内容正文:
九上专题2:常见的碱及中和反应讲义
姓名:___________
【知识新授】
1.常见的碱
(1)氢氧化钠:NaOH
(一)物理性质:
①俗称:火碱、烧碱、苛性钠
【辨析】纯碱为Na2CO3,常常与NaOH的俗称搞混,并且纯碱的水溶液也呈碱性,做题时,不可因为溶液显碱性,就忽略了纯碱。
②状态:白色块状固体
③水溶性:易溶于水,溶解时放出大量的热
【注意】溶水时放出热量,常会改变溶解度,做题时要主要到溶解性的改变
④吸水性:块状固体具有吸水性,可用作干燥剂;溶液状不具有吸水性。
【引申】块状NaOH具有吸水性,可用作干燥剂,干燥碱性(NH3)和中性气体,酸性气体会与NaOH发生反应,所以不可干燥。
(2) 化学性质
①腐蚀性:具有强烈的腐蚀性
②与非金属氧化物反应:
SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O(用于吸收空气中的有毒气体)
CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O(在空气中易变质,故需要密封保存)
SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O (保存NaOH溶液的试剂瓶要用软木塞或橡皮塞)
③与酸发生中和反应:H2SO4+2NaOH === Na2SO4+2H2O (需要加指示剂来显示反应的发生)
④与某些盐反应3NaOH+FeCl3===Fe(OH)3↓+3NaCl (常用于制取不溶性碱)
(3) 制备:Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH
(2)氢氧化钙:Ca(OH)2
(一)物理性质:
①俗称:熟石灰、消石灰
②状态:白色粉末状固体
③水溶性:微溶于水
(二)化学性质
①腐蚀性:具有强烈的腐蚀性
②与非金属氧化物反应:
CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O(用来鉴别二氧化碳)
SO2 +Ca(OH)2===CaSO3↓+H2O (可用于吸收废气中的有害气体SO2)
③与酸发生中和反应:2HCl+Ca(OH)2===CaCl2+2H2O (熟石灰常用于改良酸性土壤)
④与某些盐反应:Ca(OH)2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaOH (土法制碱)
(三)制备:CaO+H2O=Ca(OH)2
【引申】常用高温灼烧大理石,生成生石灰CaO
2.氢氧化钠与氢氧化钙的比较
氢氧化钠
氢氧化钙
俗名
烧碱、火碱、苛性钠
熟石灰、消石灰
物理性质
颜色状态
白色固体
白色粉末状固体
溶解性
易溶于水,并放出大量的热
微溶于水,溶解度随温度升高而减小
潮解
在空气中吸收水分,潮解
能吸收少量水分
腐蚀性
强烈腐蚀性
强烈腐蚀性
电离方
程式
碱的通性
酸碱指示剂
使紫色石蕊试液变蓝色,使无色酚酞试液变红色
与非金
属氧化物反应
与酸
反应
与某些
盐反应
用途
化工原料,用于肥皂、石油、造纸、纺织、印染等工业
建筑业:制三合土、抹墙;农业上:改良酸性土壤、配置波尔多液;工业上:制取NaOH、漂白粉
制取
说明:
(1)NaOH固体放在空气中,能吸收空气中的水分,在表面逐渐形成溶液,这种现象叫做潮解。利用这一性质,可用NaOH固体作干燥剂,但不能干燥CO2、HCl等酸性气体。
(2)NaOH在空气中易吸收水分而潮解;同时还能与空气中的CO2反应使NaOH转变成而变质,所以NaOH必须密封保存。也要密封保存。由于NaOH、等碱类物质能与玻璃成分中的SiO2反应生成黏性的等物质使玻璃相互黏结,不易打开,因此盛装碱液的试剂瓶不能用玻璃塞而应用橡胶塞。
3.碱与CO2反应的判断
(1)对于CO2与NaOH溶液发生反应的考查经常在中考中出现,由于无明显现象,无法肯定反应是否发生,所以需要借助简单的实验,通过明显的现象来判断是否发生。如图所示的一些装置可以帮助我们判断:
A B C D
E F G
观察到的现象分别为:A.烧杯中的水进入导管;B.软塑料瓶变瘪;C.试管内液面上升;D.U形管中的水左液面高于右液面;E.锥形瓶中气球胀大;F. 鸡蛋被吸进集气瓶中;G.烧杯中的水进入烧瓶,形成喷泉。
为排除可能是二氧化碳与氢氧化钠溶液中的水发生了反应,还需把上述实验中的氢氧化钠溶液换成等体积的水,做对比实验。
(2) NaOH和Ca(OH)2与CO2反应后会生成对应的Na2CO3和CaCO3, 利用Na2CO3和CaCO3都能与稀盐酸反应生成CO2气体这一现象, 来证明NaOH和Ca(OH)2与CO2发生了反应, 或者是NaOH和Ca(OH)2变质。
解答此类问题应注意以下几个方面:
(1)利用对比形变的程度观察。二氧化碳能溶于水,也能与氢氧化钠溶液反应,因此都会使密封的软塑料瓶发生形变,少量的氢氧化钠溶液就能够达到实验目的,少量的水则现象不明显。
(2)验证CO。要想验证氢氧化钠溶液与二氧化碳发生了反应,最好的方法是验证CO的存在。可以通过滴入过量稀盐酸,验证二氧化碳来实现,也可以通过滴加氯化钙、氯化钡等产生碳酸盐沉淀来实现。
(3)碳酸钠溶液也呈碱性。氢氧化钠与二氧化碳反应后产生的碳酸钠,其水溶液也呈碱性。同学们如果使用酚酞试液来验证反应是否发生,则容易掉入试题的陷阱中,正确的方法是检验碳酸根的存在。
4.NaOH变质问题
(一)变质原因
氢氧化钠暴露在空气中会吸收空气中的二氧化碳而变质,2NaOH + CO2=Na2CO3+ H2O,所以,氢氧化钠暴露在空气中一段时间后,剩余物的可能组成有:
(1)全部是NaOH(一点都没变质);
(2)全部是Na2CO3(全部变质);
(3)是NaOH和Na2CO3的混合物(部分变质)。
(二)检验剩余物成分的方法
第一种可能性的检验方法:检验剩余物中没有Na2CO3。具体做法是:取少量固体,往其中滴加稀盐酸,如果没有气泡产生,说明没有碳酸钠,(因为有碳酸钠会发生如下反应:2HCl + Na2CO3=2NaCl+ H2O+CO2↑会产生气泡)
第二种可能性的检验方法:检验剩余物中有Na2CO3而没有NaOH。具体做法是:取少量固体,往其中滴加稀盐酸,有气泡冒出,说明含有Na2CO3;另取少量固体,加水充分溶解,在所得溶液中加入过量的氯化钙(除去碳酸钠,因为碳酸钠呈碱性。反应的化学方程是:Na2CO3 +CaCl2= CaCO3↓+2NaCl),充分反应后过滤,在滤液中滴加酚酞溶液,不变色说明没有氢氧化钠。
第三种可能性的检验方法:上一种检验方法中酚酞变红,说明是氢氧化钠和碳酸钠的混合物。
(三)检验是否有碳酸钠有三种不同的方法
(1)加入盐酸有气泡冒出:2HCl + Na2CO3=2NaCl+ H2O+CO2↑
(2)加入石灰水有沉淀产生:Ca(OH)2 + Na2CO3 = CaCO3↓+2NaOH
(3)加入氯化钙有沉淀产生:Na2CO3 +CaCl2= CaCO3↓+2NaCl
(四)拓展:氢氧化钙的变质问题
证明Ca(OH)2变质的方法:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
证明Ca(OH)2部分变质的方法(取两份相同的样品,分别按以下方法做)
证明Ca(OH)2变质:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
证明还有Ca(OH)2存在:Ca(OH)2+2NH4Cl=CaCl2+2H2O+2NH3↑
证明CaO部分变质的方法(取三份相同的样品,分别按以下方法做):
证明CaO仍然存在:CaO+H2O=Ca(OH)2
证明CaCO3的存在:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
证明Ca(OH)2的存在:Ca(OH)2+2NH4Cl=CaCl2+2H2O+2NH3↑
5.中和反应的定义:酸与碱的反应生成盐和水【中和反应的判断关键在于反应物是否是酸和碱】
实质:OH-+ H+→H2O
应用:中和反应在实际中的应用
调节土壤的酸碱性
农作物一般适宜在中性或接近中性的土壤中生长,如果土壤的酸性或碱性太强都不利于农作物的生长。①若土壤呈酸性,可将适量的熟石灰加入土壤中以中和土壤的酸性;②如果土壤呈碱性,可通过加碳酸水来中和土壤的碱性从而得到有利于农作物生长的土壤环境。
处理工厂的废水
①用熟石灰中和硫酸厂的污水(含硫酸等杂质),发生反应的化学方程式为:Ca(OH)2+H2SO4===CaSO4+2H2O;②若工厂的废水呈碱性,则可用废硫酸等中和,发生反应的化学方程式为:2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O
用于医药
①含有Al(OH)3或Mg(OH)2的药物可以治疗胃酸过多,反应的化学方程式为:
Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O;Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
②被有些蚊虫叮咬后,皮肤肿痛,这是因为蚊虫能分泌出蚁酸,从而使皮肤肿痛。如果涂一些含有碱性物质(如NH3·H2O)的药水、牙膏、肥皂水等,就可减轻痛痒.
调节溶液的酸碱性
在科学实验里,经常需要将溶液的酸碱性控制在一定范围内,如果溶液的酸性或碱性太强,就可以用适量的碱或酸来调节溶液的酸碱性
【拓展】人体服用的药物或会沾到人体皮肤的物质一般不能是有腐蚀性或有毒的物质:
① 氢氧化铝Al(OH)3是一种常见的治疗胃酸过多的药物,但是反应生成的Al3+对人体有不良的作用,已经逐渐被取代;也正因为如此,烧菜用的锅不宜用铝锅;
② 不能选用Ca(OH)2、NaOH、KOH,因三者易溶于水,且有腐蚀性;
③ 也不能选取含有重金属离子的碱,如Cu(OH)2、Ba(OH)2等,其中的重金属离子对人体有毒害作用;
④ 选取治疗胃酸过多的药品应该具有下列性质:不溶于水、无腐蚀性且对人体无毒害作用;
⑤ 被蚊虫叮咬后,蚁虫在人体的皮肤中会分泌出的蚁酸,应涂有一些含有弱碱性的物质;
点拨:生成盐和水的反应不一定是中和反应;
(1)酸与某些金属氧化物反应生成盐和水;(2)碱溶液和某些非金属氧化物反应生成盐和水;
【经典例题】
【例题1】下列物质中都含有水蒸气,既能用浓硫酸干燥,又能用氢氧化钠干燥的是( )
