢气都能还原氧化铜,使黑色氧化铜粉末逐渐变红;
若要确定是一氧化碳的作用,需在D、E之间增加A装置检验是否有水生成,若无水生成则可排除氢气干扰。
(4)D中发生的反应是,固体减少的质量是氧化铜中氧元素的质量。设参加反应的一氧化碳质量为x,
x=1.4g
19.(2025·四川绵阳·二模)《天工开物》记载古法造纸术的流程是原料浸泡、蒸煮、抄制烘干。兴趣小组根据记载,利用回收的废纸进行“制造再生纸”跨学科实践活动,在蒸煮时加入了氢氧化钠。造纸后,为处理剩余的废液进行如下探究活动。
【查阅资料】①碱石灰是氢氧化钠与氧化钙的固体混合物,能吸收水和二氧化碳;
②BaCl2溶液呈中性。
【任务一】废液成分分析
【提出猜想】推测废液中含有氢氧化钠和碳酸钠中的一种或两种。
【实验设计与实施】
(1)
实验操作
实验现象
实验结论
步骤1:取少量废液于试管中,加入足量的氯化钡稀溶液
废液中有Na2CO3
步骤2:取少量步骤1中的上层清液于试管中,
废液中有NaOH
【任务二】废液中碳酸钠含量测定
兴趣小组设计了如下图所示的实验。取200g废液样品放入装置A的锥形瓶中。先通入一会儿N2,然后称量装置C、D的质量,再向锥形瓶中滴加足量稀硫酸,至不再产生气体,继续通一会儿N2后,测得装置C、D分别增重4.2g和0.2g。
(2)锥形瓶中不再产生气体后,需要继续通一会儿N2,其原因是 。
(3)装置C中发生反应的化学方程式是 。
(4)废液中碳酸钠的溶质质量分数是 (保留到0.1%)。
(5)如果缺少装置B,会使测定的碳酸钠含量 (填“偏大”或“偏小”)。
【任务三】废液的处理
(6)为使废液中的碳酸钠转化为氢氧化钠循环利用。需根据废液中碳酸钠的含量,加入一定量的某种物质,该物质与碳酸钠反应的化学方程式是 。
【答案】(1) 产生白色沉淀 加入适量的无色酚酞溶液 溶液变红
(2)使反应生成的二氧化碳全部被吸收
(3)CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
(4)5.3%
(5)偏大
(6)Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH
【详解】(1)实验结论是废液中含有碳酸钠,步骤1:取少量废液于试管中,加入足量的氯化钡稀溶液,碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,则可观察到产生白色沉淀,故填:产生白色沉淀;
实验结论是废液中含有氢氧化钠,氢氧化钠能使无色酚酞溶液变红,步骤2:取少量步骤1中的上层清液于试管中加入适量的无色酚酞溶液,可观察到溶液变红,故填:加入适量的无色酚酞溶液;溶液变红;
(2)锥形瓶中不再产生气体后,需要继续通一会儿氮气,其原因是:使反应生成的二氧化碳全部被吸收,防止部分气体残留在装置中,影响实验结果,故填:使反应生成的二氧化碳全部被吸收;
(3)装置C中二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,反应的化学方程式为CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,故填:CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O;
(4)装置C、D分别增重4.2g和0.2g,说明生成二氧化碳的质量为4.4g,设废液中碳酸钠的溶质质量为x,
废液中碳酸钠的溶质质量分数为,故填:5.3%;
(5)如果缺少装置B,气体从A装置中携带出的水蒸气会被D装置吸收,导致测得的二氧化碳的质量偏大,则计算出的碳酸钠的含量偏大,故填:偏大;
(6)氢氧化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙和氢氧化钠,可加入适量的氢氧化钙溶液将碳酸钠转化为氢氧化钠循环利用,该反应的化学方程式为Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH,故填:Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH。
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专题 09 科学探究题
1.(2025·四川广安·二模)小明查阅溶解度表发现“碳酸铁”一栏表示为“—”,即溶液中不存在,从而引发思考:可溶性铁盐和碳酸盐能否反应?于是他做了如下探究:
(一)探究能否反应及产物。
将一定量溶液和溶液倒入同一支试管中,发现有红褐色沉淀和无色气体产生,说明二者发生了反应。
(1)生成的沉淀为 (填化学式)。
(二)探究反应后所得到的无色溶液中溶质的成分。
【作出猜想】
(2)①、 ②、 ③
小林认为猜想①一定不成立,原因是 ;
【实验验证】
(3)完成以下内容:
操作
现象
结论
向反应后的滤液中加入稀硫酸
猜想②成立
上述反应的化学方程式是 。
【反思评价】
(4)小林认为,选用其他试剂也能得到上述结论,该试剂可能是________(填序号)。
A.溶液 B.溶液 C.溶液 D.酚酞溶液
2.(2025·四川南充·二模)为了深度学习探究初中酸、碱、盐的内容,某化学兴趣小组根据酸碱盐之间的化学反应的关系开展了项目式学习。
(1)第一小组项目1:探究酸碱中和反应。
实验开始后将注射器内的液体缓慢地全部注入烧瓶内。实验中,观察到的现象是 ,c点所示溶液中所含溶质是 (填化学式)。
(2)第二小组项目2:探究酸碱盐之间反应。
如图把甲、乙反应后的溶液倒入同一烧杯中发现溶液显红色,决定继续对烧杯内溶液中溶质成分进行探究。
【提出问题】反应后所得溶液中溶质的成分是什么?
