内容正文:
第一部分 身边的化学物质
常见的酸和碱
专题知识整合
知识点一 常见的酸
1.酸的定义
在水溶液中解离出的阳离子全部是______的化合物。电离通式:酸——H++酸根离子
酸的分类:根据电离出酸根离子中是否含有氧元素,酸分为含氧酸,读作“某酸”和无氧酸,读作“氢某酸”
2.常见的酸
(1)浓盐酸、浓硫酸的物理性质和用途:
浓盐酸
浓硫酸
色、态、味
无色、有______的液体。
无色、黏稠的油状液体。
挥发性
打开装有浓盐酸的试剂瓶瓶塞时,瓶口有______出现。
不易挥发。
吸水性
无吸水性。
浓硫酸具有______性,溶于水______热。
主要用途
制药、作除锈剂等;人体胃液中含有盐酸,能帮助消化。
生产化肥、农药、炸药、医药、染料及冶金、石油化工、轻工、纺织等生产领域;实验室常用作干燥剂。
浓盐酸、浓硫酸敞口放置:
浓盐酸
浓硫酸
敞口放置溶液变化情况
溶质质量
溶剂质量
溶液质量
溶质质量分数
浓盐酸、浓硫酸敞口放置在空气中,溶质质量分数_____,需要_____保存。
(2)浓硫酸的特性:
①吸水性:在实验室中常用来干燥气体,发生_____变化。但不能干燥NH₃等能与酸反应的气体。
②强腐蚀性:若不小心将浓硫酸沾到皮肤或衣服上,应立即用大量清水冲洗,然后涂上3%~5%的_____________溶液。
③浓硫酸溶于水放出大量的热
稀释浓硫酸时,一定要把浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌。其中,玻璃棒的作用是______________________________。
(3)其他常见的酸:硝酸( )。
3.化学性质(酸的通性)
(1)酸具有通性的原因是_______________________________________。
(2)酸的通性:
通性
反应现象
化学方程式
反应类型
与酸碱指示剂作用
紫色石蕊溶液遇酸_____;
无色酚酞溶液遇酸_____;
酸+活泼金属→____+____
锌+稀硫酸:_______________________
铁+稀盐酸:_________________________
酸+某些金属氧化物→_____+__
氧化铁+稀盐酸:____________________
氧化铜+稀硫酸:____________________
酸+碱→___+___
稀盐酸+氢氧化钠溶液:____________________
稀硫酸+氢氧化钡溶液:____________________
酸+某些盐→_____+___
碳酸钙+稀盐酸:_______________
硝酸银溶液+稀盐酸:_______________
氯化钡溶液+稀硫酸:_______________
特别提醒:
①在金属活动性顺序表中,排在氢前的金属才能与酸发生置换反应生成氢气。
②单质铁参加的置换反应的生成物中铁元素为+2价。
③由于不同的酸溶于水时解离出的酸根阴离子不同,因此其性质也存在差异。
知识点二 常见的碱
1.碱的定义
在水溶液中解离出的阴离子全部是________的化合物。
2.常见的碱
氢氧化钠、氢氧化钙的物理性质和用途:
氢氧化钠
氢氧化钙
化学式
俗称
熟石灰、消石灰的主要成分
色、态
白色固体
白色粉末
溶解性
__溶于水,溶解时放出大量的热。
______溶于水,溶解度随温度的升高而________,水溶液俗称________。
易潮解
易吸收空气中的水分而潮解,可作为某些气体的干燥剂,但不能干燥________等与碱反应的气体。
腐蚀性
有强烈的腐蚀性,若不慎将氢氧化钠溶液沾到皮肤上,要用大量清水冲洗,再涂________________________。
有弱腐蚀性。
保存方法
密封保存。
制备方法
熟石灰和纯碱溶液反应,化学方程式为__________________________________
高温煅烧石灰石,化学方程式为________________________;
氧化钙和水反应,化学方程式为________________________
主要用途
化工原料:用于造纸、印染、炼油、制造化学纤维、生产橡胶等;
生活中用于除油污;
实验室常用于气体除杂。
生产农药(波尔多液)制漂白粉;
用于建造建筑;
改良酸性土壤。
3.化学性质(碱的通性)
(1)碱具有通性的原因是________________________________________________
(2)碱的通性:
通性
反应现象
化学方程式
反应类型
与酸碱指示剂作用
紫色石蕊溶液遇碱变________
无色酚酞溶液遇碱变________
碱+某些非金属氧化物→___+__
NaOH+CO2=______________
Ca(OH)2+CO2=____________
酸+碱→
NaOH+HCl=________:
Ca(OH)2+HCl=________
碱+某些盐
NaOH+CuSO4=________
NaOH+Fe2(SO4)3=________
Ca(OH)2+Na2CO3=________
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特别提醒:
①由于不同的碱溶于水时,解离出的阳离子不同,因此其性质也存在差异。
②碱与非金属氧化物的反应_______复分解反应,氢氧化钠、氢氧化钙均不与一氧化碳反应。
归纳总结:
①常用干燥剂:
a.浓硫酸,有吸水性;但不能干燥与酸反应的气体,如NH₃。
b.氢氧化钠固体,易潮解,不能干能与碱反应的气体,如CO2、SO2、HCl等气体。
c. 生石灰、碱石灰(氢氧化钠与生石灰的混合物),能与水反应,不能干能与碱反应的气体,如CO2、SO2、HCl等气体。
②二氧化碳气体的检验和除杂:
a.二氧化碳气体的检验:二氧化碳和澄清石灰水反应时,溶液有明显的变浑浊现象,因此检验二氧化碳气体时,常用澄清的石灰水。
b.二氧化碳气体的除杂:当欲除去混合气体中的二氧化碳时,最好选用氢氧化钠溶液,因为氢氧化钙微溶于水,相同质量、相同温度下的饱和石灰水和饱和氢氧化钠溶液中,石灰水中含有的氢氧化钙较少,吸收的二氧化碳就少,而氢氧化钠溶液能吸收较多的二氧化碳,可彻底除去二氧化碳。
知识点三 溶液的酸碱性
1.酸碱指示剂
(1)概念:能跟酸和碱发生反应,发生特定颜色变化的物质。
(2)酸碱指示剂与酸、碱作用的变色情况:
酸性溶液
中性溶液
碱性溶液
紫色石蕊溶液
无色酚酞溶液
红色石蕊试纸
红色
蓝色石蕊试纸
蓝色
特别提醒:
①“遇”酸性、碱性溶液变色的是指示剂,而不是酸性、碱性溶液,也可以说酸、碱能“使”指示剂变色。
②酸溶液显酸性,酸性溶液不一定是酸的溶液,某些盐溶液也显酸性;碱溶液显碱性,碱性的溶液不一定是碱的溶液,某些盐溶液也显碱性。氢氧化铜等不溶性的碱不能使无色酚酞溶液变红色。
2.用酸碱度表示溶液酸碱性的强弱
(1)溶液酸碱度:化学上用pH表示溶液酸碱性的强弱程度,pH数值通常在0~14之间。
(2)溶液的酸碱性强弱与pH的关系:
酸性增强碱性增强
(3)溶液的pH测定方法:
通常用pH试纸来粗略测定溶液的pH,方法是在洁净干燥的玻璃片或白瓷板上放一片pH试纸,用洁净干燥的玻璃棒蘸取待测溶液,滴到试纸上,立即将试纸显示的颜色与pH标准比色卡对照,读出对应的pH。特别提醒:
①不能将pH试纸直接浸入待测液中,这样会污染试剂。
②pH试纸不能用水润湿(除非测定气体的pH)。pH试纸润湿后,测定结果偏向7,测定酸溶液pH偏_______,测定碱溶液pH偏_______。
③通常用广范pH试纸来粗略测定溶液的pH,不能测到小数和0,只能是1~14之间的整数。
知识点四 酸碱中和
定义
酸与碱作用生成盐和水的反应。
实质
酸和碱相遇时,它们分别解离出的氢离子和氢氧根离子结合生成水,而其他离子结合生成盐。
离子方程式
H++OH-=H2O
应用
应用于医药卫生:胃酸过多,服用碱性药物,降低胃液中胃酸的含量。
改变土壤的酸碱性:例如,向酸性土壤里撒熟石灰。
处理工业废水:例如,当污水含酸量超标时,可利用熟石灰进行中和处理
调节溶液的酸碱性:在科学实验中,经常将溶液的pH控制在一定范围内
特别提醒:
①中和反应是酸和碱反应生成盐和水,但生成盐和水的反应不一定是中和反应。例如:金属氧化物和酸、非金属氧化物和碱反应,均生成盐和水,但不属于中和反应。②治疗胃酸过多的药物一般为氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸氢钠,而不使用氢氧化钠和氢氧化钙(具有强腐蚀性)。
实验探究
实验 探究酸碱中和反应的发生
1.反应原理
中和反应往往无明显的实验现象(比如氢氧化钠溶液与稀盐酸的反应),很难判定反应是否发生及反应进行的程度,因此需要借助酸碱指示剂或其他方法加以判断。请写出氢氧化钠溶液与稀盐酸反应的化学方程式:__________________________。
2.实验验证
判断依据
操作步骤及注意事项
酸碱指示剂遇酸、碱显示特定的颜色变化。
取适量的氢氧化钠溶液置于烧杯中,滴加几滴酚酞溶液,溶液变红色;
向烧杯中逐滴滴加稀盐酸(防止加入的酸过量),并不断搅拌,当溶液恰好由_____色变为______色时,恰好完全中和。
核心素养·质疑与创新
探究中和反应是否发生,我们还能利用哪些方法加以检验?