A. B.HCl C. D.
【例题2】欲除去氢氧化钠溶液中含有的少量氢氧化钙杂质,可以选用的试剂是( )
A.氢氧化钾溶液 B.碳酸钠溶液 C.氯化钡溶液 D.稀盐酸
【例题3】将生石灰加入饱和的澄清石灰水的过程中,下列图像正确的是( )
【例题4】蒸馏水和澄清石灰水长期敞口放置,它们的pH会( )
A.前者不变后者变大 B.前者变小后者变大 C.两者都变小 D.前者变大后者变小
【例题5】氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液和氢氧化钙溶液具有相似的化学性质,其本质原因是( )
A.都能离解出金属离子 B.都能使指示剂变色
C.都能离解出氢氧根离子 D.都能与酸反应生成盐和水
【例题6】已知:物质X与Ca(OH)2在水溶液中能发生反应,反应的化学方程式如下:X+Ca(OH)2===Y+Cu(OH)2。下列分析错误的是( )
A.X肯定不可能是酸 B.X和Y的相对分子质量之差为24
C.X可能是单质,也可能是化合物 D.Y可以是CaCl2或Ca(NO) 2
【例题7】某研究性学习小组对“通常用饱和石灰水检验CO2, 用浓NaOH溶液吸收CO2”这一问题进行了实验探究:在体积相同、盛满CO2的两集气瓶中,分别加入等体积的饱和石灰水和浓NaOH溶液, 实验装置和现象如图所示。甲装置中产生的实验现象是:石灰水出现____________________,气球__________,其反应的化学方程式为______________________________;乙装置中的液体仍为无色,但气球鼓得比甲装置更大。
①检验CO2常用澄清的石灰水,是因为石灰水与CO2反应能产生__________色沉淀,现象明显。
②吸收CO2常用氢氧化钠溶液,是因为氢氧化钠极易溶于水,能配制更浓的溶液用来吸收更多的CO2。【例题8】图1中甲、乙、丙、丁表示相邻两物质相互混合过程中溶液酸碱度的变化,其中可能得图2所示变化关系的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
【例题9】在①一氧化碳,②稀硫酸,③碳酸钠溶液,④氯化铜溶液四种物质中,跟氢氧化钠溶液、澄清石灰水都能发生反应且反应中表现了“碱的通性”的组合是( )
A.①② B.①③ C.③④ D.②④
【例题10】下列是探究碱性质的实验,都能发生反应且反应中体现了“碱的通性”的组合是( )
A.①②③④ B.①②③ C.①②④ D.②③④
【例题11】如图所示,分别向四支试管中加入饱和石灰水,使其与试管内溶液充分反应。无论饱和石灰水加入量的多少,反应后试管内溶液一定呈碱性的是( )
A.① B.② C.③ D.④
【例题12】小科在研究碱的化学性质时,设计了如图所示的五组实验,下列叙述正确的是( )
A.甲组实验能观察到无色变成红色,可推出氢氧化铜也能使指示剂变色
B.乙组实验无明显现象,说明两者不能发生反应
C.丙组和戊组实验能观察到相同现象
D.丁组实验产生蓝色絮状沉淀,说明凡是碱都能和含铜离子的溶液发生反应
【例题13】敞口放置的氢氧化钠溶液易吸收空气中的二氧化碳而变质。现向一定质量且部分变质的氢氧化钠溶液中逐滴加入稀盐酸,并振荡。如图1表示反应过程中溶液质量随加入盐酸质量的变化而变化的情况。 (1)写出氢氧化钠溶液变质的化学方程式:______________________________。(2)图中线段BC对应的实验现象是____________________。
(3)图中B点时溶液中的溶质是____________________。
(4)在图2中画出产生气体的质量与加入盐酸的质量关系。
【例题14】根据碱的四条化学性质回答下列问题:
(1)碱溶液能使酚酞试液变 __________色。
(2)图中的X代表一类物质,则X为 __________ (填物质类别),请写出符合性质③的一个化学反应方程式:________________________________________。
(3)碱溶液有相似化学性质的原因是都含有__________。
【例题15】向一含有盐酸的氯化铁溶液中边振荡边逐滴滴入氢氧化钠溶液,直至过量,某同学绘制了如图所示的曲线图,要表明反应过程中,溶液总质量与滴入氢氧化钠溶液质量的关系。请看图分析:
(1)b点对应的溶液中,溶质的化学式为______________。
(2)图中部分线段有误,请在图中重新画出溶液总质量与滴入氢氧化钠溶液质量的变化关系曲线(要求标出a、b、c折线点)。
【例题16】科学兴趣小组的同学按图示装置(K1、K2开始处于关闭状态)及步骤探究碱的化学性质。
【实验步骤】
实验Ⅰ:沿分液漏斗将一定量NaOH溶液注入A中,关闭漏斗活塞。
实验Ⅱ:打开K1,在A装置的锥形瓶中可观察到现象,待结束。
实验Ⅲ:打开K2,观察到C中溶液分别倒吸入A、B中,轻轻振荡,直到液面稳定。
【思考与交流】
(1)B中滴有酚酞的Ca(OH)溶液呈红色,说明Ca(OH)2的溶液的pH__________7。
(2)实验Ⅱ中在A装置的锥形瓶内观察到的现象有________________________________________。根据实验Ⅰ和Ⅱ__________(填“能”或“不能”) 证明CO2和NaOH溶液发生了反应。
(3)实验Ⅲ,C中溶液倒吸入A装置的锥形瓶内,充分反应后溶液呈无色。经分析,瓶中混合物一定含有水、氯化钠和酚酞,可能含有碳酸钙。为进一步确定溶液中还可能含有哪些溶质,请完成猜想二:(已知:氯化钙溶液呈中性)。
猜想一:CaCl2; 猜想二:_______ ___。
【例题17】消石灰砂浆被广泛用于黏合砖石,因细软的消石灰砂浆硬化后会和砖石合为一体。试回答以下问题:
(1)消石灰砂浆表面会迅速硬化的主要原因是________________________________________。(写出说明和相应的化学方程式)。
(2) 消石灰里的Ca(OH)2和细砂里的SiO2 (二氧化硅)能否发生反应?简述其理由:________________
________________________________。如能反应请写出发生反应的化学方程式:____________________
________________________________________。
(3)石英的主要成分为二氧化硅,它是玻璃工业和陶瓷工业的原料,冶金工业的助熔剂。
①二氧化硅的结构与金刚石相似,都是由___________(填“分子”、“原子”、或“离子”)构成的,二氧化硅属于___________(填“酸”、“碱”、“盐”或“氧化物”)。
②氢氧化钠固体曝露在空气中,容易___________,还能与空气中的二氧化碳反应生成___________
___________,所以必须密封保存。装有氢氧化钠溶液的试剂瓶不能用玻璃塞,原因是在常温下,NaOH与玻璃塞中的SiO2缓慢地发生反应生成Na2SiO3和H2O。Na2SiO3使瓶口与瓶塞粘合在一起,则该反应的化学方程式为_________________________________。
【例题18】在研究碱的性质时,向充满CO2的矿泉水瓶里加入少量Ca(OH) 2溶液,拧紧瓶盖并振荡,瓶变瘪,但溶液中并未出现浑浊,那么Ca(OH) 2溶液是否与CO2反应呢?于是同学们进行了猜想和实验:
猜想一:Ca(OH) 2溶液与CO2不反应,是CO2溶于水导致瓶内气压变小而变瘪。猜想二:Ca(OH) 2溶液与CO2反应,生成了可溶性物质。
实验
步骤与操作
实验现象与结果
结论
一
1.取2个相同的软塑料瓶,分别集满CO2气体, 编号为A、B
两瓶内气体无色透明,瓶子形状正常
Ca(OH)2溶液与CO2发生了化学反应
2.分别向A、B两瓶中加入等量的饱和Ca(OH) 2溶液和 ? ,立即拧紧瓶盖并振荡
两瓶内液体未出现浑浊;两瓶均变瘪,A瓶变瘪程度更大
二
1. 测出反应前Ca(OH)2溶液的pH
大于7
2.测出反应后A瓶内液体的pH
小于7
(1)将表中“?”处的内容补充完整:_____________________。
(2)能判断“Ca(OH) 2溶液与CO2发生化学反应”的依据:______________________________。
(3)查阅资料得知:A瓶中未出现浑浊是因为过量的CO2与H2O和CaCO3反应生成可溶性的Ca(HCO3)2。有人提出,只要利用现有装置和试剂,对实验一稍做补充或改进就能观察到浑浊现象,请简要说明你的做法:__________________________________________________。
【例题19】某兴趣小组做了如下实验。
①在止水夹K1、K2处于关闭状态时,将针筒A中溶液挤入试管B,接着打开止水夹K1,发现D中的部分溶液被吸入试管B中,充分反应后,试管B留下的溶液也显红色。
②打开止水夹K2,风哨振动鸣叫,C中的部分溶液被吸入B和D中,反应后B、D中溶液都变为无色。(1)步骤①中,充分反应后,试管B里的CO2最终转化为 __________ (填化学式)和水。
(2)解释步骤②中“风哨振动鸣叫”的原因:________________________________________。
(3)实验开始时C、D中两种溶液中溶质质量分数大小关系为a% __________ (填“>”“=”或”)6%。
【例题20】同学们用4%的NaOH溶液和8%的CuSO4溶液制备,有同学并未得到预期的蓝色沉淀,而是得到浅绿色沉淀(经测定为碱式硫酸铜);还有同学观察到一段时间后蓝色沉淀中出现黑色物质(经测定为氧化铜)。针对这些异常现象,小金在室温下进行了以下探究:
探究1:生成沉淀颜色与反应物的质量比的关系
两种溶液取用的质量及实验现象如表所示(两种溶液混合后充分振荡试管);
编号
4%的NaOH溶液的质量/g
8%的CuSO4溶液的质量/g
沉淀颜色
出现黑色物质所等待的时间/min
①
2
2
浅绿色
不出现
②
4
待填
蓝色中混有浅绿色
5
③
6
2
蓝色
3
(1)根据探究目的及相关实验现象,②中8%的CuSO4溶液的质量应为___________(选填“2”“4”或“6”)。
(2)③中生成蓝色沉淀的化学方程式为____ _______。
探究2:分解难易与溶液碱性强弱的关系
按探究1中③的方法制备5份含蓝色沉淀的混合物,处理方式和实验结果如表所示:
编号
①
②
③
④
⑤
处理方式
不做处理
直接向试管中加8mL水
直接向试管中加16mL水
滤出蓝色沉淀,洗涤至中性后放入洁净试管,加8mL水
滤出蓝色沉淀,洗涤至中性后放入洁净试管,加8mL4%的Na2SO4溶液
出现黑色物质所等待的时间/min
3
11
17
不出现
不出现
(3)判断④中的蓝色沉淀已洗涤至中性的操作是____ _______。
(4)分析实验结果,可得出分解难易与溶液碱性强弱的关系是___________。
【例题21】某兴趣小组在学习碱的化学性质时,进行了如下所示的实验。
(1)实验①中盐酸和氢氧化钠反应的化学方程式为_________________________________。
(2)实验②中观察到试管内有白色沉淀产生,反应的化学方程式为_____________________________。
(3)实验③中滴加氢氧化钠溶液后,可观察到的现象是_________________________________。
实验结论:碱能与多种类别的物质发生反应,包括指示剂、非金属氧化物、酸和盐类等。
【反思交流】实验结束后,同学们对实验②的废液成分进行了探究:将实验②的废液进行过滤,滤渣所含的成分是______________________。
【提出问题】滤液中所含溶质是什么物质呢?
【做出猜想】猜想一:滤液中的溶质是氢氧化钠。
猜想二:滤液中的溶质是氢氧化钠和碳酸钠。
猜想三:滤液中的溶质是氢氧化钠和___________。
【实验设计】同学们取滤液样品并加入酚酞溶液,溶液呈红色,继续逐滴加入稀盐酸,发现溶液逐渐变无色,同时有气泡产生。由此得出结论,猜想___________正确。
【例题22】小刚和小丽网位同字用卜图川示装置进行实验,验证二氧化碳与氢氧化钠、氢氧化钙都能发生反应。
(1)小刚关闭K,通入二氧化碳,A、B中均无明显变化。B中盛放__________溶液。
(2)小刚打开K,继续通入二氧化碳,B中反应的化学方程式为______________________________。
此步骤的目的是______________________________________________________________________。
(3)小丽同学提出质疑,她认为上述实验还不足以说明CO2和NaOH发生了反应。其理由是__________
____________________,小刚针对小丽的质疑又补充了一个对照实验,这个实验是____________________
______________________________________________________________________。
【例题23】(1)如图1所示,水槽内盛有澄清石灰水,点燃高低两支蜡烛,用烧杯将其扣在水槽内。请写出实验中可能观察到的现象(写出两条即可):①________________________________________;②__________________________________________________。
(2)按图2组装仪器后收集一瓶SO2气体,打开开关K,通过长颈漏斗向瓶内加烧碱溶液至浸没长颈漏斗末端。关闭开关K,一段时间后可观察到______________________________的现象,反应的化学方程式是________________________________________。
【例题24】实验室有甲乙两瓶久置的氢氧化钠固体,某学习小组为了研究其变质情况,进行了如下实验:(电子秤示数单位为g)
(1)滴入紫色石蕊试液后溶液为红色,说明反应后溶液呈___________性。
(2)上述实验中产生的二氧化碳气体质量为___________g。
(3)计算甲瓶固体样品中碳酸钠的质量分数。
(4)某同学另取10g乙瓶中的固体样品用100g15%的稀硫酸按同样方法进行实验,他认为不管固体样品变质程度如何,稀硫酸加入后,都不需要使用石蕊试液,请计算说明他做出此判断的原因。
【例题25】某同学发现,上个月做实验用的氢氧化钠溶液忘记了盖瓶盖。对于该溶液的探究,同学们的实验设计合理的是( )
A.取样,在溶液中加入少量的稀盐酸,如果无气泡产生,则可证明该溶液没有变质
B.取样,在溶液中滴加酚酞,如果酚酞呈无色,则溶液已完全变质
C.取样,在溶液中加入过量滴有酚酞的氯化钡溶液,如产生白色沉淀,且上层清液呈红色,则溶液未完全变质
D.取样,在溶液中加入过量稀盐酸,则可除去氢氧化钠溶液中产生的杂质
【例题26】氢氧化钠俗名苛性钠,这是因为它有强烈的__________。氢氧化钠必须密封保存,因为它能吸收空气里的__________ ,并能跟空气里的__________发生反应, 生成Na2CO3, 其检验方法是取少量固体置于试管中加水溶解,加入__________可证明NaOH变质, 写出发生反应的化学方程式:
①变质原因________________________________________;
②检验原理________________________________________。
③若要除去已变质的Na2CO3应进行下列操作:先溶解,再加入适量的__________溶液,过滤、蒸发、结晶,其发生反应的化学方程式为______________________________。
【例题27】下列对露置在空气中已部分变质的氢氧化钠溶液样品进行的相关实验中,实验现象及结论合理的是( )
A.取一定量溶液样品,滴入适量的澄清石灰水,过滤,向滤液中滴加酚酞溶液,溶液变红,证明原样品中含有氢氧化钠
B.向溶液样品中加入适量的澄清石灰水,过滤,可除去样品中的杂质
C.取少量溶液样品,滴入氯化钡溶液,没有白色沉淀生成
D.取一定量溶液样品,滴入稀盐酸,立即有大量气体产生
【例题28】实验室有一瓶变质的氢氧化钠溶液,小嘉想探究试剂瓶中的氢氧化钠是否已完全变质,设计了两种方案:①取部分试液,滴入过量CaCl2溶液,取上层清液滴入酚酞,观察溶液颜色变化;②取部分试液,滴入过量CuCl2溶液,取上层清液滴入酚酞,观察溶液颜色变化。对于上述两种方案,你认为( )
A.两种方案都行 B.方案①行,方案②不行
C.两种方案都不行 D.方案①不行,方案②行
【例题29】某学校化学兴趣小组同学在实验室发现一瓶忘了盖瓶盖的NaOH固体,对其成分是否变质以及变质程度产生了兴趣.同学们作出了以下猜想,并进行如下实验探究.
【提出问题】这瓶NaOH固体样品的成分是什么呢?
【作出猜想】猜想1:只含NaOH 猜想2:只含Na2CO3 猜想3:含有NaOH和Na2CO3
【讨论交流】NaOH可能变质的原因是 (用化学方程式表示)
【实验探究】(1)取少量样品于试管中,加入足量稀盐酸,有气泡产生,说明猜想 不成立.
(2)进一步他探究过程如下:
根据上述探究过程回答:
①加入过量BaCl2溶液的作用是 ;
②不能用适量Ba(OH)2溶液代替过量的BaCl2溶液的原因是
;
③下列溶液可用来代替酚酞试液检验猜想3成立的是 .
A.CuCl2溶液 B.KNO3溶液 C.CaCl2溶液 D.NH4Cl溶液
【实验反思】实验室里,NaOH固体的保存方法是 .