【查阅资料】①溶液呈中性。
②不溶于稀硝酸,能溶于稀硝酸。
【提出清想】烧杯内溶液中的溶质成分可能有:
猜想一: 猜想二: 。
猜想三: 猜想四:
【实验分析】通过对猜想的分析,大家认为猜想四不成立,原因是 。
【实验探究】同学们对剩余的几种猜想继续探究
实验操作
实验现象及结论
a.取烧杯中的溶液于试管中,加入 溶液
现象: ,说明猜想一不成立
b.过滤,向沉淀中加入足量稀硝酸
现象:沉淀部分溶解有气泡产生,说明猜想 成立
3.(2025·四川南充·三模)氢化钙()固体是登山运动员常用的能源提供剂。某探究小组的同学把一定量的固体加入溶液中,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。经检验滤渣的成分是碳酸钙。
【查阅资料】①氢化钙遇水反应生成氢氧化钙和氢气。
②氢化钙中的杂质不溶于水且不与水反应,也不与溶液反应。
【分析与思考】
(1)请写出上述过程中生成碳酸钙的化学反应方程式 。
【提出问题】滤液中溶质的成分是什么?
【作出猜想】猜想一:;
猜想二:;
猜想三:;
【实验验证】
(2)完成表格。
实验操作
实验现象
实验结论
操作一
取少量滤液于试管中,向其中加入 ,观察
没有气泡产生
猜想三不成立
操作二
另少量取滤液于试管中,向其中通入少量气体,观察
猜想二成立
【拓展应用】
(3)为了证明猜想二成立,下列试剂可行的是___________。最后反思交流得到氢化钙应密封保存。
A.紫色石蕊溶液 B.硫酸铜溶液 C.碳酸钠溶液 D.稀盐酸
4.(2025·四川宜宾·三模)化学兴趣小组同学在实验室发现一瓶已变为白色粉末的久置的过氧化钠,经老师确认已经变质。于是在老师的带领下进行了探究式学习。
【提出问题】白色粉末含有哪些成分?
【查阅资料】Ⅰ.过氧化钠是淡黄色的固体,能与水发生剧烈反应,生成氢氧化钠和氧气。
Ⅱ.氯化钙溶液显中性。
【猜想假设】猜想一:白色粉末含有和NaOH;
猜想二:白色粉末只含有NaOH;
猜想三:白色粉末只含有;
猜想四:白色粉末含有和NaOH。
【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:
实验步骤
实验操作
实验现象
实验结论
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
有白色沉淀生成
猜想四成立
步骤二
取上述少量上层清液于试管中,滴加
溶液变为红色
(3)请写出步骤一中发生反应的化学方程式: 。
【表达交流】
(4)小刚同学认为通过上述实验不能得出猜想四正确,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。
5.(2025·四川宜宾·二模)化学社团的同学在探究金属化学性质时,进行了图1所示的实验。
(1)图1实验中观察到的现象是: 。实验过程中小A同学意外发现:当两种金属发生触碰时(如图2),铜片表面产生了气泡。
【提出问题】图2中铜是否发生了化学反应?产生的气体是什么?