(1)利用酸碱指示剂——更换试剂:
上述实验中能否用紫色石蕊试液代替无色酚酞溶液?说明理由:_______________________。
(2)借助反应中溶液pH的变化:
以向氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸为例。
①该实验是将____________加入___________________________中。
②当pH=7时,酸与碱恰好完全反应。
③A点溶液中含有的溶质是____________,B点溶液中含有的溶质是___________。
(3)借助温度传感器:
①当反应进行到________点时,酸与碱恰好完全反应。
②从能量转化的角度看,该反应属于______(填“放热”或“吸热”)反应。
③B点溶液中含有的溶质是________,C点溶液中含有的溶质是____________。
探究中和放热不能用固体NaOH,因为其溶于水放热。
特别提醒:
对于无明显现象的化学反应,可通过检验是否有新物质生成或检验反应物是否减少的方法来证明物质间是否发生了化学反应。
高效演练:
1.下列物质敞口放置在空气中一段时间后,质量减小的是( )。
A.浓盐酸 B.浓硫酸 C.烧碱 D.纯碱
2.家庭中一些常见物质的pH如下表所示:
物质
食醋
酱油
食盐水
牙膏
肥皂
pH
2~3
4~5
7
8~9
9~10
夏天我们被蚊虫叮咬后,蚊虫会在人的皮肤内分泌蚁酸(一种酸),从而使皮肤瘙痒。要减轻瘙痒症状,可在叮咬处涂抹( )。
A.食醋 B.酱油 C.肥皂水 D.食盐水
3.两瓶标签损毁的溶液分别是稀盐酸、稀硫酸,下列物品中能够用来区分两种溶液的是( )。
A.锌粒 B.氯化钡溶液 C.紫色石蕊溶液 D.氢氧化钠溶液
4.下图是物质X溶于水中发生解离的微观示意图,其中能说明X是一种酸的是( )。
A B C D
5.下列4种离子在水中能大量共存,且形成无色溶液的是( )。
A.Cu²+ SO42- Ag+ Cl- B.H+ Na+ K+ NO₃-
C.H+ Ba²+ NO₃-CO32- D.Mg²+ Cl- OH- Na+
6.证据推理是化学学科核心素养的重要内容。下列推理正确的是( )。
A.酸雨的pH<7,所以pH<7的雨水一定是酸雨
B.单质只含一种元素,所以只含一种元素的物质一定是单质
C.酸在水溶液中会解离出H+,所以在水溶液中解离出H+的化合物一定是酸
D.碱性溶液能使无色酚酞溶液变红色,所以碳酸钠溶液也能使无色酚酞溶液变红色
7.人体内一些液体的正常pH范围如下:
液体
胃液
唾液
胆汁
胰液
pH
0.9~1.5
6.6~7.1
7.1~7.3
7.5~8.0
下列说法不正确的是( )。
A.胆汁和胰液显碱性 B.胃液比唾液酸性弱
C.胰液比胆汁碱性强 D.服用含氢氧化铝[Al(OH)3]的药物可以治疗胃酸过多症
8.已知生活用品中厕所清洁剂的pH=1,厨房清洁剂的pH=12,下列说法不正确的是( )。
A.厕所清洁剂加水稀释,溶液pH升高 B.厨房清洁剂可能含有氢氧化钠
C.两者混合使用能提高清洁效果 D.厕所清洁剂能腐蚀铁制下水道
9.下列实验方案不能达到实验目的的是( )
选项
物质
目的
方案
A
FeCl3、BaSO4和NH4NO3三种固体
鉴别
分别取少量固体样品,加适量水,搅拌
B
碳酸钠溶液中是否含有氯化钠
检验
滴加过量稀盐酸后,再滴加硝酸银溶液
C
CO2中混有少量CO
除杂
通过足量灼热的氧化铜
D
NaCl和CaCO3两种固体
分离
加足量水,过滤,滤液蒸发结晶,滤渣洗涤烘干
10.生产、生活中常要区分物质。下列区分物质的方法或试剂正确的是( )
A.生石灰和碳酸钙:加水 B.黄金和黄铜:观察颜色
C.CO和CO2:闻气味 D.稀硫酸和氯化钠溶液:加入酚酞溶液,观察现象
11.推理是化学学习中常用的方法,下列推理正确的是( )
A.某物质在氧气中燃烧生成二氧化碳和水,则该物质一定含有碳、氢、氧三种元素
B.稀硫酸、稀盐酸都能使紫色石蕊溶液变红,则使紫色石蕊溶液变红的一定是酸性溶液
C.化学反应前后催化剂的质量不变,所以在化学反应前后质量不变的物质一定是催化剂
D.复分解反应一定有气体或沉淀或水生成,则生成水或气体或沉淀的反应一定是复分解反应
12.下列有关实验现象的描述正确的是( )
A.打开盛浓盐酸试剂瓶的瓶塞,瓶口出现大量白烟
B.氢氧化钠固体暴露在空气中表面潮湿并逐渐溶解
C.铁丝在空气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体
D.氢气在空气中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰
13.下列各组固体物质中,只用水不能区分的是( )
A.氢氧化钠和氯化钠 B.硝酸铵和氯化钠 C.碳酸钙和氯化钠 D.氯化钠和蔗糖
14.按照一定的依据把物质进行分类,是我们认识物质的便捷途径。下列物质名称、化学式、物质类别完全正确的是( )
A.铝、Al、单质 B.生石灰、CaO、氧化物
C.乙醇、C2H5OH、碱 D.碳酸钠、NaCO3、盐
15.向盛有硫酸和硫酸镁混合溶液的烧杯中,滴入溶质质量分数为10%的Ba(OH)2溶液,烧杯中溶质的质量与加入的Ba(OH)2溶液的质量关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.a→b段溶液的质量一定减小 B.b→c段没有水生成C.m=47.88 D.d点沉淀质量大于b点沉淀质量
16.研究性学习小组开展“自制酸碱指示剂”实践活动。
【活动1】将紫甘蓝叶研碎后加入适量酒精浸泡一段时间,用纱布将浸泡出的汁液挤出,得到紫甘蓝液。
【活动2】探究紫甘蓝液在不同酸碱性溶液中的颜色变化,结果如下表所示。
pH
1~2
3~6
7~9
10~11
12~14
颜色
红
紫
蓝
绿
黄
请回答下列问题:
(1)将紫甘蓝叶研碎的目的是 。
(2)“用纱布将浸泡出的汁液挤出”相当于 (填实验操作名称)。
(3)若往1mL pH=13的氢氧化钠溶液中滴加1~2滴紫甘蓝液,溶液呈 色;继续滴加稀盐酸至溶液呈绿色,氢氧化钠和稀盐酸反应的化学方程式为 ,此时酸、碱是否恰好完全反应?答: (填“是”或“否”)。
17.“科学思维”是化学学科的核心素养。某兴趣小组对盐酸和硫酸的共性和差异性进行以下研究。回答下列问题。
(1)小组同学用紫色石蕊指示剂,滴加至盐酸和硫酸中都能变成 色。
(2)将铁钉表面铁锈(主要成分为)取下,投入到稀硫酸中恰好完全反应,溶液变黄色;然后再加入无锈铁钉,溶液慢慢变为黄绿色,图1是对溶液变为黄绿色的一种微观解释,参加反应的微粒是 (填微粒符号)。
某兴趣小组借助数字技术探究“稀盐酸与氢氧化钠溶液反应”,图1所示是室温下稀盐酸与稀氢氧化钠溶液反应的实验装置,图2是反应过程中的pH变化曲线。
(3)图2中a点所示的溶液呈现 (填“酸性”“碱性”或“中性”)。
(4)c点所示的溶液中个数与个数关系是: (填“>”“<”或“=”)。
(5)a点到b点pH变化的微观本质是 。