【例题31】某兴趣小组在实验室发现一瓶敞口久置且不干燥的氢氧化钠和一瓶浓度为14.6%的稀盐酸。为测定氢氧化钠的变质情况,他们取9.5g变质的氢氧化钠样品于锥形瓶中,加入50g水,充分溶解,再向锥形瓶中滴加稀盐酸。实验测得加入稀盐酸的质量与锥形瓶中物质的质量关系如图所示。(计算结果均保留一位小数)
求:(1)反应中共产生二氧化碳的质量是 。
(2)9.5g样品中碳酸钠的质量。
(3)9.5g样品中氢氧化钠的质量分数。
(4)反应刚结束时溶液的溶质质量分数。
【例题32】已知氢氧化钠在空气中既能吸收水分而潮解,又能与二氧化碳反应而变质。为探究一瓶久置的氢氧化钠固体样品是“部分变质还是完全变质”,小科取少量样品配制成溶液,进行了如图所示的实验(注:BaCl2溶液呈中性)。
(1)实验一:定性分析
①乙试管中白色沉淀是 (填化学式)。
②观察到丁试管内酚酞试液显 ,可知该氢氧化钠样品部分变质。
(2)实验二;定量测量
如图戊,准确称取13.5克变质的NaOH样品放入锥形瓶中,用电子秤称得锥形瓶及样品的总质量为50克,再把150.00克7.3%稀盐酸平均分成5等份,每份30.00克依次加入锥形瓶中,充分反应后用电子秤称得锥形瓶及所盛物质的总质量,实验数据记录如下:
加入盐酸的次数
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
锥形瓶及所盛物质总质量/g
80.00
110.00
139.78
168.46
197.36
①整个反应过程中产生的二氧化碳质量是 克。
②根据上述实验数据,计算样品中氢氧化钠的质量。
【例题33】某教师在进行“常见的碱”的教学时做了以下演示实验:取少量纯净的氢氧化钠固体于50mL干燥的烧杯中,置于电子天平上。一段时间后,氢氧化钠固体表面出现了液体,天平示数增加。取下烧杯,将其放置在空气中。一周后,向烧杯中加适量水配制成溶液,取少量烧杯中的溶液于试管中,滴加足量稀盐酸,观察到有气泡冒出。
【交流与解释】
(1)氢氧化钠固体表面出现液体是因为氢氧化钠吸收空气中的水分而潮解。
(2)电子天平示数增加的原因除了吸收水分以外,还有另一个原因是________________________。(用化学方程式表示)。教师安排兴趣小组同学对烧杯中的溶液是否还含有氢氧化钠进行了以下探究。
【作出猜想】猜想一:有氢氧化钠
猜想二:没有氢氧化钠
【查阅资料】BaCl2溶液、NaNO3溶液、Ba(NO3) 2溶液均呈中性。
【进行实验】小明同学取少量烧杯中的溶液于试管中,滴入几滴无色酚酞,观察到溶液变红,小明同学认为猜想一成立。
【交流与评价】小玲同学认为小明同学的结论不一定正确,原因是________________________.
【例题34】有些滩涂地区的土壤被称为“盐碱地”,当地农民常采用引进内河淡水浸泡再排水的方法改良土壤。若以土壤pH为纵坐标,以浸泡的次数m为横坐标,下列能正确表示土壤pH变化的是( )
【例题35】如图表示在9.8g10%的稀硫酸中逐滴滴入10%的Ba(OH)2溶液的变化过程。下列说法中正确的是( )
A.X是时间,Y是pH
B.X是水的总质量,Y是H2SO4的质量
C.X是加入Ba(OH)2溶液的质量,Y是沉淀物的质量
D.X是加入Ba(OH)2溶液的质量,Y是溶液中溶质的质量
【例题36】某NaOH固体样品, 可能含有固体KOH和不溶于酸的杂质A,取5.6g该样品与100g一定质量分数的稀盐酸反应,两者恰好完全反应,生成mg水。下列说法中正确的是( )
A.若样品不含任何杂质,则m<1.8
B.若m=1.8,则样品中一定含有杂质A,可能含有固体KOH
C.若m=1.8,则样品中至少含有杂质A或固体KOH的一种
D.若样品中不含A,则盐酸的溶质质量分数不小于7.3%
【例题37】现有盐酸和氯化铜的混合溶液,向其中逐滴滴入氢氧化钠溶液,生成沉淀质量与滴入氢氧化钠溶液质量的变化关系如图所示。以下说法正确的是( )
①滴加氢氧化钠溶液的质量至ag时,溶液中含有两种溶质
②滴加氢氧化钠溶液的质量为m(bg<m<cg),此时溶液中发生的化学反应为CuCl2+2NaOH====Cu(OH)2↓+2NaCl
③滴加氢氧化钠溶液的质量至dg时,溶液pH>7
④在滴加氢氧化钠溶液的整个过程中,溶液中氯元素的质量先减小后不变
A.②③ B.①②③ C.③④ D.②③④
【例题38】mg a%的烧碱溶液与ng a%的稀硫酸溶液混合后滴入石蕊试液仍为紫色,则m和n的数值关系正确的是( )
A. m=n B. m>n C.m<n D.无法判断
【例题39】如图,三个实验均可验证酸与碱能发生反应。
(1)实验一:通过观察稀盐酸与__________发生反应的现象,验证酸与碱能反应。
(2)实验二:通过两支试管中的现象对比,可以判断稀盐酸与Ca(OH)2能反应。该实验主要需要控制所加水和稀盐酸的温度、体积相同,______________________________相同。
(3)实验三:加入X可验证稀硫酸能与NaOH发生反应,X可以是下列物质中的__________ (填字母)。
A.酚酞 B.CuO C.Na2CO3 D.Mg(NO3) 2
【例题40】某兴趣小组以“稀硫酸与氢氧化钠溶液能否发生反应”为课题进行了科学探究。如图1所示,小组同学向烧杯中的氢氧化钠溶液加入稀硫酸。一会儿发现忘记了滴加指示剂,因此,他们停止滴加稀硫酸,并对烧杯内稀硫酸与氢氧化钠溶液是否发生了反应进行探究。
(1)小组同学设计了以下实验方案:
实验步骤
实验现象
实验结论
在白瓷板上放一小片pH试纸,用玻璃棒蘸取少量反应后的溶液滴在pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读溶液的pH
pH__________
(填“>”“=”或“<”)7
稀硫酸与氢氧化钠溶液发生了反应,且稀硫酸过量
(2)写出该反应的化学方程式:________________________________________。
(3)同学们经过讨论一致认为,不用上述方法,用其他试剂也可以证明稀硫酸与氢氧化钠溶液能发生反应。于是分成甲、乙两组继续实验。甲组实验:探究CuSO4溶液是否可以证明稀硫酸与氢氧化钠溶液发生反应。
【实验操作及现象】如图2,向a试管中滴加足量稀硫酸时无明显现象, 再滴加CuSO4溶液时没有出现蓝色沉淀。
【实验结论】通过以上实验操作及现象,你认为用CuSO4溶液__________ (填“可以”或“不可以”)证明稀硫酸与氢氧化钠溶液能发生反应。乙组实验:探究BaCl2溶液是否可以证明稀硫酸与氢氧化钠溶液发生反应。【实验操作及现象】如图3,向b试管中滴加足量NaOH溶液时无明显现象, 再滴加BaCl2溶液时出现白色沉淀。
【实验结论】通过以上实验操作及现象,你认为用BaCl2溶液__________ (填“可以”或“不可以”)证明稀硫酸与氢氧化钠溶液能发生反应,理由是________________________________________。
【例题41】中和反应是化学核心概念之一。某化学兴趣小组对中和反应展开了探究。
【实验目的】证明氢氧化钠溶液与盐酸发生化学反应。
【实验步骤】
步骤一:取一定量稀氢氧化钠溶液于烧杯中,滴加2滴酚酞试液,溶液呈红色。
步骤二:用仪器A吸取稀盐酸向烧杯中逐滴加入,边滴加边用玻璃棒搅拌,红色变浅直至消失。
步骤三:向溶液中继续滴加稀盐酸至溶液呈酸性,用玻璃棒蘸取其中溶液,在酒精灯上加热至蒸干,有白色固体产生。
【思考拓展】(1)从下列仪器中选择步骤二中的“仪器A”,名称是____________。
(2)兴趣小组认为仅从上述步骤二的现象,难以证明盐酸与氢氧化钠发生了反应。
查阅资料:①酚酞试液在不同的pH时变化情况如下:
pH
0~8.2
8.2~10.0
10.0~14.0
颜色
无色
粉红色
红色
②氢氧化钠溶液的pH随浓度的降低而减小。
兴趣小组据此形成了对比实验方案以排除干扰,该对比实验方案是____________________________
______________________________________________________________________。
(3)为确认步骤三中的白色固体是氯化钠而不是氢氧化钠,进行如下实验:
步骤
现象
结论
将白色固体溶于水形成溶液,均分成两等份
向其中一份滴加CuSO4溶液,振荡、静置
①无_________
色沉淀生成
白色固体不是NaOH
向另一份滴加AgNO3溶液,振荡、静置
出现白色沉淀
②白色固体是NaCl, 反应的化学方程式为___________________________。
【继续探究】
(4)如图1是氢氧化钠与盐酸反应的微观示意图。从微观角度分析,氢氧化钠溶液和盐酸反应的实质是_____________________________________________。
(5)兴趣小组认为上述实验对反应实质缺少直观的验证。
查阅资料:
③变色硅胶为蓝色,吸水后呈红色。
④变色硅胶与NaOH固体充分混合, 无明显现象; 变色硅胶与无水醋酸(CH3COOH) 充分混合,无明显现象。
兴趣小组据此设计了如图2实验,验证中和反应有水生成:将无水醋酸迅速倒入装有NaOH固体和变色硅胶的试管中,并用玻璃棒在试管中不断搅拌,观察到变色硅胶由蓝色逐渐变为红色,U形管内液面左低右高。
①U形管内液面左低右高说明该反应_________(填“放出”或“吸收”)热量。
②无水醋酸由CH3COO-和H+构成。变色硅胶由蓝色变成红色的原因是_______________________ (用化学方程式表示)。
【例题42】为了探究氢氧化钡溶液和硫酸钠溶液反应后所得滤液X的成分,同学们做了以下实验:取50g滤液于烧杯中,向烧杯中滴加溶质质量分数为6%的硫酸镁溶液20g,接着向烧杯中滴加稀硫酸。加入溶液的质量与烧杯内沉淀的质量关系如图所示。
(1)滤液X的pH_________ (填“大于”“等于”或“小于”)7。
(2)CD段发生反应的化学方程式为____________________________________。
(3)滤液X中含有的溶质是__________________。
(4)滴加入30g稀硫酸时,烧杯中沉淀的质量m2的值为多少?(写出计算过程)
【例题43】用“盐酸-硫化钡法”生产BaCl2会放出有毒气体H2S(其水溶液有酸性), 可用NaOH吸收H2S制取Na2S进行处理。下表为H2S回收工艺的各项生产成本:
(1)工业处理尾气需考虑经济效益和社会效益,根据上述资料分析,单从经济效益考虑这种处理H2S的方法是_________ (填“盈利”或“亏损”)的。
(2)若某化工厂每天要处理10吨H2S,需消耗NaOH多少吨?(写出计算过程, 结果保留1位小数)
【例题44】中和反应是放热反应吗?三位同学为探究此问题进行了下列实验:
(1) 甲同学取10mL 10%的NaOH溶液于试管中, 逐滴加入10%的稀硫酸,随着硫酸的加入,烧杯中溶液的温度与加入硫酸体积之间的变化关系如图甲所示。本实验选用10%的NaOH溶液而不选用NaOH固体的原因是 。
(2)乙同学按图乙所示装置进行实验,其中的饱和澄清石灰水的作用是 。
(3)丙同学按图丙所示装置进行实验,可以根据 现象判断中和反应是放热的。
甲 乙 丙
【例题45】某化学兴趣小组在学习酸碱中和反应实验时,进行了如下探究。
Ⅰ.探究酸和碱能否发生反应
甲同学向盛有少量KOH溶液的试管中滴几滴无色酚酞试液,振荡,继续加入稀硫酸,观察到溶液由色变成无色。甲同学得出结论:酸和碱能发生反应。请写出稀硫酸和氢氧化钾溶液反应的化学方程式
。
Ⅱ.探究酸和碱反应后溶液中溶质的成分
乙同学对探究I中甲同学实验后的无色溶液展开探究。
【提出问题】试管中无色溶液的溶质除余了酚酞还有什么?
【提出猜想】(1) K2SO4; (2) K2SO4和 。
【设计实验】
【发散思维】为了验证猜想(2)成立,你认为还可以选择的物质是 (填选项).
A.Ba(NO3)2 B.锌粒 C.Cu D.盐酸
【巩固提高1】
一、选择题
1.氢氧化铯是一种可溶性碱,其化学式CsOH,则下列叙述中错误的是( )
A.CsOH在水中能电离出、 B.CsOH溶液能与反应
C.CsOH溶液能使酚酞试液变红 D.CsOH溶液与硫酸反应生成的盐的化学式为
2.镧(La)是一种活动性比锌更强的元素,它的氧化物的化学式是La2O3,La(OH)3是不溶于水的碱,LaCl3、La(NO3)3都可溶于水。由此推断下列几组物质组合,不能直接反应制取LaCl3的是( )
A.La和稀盐酸 B.La(OH)3和稀盐酸
C.La2O3和稀盐酸 D.La(OH)3和氯化钾溶液
3.向含有稀盐酸和氯化铜的混合溶液中滴加NaOH溶液,如图曲线中描述正确的是( )
A.B.C. D.
4.氢氧化钠、氢氧化钙的溶液都具有相似化学性质,其原因是( )
A.都能解离出金属离子 B.都能与酸反应生成盐和水
C.都能使无色酚酞试液变成红色 D.溶液中都含有OH﹣
5.某小组同学分别完成了图1所示的3个实验(图中a处连接压强传感器)。图2中的曲线1、2、3分别表示加入等体积相应液体后,烧瓶1、2、3内压强随时间的变化趋势。下列说法不正确的是( )
A.对比曲线1和2可知,二氧化碳和水一定发生了化学反应
B.由于注入液体压缩了瓶内的气体,所以三个实验的起始阶段压强都快速增大
C.对比曲线1和3可知,二氧化碳和氢氧化钠一定发生了化学反应
D.对比曲线2和3可知,40%NaOH溶液比饱和石灰水更适合吸收二氧化碳
6.下列四个实验中,不能体现碱的通性的是( )
A.B.C. D.