【作出猜想】同学们对产生的气体进行了以下猜想:
(2)小B猜想是二氧化硫;小C猜想是氧气;小D猜想是氢气。他们作出猜想的理论依据是 。
【查阅资料】
I将锌片、铜片用导线连接后平行插入稀硫酸中,铜片表面产生气体。该反应过程中金属失去的电子通过导线发生了转移。
Ⅱ二氧化硫能使品红溶液褪色。
【设计并进行实验】
(3)他们设计了图3装置进行实验,将产生的气体分别通过导管与图4中的装置连接,验证自己的猜想。
实验操作
实验现象
实验结论
小B
连接导管a与导管d,向品红溶液中通入气体一段时间
小D的猜想正确
小C
选用正确方法收集气体一段时间后,向试管内伸入带火星的木条
木条不复燃
小D
连接导管a与导管 (填序号),收集气体后用拇指堵住试管口,靠近酒精灯火焰,移开拇指点火
气体燃烧,听到轻微的“噗”声
【教师释疑】图1实验中,锌与稀硫酸反应,锌失去电子,酸溶液中氢离子在锌片表面获得电子生成氢气。
(4)图3实验中,酸溶液中的氢离子从铜片表面获得 (选填“锌”或“铜”)失去的电子生成了氢气。
(5)得出结论:图2中两种金属触碰后铜 (选填“有”或“没有”)发生化学反应。
(6)延伸应用:制造钢制船闸门时,为防止铁被腐蚀,常在钢闸门表面安装比铁更活泼的金属。这种金属可以是________(填序号)。
A.锌 B.铜 C.银
6.(2025·四川广元·二模)2024年12月27日,国产076型两栖攻击舰首舰——“四川舰”正式下水,这标志着中国海军在两栖作战能力上的重大突破。为了保护“四川舰”的金属外壳,工作人员会采取多种防腐蚀措施,某化学兴趣小组对此展开了探究。
已知“四川舰”的外壳主要由钢铁制成,钢铁中的铁容易与空气中的氧气和水发生反应而生锈,为了防止生锈,通常会在钢铁表面涂上一层特殊的防锈漆。防锈漆中的某些成分可以与铁表面的铁锈(主要成分是)发生反应,起到除锈和防锈的作用。
【提出问题】
防锈漆中的什么成分能与铁锈反应?反应后的产物是什么?
【查阅资料】
①该防锈漆中含有盐酸、碳酸钠、氢氧化钙等物质。
②溶液呈黄色,是一种红褐色沉淀。
【作出猜想】
猜想一:盐酸与铁锈反应,产物可能是和;
猜想二:碳酸钠与铁锈反应,产物可能是和;
猜想三:氢氧化钙与铁锈反应,产物可能是和。
(1)小组同学经过讨论,认为猜想二和猜想三不合理。对于猜想二,理由是 ;对于猜想三,理由是 。
【实验探究】
(2)取少量生锈的铁片于试管中,加入适量防锈漆,观察到铁锈逐渐消失,溶液变为黄色,说明猜想一可能正确。为了进一步验证,向反应后的溶液中滴加溶液,若观察到 ,则证明猜想一正确,该反应的化学方程式为 。
(3)小明认为,仅通过上述实验不能完全排除其他物质也能与铁锈反应的可能性。于是他另取少量生锈的铁片于试管中,加入适量的水,再分别滴加盐酸、碳酸钠溶液、氢氧化钙溶液,发现只有加入盐酸时铁锈才会消失,从而进一步证明了只有盐酸能与铁锈反应。在该实验中,加入水的目的是 。
【拓展应用】
(4)从酸碱盐的角度分析,盐酸能与铁锈反应的原因是 。
(5)除了使用防锈漆,还可以在“四川舰”的外壳上镶嵌一些比铁更活泼的金属,如锌,这种方法的原理是 。
(6)在日常生活中,我们也可以用类似的原理来保护金属制品。例如,为了保护铁制菜刀免受锈蚀,我们可以采取的有效措施是 。
7.(2025·四川成都·二模)胃液中含有盐酸,常用碳酸氢钠片或铝碳酸镁片治疗胃酸过多症。某项目学习小组通过化学实验比较碳酸氢钠、铝碳酸镁治疗胃酸过多症的优缺点。请回答下列问题:
查阅资料:
A.铝碳酸镁片主要成分的化学式为,其相对分子质量为602。
B.抗酸原理:抗酸药物中的离子和胃酸中的氢离子反应,降低胃液酸性。
Ⅰ.【定性实验】定性探究碳酸氢钠和铝碳酸镁与“胃酸”的反应
取甲、乙两个大小相同的锥形瓶,瓶内分别加入40mL同浓度的稀盐酸并在瓶口套有相同大小的气球(其中甲瓶气球内放1.0g碳酸氢钠片,乙瓶气球内放1.0g铝碳酸镁片),同时将气球内的药品放入锥形瓶,充分反应后,现象如图1所示。
(1)写出碳酸氢钠治疗胃酸过多的化学方程式: 。
(2)铝碳酸镁治疗胃酸过多时发生的反应为:,则X的化学式为 ,铝碳酸镁片中含有镁离子、铝离子、氢氧根离子和碳酸根离子。结合上述化学方程式分析,该药物起抗酸作用的离子是 (填离子符号)。
Ⅱ.【定量实验】定量探究碳酸氢钠片、铝碳酸镁片与“胃酸”的反应,对比分析两种药片产生的速率快慢和反应降低酸性的能力强弱。