(6)该实验中溶液A的质量为50g,溶液B溶质的质量分数为14.6%。试通过计算,求图2中b点时所得不饱和溶液溶质的质量分数(写出计算步骤,结果精确至0.1%)。
18.在宏观、微观和符号之间建立联系是化学学科的重要思维方式。某学习小组的同学将稀硫酸依次加入到图1中的试管中,请根据所学回答下列问题:
(1)A试管中反应后溶液中存在的主要微观离子如图2所示,用试纸测定该溶液的酸碱度, 7(填“˃”“=”或“<”),反应后的图中R代表的离子是 (填微粒符号)。
(2)B试管中观察到的实验现象为 。
(3)E试管中发生反应的微观实质为: 。
(4)反应结束后测得D试管中的小于7,溶质的成分为 (填写化学式)。
(5)探究实验结束后,把酚酞滴入到C试管中,用长滴管吸取C中的溶液逐滴加入B中,开始无沉淀生成,后生成蓝色沉淀,则下列分析推理合理的是 (填序号)。
①长滴管中吸取的C中溶液为红色 ②滴加前,B中有固体剩余 ③滴加后,B中溶液变大
19.为实现氢氧化钠溶液和盐酸反应现象的可视化,某兴趣小组设计如下实验。
【可视化的定性实验】
(1)向盛有2mL氢氧化钠溶液的试管中滴入2滴酚酞,再逐滴加入盐酸,振荡,该过程中溶液的颜色和pH记录如图所示。
在①试管中未观察到预期的红色,为探明原因,小组同学查阅到酚酞变色范围如下:
pH范围
0<pH<8.2
8.2<pH<13
pH>13
呈现颜色
无色
红色
无色
据此推断,①试管中a的取值范围是 。
【可视化的定量分析】
(2)向含8g溶质的氢氧化钠溶液中滴加适量盐酸恰好完全反应,计算得到氯化钠的质量为 g;
(3)将(2)中所得的混合物降温至20℃并保持温度不变,称得烧杯内混合物的总质量为36.7g。分析能观察到的实验现象并结合数据说明产生该现象的原因 。(已知20℃时,氯化钠的溶解度为36g)
【可视化的多维呈现】
(4)利用上述装置和试剂进行实验,打开弹簧夹,迅速将注射器1、3中氯化氢全部推入注射器2、4中,用弹簧夹夹紧胶皮管。“注射器2、4的活塞均恢复至2mL刻度附近”不足以说明氯化氢与稀氢氧化钠溶液发生了反应的原因是 。若实验中溶液始终澄清,可以说明中和反应发生,依据的实验现象为 。
20.有很多化学反应无明显现象,证明其发生了化学反应的方法通常有两种:
(1)通过证明反应物的减少或消失,间接证明发生了反应。
①二氧化碳与氢氧化钠反应无明显现象。下列图一——图四是证明二氧化碳与氢氧化钠反应的实验装置,图三当将氢氧化钠溶液挤入锥形瓶后,会观察到 ,图四会观察到 。
②四个实验都是利用反应发生后装置内气压 (选填“增大”或“减小”),进而判断反应发生,但二氧化碳能溶于水,以上实验证明二氧化碳与氢氧化钠反应并不严谨,针对图一,需补做的实验是 。
③甲和乙是盐酸与氢氧化钠反应的装置图,实验借助了 能使无色酚酞变红色的性质。两装置中,能更好证明二者反应的是 。
(2)证明有新物质生成。
①取盐酸与氢氧化钠恰好完全反应后的溶液,测定溶液的 ,则可证明反应发生。
②下图是二氧化碳与水反应的实验,化学方程式是 。实验I和实验Ⅱ的目的是 。
21.某学校化学学习小组的同学根据下图所示的实验,进行酸碱中和反应的探究。
探究实验一:通过溶液酸碱性变化的角度,验证酸碱发生中和反应。图②是图①实验过程中pH变化曲线。
(1)试管①中证明碱与酸发生中和反应的现象是 ,该反应的微观实质是 。
(2)图②中点d所示溶液中的溶质(酚酞除外)是 (填化学式)。
(3)其中b、c、d三点对应溶液中所含溶质NaCl的质量大小关系是 。
探究实验二:
(4)可以通过比较试管③和试管⑤,观察到 现象,证明试管④中的酸碱发生了中和反应。
(5)要证明试管④中的酸碱发生了中和反应,还可以选用的物质是______。
A.溶液 B.石蕊试液 C.铁粉 D.酚酞
(6)实验二是通过证明 (填“反应物消失”或“新物质产生”),证明酸碱发生中和反应。
22.小明将稀硫酸慢慢滴入装有氢氧化钠溶液的烧杯中,用温度计测出氢氧化钠溶液的温度随加入稀硫酸质量的变化情况如图1所示,用电导率传感器测定溶液的导电性如图2所示。(氢氧化钠溶液和稀硫酸的初始电导率相同)
【查阅资料】电导率传感器用来测量溶液导电性强弱;相同温度下,同种溶液浓度越大,电导率越大。
(1)从图1可以看出,该反应属于 (选填“吸热”或者“放热”)反应;B点时烧杯中的溶质有 (填化学式)
(2)M点前发生反应的化学反应方程式为: ;M点后溶液导电率增加的原因: 。
(3)小明还利用压强传感器、数据采集器和计算机等数字化实验设备,测定铝片与足量稀硫酸反应时气体压强的变化,实验结果如图3所示。开始一段时间气体压强几乎不变,其原因是 (用文字简述);N点时溶液中存在的微观粒子(不考虑空气、水)有 (写一个即可)。
23.对于无明显现象的化学反应,可以通过实验从“无现象”到“有现象”的转化来帮助我们判断发生了化学反应。兴趣小组就此进行如下实验,请回答下列问题。
【任务一】为使实验过程“可视化”,常温下,老师利用传感器和温度传感器测定盐酸和氢氧化钠溶液反应过程中相关数据的变化,如图所示。
(1)由图乙可知,图甲滴定管中的溶液是 (填“NaOH溶液”或“稀盐酸”)。b点表示的溶液中含有的微观粒子是 (填化学符号),能证明稀盐酸与氢氧化钠发生反应的证据是溶液的由小于7逐渐增大到等于7,最终大于7。
(2)关于图乙、图丙的说法正确的是_____(填字母)。
A.图乙中c点表示的溶液中和两种粒子数目相同
B.据图丙分析,该反应是放热反应
C.取图丙中d点对应的溶液,加入碳酸钠溶液,会产生气泡
【任务二】探究和的反应。
(3)从压强变化的角度探究,如图所示。
①利用图丁装置进行实验,先挤压胶头滴管,再打开止水夹,观察到烧瓶内形成红色“喷泉”,原因是烧瓶内压强 (填“大于”或“小于”)外界大气压。
②利用图戊装置进行实验,分别将等体积的溶液和水同时注入盛有等体积的玻璃容器中。通过U形管的液面变化 (填“能”或“不能”)证明与溶液发生反应。
(4)利用图所示装置进行实验,通过压强传感器绘制实验过程中压强变化曲线(已知a点时推入溶液,b点时推入稀盐酸)。
①ab段对应反应的化学方程式
②bc段压强不变的原因是 。
③cd.段对应反应的化学方程式为。
24.化学兴趣小组同学进行下图①~④的四个实验,验证酸碱盐的有关性质。
(1)当观察到实验①中出现 的现象时,证明两者发生反应。
(2)实验①~④中不能体现碱的通性的是 。(填序号)
(3)实验③中发生反应的化学方程式为 。
(4)反应结束后,将实验③和④的物质全部倒入洁净的烧杯中(如图),然后向烧杯中逐滴滴加稀盐酸至过量,烧杯内沉淀质量的变化曲线如图,下列说法正确的是________。(填字母)
A.A点烧杯内溶液的溶质成分有两种可能
B.AB段烧杯内溶液的质量和pH一定都不断增大
C.C点溶液中一定有钠离子、氯离子、硫酸根离子
D.AC段(不包含C点)烧杯中始终有两种沉淀
25.学习化学常要采用分析、推理、计算等多种方法。
Ⅰ.在盛有氢氧化钠溶液的烧杯中滴入几滴酚酞溶液,再逐滴加入稀盐酸,并不断搅拌(如图1),用数字化传感器测得稀盐酸与氢氧化钠溶液混合前后的温度变化情况如图2.