7.一定温度下,向ag FeCl3溶液中加入NaOH固体,溶液的质量与加入NaOH固体的质量变化关系如图所示。下列叙述错误的是( )
A.Fe(OH)3沉淀完全时消耗NaOH的质量为ng
B.P点对应的溶液中NaOH达到饱和状态
C.m=c-a
D.生成Fe(OH)3的质量为(n-b+a)g
8.小敏同学在复习Ca(OH)2的化学性质时,归纳出了Ca(OH)2与其他物质间相互反应的关系,如图所示,图中“——”表示相连的两种物质能发生反应。若X是与其他两种不同类别的化合物,则X可以是( )
A.H2O B.H2SO4 C.SO2 D.KOH
9.氢氧化钠、氢氧化钙都是常见的碱,我们之所以认为它们是碱,是因为它们( )
A.溶液的pH大于7 B.遇紫色石蕊试液变蓝色
C.电离时生成的阴离子只有OH- D.都能与酸反应
10.小科在研究碱的化学性质时,设计了如图所示的五组实验,下列叙述正确的是( )
A.丙组和戊组实验能观察到相同现象
B.甲组实验能观察到无色变成红色,可推出氢氧化铜也能使指示剂变色
C.乙组实验无明显现象,说明两者不能发生反应
D.丁组实验产生蓝色絮状沉淀,说明碱都能和含铜离子的溶液发生反应
11.我国研制的航天员舱外服为航天员成功进行太空行走提供了可靠的保证.航天员舱外服内含有与氢氧化钠性质相似的氢氧化锂(LiOH),它不可能具有的性质是( )
A.能与二氧化碳反应 B.能与盐酸反应 C.能与氧化铁反应 D.能使酚酞变红
12.下列关于NaOH和Ca(OH)2的用途中错误的是( )
A.用Ca(OH)2制波尔多液 B.用Ca(OH)2改良酸性土壤
C.用NaOH溶液检验CO2 D.用NaOH固体干燥某些气体
13.用下列对比实验探究碱的性质,下列说法不正确的是( )
A.实验1的现象说明氢氧化钠需密封保存
B.实验2中软塑料瓶变瘪的程度为A>B>C
C.通过对比A、C瓶的现象证明CO2与水发生化学反应
D.饱和氢氧化钠溶液比饱和石灰水吸收二氧化碳的效果好
14.碱溶液中都含有OH-,因此不同的可溶性碱表现出一些共同的性质。下列关于 Ba(OH)2溶液性质的描述中,不属于可溶性碱的共同性质的是( )
A.能使紫色石蕊试液变蓝色 B.能与盐酸反应生成水
C.能与K2SO4溶液反应生成BaSO4沉淀 D.能与CO2反应生成水
15.在Ca(OH)2饱和溶液中加入下列物质,冷却至室温,溶液pH没有太大改变的是 ( )
A.CO2 B.NaNO3 C.Cu(NO3)2 D.HCl
16.能一次性将KOH溶液、澄清的石灰水和稀硫酸鉴别出来的试剂是( )
A.CuCl2溶液 B.KOH溶液 C.Ba(OH)2溶液 D.Na2CO3溶液
17.在①二氧化碳②酚酞试液③稀盐酸④碳酸钠四种物质中,能和氢氧化钙反应且反应中表现出了“碱的通性”的组合是( )
A.①②③④ B.①②③ C.①③④ D.②③④
18.学习了Ca(OH)2的性质后,小科编了一首《新石灰吟》:“千锤万凿出深山(开采:石灰石),烈火焚烧却是生(CaCO3CaO+CO2↑)。用水一泼就熟了[CaO+H2O=Ca(OH)2],要留洁白在人间[Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O]”下列对这首诗所描述的化学知识的说法中,错误的是( )
A.“千锤万凿出深山”是物理变化 B.“烈火焚烧却是生”是分解反应
C.“用水一泼就熟了”是吸热反应 D.“要留洁白在人间”该反应可以检验CO2
19.有下列四种实验设计及操作,实验过程中其现象不足以说明CO2与NaOH溶液发生了反应的是( )
A.B.C. D.
20.在Ca(OH)2的饱和溶液中,加入下列物质,不能使溶液的pH有明显改变的是( )
A.CO2 B.HCl C.CuCl2 D.CaO
二、填空题
21.敞口放置的氢氧化钾溶液易吸收空气中的二氧化碳而变质,请写出此过程的化学方程式: 。现向一定质量且部分变质的氢氧化钾溶液中逐滴加入稀盐酸,并振荡。如图表示反应过程中溶液质量随加入盐酸质量的变化而变化的情况。那么,图线AB段对应的实验现象是 ,C点溶液中的溶质是 。
22.如图是小明归纳的氢氧化钠的化学性质,回答下列问题:
(1)氢氧化钠能和硫酸反应,该反应的实质是: 。
(2)在反应④中,如果生成了红褐色絮状沉淀,则与氢氧化钠反应的盐可能是 (写一种)。
(3)氢氧化钙和氢氧化钾也具有与氢氧化钠相似的化学性质,是因为 。
23.实验小组用下图装置进行实验。已知:甲瓶中充满二氧化碳,乙中液体是水,实验前关闭。
(1)将装置甲中胶头滴管中的浓溶液挤入瓶中,振荡:打开装置甲中,观察到乙中的现象是
(2)接着将装置甲仪器中的稀盐酸注入甲中,观察到甲中有气泡产生,该反应的化学方程式为
24.在化学实验中,有时药品的滴加顺序不同会导致实验现象不同。某同学使用图甲所示实验装置进行实验,集气瓶内气球的体积变化与滴加药品体积的关系如图乙所示,其中A点表示开始滴加某种药品,B点表示开始滴加另一种药品 (不考虑由于滴入液体的体积及反应导致的温度变化对集气瓶内气压的影响)。据图回答:
(1)实验中首先加入的试剂是 。
(2) BC段气球体积不变的原因(请用化学方程式表示) 。
(3) CD段气球体积增大的原因是 。
25.根据碱的四条化学性质回答下列问题:
(1)图中的X代表一类物质,则X为酸,请写出符合性质③的一个化学反应方程式 。
(2)碱溶液有相似化学性质的原因是都含有 。
26.某化学活动小组以酸碱盐的性质为主题进行探究性学习,用图1总结了NaOH的四条化学性质。
(1)为了验证反应③能够发生,你选择的物质是 。
A.Na2CO3 B.HCl C.FeCl3 D.Ba(NO3)2
(2)依据反应④NaOH溶液可以吸收工业尾气中的SO2气体,其化学方程式为: 。
三、探究题
27.同学们在学习碱的化学性质时,进行了如下图所示的实验。
(1)写出甲实验中盐酸和氢氧化钠反应的化学方程式 。
(2)乙实验中滴加氢氧化钠溶液后,可观察到的现象是 。
(3)丙实验中可观察到的现象是 。
(4)实验结束后,同学们将甲、乙、丙三个实验的废液倒入同一个干净的废液缸中,最终看到废液浑浊并呈红色,产生疑问。
【提出问题】 废液中含有哪些物质?
【交流讨论】①一定含有的物质:碳酸钙、指示剂、水和 (写化学式) 。
②还含有能使废液呈碱性的物质。能使废液呈碱性的物质是什么?同学们有
如下猜想。
小云认为:只有碳酸钠
小红认为:只有氢氧化钙
小林认为:是氢氧化钠和碳酸钠
你认为还可能是 。(写一种猜想)
【实验设计】小方想用氯化钙溶液来验证小云、小红、小林的猜想。查阅资料获悉氯化钙溶液呈中性,并设计如下实验。请你将小方的实验设计补充完整。
实验内容
预计现象
预计结论
取少量废液缸中上层清液于试管中,加入过量氯化钙溶液,静置。
①有白色沉淀,溶液呈红色。
的猜想正确。
② 。
的猜想正确。
③ 。
的猜想正确。
【反思拓展】 在分析化学反应后所得物质的成分时,除了考虑生成物外还需考虑:
28.某学习小组同学在验证碱的性质时,进行了如下实验。
(1)实验A推入NaOH溶液后,观察到的现象是气球体积变大。小科认为该现象并不能证明CO2一定是与NaOH发生了化学反应。为了证明CO2与NaOH能够发生化学反应,小组讨论后认为:取A装置中反应后的溶液少量于试管中,滴入 (填序号),一定能达到目的。
①酚酞溶液 ②硝酸钡溶液 ③氢氧化钙溶液 ④稀盐酸
(2)实验结束后,小组同学对B试管中上层清液的溶质成分产生疑问,作出猜想:
猜想一:只有NaOH 猜想二:含有NaOH、Na2CO3猜想三:含有NaOH 、Ca(OH)2
同学们去少量B试管中的清液分别置于甲、乙两支试管中,进行探究:
实验操作
实验现象
结论
在试管甲中滴加碳酸钠溶液
不产生白色沉淀
猜想三错误
在试管乙中滴加足量稀盐酸
猜想二正确
(3)A、B、C、D四个实验中能体现碱化学通性的是 (填字母)。小组同学经过讨论认为A、B、C、D四个实验并没有探究出碱所有的化学通性,从这四个实验中选择一个,继续加入相关试剂,能得出碱的其它化学通性,实验的方案是 (写出操作和现象)。
29.某食品包装袋中有一袋较大的干燥剂,上面写有“生石灰,请勿食用”,该食品已放置很长一段时间。同学们在实验室对这包干燥剂目前的主要成分展开了探究。
【提出猜想】干燥剂中可能含有CaO、Ca(OH)2、CaCO3。
【实验探究】小组讨论后设计如图所示实验进行探究:
【实验结论】①在实验步骤B中有放热现象说明干燥剂含有 。
②在实验步骤B中的白色沉淀物可能含有哪些物质? 。
③在实验步骤D中形成红色溶液,说明干燥剂中含有Ca(OH)2 。
【分析与交流】小金经过分析认为实验结论③不准确,理由是 。
30.为探究CO2与NaOH溶液发生的反应,某兴趣小组尝试用不同的方式进行实验。
【查阅资料】
Ⅰ.20℃时,几种物质在水中的溶解度见下表:
物质
Na2CO3
NaHCO3
Ca(OH) 2
Ba(OH) 2
溶解度/g
21.5
9.6
0.165
3.89
Ⅱ.本实验条件下,Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH分别约为11.0和8.5。
【实验探究】
(1)实验一:小雨取一充满CO2的矿泉水瓶,加入一定量的水,立即拧紧瓶盖,振荡,发现瓶子变瘪。小雨另取一相同的充满CO2的矿泉水瓶,向其中加入与水等体积的NaOH溶液,立即拧紧瓶盖,振荡,得到溶液X,此时观察到的现象是 。实验中,小雨采用两只矿泉水瓶做对比实验的目的是 。
(2)实验二:为检验CO2与NaOH溶液反应的产物,小亮取实验一所得溶液X少许,向其中滴加BaCl2溶液,有白色沉淀产生,该反应的化学方程为 。
(3)实验三:小华取实验一所得溶液X少许,向其中加入过量的BaCl2溶液,振荡,静置,取上层清液,滴入1滴酚酞溶液,发现溶液呈 色,证明溶液X中有NaOH剩余。实验中,小华没有直接向少量溶液X中滴入酚酞溶液,理由是 。
(4)实验四:兴趣小组将CO2持续通入一定浓度一定量的NaOH溶液中,用数字化实验技术测定反应过程中溶液的pH和温度变化,结果如图1、图2所示。
图1中,BC段发生反应的化学方程式为 。
图2中,DE段温度变化的原因是 。
【反思感悟】
(5)实验从CO2减少、NaOH减少、Na2CO3生成等物质的变化,以及 转化等视角多维度探究CO2与NaOH发生了反应。对于现象不明显的化学反应,可以通过现代技术手段进行数据测定,实现反应过程的“可视化”。
31.实验室有一瓶长期放置的氢氧化钠固体,某兴趣小组对该固体的变质情况进行探究。
【提出问题】该瓶氢氧化钠固体是否变质,变质情况如何?
【查阅资料】氢氧化钠在空气中容易变质,但不会转化为NaHCO3。
【提出猜想】猜想Ⅰ:固体未变质;猜想Ⅱ;固体部分变质。
以上猜想是否严谨,并说明理由 。
【进行实验】小丽同学为了验证猜想Ⅰ进行实验:取少量样品于烧杯中,加足量水溶解,再向溶液中滴入几滴酚酞试液,溶液变红,由此她得出猜想Ⅰ正确,但其他同学很快予以否定,理由是 。
【拓展提升】小组同学称取一定质量的样品,按照如图所示装置测定样品中碳酸钠的质量分数实验,实验通过测量生成二氧化碳的体积计算出碳酸钠的质量分数(二氧化碳密度已知)。下列关于该实验装置的说法正确的是 。
A.若没有加入植物油,测定结果会偏小
B.广口瓶中的植物油和水必须装满,否则结果偏小
C.导气管a和b必须在二氧化碳将锥形瓶中的空气排净后才能连接
32.某兴趣小组为探究二氧化碳与氢氧化钠溶液间的反应,设计了如图甲、乙两个实验方案:
请回答下列问题:
(1)可以观察到乙实验现象是 ;
(2)有同学认为装置中试管内液面上升,说明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应,而有些同学不认为,请说说他的理由 ;
(3)已知二氧化碳与氢氧化钠反应生成的产物之一是碳酸钠(Na2CO3),为验证该产物,可采取的操作有
(写出一种方法即可)。
33.工业烧碱具有较好的杀菌消毒作用且廉价易得,但工业烧碱中常含有杂质碳酸钠。某科学学习小组同学围绕工业烧碱样品纯度测定问题,展开了讨论与探究.