取两只500mL的三颈烧瓶,分别加入120mL稀盐酸并插入pH传感器和传感器,启动磁力搅拌器。然后分别投入1.0g碳酸氢钠片和1.0g铝碳酸镁片(如图2所示),利用传感器分别测定两实验中的浓度变化和pH的变化,拟合处理所得数据,得到“浓度-时间”曲线(如图3所示)和“pH-时间”曲线(如图4所示)。
分析图3、图4的曲线,回答下列问题:
(3)结合图3,描述图1中乙的实验现象是: ;
(4)分析图3,对比铝碳酸镁,解释服用碳酸氢钠治疗更易引发胃胀的原因: ;
(5)根据图4,所用稀盐酸的初始pH约为 ;
(6)分析图4,判断铝碳酸镁片反应降低酸性能力更强的理由是 。同时,项目组同学也通过计算获得数据证据:理论上,1.0g铝碳酸镁反应消耗的HCl质量约是1.0g碳酸氢钠反应消耗HCl质量的 倍(计算结果保留到0.1)。
【反思与评价】
(7)患有胃溃疡的病人不宜过多服用含 的药物,以免造成胃胀、引发胃穿孔等症状。日常生活中,我们应该根据个人的实际病情,遵照医嘱或按药物说明书,选择适合的胃药服用,切忌滥用药物。
8.(2025·四川宜宾·二模)某校化学课上,老师让同学们设计实验鉴别稀盐酸、食盐水和澄清石灰水三种无色溶液并进行性质实验。同学们设计实验如下:
(1)第1兴趣小组:用紫色石蕊溶液鉴别三种溶液,他们如此设计的理由是 。
第2兴趣小组:分别用三支试管取少量上述三种溶液,各加入一定量的碳酸钠溶液,观察现象::
(2)a中有气泡产生,证明a中溶液是 。
(3)b中产生 (填实验现象),证明b中溶液是澄清石灰水。c中无明显变化。
第3兴趣小组:为进一步探究稀盐酸和澄清石灰水反应后所得溶液中溶质的成分,进行如下探究活动。
【假设猜想】
(4)该组同学的猜想如下:
猜想一:只有 ;
猜想二:有CaCl2和HCl;
待想三:有CaCl2和Ca(OH)2;
街想四;有CaCl2、HCl和Ca(OH)2。
其他各兴趣小组的同学对以上猜想提出质疑,认为猜想四不合理,理由是 。
【实验探究】
(5)为证明其余猜想是否正确,第3兴趣小组的同学们进行了如下实验:
实验步骤
实验现象
实验结论
(1)取少量反应后的溶液试管中,加入CuCl2溶液,观察现象。
无明显现象
猜想 不成立
(2)用镊子将锌粒放入试管中,向其中滴加反应后的溶液,观察现象。
有 产生
猜想二成立
(3)取少量反应后的溶液于试管中,加入硝酸银溶液,观察现象。
有白色沉淀生成
猜想一成立
【交流评价】
(6)老师对同学们能用多种方法进行探究能够得出结论给予表扬,同时指出上述实验探究中有明显的错误。同学们经过反思后发现步骤(3)的现象不能说明猜想一成立,原因 。
【反思拓展】
(7)在分析化学反应后所得物质的成分时,除考虑生成物外还需考虑 。
9.(2025·四川成都·二模)某兴趣小组以“探究中和反应”为主题展开研究,请你参与并完成下列任务。
【任务一】定性探究中和反应的发生
供选择的试剂和仪器:稀盐酸、氢氧化钠溶液、酚酞溶液、试管、烧杯、胶头滴管(未提供的试剂和仪器,可以自行补充)。
实验步骤
实验现象
实验结论
步骤一:在试管中加入2mL氢氧化钠溶液,用胶头滴管滴入2滴酚酞溶液,振荡。
溶液显___________色
氢氧化钠溶液能使酚酞溶液变色
步骤二:___________,直至溶液变为无色。
溶液颜色由红色变为无色
稀盐酸和氢氧化钠溶液恰好中和完全
步骤三:___________
___________
猜想正确
(1)步骤一实验现象,溶液显 色。
(2)通过步骤二的实验现象和结论,补充实验步骤二: 。
(3)步骤二得出的结论并不严谨,除了“恰好中和”外,你的猜想是 。
(4)为了验证(3)中你的猜想,设计步骤三: ;实验现象: ;猜想正确。
【任务二】定量探究中和反应的发生
(5)结合图1和图2,判断a点溶质 。
(6)结合图2和图3,以下说法中错误的是___________。
A.图2中的b点对应图3中的d点
B.图2中a→c过程溶质NaCl的质量分数逐渐增大
C.图3中d点之后温度变化主要是热量传递所致
D.图3中曲线的变化趋势说明该反应是放热反应
(7)40g质量分数为10%的氢氧化钠溶液中滴加质量分数为36.5%、密度为1.16g/mL的稀盐酸至c点,消耗9mL稀盐酸。此时溶液中NaCl的质量分数为 (结果精确到0.1%)。