(1)图1实验中不断滴加稀盐酸至过量后发生的现象 。
(2)由实验现象和图2曲线变化情况分析可知,稀盐酸和氢氧化钠溶液发生了反应并 (填“吸收”或“放出”)热量。b点表示的含义是 。
(3)图2曲线从a到b的过程中,烧杯中溶液pH逐渐 (填“变大”“变小”或“不变”)。c点,烧杯内溶液中的溶质为 (用化学式表示)。
(4)从微观角度分析稀盐酸与氢氧化钠溶液的反应,图3描述了该反应的微观实质,图中A、B处应填入的化学符号依次是 。
Ⅱ.通过学习我们已经知道,溶液的酸碱性与溶液的酸碱度有一定的关系。
(5)酸性溶液的pH 7(填“>”或“<”),pH越小,表示溶液的酸性越强。
在25℃时,如果1L稀盐酸中含有n(n是一个特定pH的正整数)个时,溶液的;含有0.1n个时,溶液的;含有0.01n个时,溶液的,依此类推。在25℃时,小南同学向1L的稀盐酸中逐滴加入NaOH溶液(温度和体积的变化忽略不计),反应后,溶液的。
温度/℃
0
20
60
100
NaCl
35.7g
36.0g
37.1g
39.2g
7.4g
11.1g
18.2g
24.1g
(6)根据以上信息分析,图4中能正确表示滴入NaOH溶液的质量与溶液pH变化关系的是 (填字母)。
Ⅲ.硫酸钾是重要的化工原料,在生产中常混有氯化钠。它们的部分溶解度数据见上表:
(7)某样品中混有NaCl杂质,称取27.5g样品进行实验,过程如上图所示。滤液C中, (填“达到”或“未达到”)饱和状态。
(8)步骤Ⅱ中从溶液A中获得12.9g晶体的方法是 。
(9)27.5g样品中NaCl的质量是 g。
26.氢氧化钠是重要的化工原料,化学小组同学对其性质作如下探究。请回答相关问题。
实验①:将适量氢氧化钠固体溶于水,搅拌、测量温度。
实验②:如图一,取适量实验①中的溶液加入如图烧杯中,闭合开关。
实验③:如图二,用注射器将实验①中的氢氧化钠溶液和水分别同时注入充满二氧化碳的锥形瓶中。
实验④:为探究一份敞口放置的氢氧化钠固体是否变质,取少量配成溶液,加入锥形瓶中,再逐滴加入稀盐酸至过量,并利用传感器测定的含量,如图三所示。
(1)实验①中温度升高,说明 。
(2)实验②中小灯泡发光,是因为氢氧化钠溶解时解离出了 (填离子符号)。
(3)实验③中,V的数值为 。观察到 现象,说明氢氧化钠与二氧化碳发生了反应。
(4)实验④中,根据图三可知,氢氧化钠已经变质;时溶液的 7(选填“>”、“<”或“=”);时,溶液中的溶质有 。
27.农业上利用熟石灰改良酸性土壤。某探究小组做了Ca(OH)2溶液和稀盐酸反应的相关实验探究,如下图所示。请回答下列问题:
实验Ⅰ:溶液酸碱性验证
(1)向烧杯甲中逐滴滴入稀盐酸,至溶液恰好中性时,可以观察到的现象有 。
实验Ⅱ:手持技术支持下的微观探究
(2)往烧杯乙中逐滴滴入一定体积的某浓度Ca(OH)2溶液,待反应结束后,改用26.5%Na2CO3溶液继续滴加,利用仪器收集、记录相关数据并绘制出溶液“pH值一时间”变化曲线(如图所示)。请写出pH值由a-d过程中,烧杯丙中发生化学反应的方程式 。
(3)“pH值一时间”变化曲线中,c点后pH值逐渐增大的原因是 。
(4)熟石灰可用于改良酸性土壤,但使用时需避免与某些化肥同时使用。下列化肥不能与熟石灰同时使用的有________。(填字母)
A.NH4NO3 B.KNO3 C.NH4Cl
28.小红在探究碱的化学性质时,将稀盐酸滴入到氢氧化钠溶液中,意外地发现有气泡,产生。经查阅标签后确认没有拿错试剂,她猜测该氢氧化钠溶液已经变质。
【分析原因】
(1)氢氧化钠溶液变质的原因是 (用化学方程式表示)。
【实验验证】
(2)设计实验如下图,向盛有该氢氧化钠溶液的四支试管中分别滴入四种不同类别的试剂,再次确认该氢氧化钠溶液已变质。
① D中加入的是 (填化学式)溶液:
②A、B、C方案中不合理的是 (填字母),原因是 ____________________________________ 。
【提出问题】变质后的氢氧化钠溶液中溶质是什么?
【做出猜想】猜想1:Na2CO3 猜想2: NaOH和Na2CO3
【进行实验】
(3)填写空白处
实验步骤
实验现象
实验结论
步骤 一:取少量该氢氧化钠溶液于试管中,加入 溶液充分反应
猜想2成立
步骤二:过滤,取少量滤液用pH试纸测定其酸碱度
pH 7(填“大于”或“等于”或“小于”)
【实践应用】
(4)对于小红发现的这瓶溶液,下列处理方法或应用正确的是___________(填字母)。
A.直接倒入下水管道 B.用于鉴别硝酸钙与硝酸镁
C.用于检验某氯化钠溶液中是否含有氯化钙
29.某校兴趣小组从化学视角对我国造纸工艺开展了系列研学活动。
活动一:了解我国古代造纸技术
【查阅资料】我国古代手工造纸以麻、木材、竹等为原料,经过如图多道工序而制成。
【分析交流】古代造纸过程中步骤1加的生石灰(CaO)与水发生化学反应,再经过步骤2和步骤3后,经过分离可得到湿纸和黒液。同学们对黑液成分产生兴趣,将少量黑液带回实验室进行探究。
活动二:探究黑液成分
【提出问题】黑液中除了有机物还有哪些成分呢?
【查阅资料】①黑液呈碱性;②氢氧化钙与草木灰(主要成分为碳酸钾)反应生成氢氧化钾和碳酸钙。
【提出猜想】猜想一:KOH;猜想二:KOH和K2CO3;猜想三:KOH和Ca(OH)2。
【实验方案】该兴趣小组分别设计如下实验方案进行探究
(1)
实验方案
实验操作
实验现象
实验结论
方案一
取适量黑液于试管中,向其中滴加Na2CO3溶液,观察现象。
试管中无明显现象
另取适量黑液于容器中,将二氧化碳传感器置于其中,然后逐滴加入H2SO4溶液至过量,得到CO2的浓度变化图像。
向黑液中加入H2SO4溶液过程中CO2浓度变化情况
猜想 成立
方案二
取适量黑液于试管中,向其中滴加 溶液,观察现象。
试管中有 生成
与方案一的结论一致
【废液处理】
(2)造纸会产生碱性废水,加酸调节至接近中性方可排放,生成的盐可用来制备 肥,促进植物生长,增强抗倒伏能力。
活动三:展望造纸发展前景
(3)现代壁纸、包装纸要求纸张具有阻燃性,氢氧化铝是常见的阻燃剂,其受热至220℃开始分解生成氧化铝和水,反应的化学方程式为 ,该反应属于 (填字母)。A、化合反应 B、分解反应 C、复分解反应 D、置换反应
氧化铝覆盖在纸张表面,起到 作用。
【成果分享】通过研学实践,同学们认识到造纸术是我国劳动人民长期经验的积累和智慧的结晶,是人类文明史上一项杰出的发明创造,并且在不断创新中传承。
30.某兴趣小组设计如下图所示实验制取二氧化碳并模拟“碳捕捉”。
【学习交流】
(1)打开弹簧夹C,向A中加入稀盐酸后,观察到A中的实验现象是 ,请写出B中发生反应的化学方程式: 。
(2)一段时间后,待装置中反应停止,不再产生气泡,取下装置A和装置B上的塞子,将装置A和装置B中反应后的溶液倒入同一个废液缸,观察到有白色沉淀产生。待反应结束后,将所得混合物过滤,得到白色固体和无色滤液,同学们对无色滤液中的溶质成分产生好奇。
【提出问题】无色滤液的溶质成分是什么?
【做出猜想】
猜想1: 猜想2:NaCl、NaOH
猜想3:NaCl、NaOH、CaCl2 猜想4:NaCl、NaOH、Na2CO3
【实验验证】小组同学为了验证猜想2、猜想3、猜想4分别进行如下实验:
(3)小丽取少量滤液于试管中,向滤液中滴加碳酸钠溶液,观察到无明显现象,由此她认为猜想 不正确。
(4)小明取少量滤液于试管中,向滤液中滴加一滴稀盐酸,观察到无气泡产生,因此他认为猜想4不正确,小聪认为他的结论不合理,理由是 。
(5)为进一步明确无色滤液中溶质的成分,他们又设计并完成了如下实验:
实验步骤
实验现象
实验结论
步骤①:先向滤液中加入过量氯化钙溶液
猜想2正确
步骤②:向步骤①反应后得到的溶液中滴加 溶液
产生蓝色絮状沉淀
【反思评价】
(6)实验结束后,同学们经交流与讨论后认为:探究反应后所得溶液溶质成分时,不仅要考虑可溶性的生成物,还要考虑 。
31.某化学实验小组同学在学习了酸的化学性质后,利用稀硫酸进行了如下实验:
【学习交流】
(1)试管A中发生反应的化学方程式为是 。
(2)试管B中观察到的现象 。
将试管A反应后的物质过滤,对滤液中溶质的成分进一步探究:
【提出问题】滤液中溶质的成分是什么?