原理思路:利用Na2CO3与稀H2SO4反应产生CO2,通过CO2质量的测定,确定样品中碳酸钠的质量,从而计算样品纯度;
实验方案:剑蝴同学根据以上思路,设计了如图甲的实验方案(固定装置省略);
交流讨论:小邵认为图甲实验方案的设计有缺陷,若按该方案进行测定会导致难以避免的误差。你认为下列哪些因素会导致难以避免的误差 (填序号);
①加入的稀硫酸量不足 ②装置内空气中的CO2没有排出
③反应产生的CO2未被完全吸收 ④干燥管与空气直接相通
方案改进:为减少误差,使CO2质量的测定更准确,该小组同学根据以上讨论,对图甲方案进行改进,设计了如图乙的实验方案(固定装置省略)。
图乙B装置中样品在与稀硫酸反应前和停止反应后,都要通过量的空气,反应前通空气时a、b、c三个弹簧夹的控制方法是 。
数据分析:若撤去图乙中的C装置,则测得工业烧碱的纯度将 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
34.甲、乙两同学为了探究实验室中久置的氢氧化钠固体是否遇到空气中的二氧化碳变质为碳酸钠“碳酸钠的化学式:Na2CO3”,进行了如下的探究活动。
提出问题:氢氧化钠固体是否变质。
建立假设:氢氧化钠已部分变质为碳酸钠。
实验探究:为检验这瓶氢氧化钠固体是否变质,甲、乙两同学分别设计了不同的方案并加以实验。甲同学和乙同学设计了如下实验方案:
甲同学:取少量样品加适量蒸馏水配成溶液后,滴入几滴酚酞溶液,若观察到溶液变红色,证明该瓶氢氧化钠固体没有变质.
乙同学:取少量样品加适量蒸馏水配成溶液后,滴入适量澄清石灰水,若观察到有白色沉淀生成,证明该瓶氢氧化钠固体已经变质.
(1)请你判断上述哪位同学的实验方案是错误的并写出理由 ;
(2)请你设计另外一个实验方案,证明该瓶氢氧化钠固体已经变质,简述你的实验方案: ;
(3)在实验室里氢氧化钠需要密封保存,药品密封保存的原因很多,请你写出浓硫酸需要密封保存的原因 。
35.实验小组研究盐酸、氢氧化钠的化学性质,做了如图甲所示的实验.请你利用图中所给药品和他们一起进行研究。
(1)实验后得到红色溶液的是 (填试管序号,下同);有盐和水生成的实验是 ;
(2)实验中有明显现象产生,最终得到无色溶液,该试管内发生反应的化学方程式为 ;
(3)实验后某试管内产生蓝色絮状沉淀的化学方程式为: ,继续向该试管中滴加足量的稀盐酸,试管内沉淀的质量与加入稀盐酸的质量关系如图乙所示。当滴加稀盐酸至mg时,静置试管,试管内上层清液中的溶质为 。
36.为验证氢氧化钠和氢氧化钙的性质,过老师设计并与小燕进行了以下实验,如图所示(装置气密性良好):分开打开分液漏斗活塞,将等体积的氢氧化钠饱和溶液和氢氧化钙饱和溶液全部加入锥形瓶中,关闭活塞,打开弹簧夹K1,K2,观察实验现象。
(1)实验整个过程中,小燕观察到 。
(2)实验后,过老师从A中锥形瓶内取出适量溶液,倒入试管中,并往试管中加入过量的氯化钙无现象,再加入了氯化镁出现白色沉淀,说明了A中溶液一定存在 。
(3)从而小燕得出了结论 。
37.为探究碱的化学性质,进行如下实验。
(1)如图(甲)所示,向加有酚酞的NaOH溶液中滴加一定量的盐酸后,观察到溶液颜色 ,说明NaOH溶液和盐酸之间发生了化学反应。
(2)如图(乙和丙)所示,同时将两支充满CO2的相同试管分别倒扣在等体积的水和NaOH溶液中,一段时间后,丙中试管内液面高于乙,丙烧杯中装的是 ,产生这一现象的原因是 (用化学方程式说明)。本实验中乙的作用是 。
四、简答题
38.NaOH潮解后极易与空气中的CO2反应生成Na2CO3而变质。为测定实验室一瓶放置已久的烧碱中NaOH含量,某同学取适量的烧碱样品,溶于一定量的水得到200g溶液;再加入200g稀硫酸(足量)充分搅拌到不再放出气泡为止,称量溶液为395.6g。
请计算:
(1)反应产生的CO2的质量为__________________g。
(2)若所取烧碱样品为50.0g,则样品中NaOH的质量分数是多少?最后反应后所得溶液溶质质量分数是多少?
(3)用同浓度的硫酸,与三瓶原质量相等的未变质、部分变质或全部变质(杂质都是Na2CO3)的烧碱样品反应,需要硫酸的质量_____________________(填“都相等”或“未变质多”或“全部变质多”或“部分变质多”或“无法判断”)。
39.某校科学兴趣小组同学发现实验室有一份在空气中潮解变质的氢氧化钠样品,欲知其组成成分,现取样品9.8g向其中逐渐加入一定质量分数的稀硫酸,产生气体质量与滴入稀硫酸的质量关系如图所示。试计算:
(1)产生二氧化碳气体的质量为________g。
(2)求样品中碳酸钠的质量分数。
(3)求9.8g样品中氢氧化钠固体的质量。
40.实验室有一瓶久置的氢氧化钠固体,实验员猜测固体已变质,为验证其猜想,取少量该固体样品进行如下实验:(提示:CaCl2溶液显中性)
(1)上述实验中,A操作的名称是 ;
(2)“无色溶液”中除了CaCl2,还有其它溶质为: ;
(3)取10g已变质的氢氧化钠固体于干燥的烧杯中,并向其中加入100g一定质量分数的稀盐酸,充分反应后称得溶液的质量为107.8g,求:
①样品中没有发生变质的氢氧化钠的质量 ;
②氢氧化钠固体在变质前的质量是多少 。
41.实验室有一变质的氢氧化钠样品(样品中只有一种杂质,且成分均匀),为测量样品中NaOH的质量分数,小明进行了如下实验。
①取质量、大小相同的3个烧杯,分别加入一定质量分数的稀盐酸100克,
②向上述3个烧杯中分别加入3 份质量不同的样品;
③充分反应后,再用电子天平称量烧杯及烧杯内物质的总质量(假设产生的气体完全逸出)。实验数据记录如下:
实验一
实验二
实验三
反应前稀盐酸+烧杯质量(克)
150
150
150
反应前固体样品质量(克)
4
8
12
反应后烧杯内物质+烧杯质量(克)
m
155.8
158.7
(1)表中的m 值为 。
(2)根据实验数据计算样品中NaOH的质量分数。
(3)若要计算、确定所用的100克的稀盐酸的溶质质量分数,表格中的三次实验数据是否足够? (填“是”或“否”)
42.在实验室中,小科同学发现了一瓶敞口放置的Ca(OH)2粉末状试剂。他们对该试剂进行了定量实验分析:称取试剂19.8g放入锥形瓶中,加入30.2g的水,充分振荡,再向锥形瓶中依次滴加25g稀盐酸充分反应。测得数据与图像如下:
第1次
第2次
第3次
第4次
第5次
第6次
加入稀盐酸的质量/克
25
25
25
25
25
25
锥形瓶中物体的质量/克
75
100
125
150
172.8
197.8
请根据有关信息回答问题:
(1)b的数值为______。
(2)计算该试剂中氢氧化钙的质量?
(3)氢氧化钙的变质程度(请计算有百分之多少的氢氧化钙变质了)?
2
1
学科网(北京)股份有限公司
$
九上专题2:常见的碱及中和反应讲义
【知识回顾】
1.常见的碱
(1)氢氧化钠:NaOH
(一)物理性质:
①俗称:火碱、烧碱、苛性钠
【辨析】纯碱为Na2CO3,常常与NaOH的俗称搞混,并且纯碱的水溶液也呈碱性,做题时,不可因为溶液显碱性,就忽略了纯碱。
②状态:白色块状固体
③水溶性:易溶于水,溶解时放出大量的热
【注意】溶水时放出热量,常会改变溶解度,做题时要主要到溶解性的改变
④吸水性:块状固体具有吸水性,可用作干燥剂;溶液状不具有吸水性。
【引申】块状NaOH具有吸水性,可用作干燥剂,干燥碱性(NH3)和中性气体,酸性气体会与NaOH发生反应,所以不可干燥。
(2) 化学性质
①腐蚀性:具有强烈的腐蚀性
②与非金属氧化物反应:
SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O(用于吸收空气中的有毒气体)
CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O(在空气中易变质,故需要密封保存)
SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O (保存NaOH溶液的试剂瓶要用软木塞或橡皮塞)
③与酸发生中和反应:H2SO4+2NaOH === Na2SO4+2H2O (需要加指示剂来显示反应的发生)
④与某些盐反应3NaOH+FeCl3===Fe(OH)3↓+3NaCl (常用于制取不溶性碱)
(3) 制备:Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH
(2)氢氧化钙:Ca(OH)2
(一)物理性质:
①俗称:熟石灰、消石灰
②状态:白色粉末状固体
③水溶性:微溶于水
(二)化学性质
①腐蚀性:具有强烈的腐蚀性
②与非金属氧化物反应:
CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O(用来鉴别二氧化碳)
SO2 +Ca(OH)2===CaSO3↓+H2O (可用于吸收废气中的有害气体SO2)
③与酸发生中和反应:2HCl+Ca(OH)2===CaCl2+2H2O (熟石灰常用于改良酸性土壤)
④与某些盐反应:Ca(OH)2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaOH (土法制碱)
(三)制备:CaO+H2O=Ca(OH)2
【引申】常用高温灼烧大理石,生成生石灰CaO
2.氢氧化钠与氢氧化钙的比较
氢氧化钠
氢氧化钙
俗名
烧碱、火碱、苛性钠
熟石灰、消石灰
物理性质
颜色状态
白色固体
白色粉末状固体
溶解性
易溶于水,并放出大量的热
微溶于水,溶解度随温度升高而减小
潮解
在空气中吸收水分,潮解
能吸收少量水分
腐蚀性
强烈腐蚀性
强烈腐蚀性
电离方
程式
碱的通性
酸碱指示剂
使紫色石蕊试液变蓝色,使无色酚酞试液变红色
与非金
属氧化物反应
与酸
反应
与某些
盐反应
用途
化工原料,用于肥皂、石油、造纸、纺织、印染等工业
建筑业:制三合土、抹墙;农业上:改良酸性土壤、配置波尔多液;工业上:制取NaOH、漂白粉
制取
说明:
(1)NaOH固体放在空气中,能吸收空气中的水分,在表面逐渐形成溶液,这种现象叫做潮解。利用这一性质,可用NaOH固体作干燥剂,但不能干燥CO2、HCl等酸性气体。
(2)NaOH在空气中易吸收水分而潮解;同时还能与空气中的CO2反应使NaOH转变成而变质,所以NaOH必须密封保存。也要密封保存。由于NaOH、等碱类物质能与玻璃成分中的SiO2反应生成黏性的等物质使玻璃相互黏结,不易打开,因此盛装碱液的试剂瓶不能用玻璃塞而应用橡胶塞。
3.碱与CO2反应的判断
(1)对于CO2与NaOH溶液发生反应的考查经常在中考中出现,由于无明显现象,无法肯定反应是否发生,所以需要借助简单的实验,通过明显的现象来判断是否发生。如图所示的一些装置可以帮助我们判断:
A B C D
E F G
观察到的现象分别为:A.烧杯中的水进入导管;B.软塑料瓶变瘪;C.试管内液面上升;D.U形管中的水左液面高于右液面;E.锥形瓶中气球胀大;F. 鸡蛋被吸进集气瓶中;G.烧杯中的水进入烧瓶,形成喷泉。
为排除可能是二氧化碳与氢氧化钠溶液中的水发生了反应,还需把上述实验中的氢氧化钠溶液换成等体积的水,做对比实验。
(2) NaOH和Ca(OH)2与CO2反应后会生成对应的Na2CO3和CaCO3, 利用Na2CO3和CaCO3都能与稀盐酸反应生成CO2气体这一现象, 来证明NaOH和Ca(OH)2与CO2发生了反应, 或者是NaOH和Ca(OH)2变质。
解答此类问题应注意以下几个方面:
(1)利用对比形变的程度观察。二氧化碳能溶于水,也能与氢氧化钠溶液反应,因此都会使密封的软塑料瓶发生形变,少量的氢氧化钠溶液就能够达到实验目的,少量的水则现象不明显。
(2)验证CO。要想验证氢氧化钠溶液与二氧化碳发生了反应,最好的方法是验证CO的存在。可以通过滴入过量稀盐酸,验证二氧化碳来实现,也可以通过滴加氯化钙、氯化钡等产生碳酸盐沉淀来实现。
(3)碳酸钠溶液也呈碱性。氢氧化钠与二氧化碳反应后产生的碳酸钠,其水溶液也呈碱性。同学们如果使用酚酞试液来验证反应是否发生,则容易掉入试题的陷阱中,正确的方法是检验碳酸根的存在。
4.NaOH变质问题
(一)变质原因
氢氧化钠暴露在空气中会吸收空气中的二氧化碳而变质,2NaOH + CO2=Na2CO3+ H2O,所以,氢氧化钠暴露在空气中一段时间后,剩余物的可能组成有:
(1)全部是NaOH(一点都没变质);
(2)全部是Na2CO3(全部变质);
(3)是NaOH和Na2CO3的混合物(部分变质)。
(二)检验剩余物成分的方法
第一种可能性的检验方法:检验剩余物中没有Na2CO3。具体做法是:取少量固体,往其中滴加稀盐酸,如果没有气泡产生,说明没有碳酸钠,(因为有碳酸钠会发生如下反应:2HCl + Na2CO3=2NaCl+ H2O+CO2↑会产生气泡)
第二种可能性的检验方法:检验剩余物中有Na2CO3而没有NaOH。具体做法是:取少量固体,往其中滴加稀盐酸,有气泡冒出,说明含有Na2CO3;另取少量固体,加水充分溶解,在所得溶液中加入过量的氯化钙(除去碳酸钠,因为碳酸钠呈碱性。反应的化学方程是:Na2CO3 +CaCl2= CaCO3↓+2NaCl),充分反应后过滤,在滤液中滴加酚酞溶液,不变色说明没有氢氧化钠。
第三种可能性的检验方法:上一种检验方法中酚酞变红,说明是氢氧化钠和碳酸钠的混合物。
(三)检验是否有碳酸钠有三种不同的方法
(1)加入盐酸有气泡冒出:2HCl + Na2CO3=2NaCl+ H2O+CO2↑
(2)加入石灰水有沉淀产生:Ca(OH)2 + Na2CO3 = CaCO3↓+2NaOH
(3)加入氯化钙有沉淀产生:Na2CO3 +CaCl2= CaCO3↓+2NaCl
(四)拓展:氢氧化钙的变质问题
证明Ca(OH)2变质的方法:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
证明Ca(OH)2部分变质的方法(取两份相同的样品,分别按以下方法做)
证明Ca(OH)2变质:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
证明还有Ca(OH)2存在:Ca(OH)2+2NH4Cl=CaCl2+2H2O+2NH3↑
证明CaO部分变质的方法(取三份相同的样品,分别按以下方法做):
证明CaO仍然存在:CaO+H2O=Ca(OH)2
证明CaCO3的存在:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
证明Ca(OH)2的存在:Ca(OH)2+2NH4Cl=CaCl2+2H2O+2NH3↑
5.中和反应的定义:酸与碱的反应生成盐和水【中和反应的判断关键在于反应物是否是酸和碱】
实质:OH-+ H+→H2O
应用:中和反应在实际中的应用
调节土壤的酸碱性
农作物一般适宜在中性或接近中性的土壤中生长,如果土壤的酸性或碱性太强都不利于农作物的生长。①若土壤呈酸性,可将适量的熟石灰加入土壤中以中和土壤的酸性;②如果土壤呈碱性,可通过加碳酸水来中和土壤的碱性从而得到有利于农作物生长的土壤环境。
处理工厂的废水
①用熟石灰中和硫酸厂的污水(含硫酸等杂质),发生反应的化学方程式为:Ca(OH)2+H2SO4===CaSO4+2H2O;②若工厂的废水呈碱性,则可用废硫酸等中和,发生反应的化学方程式为:2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O
用于医药
①含有Al(OH)3或Mg(OH)2的药物可以治疗胃酸过多,反应的化学方程式为:
Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O;Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
②被有些蚊虫叮咬后,皮肤肿痛,这是因为蚊虫能分泌出蚁酸,从而使皮肤肿痛。如果涂一些含有碱性物质(如NH3·H2O)的药水、牙膏、肥皂水等,就可减轻痛痒.