【任务三】微观角度认识酸碱中和反应的本质
(8)如图表示氢氧化钠溶液和稀盐酸反应的微观粒子示意图。
结论:氢氧化钠溶液与稀盐酸的中和反应,微观本质上是 的过程。
【拓展应用】
(9)举例说明中和反应在生产或生活中的应用: (写一条)。
10.(2025·四川内江·二模)在学习了常见的酸和碱后,某化学兴趣小组的同学围绕“酸碱中和反应”,在老师的引导下开展实验探究活动,请你参与下列活动。
[实验探究]将氢氧化钾溶液与稀硫酸混合,观察不到明显现象,为证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了反应,三位同学进行了以下实验。
(1)测定溶液pH变化的方法
甲同学在实验过程中测得pH变化如图Ⅰ所示,则该同学是将 (填字母)。
A.氢氧化钾溶液滴入稀硫酸中 B.稀硫酸滴入氢氧化钾溶液中
(2)测混合过程中的温度变化
乙同学在实验过程中测得反应混合溶液的温度变化如图Ⅱ所示,说明稀硫酸与氢氧化钾溶液发生的反应是 (填“放热”或“吸热”)反应。
(3)借助于酸碱指示剂
丙同学通过图Ⅲ所示实验,他观察到溶液由红色变成无色,也证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了化学反应,反应的化学方程式为 。
[提出问题]针对反应后溶液中溶质的成分,大家纷纷提出了猜想。
[猜想与假设]
猜想一:只有K2SO4;猜想二:有K2SO4和H2SO4;猜想三:有K2SO4和KOH。
[进行实验]
(4)为了验证猜想,学习小组选用Fe2O3粉末、BaCl2溶液,进行如下探究:
实验方案
实验操作
实验现象
实验结论
方案一
取少量反应后的溶液于试管中,加入Fe2O3粉末
溶液中有H2SO4,猜想二正确
方案二
取少量反应后的溶液于试管中,滴加BaCl2溶液
产生白色沉淀
溶液中有H2SO4,猜想二正确
[实验结论] 通过探究,同学们一致确定猜想二是正确的。
[评价与反思]
(5)丁同学针对上述方案提出疑问,认为方案二是不合理的,理由是 。
(6)同学们经过反思与讨论,最后认为方案一中的Fe2O3粉末可以用下列的某些物质代替,也能得到同样的实验结论,可用的试剂是 (填字母)。
A.Mg B.CuO C.KCl D.Na2CO3
(7)分析反应后所得溶液中溶质的成分时,除了考虑生成物外,还要考虑 。
11.(2025·四川成都·二模)化学兴趣小组对果蔬洗盐展开探究。
(1)任务一:认识果蔬洗盐
【调查了解】常用果蔬洗盐有柠檬酸型和碳酸氢钠型两种。
【交流讨论】波尔多液作杀虫剂的果蔬,残留物显碱性,为使清洗效果更佳,应选择________。
A.柠檬酸型洗盐 B.碳酸氢钠型洗盐
(2)任务二:探究碳酸氢钠型果蔬洗盐成分
配料表显示含有NaCl、、.为检测样品成分,设计并完成如下实验。
【查阅资料】
①碳酸氢钠受热分解成碳酸钠、水和二氧化碳。
②AgCl难溶于水且不与酸发生反应
实验探究
实验操作
实验现象
实验结论
①取少量样品于试管中加热,将产生的气体通入澄清石灰水
澄清石灰水变浑浊
含有碳酸氢钠
②取步骤①中少量固体于试管中加水溶解后先加稀硝酸再加溶液
________
含有氯化钠
③________
产生白色沉淀
含有碳酸钠
步骤②现象为 ;步骤③操作为 。
(3)任务三:测定果蔬洗盐的成分含量
第1步:称取5.00g样品。
第2步:将样品置于蒸发皿中加热至质量不再减少,称得剩余固体为4.38g。
第3步:利用下图装置进行实验。反应前称得A、B装置和药品的总质量为780.90g,加足量稀硫酸至不再产生气泡,再通入一段时间空气后,称得装置和药品总质量为779.58g。
依据上述实验和数据回答:
①实验结束前不断向装置内压入空气的目的是 。
②实验中B装置的作用是 。
③样品中的质量分数为 。
(4)任务四:自制碳酸氢钠型果蔬洗盐
根据探究结果,自制碳酸氢钠型果蔬洗盐,并在说明书上提示贮存方法为 。
【拓展研究】学习小组研究稀盐酸和碳酸钠溶液反应,实验如图2
【实验现象】甲实验中有气泡冒出,乙实验中无气泡冒出。
【提出问题】乙实验中为什么没有气泡冒出?
【查阅资料】碳酸钠和稀盐酸在一定条件下可以生成碳酸氢钠。学习小组利用数字化实验展开探究。
【数字化实验Ⅰ】利用图3所示装置进行实验,并采集数据,如图4.