【做出猜想】
(3)猜想一:HCl 猜想二:HCl、H2SO4 猜想三:
【实验验证】实验小组同学为了验证猜想,取少量滤液分别进行如下实验:
(4)实验中观察到甲,乙中都有白色沉淀产生,则证明猜想 正确。
【交流反思】
(5)小组讨论后认为只根据乙中的现象不能得出正确结论,理由是 。
(6)有同学提出,用胶头滴管吸取少量试管B中的溶液与滤液反应,观察到有白色沉淀产生也可得出正确结论,你认为该方案 (填“合理”或“不合理”)。
【归纳总结】
在分析化学反应后所得溶液中溶质成分时,除了考虑生成物外,还要考虑反应物是否剩余。
参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
A
C
B
C
B
D
B
C
题号
9
10
11
12
13
14
15
答案
B
A
B
B
D
AB
AC
9.B
【详解】A、分别取少量固体样品,加适量水,搅拌,溶于水形成黄色溶液,硫酸钡难溶于水,硝酸铵溶于水吸热,温度降低,现象不同,能鉴别、、三种固体,能达到实验目的,不符合题意;
B、氯离子能与银离子结合生成不溶于酸的氯化银白色沉淀,由于加入的过量稀盐酸会引入氯离子,因此无法判断碳酸钠溶液中是否含有氯化钠,不能达到实验目的,符合题意;
C、通过足量灼热的氧化铜,一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,能除去杂质一氧化碳,且不引入新杂质,符合除杂原则,能达到实验目的,不符合题意;
D、氯化钠易溶于水,碳酸钙难溶于水,加足量水溶解、过滤,将滤液蒸发结晶得到氯化钠,将滤渣洗涤、烘干得到碳酸钙,能分离和两种固体,能达到实验目的,不符合题意。
故选B。
10.A
【详解】A、生石灰是氧化钙的俗称,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,放出大量的热;碳酸钙难溶于水,故通过加水能区分生石灰和碳酸钙,符合题意;
B、黄金和黄铜均为金黄色,不能通过观察颜色的方法区分二者,不符合题意;
C、一氧化碳、二氧化碳均为无色无味气体,不能通过闻气味的方法区分二者,不符合题意;
D、稀硫酸显酸性,氯化钠溶液显中性,均不能使酚酞溶液变色,现象相同,不能区分二者,不符合题意。
故选:A。
11.B
【详解】A、某物质在氧气中燃烧生成二氧化碳和水,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,生成物二氧化碳和水中含有碳元素、氧元素和氢元素,反应物氧气中含有氧元素,则该物质一定含有碳、氢两种元素,可能含有氧元素,说法错误,不符合题意;
B、稀硫酸、稀盐酸均显酸性,均能使紫色石蕊溶液变红,则使紫色石蕊溶液变红的一定是酸性溶液,说法正确,符合题意;
C、化学反应前后催化剂的质量不变,但化学反应前后质量不变的物质不一定是催化剂,也可能是不参与反应的杂质,说法错误,不符合题意;
D、复分解反应是两种化合物互相交换成分生成气体、沉淀或水的反应,故复分解反应一定有气体或沉淀或水生成,但生成水或气体或沉淀的反应不一定是复分解反应,如二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,不属于复分解反应,说法错误,不符合题意。
故选B。
12.B
【详解】A、浓盐酸具有挥发性,挥发出的氯化氢气体与空气中的水蒸气结合形成盐酸小液滴,因此打开盛浓盐酸试剂瓶的瓶塞,瓶口出现大量白雾,说法错误,不符合题意;
B、氢氧化钠固体易吸收空气中的水分发生潮解,表面逐渐湿润并溶解,说法正确,符合题意;
C、铁丝在空气中只能烧至红热,离火变冷;铁丝在氧气中燃烧的现象:剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色固体,说法错误,不符合题意;
D、氢气在空气中燃烧,发出淡蓝色火焰,说法错误,不符合题意。
故选:B。
13.D
【详解】A、氢氧化钠溶于水放热,温度升高;氯化钠溶于水温度无明显变化,现象不同,故只用水能区分氢氧化钠和氯化钠,不符合题意;
B、硝酸铵溶于水吸热,温度降低;氯化钠溶于水温度无明显变化,现象不同,故只用水能区分硝酸铵和氯化钠,不符合题意;
C、碳酸钙难溶于水,与水混合形成悬浊液;氯化钠易溶于水,与水混合形成溶液,现象不同,故只用水能区分碳酸钙和氯化钠,不符合题意;
D、氯化钠和蔗糖均易溶于水,溶解时温度变化均不明显,现象相同,故只用水不能区分氯化钠和蔗糖,符合题意。
故选:D。
14.AB
【详解】A、铝的化学式为Al,铝是由铝元素组成的纯净物,属于单质,说法正确,符合题意;
B、生石灰是氧化钙的俗称,其化学式为CaO,氧化钙是由两种元素组成且其中一种元素为氧元素的化合物,属于氧化物,说法正确,符合题意;
C、乙醇的化学式为,乙醇是含碳元素的化合物,属于有机物,不属于碱,说法错误,不符合题意;
D、碳酸钠的化学式为,碳酸钠是由金属离子与酸根离子构成的化合物,属于盐,说法错误,不符合题意。
故选:AB。
15.AC
【分析】向硫酸和硫酸镁混合溶液中滴入Ba(OH)2溶液,酸碱中和优先,所以,首先发生的反应是:,当硫酸反应完后,滴入的 Ba(OH)2与硫酸镁反应,生成氢氧化镁沉淀和硫酸钡沉淀,化学方程式为:。
【详解】A. 在a→b段,发生的是硫酸与氢氧化钡的反应,生成硫酸钡沉淀和水,溶质质量减小,溶剂增加,溶液的质量不一定减小,故说法错误,符合题意;
B.b→c段是氢氧化钡和硫酸镁反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化镁沉淀,不产生水,故说法正确,不符合题意;
C.由图象可知,与硫酸反应的氢氧化钡溶液质量为34.2g,溶质质量为:
解:设参加反应的硫酸质量为x
因为a点溶质为硫酸和硫酸镁,在a点时溶质质量为2.92g,到c点时溶质质量为0,说明硫酸和硫酸镁完全反应,因此,参加反应的硫酸镁的质量为:2.92g-1.96g=0.96g,设与硫酸镁反应的氢氧化钡溶液质量为y
由图可知,m=34.2g+6.74g=40.94g,故说法错误,符合题意
D.a→b段是氢氧化钡和硫酸反应生成硫酸钡沉淀和水,而b→c段是氢氧化钡和硫酸镁反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化镁沉淀,b点沉淀的质量为氢氧化钡和硫酸反应生成硫酸钡沉淀;c点沉淀的质量为氢氧化钡和硫酸反应生成硫酸钡沉淀、氢氧化钡和硫酸镁反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化镁沉淀的质量之和,很明显后者的沉淀量之和大于前者的沉淀量,c点后继续加入氢氧化钡,沉淀质量不变,所以d点沉淀质量与c点沉淀质量相同,大于b点沉淀质量,故说法正确,不符合题意,故选AC。
【点睛】该题为图象题,解题技巧为:1.看轴,即横坐标和纵坐标。理清横坐标和纵坐标所表示的内容,并结合题意和图意,深挖细找,反复推敲。2.找点,包括起点、拐点和终点,其中拐点一般代表一个反应的开始或结束。从这些点上找解题的突破口,并从突破口出发,探求知识间的内在联系,综合运用多种思维方式,进行分析和推理,找出符合题意的正确结果。3.观察线,即每一段线的走势。结合数学知识,分析每条线的走势所表示的意义,最后按照分析和逻辑推理,推出符合题意的结果。
16.(1)增大接触面积,促进色素充分溶解
(2)过滤
(3) 黄 否
【详解】(1)研碎紫甘蓝叶可以破坏细胞结构,增大与酒精的接触面积,使细胞内的色素更快、更充分地溶解在酒精中,从而提高提取效率;
(2)用纱布分离固体残渣和液体汁液的过程属于过滤操作,纱布起到类似滤纸的作用,允许液体通过而截留固体颗粒;
(3)颜色判断:pH=13属于12~14范围,往1mL pH=13的氢氧化钠溶液中滴加1~2滴紫甘蓝液,溶液呈黄色;
氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水,反应的化学方程式为:NaOH + HCl = NaCl + H2O;
溶液呈绿色对应pH=10~11,仍为碱性,说明氢氧化钠过量,酸未完全中和碱,因此未恰好完全反应。
17.(1)红
(2)
(3)碱性
(4)<
(5)氢离子与氢氧根离子结合生成水分子
(6)解:设与50g稀盐酸完全反应生成氯化钠的质量为x
答:b点时所得不饱和溶液溶质的质量分数为11.7%。
【详解】(1)紫色石蕊指示剂遇酸性溶液变红,盐酸和硫酸都呈酸性,所以滴加至盐酸和硫酸中都会变成红色。
(2)根据图像,Fe与Fe3+反应生成Fe2+,未参与反应,因此参加反应的微粒是Fe、Fe3+。
(3)由图 2 可知,a 点时溶液的pH>7,根据pH与酸碱性的关系,pH>7时溶液呈碱性。