调节溶液的酸碱性
在科学实验里,经常需要将溶液的酸碱性控制在一定范围内,如果溶液的酸性或碱性太强,就可以用适量的碱或酸来调节溶液的酸碱性
【拓展】人体服用的药物或会沾到人体皮肤的物质一般不能是有腐蚀性或有毒的物质:
① 氢氧化铝Al(OH)3是一种常见的治疗胃酸过多的药物,但是反应生成的Al3+对人体有不良的作用,已经逐渐被取代;也正因为如此,烧菜用的锅不宜用铝锅;
② 不能选用Ca(OH)2、NaOH、KOH,因三者易溶于水,且有腐蚀性;
③ 也不能选取含有重金属离子的碱,如Cu(OH)2、Ba(OH)2等,其中的重金属离子对人体有毒害作用;
④ 选取治疗胃酸过多的药品应该具有下列性质:不溶于水、无腐蚀性且对人体无毒害作用;
⑤ 被蚊虫叮咬后,蚁虫在人体的皮肤中会分泌出的蚁酸,应涂有一些含有弱碱性的物质;
点拨:生成盐和水的反应不一定是中和反应;
(1)酸与某些金属氧化物反应生成盐和水;(2)碱溶液和某些非金属氧化物反应生成盐和水;
【经典例题】
【例题1】下列物质中都含有水蒸气,既能用浓硫酸干燥,又能用氢氧化钠干燥的是( )
A. B.HCl C. D.
【答案】C
【详解】
A、SO2气体能与氢氧化钠反应,不能用氢氧化钠干燥,故选项不符合题意;
B、HCl能与氢氧化钠反应生成氯化钠和水,不能用NaOH固体干燥,故选项不符合题意;
C、O2既不与浓硫酸反应,也不与氢氧化钠反应,故既可以用浓H2SO4干燥,又可以用NaOH固体干燥,故选项符合题意;
D、CO2能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,不能用NaOH固体干燥,故选项不符合题意。
故选C。
【例题2】欲除去氢氧化钠溶液中含有的少量氢氧化钙杂质,可以选用的试剂是( )
A.氢氧化钾溶液 B.碳酸钠溶液 C.氯化钡溶液 D.稀盐酸
【答案】B
【解析】氢氧化钾溶液与氢氧化钙不反应,不能除去,A不符合题意;碳酸钠溶液与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,除去了氢氧化钙,又没有带来新的杂质,符合除杂原则,B符合题意;氯化钡溶液与氢氧化钙不反应,不能除去,C不符合题意;稀盐酸与氢氧化钠、氢氧化钙都能反应,D不符合题意。
【例题3】将生石灰加入饱和的澄清石灰水的过程中,下列图像正确的是( )
【答案】D
【解析】向饱和澄清石灰水中加入固体CaO, 氧化钙与水反应生成氢氧化钙,溶液中溶剂质量减少,有氢氧化钙析出,溶液的质量应逐渐减小,故选项A、B、C图像不能正确反映对应变化关系。
【例题4】蒸馏水和澄清石灰水长期敞口放置,它们的pH会( )
A.前者不变后者变大 B.前者变小后者变大 C.两者都变小 D.前者变大后者变小
【答案】C
【解析】蒸馏水显中性,pH等于7,空气中的二氧化碳溶于水后生成的碳酸显酸性,溶液的pH减小;石灰水显碱性,pH大于7,吸收二氧化碳后,二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,溶液的碱性减弱,pH减小。
【例题5】氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液和氢氧化钙溶液具有相似的化学性质,其本质原因是( )
A.都能离解出金属离子 B.都能使指示剂变色
C.都能离解出氢氧根离子 D.都能与酸反应生成盐和水
【答案】C
【解析】氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液和氢氧化钙溶液具有相似的化学性质,其本质原因是在水溶液中都能离解出氢氧根离子。
【例题6】已知:物质X与Ca(OH)2在水溶液中能发生反应,反应的化学方程式如下:X+Ca(OH)2===Y+Cu(OH)2。下列分析错误的是( )
A.X肯定不可能是酸 B.X和Y的相对分子质量之差为24
C.X可能是单质,也可能是化合物 D.Y可以是CaCl2或Ca(NO) 2
【答案】C
【解析】X+Ca(OH)2===Y+Cu(OH) 2,X中一定含有铜元素,金属铜不与氢氧化钙反应,则X不可能是单质。
【例题7】某研究性学习小组对“通常用饱和石灰水检验CO2, 用浓NaOH溶液吸收CO2”这一问题进行了实验探究:在体积相同、盛满CO2的两集气瓶中,分别加入等体积的饱和石灰水和浓NaOH溶液, 实验装置和现象如图所示。甲装置中产生的实验现象是:石灰水出现____________________,气球__________,其反应的化学方程式为______________________________;乙装置中的液体仍为无色,但气球鼓得比甲装置更大。
①检验CO2常用澄清的石灰水,是因为石灰水与CO2反应能产生__________色沉淀,现象明显。
②吸收CO2常用氢氧化钠溶液,是因为氢氧化钠极易溶于水,能配制更浓的溶液用来吸收更多的CO2。
【答案】白色浑浊 逐渐鼓起来 CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O 白
【解析】甲装置中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CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O, 石灰水出现白色浑浊,二氧化碳被吸收,瓶内压强变小,气球逐渐鼓起来;二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,故乙装置中的液体无现象,乙中气球变化大,说明瓶内压强变得更小,二氧化碳被吸收得多,所以①检验CO2常用澄清的石灰水;是因为石灰水与CO2反应能产生白色沉淀,现象明显。②吸收CO2常用氢氧化钠溶液, 是因为氢氧化钠极易溶于水,能配制更浓的溶液用来吸收更多的CO2。
【例题8】图1中甲、乙、丙、丁表示相邻两物质相互混合过程中溶液酸碱度的变化,其中可能得图2所示变化关系的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
【答案】D
【解析】在图2中根据pH的变化情况可知,pH由大于7到等于7最后小于7,正好是碱的溶液加酸后的过程,在图1中氢氧化钙与硫酸的反应正好符合。
【例题9】在①一氧化碳,②稀硫酸,③碳酸钠溶液,④氯化铜溶液四种物质中,跟氢氧化钠溶液、澄清石灰水都能发生反应且反应中表现了“碱的通性”的组合是( )
A.①② B.①③ C.③④ D.②④
【答案】D
【详解】
①一氧化碳属于非金属氧化物,与氢氧化钠溶液、澄清石灰水都不能反应,没有表现“碱的通性”;
②稀硫酸属于酸,与氢氧化钠溶液、澄清石灰水都能反应,表现了“碱的通性”;
③碳酸钠溶液与氢氧化钠溶液不能反应,没有表现“碱的通性”;
④氯化铜溶液与氢氧化钠溶液、澄清石灰水都能反应,表现了“碱的通性”。
故选D。
【例题10】下列是探究碱性质的实验,都能发生反应且反应中体现了“碱的通性”的组合是( )
A.①②③④ B.①②③ C.①②④ D.②③④
【答案】C
【详解】
①氢氧化钡溶液、氢氧化钙溶液都能和氯化铜溶液反应生成氢氧化铜沉淀,能体现碱的通性;
②氢氧化钡溶液、氢氧化钙溶液都能使酚酞溶液变红,能体现碱的通性;
③氢氧化钡溶液、氢氧化钙溶液都能和碳酸钾溶液反应生成白色沉淀,但氢氧根离子在反应前后没有改变,不能体现碱的通性;
④氢氧化钡溶液、氢氧化钙溶液都能和二氧化硫反应生成盐和水,能体现碱的通性。
【例题11】如图所示,分别向四支试管中加入饱和石灰水,使其与试管内溶液充分反应。无论饱和石灰水加入量的多少,反应后试管内溶液一定呈碱性的是( )
A.① B.② C.③ D.④
【答案】C
【详解】
A、①中稀盐酸和饱和石灰水中的氢氧化钙反应生成氯化钙和水,氯化钙溶液呈中性,若饱和石灰水的量不足,反应后试管内溶液呈酸性;若饱和石灰水和稀盐酸恰好完全反应,反应后试管内溶液呈中性;若饱和石灰水过量,反应后试管内溶液呈碱性,故A不符合题意;
B、②中稀硫酸和饱和石灰水中的氢氧化钙反应生成硫酸钙和水,硫酸钙溶液呈中性,若饱和石灰水的量不足,反应后试管内溶液呈酸性;若饱和石灰水和稀硫酸恰好完全反应,反应后试管内溶液呈中性;若饱和石灰水过量,反应后试管内溶液呈碱性,故B不符合题意;
C、③中试管内的碳酸钠溶液呈碱性,向其中加入饱和石灰水,碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,生成的氢氧化钠溶液呈碱性,无论饱和石灰水加入量的多少,反应后试管内溶液一定呈碱性,故C符合题意;
D、④中试管内的氯化铁溶液呈酸性,加入石灰水,氢氧化钙和氯化铁反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钙,氯化钙溶液呈中性,若饱和石灰水的量不足,反应后试管内溶液呈酸性;若饱和石灰水和氯化铁恰好完全反应,反应后试管内溶液呈中性;若饱和石灰水过量,反应后试管内溶液呈碱性,故D不符合题意。
故选C。
【例题12】小科在研究碱的化学性质时,设计了如图所示的五组实验,下列叙述正确的是( )
A.甲组实验能观察到无色变成红色,可推出氢氧化铜也能使指示剂变色
B.乙组实验无明显现象,说明两者不能发生反应
C.丙组和戊组实验能观察到相同现象
D.丁组实验产生蓝色絮状沉淀,说明凡是碱都能和含铜离子的溶液发生反应
【答案】C
【详解】
A、氢氧化钙溶液显碱性,能使无色变成红色,但是氢氧化铜不溶于水,不显碱性,不能使指示剂变色,该选项说法不正确;
B、稀盐酸与氢氧化钠反应能生氯化钠和水,无明显现象,该选项说法不正确;
C、丙组二氧化碳和氢氧化钙反应能生成碳酸钙沉淀和水,能够观察到产生白色沉淀,戊组碳酸钠和氢氧化钙反应能生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,能够观察到产生白色沉淀,该选项说法正确;
D、丁组实验产生蓝色絮状沉淀,但是碱溶液才能和含铜离子的溶液发生反应,该选项说法不正确。
故选C。
【例题13】敞口放置的氢氧化钠溶液易吸收空气中的二氧化碳而变质。现向一定质量且部分变质的氢氧化钠溶液中逐滴加入稀盐酸,并振荡。如图1表示反应过程中溶液质量随加入盐酸质量的变化而变化的情况。
(1)写出氢氧化钠溶液变质的化学方程式:______________________________。
(2)图中线段BC对应的实验现象是____________________。
(3)图中B点时溶液中的溶质是____________________。
(4)在图2中画出产生气体的质量与加入盐酸的质量关系。
【答案】(1) 2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O (2)产生气泡 (3)氯化钠、碳酸钠 (4)如图所示
【解析】(1)氢氧化钠溶液变质,是因为和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) 图中线段BC对应的是盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,过程中产生气泡。(3)图中B点时溶液中的溶质是氢氧化钠和盐酸反应生成的氯化钠和没有反应的碳酸钠。(4)盐酸先与氢氧化钠反应,无气体产生,氢氧化钠反应完后与碳酸钠反应生成二氧化碳气体,待碳酸钠反应完后,气体质量不变。
【例题14】根据碱的四条化学性质回答下列问题:
(1)碱溶液能使酚酞试液变 __________色。
(2)图中的X代表一类物质,则X为 __________ (填物质类别),请写出符合性质③的一个化学反应方程式:________________________________________。
(3)碱溶液有相似化学性质的原因是都含有__________。
【答案】(1)红 (2)酸 NaOH+HCl===NaCl+H2O(合理即可) (3)氢氧根离子
【解析】(1)碱能使无色酚酞变红色;
(2)氢氧化钠是一种碱,能与酸碱指示剂、某些非金属氧化物、酸和某些盐反应,所以X应是酸,盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,化学方程式为:NaOH+HCl=NaCl+H2O;
(3)碱溶液有相似化学性质的原因是都含有氢氧根离子
【例题15】向一含有盐酸的氯化铁溶液中边振荡边逐滴滴入氢氧化钠溶液,直至过量,某同学绘制了如图所示的曲线图,要表明反应过程中,溶液总质量与滴入氢氧化钠溶液质量的关系。请看图分析:
(1)b点对应的溶液中,溶质的化学式为______________。
(2)图中部分线段有误,请在图中重新画出溶液总质量与滴入氢氧化钠溶液质量的变化关系曲线(要求标出a、b、c折线点)。