由图4分析可得等浓度的碳酸氢钠和碳酸钠溶液,碱性较强的是 。
【数字化实验Ⅱ】利用图5所示装置进行实验,并采集数据,如图6、图7
①图7中的阴影部分与图6叠合后,图象基本重合。根据上述信息分析:CD段pH变化的原因为 。
②M点溶液中的溶质为 (写化学式)。
③将盐酸逐滴加入碳酸钠溶液中,开始没有气泡,后来有气泡的原因是 。
【交流与反思】
①此实验说明反应物的量不同,产物可能不同,试另举一例: 。
②为证明某碳酸钠溶液中是否含有氢氧化钠,以下方案合理的是 。
A.滴加无色酚酞试液,观察现象
B.滴加稀盐酸观察开始有无气泡
C.先加足量的氢氧化钡溶液,再滴加硫酸铜溶液,观察现象
D.先加足量的氯化钡溶液,再滴加无色酚酞试液,观察现象
12.(2025·四川成都·二模)学习小组以碳单质为主题,开展项目式学习。
【任务一】认识碳单质的性质与用途
(1)金刚石、石墨物理性质差异很大的原因是 。
(2)高铁动车与电路连接的石墨电刷利用了石墨的性质包括________(填字母)。
A.可燃性 B.滑腻感 C.还原性 D.导电性
【任务二】探究碳单质的化学性质
(3)组装好仪器,按下列实验步骤展开探究:
步骤1:I处放入木炭,从II处通入足量氧气。
步骤2:在I处点燃酒精灯加热,观察I和Ⅲ中的现象。
步骤3:将Ⅱ处通入的气体更换为,Ⅲ装置中更换为氢氧化钠溶液。在I处点燃酒精灯加热,在末端导管口用燃烧的木条检验,观察现象。
①步骤2观察到的现象是 。
②请写出步骤3试管Ⅰ处发生的化学反应方程式 ,从能量变化的角度看,该反应属于 (填“放热”“吸热”)反应。
③上述三个步骤可以证明碳单质具有的化学性质是 。
【任务三】碳还原氧化铜实验的探究
(4)在真空密闭容器内、相同温度下,按照表中的数据进行碳还原氧化铜实验,利用数字化仪器绘制气体质量随反应时间变化的曲线如图所示。
(备注:“目数”是指固体的粗细度,目数越大,颗粒越小)
实验编号
碳粉质量/g
目数规格
氧化铜粉质量/g
对应曲线
1
3
200目
40
a
2
3
1000目
40
b
3
6
1200目
80
c(待画)
①结合a、b曲线,说明碳粉“目数”与反应速率的关系为 。
②请在图中画出曲线c的大致位置及变化趋势 。
13.(2025·四川成都·二模)成华区某化学兴趣小组分别从不同角度“可视化”探究酸碱中和反应。
(1)用浓盐酸和蒸馏水配制实验所需盐酸,不需要使用的是 (填序号)。
①胶头滴管 ②量筒 ③烧杯 ④托盘天平 ⑤玻璃棒
【探究一】利用指示剂证明
(2)向滴有酚酞的溶液中滴加稀盐酸,观察到的现象 。某同学认为该现象不能证明酸碱发生了中和反应,她又补充实验: ,证明酸碱发生了中和反应。
【探究二】从能量变化的角度证明
(3)用图1装置进行实验,用温度传感器测出溶液温度变化如图2中曲线a所示;把溶液B换成蒸馏水重复上述实验,得到图2中曲线b。第二次实验的目的 。
【探究三】从有新物质生成的角度证明
(4)向溶液中滴加稀盐酸,取反应后少量溶液于一支试管,先加入足量稀硝酸,再加入溶液,产生白色沉淀, (填“能”或“不能”)证明酸和碱发生反应。
【探究四】从变化的角度证明
(5)用如图1所示装置探究溶液和稀盐酸的反应,并用传感器测得烧杯中溶液的随滴加液体体积的变化如图3所示。下列说法正确的是________。
A.溶液B是溶液
B.b点时,加入的A、B溶液体积相等
C.、、三点溶液中,的质量一定相等
D.点点反应的化学方程式:
【探究五】从电导率变化的角度证明
(6)电导率是衡量溶液导电能力大小的物理量,在相同条件下,电导率与离子浓度(单位体积内离子数)成正比。如图1,向盐酸中滴加离子浓度相同的溶液,测得溶液电导率变化如图4。
①段电导率下降的原因 ;
②段电导率上升的原因 。
【反思总结】
(7)从微观角度认识中和反应的实质,按图5中反应物比例关系,在图6中画出反应后的微观示意图。
14.(2025·四川成都·二模)食品脱氧剂的主要成分是铁粉、活性炭和氯化钠。某化学兴趣小组利用食品脱氧剂,设计并完成如下实验。回答下列问题:
Ⅰ.分离食品脱氧剂中各成分