(4)稀盐酸与氢氧化钠溶液发生的反应是,c 点时pH<7,说明盐酸过量,溶液中的溶质为NaCl和HCl。NaCl的中Na+与Cl-个数比为1∶1,但HCl会电离出Cl-,所以n(Na+)<n(Cl-)。
(5)a 点到 b 点是盐酸和氢氧化钠反应的过程,从微观角度看,其实质是氢离子与氢氧根离子结合生成水分子,使溶液碱性逐渐减弱。
(6)根据图 2,开始时溶液pH>7,说明溶液 A 是氢氧化钠溶液,则溶液 B 是稀盐酸。pH=7时消耗稀盐酸的质量为50g,据此计算,见答案。
18.(1) <
(2)固体溶解,溶液由无色变蓝色
(3)
(4)和
(5)①③
【详解】(1)由图2存在氢离子可知酸剩余显酸性,因此溶液的pH<7;
铝与稀硫酸反应生成硫酸铝和水,因此反应后的图中R代表的离子是铝离子,符号为:;
(2)B试管中氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水,观察到的实验现象是黑色固体溶解,溶液由无色变蓝色;
(3)E试管中氯化钡溶液与稀硫酸反应生成硫酸钡沉淀,因此相对应的化学方程式为BaCl2+H2SO4=2HCl+BaSO4↓,反应的微观实质为:;
(4)D试管中碳酸钠与稀硫酸反应生成硫酸钠,测得D试管中的pH小于7呈酸性,说明稀硫酸剩余,因此溶质是H2SO4和Na2SO4;
(5)用长滴管吸取C中的溶液逐滴加入B中,开始无沉淀生成,说明B中稀硫酸有剩余,稀硫酸先与氢氧化钠反应,然后氢氧化钠再与硫酸铜反应产生蓝色沉淀,因此滴加后,B中溶液pH变大。有蓝色沉淀说明C试管中剩余氢氧化钠使酚酞变红,因此长滴管中吸取的C中溶液为红色。故答案为:①③。
19.(1)大于13
(2)11.7
(3)混合物中水的质量为25g,20℃时25g水中最多溶解9.175g氯化钠,所以烧杯底部有固体析出
(4) 氯化氢气体溶于水,注射器内压强减小 注射器2中溶液不变色,注射器4中溶液由红色变为无色
【详解】(1)一般来说,酚酞遇碱性物质变红,遇中性物质或酸性物质不变色。根据表格信息,酚酞在pH范围0<pH<8.2以及pH>13时呈无色,①试管含有氢氧化钠溶液与酚酞溶液,未观察到预期的红色,加入盐酸后,发生反应,溶液碱性减弱,pH减小,此时pH=12,说明加入盐酸前溶液的pH>13。
(2)设得到氯化钠的质量为x
x=11.7g
(3)20℃时氯化钠的溶解度为36.7g,烧杯内水的质量为,25g水最多可溶解氯化钠的质量为,则生成的氯化钠不能完全溶解,会观察到烧杯底部有固体析出。
(4)注射器2中是蒸馏水,注射器4中是稀氢氧化钠溶液,氯化氢气体极易溶于水,在注射器2中氯化氢溶于水会使压强减小,活塞恢复至2mL刻度附近,所以仅 “注射器2、4的活塞均恢复至2mL刻度附近” 不足以说明氯化氢与稀氢氧化钠溶液发生了反应;
氢氧化钠溶液显碱性,能使酚酞溶液变红,若氯化氢与氢氧化钠发生中和反应(),氢氧化钠被消耗,溶液碱性消失,所以注射器2中溶液不变色,注射器4中溶液由红色变为无色时,可说明中和反应发生。
20.(1) 气球膨胀 烧杯中的水倒吸入锥形瓶 减小 将氢氧化钠溶液换成等体积水,重复实验,对比现象 氢氧化钠溶液 乙
(2) 7 证明水、二氧化碳单独存在时均不能使石蕊变色(合理即可 )
【详解】(1)①图三当将氢氧化钠溶液挤入锥形瓶后,二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,锥形瓶内气体减小,压强减小,空气进入气球,则会观察到气球膨胀;
图四中二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,锥形瓶内气体减小,压强减小,可观察到烧杯中的水倒吸入锥形瓶;
②四个实验都是利用反应发生后装置内气压减小,进而判断反应发生,但二氧化碳能溶于水,以上实验证明二氧化碳与氢氧化钠反应并不严谨,针对图一,需补做的实验是将氢氧化钠溶液换成等体积水,重复实验,对比现象,观察试管内液面上升的高度与图一实验对比;
③甲和乙是盐酸与氢氧化钠反应的装置图,实验借助了氢氧化钠溶液能使无色酚酞变红色的性质;
乙装置中,滴有酚酞的氢氧化钠溶液显红色,加入盐酸后,若红色消失,证明氢氧化钠被消耗,则可证明盐酸和氢氧化钠发生反应;而甲装置中含有酚酞溶液的稀盐酸为无色,加入氢氧化钠溶液,至二者恰好完全反应时,溶液还是无色,至氢氧化钠溶液过量,溶液才会变红色,所以能更好证明二者反应的是乙;
(2)①盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,取盐酸与氢氧化钠恰好完全反应后的溶液,显中性,测定溶液的7,则可证明反应发生;
②二氧化碳与水反应生成碳酸,化学方程式是;
实验I喷水后紫色石蕊不变色,说明水不能使紫色石蕊变色;实验Ⅱ将干燥的紫色石蕊纸花直接放入二氧化碳中不变色,说明二氧化碳不能使紫色石蕊变色,目的是证明水、二氧化碳单独存在时均不能使石蕊变色(合理即可 ) 。
21.(1) 溶液由红色逐渐变为无色 氢离子与氢氧根离子结合生成水分子
(2)HCl、NaCl
(3)
(4)试管③有气泡产生,试管⑤无明显现象
(5)BC
(6)反应物消失
【详解】(1)氢氧化钠溶液显碱性,能使无色酚酞试液变红,滴入稀盐酸,氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水,氯化钠显中性,稀盐酸显酸性,均不能使无色酚酞试液变色,故溶液由红色逐渐变为无色,说明氢氧化钠与稀盐酸发生了反应;
氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水,该反应的微观实质是氢离子与氢氧根离子结合生成水分子;
(2)图②中点d所示溶液pH小于7,此时稀盐酸过量,氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水,故此时溶液中的溶质是:NaCl、HCl;
(3)氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水,b点时,pH大于7,此时氢氧化钠还未完全反应,c点时,pH=7,此时氢氧化钠和稀盐酸恰好完全反应,d点时,pH小于7,此时稀盐酸过量,故b→c段生成氯化钠的质量逐渐增大,c点时,生成氯化钠的质量达到最大,c→d段稀盐酸过量,无氯化钠生成,故b、c、d三点对应溶液中所含溶质NaCl的质量大小关系是:b<c=d;
(4)试管③中碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,观察到产生气泡,说明碳酸钠能与稀盐酸反应,试管⑤中滴入碳酸钠溶液,无明显现象,说明稀盐酸消失,说明氢氧化钠与稀盐酸发生了反应,故填:试管③有气泡产生,试管⑤无明显现象;
(5)A、硝酸银与氯化钠、盐酸均能反应生成氯化银白色沉淀,无法证明试管④中的酸碱发生了中和反应,不符合题意;
B、紫色石蕊试液在酸性溶液中变红,在碱性溶液中变蓝,在中性溶液中不变色,故加入石蕊试液,溶液为蓝色或紫色,说明稀盐酸消失,说明氢氧化钠与稀盐酸发生了反应,符合题意;
C、铁能与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,加入铁粉,无明显现象,说明稀盐酸消失,说明氢氧化钠与稀盐酸发生了反应,符合题意;
D、无色酚酞试液在碱性溶液中变红,在中性和酸性溶液中均不变色,如果酸碱恰好完全反应,此时溶液显中性,滴入酚酞试液,溶液也是无色,无法用酚酞试液证明酸碱发生了中和反应,不符合题意。
故选BC;
(6)实验二中,试管③中碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,观察到产生气泡,说明碳酸钠能与稀盐酸反应,试管⑤中滴入碳酸钠溶液,无明显现象,说明稀盐酸消失,说明氢氧化钠与稀盐酸发生了反应,故实验二是通过证明反应物消失,证明酸碱发生中和反应。
22.(1) 放热 Na2SO4
(2) M 点后稀硫酸过量,溶液中离子浓度增大,电导率增加
(3) 铝片表面有一层氧化铝薄膜,开始时氧化铝与稀硫酸反应,没有气体生成 Al3+/
【详解】(1)从图 1 可以看出,随着稀硫酸的加入,溶液温度升高,说明该反应属于放热反应;
B 点时温度达到最高,说明氢氧化钠和稀硫酸恰好完全反应,二者反应生成硫酸钠和水,此时烧杯中的溶质只有硫酸钠,化学式为Na2SO4。
(2)M 点前是稀硫酸与氢氧化钠反应,生成硫酸钠和水,化学方程式为;
M 点时氢氧化钠与稀硫酸恰好完全反应,M 点后继续加入稀硫酸,稀硫酸电离出氢离子和硫酸根离子,溶液中离子浓度增大,根据 “相同温度下,同种溶液浓度越大,电导率越大”,所以溶液电导率增加。
(3)铝在空气中易与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜,开始时稀硫酸先与氧化铝反应,化学方程式为,此过程没有气体生成,所以开始一段时间气体压强几乎不变;