【答案】(1)NaCl、FeCl3 (2)如图所示
【解析】(1)盐酸和氯化铁的混合溶液中,加入氢氧化钠溶液,氢氧化钠首先与盐酸反应生成氯化钠和水,当b点时,出现拐点,说明此时盐酸全部参加反应,则溶液中的溶质有生成的氯化钠和没参加反应的氯化铁;
(2)盐酸和氯化铁的混合溶液中,加入氢氧化钠溶液,氢氧化钠首先与盐酸反应生成氯化钠和水,故开始时溶液质量在增加;当盐酸消耗尽,氢氧化钠和氯化铁反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钠,根据反应的化学方程式FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl
120 107
故溶液质量还是在增加,只是增加的不溶于开始明显,当氯化铁全部参加反应,继续加入氢氧化钠,溶液质量增加又开始明显,故其图象如答案图。
【例题16】科学兴趣小组的同学按图示装置(K1、K2开始处于关闭状态)及步骤探究碱的化学性质。
【实验步骤】
实验Ⅰ:沿分液漏斗将一定量NaOH溶液注入A中,关闭漏斗活塞。
实验Ⅱ:打开K1,在A装置的锥形瓶中可观察到现象,待结束。
实验Ⅲ:打开K2,观察到C中溶液分别倒吸入A、B中,轻轻振荡,直到液面稳定。
【思考与交流】
(1)B中滴有酚酞的Ca(OH)溶液呈红色,说明Ca(OH)2的溶液的pH__________7。
(2)实验Ⅱ中在A装置的锥形瓶内观察到的现象有________________________________________。根据实验Ⅰ和Ⅱ__________(填“能”或“不能”) 证明CO2和NaOH溶液发生了反应。
(3)实验Ⅲ,C中溶液倒吸入A装置的锥形瓶内,充分反应后溶液呈无色。经分析,瓶中混合物一定含有水、氯化钠和酚酞,可能含有碳酸钙。为进一步确定溶液中还可能含有哪些溶质,请完成猜想二:(已知:氯化钙溶液呈中性)。
猜想一:CaCl2;
猜想二:__________。
【答案】(1)>(或大于) (2)B装置中的液体倒吸进A装置,并有白色浑浊产生不能(3) CaCl2、HCl
【解析】(1)B中滴有酚酞的Ca(OH) 2溶液呈红色,说明溶液显碱性,则说明Ca(OH)2的溶液的pH>7;(2)实验Ⅱ中在A装置的锥形瓶内观察到的现象有B装置中的液体倒吸进A装置,并有白色浑浊产生,A中压强减小可能是由于二氧化碳溶解于水中,不能说明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应;(3)C中溶液倒吸入A装置的锥形瓶内,充分反应后溶液显无色,说明溶液显酸性或中性,瓶中混合物一定含有水、氯化钠和酚酞,可能含有碳酸钙,还可能含有氯化钙,或者是稀盐酸和氯化钙的混合物。
【例题17】消石灰砂浆被广泛用于黏合砖石,因细软的消石灰砂浆硬化后会和砖石合为一体。试回答以下问题:
(1)消石灰砂浆表面会迅速硬化的主要原因是________________________________________。(写出说明和相应的化学方程式)。
(2) 消石灰里的Ca(OH)2和细砂里的SiO2 (二氧化硅)能否发生反应?简述其理由:________________
________________________________。如能反应请写出发生反应的化学方程式:____________________
________________________________________。
(3)石英的主要成分为二氧化硅,它是玻璃工业和陶瓷工业的原料,冶金工业的助熔剂。
①二氧化硅的结构与金刚石相似,都是由___________(填“分子”、“原子”、或“离子”)构成的,二氧化硅属于___________(填“酸”、“碱”、“盐”或“氧化物”)。
②氢氧化钠固体曝露在空气中,容易___________,还能与空气中的二氧化碳反应生成___________
___________,所以必须密封保存。装有氢氧化钠溶液的试剂瓶不能用玻璃塞,原因是在常温下,NaOH与玻璃塞中的SiO2缓慢地发生反应生成Na2SiO3和H2O。Na2SiO3使瓶口与瓶塞粘合在一起,则该反应的化学方程式为_________________________________。
【答案】(1)消石灰与空气中的二氧化碳反应,生成碳酸钙,从而迅速硬化;
Ca(OH) 2+CO2===CaCO3↓+H2O
(2)二氧化硅是酸性氧化物,消石灰是碱,二者能发生反应生成盐和水
SiO2+Ca(OH) 2===CaSiO3↓+H2O
(3)①原子;氧化物;②潮解;能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水;SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O。
【解析】(1)消石灰沙浆表面会迅速硬化,是因为能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,进行分析解答。(2)消石灰里的Ca(OH)2可以和细砂里的SiO2反应,生成硅酸钙和水,进行分析解答。
(3)①根据二氧化硅的结构与金刚石相似,二氧化硅是由硅元素和氧元素两种元素组成的化合物,进行分析解答。②氢氧化钠在空气中易发生潮解,与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,常温下,NaOH与玻璃塞中的SiO2缓慢地发生反应生成Na2SiO3和H2O,进行分析解答。
【例题18】在研究碱的性质时,向充满CO2的矿泉水瓶里加入少量Ca(OH) 2溶液,拧紧瓶盖并振荡,瓶变瘪,但溶液中并未出现浑浊,那么Ca(OH) 2溶液是否与CO2反应呢?于是同学们进行了猜想和实验:
猜想一:Ca(OH) 2溶液与CO2不反应,是CO2溶于水导致瓶内气压变小而变瘪。
猜想二:Ca(OH) 2溶液与CO2反应,生成了可溶性物质。
实验
步骤与操作
实验现象与结果
结论
一
1.取2个相同的软塑料瓶,分别集满CO2气体, 编号为A、B
两瓶内气体无色透明,瓶子形状正常
Ca(OH)2溶液与CO2发生了化学反应
2.分别向A、B两瓶中加入等量的饱和Ca(OH) 2溶液和 ? ,立即拧紧瓶盖并振荡
两瓶内液体未出现浑浊;两瓶均变瘪,A瓶变瘪程度更大
二
1. 测出反应前Ca(OH)2溶液的pH
大于7
2.测出反应后A瓶内液体的pH
小于7
(1)将表中“?”处的内容补充完整:_____________________。
(2)能判断“Ca(OH) 2溶液与CO2发生化学反应”的依据:______________________________。
(3)查阅资料得知:A瓶中未出现浑浊是因为过量的CO2与H2O和CaCO3反应生成可溶性的Ca(HCO3)2。有人提出,只要利用现有装置和试剂,对实验一稍做补充或改进就能观察到浑浊现象,请简要说明你的做法:__________________________________________________。
【答案】(1)蒸馏水(或水) (2)A、B两瓶均变瘪且A瓶的变瘪程度更大[或Ca(OH) 2溶液与CO2混合后,溶液pH变小]
(3)重新实验,将足量的饱和Ca(OH) 2溶液加入集满CO2的塑料瓶中(或继续向A瓶加入足量饱和澄清石灰水)
【解析】(1)检验二氧化碳能否与氢氧化钙反应还是与水反应,应该用等量的饱和氢氧化钙溶液和水进行实验对比,所以分别向A、B两瓶中加入等量的氢氧化钙饱和溶液和水,立即拧紧瓶盖并振荡,观察对比,故填水。
(2)由实验一可知,两瓶均变瘪,A瓶变瘪程度更大,说明A瓶中消耗的二氧化碳更多,证明二氧化碳与氢氧化钙发生了反应,氢氧化匕钙溶液呈碱性,其pH>7,由实验二可知,反应后溶液的pH<7,说明溶液中不含氢氧化钙,证明氢氧化钙已经与二氧化碳发生了反应。
(3)碳酸氢钙与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,所以可以向A瓶内加入足量的饱和澄清石灰水,观察到有白色沉淀生成,也可以利用现有装置,收集一瓶二氧化碳气体,然后向瓶中加入足量的饱和氢氧化钙溶液,氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,观察到白色沉淀生成,说明氢氧化钙与二氧化碳发生了反应。
【例题19】某兴趣小组做了如下实验。
①在止水夹K1、K2处于关闭状态时,将针筒A中溶液挤入试管B,接着打开止水夹K1,发现D中的部分溶液被吸入试管B中,充分反应后,试管B留下的溶液也显红色。
②打开止水夹K2,风哨振动鸣叫,C中的部分溶液被吸入B和D中,反应后B、D中溶液都变为无色。
(1)步骤①中,充分反应后,试管B里的CO2最终转化为 __________ (填化学式)和水。
(2)解释步骤②中“风哨振动鸣叫”的原因:________________________________________。
(3)实验开始时C、D中两种溶液中溶质质量分数大小关系为a% __________ (填“>”“=”或”)6%。
【答案】(1) Na2CO3; (2) B中CO2气体跟氢氧化钠溶液反应使装置内气压下降,小于外部气压,气流从风哨进入 (3)>
【解析】(1)步骤①中充分反应后试管B里的CO,最终转化为碳酸钠和水,碳酸钠化学式为Na2CO3;(2)B中CO2气体跟氢氧化钠溶液反应使装置内气压下降,小于外部气压,气流从风哨进入,引起振动鸣叫;(3)氢氧化钠与硫酸恰好反应的质量比为8098,则实验开始时C、D中两种溶液中溶质质量分数大小关系为a%>6%。
【例题20】同学们用4%的NaOH溶液和8%的CuSO4溶液制备,有同学并未得到预期的蓝色沉淀,而是得到浅绿色沉淀(经测定为碱式硫酸铜);还有同学观察到一段时间后蓝色沉淀中出现黑色物质(经测定为氧化铜)。针对这些异常现象,小金在室温下进行了以下探究:
探究1:生成沉淀颜色与反应物的质量比的关系
两种溶液取用的质量及实验现象如表所示(两种溶液混合后充分振荡试管);
编号
4%的NaOH溶液的质量/g
8%的CuSO4溶液的质量/g
沉淀颜色
出现黑色物质所等待的时间/min
①
2
2
浅绿色
不出现
②
4
待填
蓝色中混有浅绿色
5
③
6
2
蓝色
3
(1)根据探究目的及相关实验现象,②中8%的CuSO4溶液的质量应为___________(选填“2”“4”或“6”)。
(2)③中生成蓝色沉淀的化学方程式为___________。
探究2:分解难易与溶液碱性强弱的关系
按探究1中③的方法制备5份含蓝色沉淀的混合物,处理方式和实验结果如表所示:
编号
①
②
③
④
⑤
处理方式
不做处理
直接向试管中加8mL水
直接向试管中加16mL水
滤出蓝色沉淀,洗涤至中性后放入洁净试管,加8mL水
滤出蓝色沉淀,洗涤至中性后放入洁净试管,加8mL4%的Na2SO4溶液
出现黑色物质所等待的时间/min
3
11
17
不出现
不出现
(3)判断④中的蓝色沉淀已洗涤至中性的操作是___________。
(4)分析实验结果,可得出分解难易与溶液碱性强弱的关系是___________。
【答案】 2 取最后一次洗涤液,滴入1~2滴无色酚酞试液,观察到无色酚酞试液不变色 溶液的碱性越强Cu(OH)2越易分解
【详解】
(1)根据探究目的及相关实验现象,为了进行对比,溶液的质量应为2g;
(2)③中生成蓝色沉淀,是因为氢氧化钠和硫酸铜反应生成蓝色沉淀氢氧化铜和硫酸钠,反应的化学方程式为:CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4;
(3)判断④中的蓝色沉淀已洗涤至中性的操作是取适量洗涤液于试管中,滴加酚酞试液,酚酞不变色,说明洗涤液显中性;
(4)分析实验结果可知,①②③中容易碱性依次减弱,可得出Cu(OH)2分解难易与溶液碱性强弱的关系是碱性越强,氢氧化铜越容易分解。
【例题21】某兴趣小组在学习碱的化学性质时,进行了如下所示的实验。
(1)实验①中盐酸和氢氧化钠反应的化学方程式为_________________________________。
(2)实验②中观察到试管内有白色沉淀产生,反应的化学方程式为_____________________________。
(3)实验③中滴加氢氧化钠溶液后,可观察到的现象是_________________________________。
实验结论:碱能与多种类别的物质发生反应,包括指示剂、非金属氧化物、酸和盐类等。
【反思交流】实验结束后,同学们对实验②的废液成分进行了探究:将实验②的废液进行过滤,滤渣所含的成分是______________________。
【提出问题】滤液中所含溶质是什么物质呢?