取适量的食品脱氧剂,按照图1流程进行分离。
(1)步骤①分离出铁粉,利用了铁的性质是 。步骤②中主要的操作有溶解、 。步骤③的操作名称是 。
Ⅱ.探究脱氧剂中氯化钠、活性炭对铁锈蚀的影响
利用图2装置进行如下实验,测得相同时间内装置中的温度变化如下表所示。
实验
铁粉/g
水/mL
活性炭/g
氯化钠/g
温度变化/℃
①
2
5
0
0
0.1
②
2
5
m
0.1
3.1
③
2
5
0.2
0
22.0
④
2
5
0.2
0.1
56.3
(2)当时,进行实验①和②的目的是 。有同学认为m的值不能为0.2,其理由是 。
(3)为探究活性炭对铁锈蚀的影响,可选择的实验组合是 (填编号)。
(4)由实验可知:氯化钠、活性炭对铁锈蚀的影响是 。
Ⅲ.测定铁锈(Fe2O3·xH2O)中x的值
将一定量的铁粉,放置在潮湿的空气中锈蚀一段时间,称取已锈蚀的铁粉进行如图3所示实验。先持续通入,并充分加热,使铁锈全部脱水,冷却后称量固体质量;之后持续通入,加热使之充分反应,停止加热后,继续通入并冷却至室温,再次称量固体质量。绘制玻璃管中固体质量随时间的变化如图4所示(提示:不考虑铁锈中水的其它存在形式;氢气具有还原性;可吸收水)。
(5)通入的目的是 。
(6)通入所发生反应的化学方程式为 。实验后,U形管中增加的质量 (填“大于”“等于”或“小于”)玻璃管中固体减少的质量。
(7)需继续通入H2冷却至室温的原因 。
(8)铁锈(Fe2O3·xH2O)中x的值为 。
15.(2025·四川泸州·二模)已知草酸常温下为固体,熔点为189.5℃,具有还原性,常用作染料还原剂;加热易分解,化学反应方程式为。某化学研究性小组为验证分解产物进行实验,用到的仪器装置如图所示(组装实验装置时可重复选择仪器)。
【实验装置】
请回答:
(1)仪器n的名称是 。
(2)加热分解草酸的装置需选用 (填“”、“”或“”);实验前,按接口连接顺序a de(从左到右填写接口字母)组装实验装置。
(3)B装置中出现 现象可证明产物中有生成。
(4)写出C装置中发生反应的化学方程式 。
(5)D装置中出现 现象可证明产物中有生成。
(6)该小组交流讨论后,得出该装置存在一定缺陷,需在最后的e接口连接一瘪的气球,其作用是 。
16.(2025·四川泸州·二模)学习小组配制一定质量分数的溶液并探究其性质。
Ⅰ配制一定质量分数的溶液
(1)“称量”时,用 (填“镊子”或“药匙”)从试剂瓶中取出粉末。
(2)“溶解”时,若需量取的水,当量筒中已有水时,后续加水使用的仪器为 (填字母)。
Ⅱ探究溶液的性质
(3)取少量溶液,向其中滴入无色酚酞溶液后显 色,说明溶液呈碱性。
(4)取三份溶液,向其中分别滴入溶液。试剂用量、浓度及实验现象如下表所示。
实验编号
实验1
实验2
实验3
溶液
溶液
1滴0.1%
1滴11%
6滴11%
实验现象
无明显现象
白色沉淀
白色沉淀、无色气体
①“实验3”生成的白色沉淀为,无色气体为,此外还生成和,“实验3”中反应的化学方程式为 。
②“实验2、3”中发生的化学反应相同,从气体溶解度的角度分析“实验2”中没有观察到逸出的原因是 。
③三组实验研究表明:的溶液与溶液混合后,能否观察到明显现象与 相关。
④已知:向的溶液中滴入1滴0.1%的溶液,有白色沉淀生成。设计实验鉴别浓度均为0.8%的溶液和溶液。完善实验方案(包括操作、现象和结论):分别取的溶液和溶液,向其中各加入 。(实验中须使用的试剂:0.1%的溶液)
17.(2025·四川广安·二模)化学反应是化学研究的重要范畴,某化学兴趣小组对某些化学反应进行了下列探究。
【活动一】探究中和反应
实验I:为了证明氢氧化钠溶液和稀盐酸发生了反应,小组同学设计了如图1所示的实验,并根据传感器测定的数据绘制了pH与加入溶液质量的变化关系图(如图2)。
(1)氢氧化钠溶液和稀盐酸反应的化学方程式为 。
【活动二】微观探析复分解反应
实验II:将稀硫酸分别滴入如图3所示的三种溶液中,观察现象,判断反应发生的情况。