N 点时铝与稀硫酸反应已进行一段时间,铝与稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气,溶液中存在硫酸铝,其电离出铝离子和硫酸根离子,所以溶液中存在的微观粒子(不考虑空气、水 )有Al3+和。
23.(1) NaOH溶液 Na+、Cl-、H2O
(2)BC
(3) 小于 能
(4) 稀盐酸先与剩余的氢氧化钠反应,没有气体生成,压强不变
【详解】(1)由图乙可知,开始溶液的pH<7,显酸性,随着反应的进行,pH逐渐变大,最终大于7,故开始的溶液为稀盐酸,滴定管中的溶液是氢氧化钠溶液;b点时溶液的pH=7,溶液显中性,说明稀盐酸与氢氧化钠恰好完全反应生成氯化钠和水,则此时溶液中的溶质为氯化钠,存在Na+、Cl-、H2O;
(2)A、由图乙可知,c点时pH>7,此时NaOH过量,氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水,故此时溶液中的溶质是氯化钠、NaOH,则钠离子数目大于氯离子,故A错误;
B、由图丙可知,温度先升后降,说明该反应是放热反应,故B正确;
C、d点时温度不是最高,说明加入的氢氧化钠完全反应,稀盐酸还有剩余,加入碳酸钠溶液后,碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水、二氧化碳,能观察到有气泡产生,故C正确;
故选BC;
(3)①先挤压胶头滴管,再打开止水夹,观察到饶瓶内形成红色“喷泉”,是因为二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,二氧化碳被消耗,装置内气体减少,烧瓶内压强小于外界大气压;
②分别将等体积的NaOH溶液和水同时注入盛有等体积CO2的玻璃容器中,如果二氧化碳和氢氧化钠不反应,氢氧化钠溶液中含水,二氧化碳能溶于水,且能与水反应,导致装置内气体减少,压强减小,反应后,两边压强相同,U型管中液面相同,如果U型管中液面左高右低,说明左边压强下降的多,说明二氧化碳和氢氧化钠发生了反应;
(4)①ab段压强减小,是因为二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,二氧化碳被消耗,装置内气体减少,压强减小,该反应的化学方程式为:;
②bc段压强不变,是因为该阶段稀盐酸先与剩余的氢氧化钠反应生成氯化钠和水,没有气体生成,压强不变。
24.(1)溶液由红色恰好变为无色
(2)③④
(3)
(4)AD
【详解】(1)原溶液中含有氢氧化钠,酚酞遇碱变红,加入稀盐酸后和氢氧化钠反应,当看到溶液由红色恰好变为无色,证明两者发生了反应;
(2)①为酸碱中和反应,属于碱的通性、②为氢氧化钡和二氧化碳反应,属于碱的通性、③为碳酸钠和氢氧化钡反应,反应的实质是钡离子和碳酸根离子反应产生碳酸钡沉淀,是钡离子起作用,不属于碱的通性、④为硫酸钠和氢氧化钡反应,反应的实质是钡离子和硫酸根离子反应产生硫酸钡沉淀,是钡离子起作用,不属于碱的通性,故不能体现碱的通性的是③④;
(3)③为碳酸钠和氢氧化钡反应,化学方程式为:;
(4)A、③为碳酸钠和氢氧化钡反应产生碳酸钡沉淀和氢氧化钠,④为硫酸钠和氢氧化钡反应产生硫酸钡和氢氧化钠,所以A点的溶质一定有氢氧化钠,依据图像,沉淀质量增加,则为加入稀盐酸后BC端沉淀质量增加,则为碳酸钡和稀盐酸反应产生氯化钡和水和二氧化碳,氯化钡又转化为了沉淀,可能是和碳酸钠反应,也可能是和硫酸钠反应,则A点的溶质为氢氧化钠和碳酸钠,或者是氢氧化钠和硫酸钠,故正确;
B、AB段,pH是减小的,因为一开始溶液中运动含有氢氧化钠,加入酸之后,溶液碱性逐渐变弱,pH变小,故错误;
C、C点为肯定有氢氧化钠和稀盐酸反应的产物氯化钠,还有可能是稀盐酸和碳酸钡反应产生氯化钡,氯化钡和硫酸钠或者是和碳酸钠反应产生的也是氯化钠,没有硫酸根,故错误;
D、由上述分析可知,沉淀一定含有硫酸钡,碳酸钡,故正确。
故选AD。
25.(1)溶液由红色变成无色
(2) 放出 氢氧化钠与盐酸恰好完全反应
(3) 变小 、
(4)、
(5)<
(6)A
(7)达到
(8)降温结晶
(9)3.5
【详解】(1)酚酞溶液遇碱变红色,遇酸性或中性溶液不变色,氢氧化钠溶液显碱性,则在盛有氢氧化钠溶液的烧杯中滴入几滴酚酞溶液,溶液变红,再逐滴加入稀盐酸,稀盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠和水,氢氧化钠被消耗,因此图1实验中不断滴加稀盐酸至过量后发生的现象是溶液由红色变成无色;
(2)由实验现象和图2曲线变化情况分析可知,稀盐酸和氢氧化钠溶液发生了反应并放出热量;b点时温度达到最高,说明此时氢氧化钠与盐酸恰好完全反应;
(3)图2曲线从a到b的过程中温度逐渐升高,说明该过程中氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水,b点时温度达到最高,说明氢氧化钠与盐酸恰好完全反应,则该过程中溶液pH逐渐变小;
b点时温度达到最高,说明氢氧化钠与盐酸恰好完全反应,c点稀盐酸过量,则烧杯内溶液中的溶质为氯化钠、盐酸,其化学式为、;
(4)氢氧化钠由钠离子和氢氧根离子构成,盐酸由氢离子和氯离子构成,氢氧化钠与盐酸反应的微观实质是氢离子与氢氧根离子结合生成水,则图中A、B处应填入的化学符号依次是、;
(5)酸性溶液的pH<7,pH越小,表示溶液的酸性越强;
(6)在25℃时,如果1L稀盐酸中含有n(n是一个特定pH的正整数)个时,溶液的;含有0.1n个时,溶液的;含有0.01n个时,溶液的,依此类推;在25℃时,小南同学向1L的稀盐酸中逐滴加入NaOH溶液(温度和体积的变化忽略不计),反应后溶液的,则pH从1到2、2到3……的过程中,氢离子的数目呈10倍的减少,则pH变化同样的数值,消耗的氢氧化钠溶液的质量逐渐减少,因此图4中能正确表示滴入NaOH溶液的质量与溶液pH变化关系的是,故选:A;
(7)由图可知,滤液B经过步骤Ⅲ、Ⅳ析出10.36g硫酸钾得到滤液C,析出晶体后的溶液是饱和溶液,所以达到饱和状态;
(8)由表格数据可知,氯化钠、硫酸钾的溶解度均随温度升高而增大,其中氯化钠的溶解度受温度变化影响较小,硫酸钾的溶解度受温度变化影响较大,则步骤Ⅱ从溶液A中获得12.9g晶体的方法是降温结晶;
(9)由表格数据可知,0℃时硫酸钾的溶解度为7.4g,则27.5g样品中NaCl的质量是。
26.(1)氢氧化钠固体溶于水放热
(2)Na+、OH-
(3) 40 U形管中红墨水左侧升高,右侧下降
(4) ﹥ 氯化钠、氯化氢(或NaCl、HCl)
【详解】(1)因为氢氧化钠固体溶于水放热,所以实验①中温度升高。
(2)实验②中小灯泡发光,说明氢氧化钠溶液能导电,这是因为氢氧化钠溶解时解离出了Na+、OH-。
(3)因为左侧加入的氢氧化钠溶液是40mL,根据实验控制变量的要求,所以右侧加入的水也为40mL。左右两侧加入的液体都是40mL,二氧化碳溶于水的量相差不大,但左侧中氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,左侧瓶内被消耗的二氧化碳更多,所以就造成U形管中红墨水左侧升高,右侧下降。
(4)氢氧化钠敞口放置在空气中,氢氧化钠会和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠。氢氧化钠和稀盐酸反应没有二氧化碳生成,碳酸钠和稀盐酸反应生成二氧化碳。氢氧化钠和碳酸钠同时存在时,加入稀盐酸,首先发生反应的是氢氧化钠和稀盐酸,没有二氧化碳产生,氢氧化钠全部反应后,碳酸钠和稀盐酸反应,产生二氧化碳。图三中,开始一段时间,反应中没有二氧化碳生成,此时发生反应的是氢氧化钠和稀盐酸,大约50s后,产生二氧化碳,说明碳酸钠和稀盐酸开始发生反应,可见该NaOH已部分变质(部分生成碳酸钠)。氢氧化钠和碳酸钠溶液都呈碱性,pH都大于7,在100 s时,还有二氧化碳继续生成,说明溶液中含有碳酸钠,因此溶液pH>7。
到接近200 s时,已不再产生二氧化碳,说明碳酸钠已完全反应,因此200 s时,盐酸过量,溶液中溶质为:氯化钠、氯化氢(或NaCl、HCl)。
27.(1)溶液由红色变为无色
(2)、
(3)Na2CO3溶液过量
(4)AC
【详解】(1)酚酞遇碱性溶液变红,遇酸性、中性溶液都不变色。Ca(OH)2溶液呈碱性,所以滴加稀盐酸前溶液呈红色。稀盐酸能与氢氧化钙反应生成中性的氯化钙和水,向烧杯甲中逐滴滴入稀盐酸,至溶液恰好中性时,可以观察到的现象有:溶液由红色变为无色。
(2)根据图象,滴加Na2CO3溶液时,烧杯内溶液pH小于7,说明Ca(OH)2不足,溶液中的溶质有HCl,HCl与Ca(OH)2反应生成CaCl2和H2O,所以溶质还有CaCl2。加入Na2CO3时,Na2CO3先与HCl反应生成NaCl、CO2、H2O,化学方程式为:,消耗了HCl,溶液pH增大。待HCl反应完,溶液呈中性,Na2CO3开始与CaCl2反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,化学方程式为:,此过程烧杯内的CaCl2转化为NaCl,溶液pH无变化。故填:、。
(3)Na2CO3溶液呈碱性,根据上述分析,b-c段是CaCl2与Na2CO3反应,c点CaCl2已反应完,则c点后pH值逐渐增大的原因是:Na2CO3溶液过量。
(4)铵根离子()能与碱性物质反应生成氨气和水,而熟石灰呈碱性,所以含有铵根离子的化肥不能与熟石灰同时使用。
A、NH4NO3含有铵根离子,不能与熟石灰同时使用;
B、KNO3不含铵根离子,能与熟石灰同时使用;
C、NH4Cl含有铵根离子,不能与熟石灰同时使用。
故选:AC。
28.(1)2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
(2) Ca(OH)2/Ba(OH)2(合理即可) A 氢氧化钠和碳酸钠溶液均为碱性,都能使酚酞变红
(3) BaCl2或CaCl2(合理即可) 产生白色沉淀 >
(4)C
【详解】(1)氢氧化钠溶液变质是因为氢氧化钠与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 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O;
(2)①要确认氢氧化钠溶液已变质,即检验有碳酸钠存在;除了酸、碱、盐中的酸和盐已在 B、C 中体现,D 处可以加入一种能与碳酸钠反应产生明显现象的碱溶液,如氢氧化钙[Ca(OH)2]溶液或氢氧化钡[Ba(OH)2]溶液,氢氧化钙(或氢氧化钡)与碳酸钠反应会生成碳酸钙(碳酸钡)白色沉淀和氢氧化钠,所以 D 中加入的是氢氧化钙[Ca(OH)2]溶液或氢氧化钡[Ba(OH)2]溶液;
②A、方案中加入酚酞溶液,由于碳酸钠溶液也显碱性,也能使酚酞变红,所以不能确定溶液中是氢氧化钠还是碳酸钠使酚酞变红,无法证明氢氧化钠溶液已变质;
B、方案中加入稀盐酸,若有气泡产生,说明溶液中有碳酸钠,可证明氢氧化钠溶液变质;
C、方案中加入氯化钙溶液,氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙白色沉淀,可证明氢氧化钠溶液变质;
故A、B、C方案中不合理的是A;
(3)根据猜想2成立,溶液中含有氢氧化钠和碳酸钠,因此在检验碳酸钠溶液中是否存在氢氧化钠时,应先用足量的中性溶液(如可溶性的钡盐、钙盐)检验碳酸钠存在,并完全除去碳酸钠,再检验氢氧化钠的存在。
步骤一加入过量BaCl2或CaCl2溶液的目的是检验并除尽碳酸钠,防止对氢氧化钠的检验产生干扰;步骤一加入过量BaCl2或CaCl2溶液产生白色沉淀,说明溶液中有碳酸钠;
步骤二测定滤液pH>7,说明溶液显碱性,因为加入过量BaCl2或CaCl2除去了碳酸钠,所以溶液显碱性是因为含有氢氧化钠,因此猜想2成立;
(4)A、该溶液中含有碳酸钠等物质,直接倒入下水管道,可能会腐蚀管道,且污染环境,故A错误;
B、硝酸钙与碳酸钠反应生成碳酸钙白色沉淀,硝酸镁与氢氧化钠反应生成氢氧化镁白色沉淀,现象相同,不能用于鉴别硝酸钙与硝酸镁,故B错误;
C、氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙白色沉淀,可用于检验某氯化钠溶液中是否含有氯化钙,故C正确;
故选C。
29.(1) 二 氯化钙(合理即可) 白色沉淀
(2)钾/K
(3) 2Al(OH)3Al2O3 +3H2O↑ B 隔绝氧气
【详解】(1)方案一分析:取适量黑液于试管中,向其中滴加Na2CO3溶液,试管中无明显现象,说明溶液中没有Ca(OH)2,因为如果有Ca(OH)2,会与Na2CO3反应生成碳酸钙白色沉淀;
从CO2的浓度变化图像可知,一开始加入硫酸没有二氧化碳生成,后来有二氧化碳生成,说明溶液中有K2CO3,硫酸先与KOH反应,再与K2CO3反应产生二氧化碳,所以猜想二成立;
方案二分析:猜想中黑液中一定存在KOH,要证明猜想二成立,即证明有K2CO3,可以取适量黑液于试管中,向其中滴加氯化钙(或氯化钡等可溶性钙盐或钡盐)溶液,若试管中有白色沉淀生成,就可证明有K2CO3,与方案一的结论一致;
(2)造纸产生的碱性废水中加酸调节至接近中性,生成的盐中含有钾元素,可用来制备钾(K)肥,促进植物生长,增强抗倒伏能力;
(3)氢氧化铝受热至220℃开始分解生成氧化铝和水,反应的化学方程式为2Al(OH)3Al2O3 +3H2O↑,该反应由一种物质生成两种物质,属于分解反应,故选选 B;
氧化铝覆盖在纸张表面,起到隔绝氧气的作用,从而起到阻燃效果。
30.(1) 大理石表面产生气泡,大理石固体逐渐减少
(2)NaCl/NaCl、CaCl2/NaCl、Na2CO3
(3)3
(4)滴加的稀盐酸量少,先与氢氧化钠反应,即使溶液中有碳酸钠也不会产生气泡
(5) 无明显现象 硫酸铜/氯化铜(合理即可)
(6)反应物的用量
【详解】(1)A 中大理石(主要成分碳酸钙)与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳气体,所以现象是大理石表面产生气泡,大理石固体逐渐减少;
B 中二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水,化学方程式为。
(2)A 中碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,B 中二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水。将 A、B 中溶液混合有白色沉淀产生,是因为碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀()。因此无色滤液中一定含有NaCl,一定不含HCl,可能含有NaOH,若Na2CO3过量,会含有Na2CO3,若CaCl2过量,会含有CaCl2。结合其他猜想,猜想 1 可以是:NaCl;NaCl、CaCl2;NaCl、Na2CO3。
(3)碳酸钠溶液与氯化钙溶液反应会生成碳酸钙白色沉淀,向滤液中滴加碳酸钠溶液无明显现象,说明滤液中不含氯化钙,所以猜想 3 不正确。
(4)氢氧化钠和碳酸钠混合溶液中,滴加少量稀盐酸时,稀盐酸先与氢氧化钠发生中和反应(),无明显现象,当氢氧化钠完全反应后,稀盐酸才与碳酸钠反应产生二氧化碳气体,所以仅滴加一滴稀盐酸无气泡产生,不能说明溶液中没有碳酸钠。
(5)步骤①加入过量氯化钙溶液,若溶液中含有碳酸钠,碳酸钠会与氯化钙反应生成碳酸钙白色沉淀,猜想 2 正确,说明不含碳酸钠,则现象是无明显现象;
步骤②要证明猜想 2 正确,即证明溶液中含有氢氧化钠,氢氧化钠与含铜离子的可溶性盐溶液反应会产生蓝色絮状沉淀(氢氧化铜),所以可滴加CuCl2、CuSO4等溶液。
(6)探究反应后所得溶液溶质成分时,不仅要考虑反应生成的可溶性物质,还要考虑反应物的用量(或反应物是否有剩余),因为它们也可能存在于溶液中影响溶质成分。
31.(1)BaCl2 +H2SO4=BaSO4↓+2HCl
(2)红色粉末逐渐溶解,溶液由无色变为棕黄色
(3)HCl、BaCl2
(4)三
(5)HCl也能与硝酸银溶液反应生成白色沉淀氯化银,不能确定滤液中是否含有BaCl2
(6)合理
【详解】(1)试管A中是稀硫酸和氯化钡反应生成盐酸和白色沉淀硫酸钡,反应的化学方程式为:BaCl2 +H2SO4=BaSO4↓+2HCl;
(2)试管B中发生的反应是氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水,现象为:红色粉末逐渐溶解,溶液由无色变为棕黄色;
(3)稀硫酸和氯化钡反应生成盐酸和硫酸钡沉淀,若恰好完全反应,猜想1:HCl,若稀硫酸过量,猜想2:HCl、H2SO4,若氯化钡过量,则猜想3:HCl、BaCl2;
(4)硫酸钠溶液和氯化钡反应生成氯化钠和白色沉淀硫酸钡,实验中观察到甲中都有白色沉淀产生,说明滤液中含有BaCl2,HCl是生成物,一定存在,则证明猜想三正确;
(5)由于HCl也能与硝酸银溶液反应生成白色沉淀氯化银,不能确定滤液中是否含有BaCl2,所以只根据乙中的现象不能得出正确结论;
(6)试管B的溶液中含有硫酸铁,用胶头滴管吸取少量试管B中的溶液与滤液反应,观察到有白色沉淀产生,说明滤液中含有BaCl2,因为硫酸铁和氯化钡反应会生成白色沉淀硫酸钡,所以此方案合理。
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