【查阅资料1】酸、碱、盐溶液发生复分解反应时,某些离子会大量减少,如稀硫酸与氯化钡溶液反应,溶液中的SO和Ba2+因生成BaSO4沉淀而大量减少,而H+和Cl-仍然在溶液中。
(2)稀硫酸与碳酸钠溶液反应时,大量减少的两种离子是 (填离子符号)。
实验III:小组同学均认为稀硫酸不能与氯化钠溶液发生复分解反应,并设计如下实验进行验证:
【实验步骤】①向试管a中加入少量稀硫酸,再加入过量氯化钠溶液,未观察到明显现象;②向试管b中倒入少量试管a中的溶液,加入硝酸钡溶液,产生白色沉淀;③向盛有少量碳酸钠粉末的试管c中倒入少量试管a中的溶液,振荡,有气泡产生。
【实验结论】稀硫酸不能与氯化钠溶液发生复分解反应。
【归纳总结】
(3)该实验的设计思路是将稀硫酸与氯化钠溶液混合,通过 证明二者不反应。
【实验拓展】
(4)待试管内的反应充分进行后,将试管b和试管c内的混合物倒入同一个烧杯中,混合后的溶液中一定存在的离子有 (填离子符号)。
【活动三】复分解反应发生条件的迁移应用
通过上述实验,小组同学认识到复分解反应是朝着溶液中离子浓度减少的方向进行的。
【查阅资料2】
难溶性盐
颜色
20℃时在水中的溶解度/g
氯化银
白色
1.5×10-4
碘化银
黄色
3×10-7
实验IV:取少量硝酸银溶液于试管中,滴加过量的氯化钠溶液,有白色沉淀产生,继续加入足量KI溶液,观察到白色沉淀转化为黄色沉淀。
(5)请写出加入足量KI溶液后发生反应的化学方程式: 。
18.(2025·四川绵阳·二模)某化学学习小组同学在封闭装置内燃烧某种含碳、氢、氧元素的废弃塑料,对产生的废气成分(可能含有H2、CO、CO2、H2O中的某几种)。按如图所示装置进行检验。(已知:白色的无水硫酸铜固体遇水变蓝色)
[实验探究]拉动注射器,让废气依次通过装置。
[实验分析]
(1)能证明废气中有水蒸气存在的现象是 ,F处的大号注射器,可以引导气流方向,其另一个主要作用是 。
[反思评价]
(2)观察到B、E中石灰水变浑浊,写出变浑浊的化学方程式: 。
(3)小金认为,根据E中澄清石灰水变浑浊,无法确定D中生成了CO2,其理由是 。小金根据D中粉末颜色变化是 ,得出废气中存在一氧化碳。小丽认为该结论不严谨,若废气中存在氢气也会出现该现象。要使上述结论更加严谨,还应该在 (填字母序号)之间增加一个A装置。经验证推导出无氢气存在。
[实验结论]
(4)通过以上实验证明,废气中只含有H2O、CO2、CO。若称量反应前后D中固体减少0.8 g,则理论上有 g一氧化碳与氧化铜发生了反应。
19.(2025·四川绵阳·二模)《天工开物》记载古法造纸术的流程是原料浸泡、蒸煮、抄制烘干。兴趣小组根据记载,利用回收的废纸进行“制造再生纸”跨学科实践活动,在蒸煮时加入了氢氧化钠。造纸后,为处理剩余的废液进行如下探究活动。
【查阅资料】①碱石灰是氢氧化钠与氧化钙的固体混合物,能吸收水和二氧化碳;
②BaCl2溶液呈中性。
【任务一】废液成分分析
【提出猜想】推测废液中含有氢氧化钠和碳酸钠中的一种或两种。
【实验设计与实施】
(1)
实验操作
实验现象
实验结论
步骤1:取少量废液于试管中,加入足量的氯化钡稀溶液
废液中有Na2CO3
步骤2:取少量步骤1中的上层清液于试管中,
废液中有NaOH
【任务二】废液中碳酸钠含量测定
兴趣小组设计了如下图所示的实验。取200g废液样品放入装置A的锥形瓶中。先通入一会儿N2,然后称量装置C、D的质量,再向锥形瓶中滴加足量稀硫酸,至不再产生气体,继续通一会儿N2后,测得装置C、D分别增重4.2g和0.2g。
(2)锥形瓶中不再产生气体后,需要继续通一会儿N2,其原因是 。
(3)装置C中发生反应的化学方程式是 。
(4)废液中碳酸钠的溶质质量分数是 (保留到0.1%)。
(5)如果缺少装置B,会使测定的碳酸钠含量 (填“偏大”或“偏小”)。
【任务三】废液的处理
(6)为使废液中的碳酸钠转化为氢氧化钠循环利用。需根据废液中碳酸钠的含量,加入一定量的某种物质,该物质与碳酸钠反应的化学方程式是 。
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