【做出猜想】猜想一:滤液中的溶质是氢氧化钠。
猜想二:滤液中的溶质是氢氧化钠和碳酸钠。
猜想三:滤液中的溶质是氢氧化钠和___________。
【实验设计】同学们取滤液样品并加入酚酞溶液,溶液呈红色,继续逐滴加入稀盐酸,发现溶液逐渐变无色,同时有气泡产生。由此得出结论,猜想___________正确。
【答案】(1)NaOH+HCl===NaCl+HO
(2)Na2CO3+Ca(OH)2===2NaOH+CaCO3↓
(3)气球胀大
【反思交流】碳酸钙 【做出猜想】氢氧化钙 【实验设计】二
【解析】(1)盐酸和氢氧化钠发生的是复分解反应相互交换成分,生成氯化钠和水,反应的化学方程式为:NaOH+HCl=NaCl+H2O;
(2)碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,反应的化学方程式为:Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓;
(3)二氧化碳与氢氧化钠反应压强减小,在外界大气压的作用下空气进入气球,气球胀大;
(4)①由于盐酸与氢氧化钠反应生成了氯化钠,而氯化钠显中性又不易和其它物质反应,所以一定含有氯化钠;②使废液呈碱性的物质有氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠,溶液中不能剩氢氧化钙和碳酸钠,因为二者继续反应,所以只有还有可能是氢氧化钠和氢氧化钙了;
【反思交流】将实验②是碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,故将其废液进行过滤,滤渣所含的成分是碳酸钙.
【做出猜想】如果碳酸钠和氢氧化钙恰好完全反应,则溶质只有氢氧化钠,也就是猜想一;
如果碳酸钠过量,则溶质为氢氧化钠和碳酸钠,也就是猜想二;
如果氢氧化钙过量,则溶质为氢氧化钠和氢氧化钙,也就是猜想三;
【实验设计】取滤液样品并加入酚酞溶液,溶液呈红色,继续逐滴加入稀盐酸,发现溶液逐渐变无色,同时有气泡产生,气泡为盐酸与碳酸钠反应生成的二氧化碳气体,故证明猜想二正确.
【例题22】小刚和小丽网位同字用卜图川示装置进行实验,验证二氧化碳与氢氧化钠、氢氧化钙都能发生反应。
(1)小刚关闭K,通入二氧化碳,A、B中均无明显变化。B中盛放__________溶液。
(2)小刚打开K,继续通入二氧化碳,B中反应的化学方程式为______________________________。
此步骤的目的是______________________________________________________________________。
(3)小丽同学提出质疑,她认为上述实验还不足以说明CO2和NaOH发生了反应。其理由是__________
____________________,小刚针对小丽的质疑又补充了一个对照实验,这个实验是____________________
______________________________________________________________________。
【答案】(1)氢氧化钙 (2) Ca(OH) 2+CO2===CaCO3↓+H2O 验证二氧化碳与氢氧化钙能发生反应 (3)CO2能溶于水,并与水反应生成碳酸
向反应后A瓶中加入盐酸(或氯化钡), 如有气体生成(或沉淀生成), 则说明CO2和NaOH发生了反应
【解析】(1)小刚关闭K,通入二氧化碳,A、B中均无明显变化,假设A中为氢氧化钙,则一定变浑浊,可推测B中盛放的物质为氢氧化钙,无现象是因为二氧化碳被氢氧化钠溶液吸收干净。(2)小刚打开K,继续通入二氧化碳,所以二氧化碳与B中氢氧化钙溶液发生反应, 化学方程式为Ca(OH) 2+CO2===CaCO3↓+H2O; 此步实验目的是验证二氧化碳与氢氧化钙能发生反应。(3)上述实验还不足以说明CO2和NaOH发生了反应, 原因是CO2能溶于水, 并与水反应生成碳酸,可以补充对照实验,向反应后A瓶中加入盐酸(或氯化钡), 如有气体生成(或沉淀生成), 则说明CO2和NaOH发生了反应。
【例题23】(1)如图1所示,水槽内盛有澄清石灰水,点燃高低两支蜡烛,用烧杯将其扣在水槽内。请写出实验中可能观察到的现象(写出两条即可):①________________________________________;②__________________________________________________。
(2)按图2组装仪器后收集一瓶SO2气体,打开开关K,通过长颈漏斗向瓶内加烧碱溶液至浸没长颈漏斗末端。关闭开关K,一段时间后可观察到______________________________的现象,反应的化学方程式是________________________________________。
【答案】(1)①上面的蜡烛先熄灭 ②澄清石灰水变浑浊 (2)长颈漏斗末端有气泡产生 2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O
【解析】氢氧化钠能与二氧化硫反应,导致瓶内的气压变小,在大气压的作用下长颈漏斗的末端会有气泡产生。
【例题24】实验室有甲乙两瓶久置的氢氧化钠固体,某学习小组为了研究其变质情况,进行了如下实验:(电子秤示数单位为g)
(1)滴入紫色石蕊试液后溶液为红色,说明反应后溶液呈___________性。
(2)上述实验中产生的二氧化碳气体质量为___________g。
(3)计算甲瓶固体样品中碳酸钠的质量分数。
(4)某同学另取10g乙瓶中的固体样品用100g15%的稀硫酸按同样方法进行实验,他认为不管固体样品变质程度如何,稀硫酸加入后,都不需要使用石蕊试液,请计算说明他做出此判断的原因。
【答案】(1)酸 (2)2.2
(3)设该样品中碳酸钠的质量为x,则
Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑
106 44
x 2.2g
106/44=x/2.2g x=5.3g
甲瓶固体样品中碳酸钠的质量分数为5.3/10g×100%=53%
(4)假设10g固体样品全部为氢氧化钠,则设需要消耗的稀硫酸质量为y,
2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O
80 98
10g y×15%
80/10g=98/ y×15%
y≈81.7g<100g
假设10g固体样品全部变质,则设需要消耗的稀硫酸质量为z,
Na2CO3+ H2SO4===Na2SO4+H2O+ CO2↑
106 98
10g z×15%
106/10g=98/z×15%
z≈61.6g<100g
所以用100g 15%的稀硫酸进行此实验,稀硫酸一定过量,故稀硫酸加入后不需要加石蕊试液。
答:略。
【解析】(1)根据紫色石蕊试液遇酸变红色,遇碱变蓝色,遇中性溶液不变色,进行分析判断。
(2)根据质量守恒定律,产生的二氧化碳气体质量为80.00g+90g-167.80g=2.2g;
(3)根据二氧化碳的质量结合化学方程式计算样品中碳酸钠的质量,进一步计算固体样品中碳酸钠的质量分数。
(4)根据实验时所用稀硫酸过量分析。
【例题25】某同学发现,上个月做实验用的氢氧化钠溶液忘记了盖瓶盖。对于该溶液的探究,同学们的实验设计合理的是( )
A.取样,在溶液中加入少量的稀盐酸,如果无气泡产生,则可证明该溶液没有变质
B.取样,在溶液中滴加酚酞,如果酚酞呈无色,则溶液已完全变质
C.取样,在溶液中加入过量滴有酚酞的氯化钡溶液,如产生白色沉淀,且上层清液呈红色,则溶液未完全变质
D.取样,在溶液中加入过量稀盐酸,则可除去氢氧化钠溶液中产生的杂质
【答案】C
【解析】氢氧化钠变质的量较少,加入的盐酸又是少量的,盐酸会先与氢氧化钠反应,也没有气泡产生;碳酸钠和氯化钡反应会生成碳酸钡沉淀和氯化钠,氢氧化钠能使酚酞变红色。
【例题26】氢氧化钠俗名苛性钠,这是因为它有强烈的__________。氢氧化钠必须密封保存,因为它能吸收空气里的__________ ,并能跟空气里的__________发生反应, 生成Na2CO3, 其检验方法是取少量固体置于试管中加水溶解,加入__________可证明NaOH变质, 写出发生反应的化学方程式:
①变质原因________________________________________;
②检验原理________________________________________。
③若要除去已变质的Na2CO3应进行下列操作:先溶解,再加入适量的__________溶液,过滤、蒸发、结晶,其发生反应的化学方程式为______________________________。
【答案】腐蚀性 水 CO2 盐酸(或氯化钡)
①2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O ②Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑(或Na2CO3+BaCl2===2NaCl+BaCO3↓) ③Ca(OH) 2 Ca(OH)2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaOH
【解析】氢氧化钠俗名苛性钠,是因为它有强烈的腐蚀性,氢氧化钠必须密封保存,因为它能吸收空气里的水,并能与空气里的二氧化碳发生反应, 生成Na2CO3, 其检验方法是取少量固体置于试管中加水溶解,加入盐酸或氯化钡可证明NaOH变质; ①氢氧化钠变质原因是与空气中二氧化碳反应生成碳酸钠和水, 化学方程式为2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O; ②检验变质加入盐酸或氯化钡, 碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡和氯化钠, 化学方程式分别为Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑、Na2CO3+BaCl2===2NaCl+BaCO3↓;③若要除去已变质的Na2CO3,应先溶解,再加入适量的氢氧化钙溶液,过滤、蒸发、结晶,碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠,化学方程式为Ca(OH)2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaOH。
【例题27】下列对露置在空气中已部分变质的氢氧化钠溶液样品进行的相关实验中,实验现象及结论合理的是( )
A.取一定量溶液样品,滴入适量的澄清石灰水,过滤,向滤液中滴加酚酞溶液,溶液变红,证明原样品中含有氢氧化钠
B.向溶液样品中加入适量的澄清石灰水,过滤,可除去样品中的杂质
C.取少量溶液样品,滴入氯化钡溶液,没有白色沉淀生成
D.取一定量溶液样品,滴入稀盐酸,立即有大量气体产生
【答案】B
【解析】向溶液样品中加入适量的澄清石灰水至恰好完全反应,生成了氢氧化钠和碳酸钙白色沉淀,再将沉淀过滤,可除去样品中的杂质。
【例题28】实验室有一瓶变质的氢氧化钠溶液,小嘉想探究试剂瓶中的氢氧化钠是否已完全变质,设计了两种方案:①取部分试液,滴入过量CaCl2溶液,取上层清液滴入酚酞,观察溶液颜色变化;②取部分试液,滴入过量CuCl2溶液,取上层清液滴入酚酞,观察溶液颜色变化。对于上述两种方案,你认为( )
A.两种方案都行 B.方案①行,方案②不行
C.两种方案都不行 D.方案①不行,方案②行
【解答】解:①取部分试液,滴入过量CaCl2溶液,可除去碳酸钠,再取上层清液滴入酚酞,观察溶液颜色变化以证明氢氧化钠是否存在,可验证氢氧化钠溶液是否完全变质,方案可行;
②取部分试液,滴入过量CuCl2溶液,因氯化铜与碳酸钠和氢氧化钠都会发生反应,所以取上层清液滴入酚酞,观察溶液颜色变化 不能证明氢氧化钠变质程度,方案不可行。
故选:B。
【例题29】某学校化学兴趣小组同学在实验室发现一瓶忘了盖瓶盖的NaOH固体,对其成分是否变质以及变质程度产生了兴趣.同学们作出了以下猜想,并进行如下实验探究.
【提出问题】这瓶NaOH固体样品的成分是什么呢?
【作出猜想】猜想1:只含NaOH 猜想2:只含Na2CO3 猜想3:含有NaOH和Na2CO3
【讨论交流】NaOH可能变质的原因是 (用化学方程式表示)
【实验探究】(1)取少量样品于试管中,加入足量稀盐酸,有气泡产生,说明猜想 不成立.
(2)进一步他探究过程如下:
根据上述探究过程回答:
①加入过量BaCl2溶液的作用是 ;
②不能用适量Ba(OH)2溶液代替过量的BaCl2溶液的原因是 ;
③下列溶液可用来代替酚酞试液检验猜想3成立的是 .
A.CuCl2溶液 B.KNO3溶液 C.CaCl2溶液 D.NH4Cl溶液
【实验反思】实验室里,NaOH固体的保存方法是 .
【解答】解:【讨论交流】氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,化学方程式为:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O;
【实验探究】(1)碳酸盐和盐酸反应会生成二氧化碳,所以取少量样品于试管中,加入足量稀盐酸,有气泡产生,说明猜想1不成立;
(2)①碳酸钠和氯化钡反应会生成碳酸钡沉淀和氯化钠进,所以加入过量BaCl2溶液的作用是:为了碳酸钠充分反应掉;
②氢氧化钡和碳酸钠反应会银氢氧根离子,对氢氧化钠的检验造成干扰,所以不能用适量Ba(OH)2溶液代替过量的BaCl2溶液的原因是:Ba(OH)2溶液与碳酸钠反应生成氢氧化钠;
③氢氧化钠和氯化铵反应会生成氨气,氯化铜也也可以的,有蓝色沉淀生成,故选:AD;
【实验反思】氢氧化钠在空气中溶液变质,所以应该密封保存.
故答案为:【讨论交流】2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O;
【实验探究】(1)1;
(2)①为了碳酸钠充分反应掉;
②Ba(OH)2溶液与碳酸钠反应生成氢氧化钠;
③AD;
【实验反思】密封保存.
【例题30】为探究一瓶久置的氢氧化钠固体样品是“部分变质还是完全变质”,小科取少量样品配制成溶液,进行了如图所示的实验(注:BaCl2溶液呈中性)。
(1)实验一:定性分析
①乙试管中的白色沉淀是 。
②甲试管中滴加足量BaCl2溶液目的是 。
(2)实验二:定量测量
如图戊,准确称取11.95g变质的NaOH样品放入锥形瓶中,用电子秤称得锥形瓶及样品的总质量为46.95g,再把150.00g7.3%稀盐酸平均分成5等份,每份30.00g依次加入锥形瓶中,充分反应后用电子秤称得锥形瓶及所盛物质的总质量,实验数据记录如下:
加入盐酸的次数
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
锥形瓶及所盛物质总质量/g
76.95
106.95
136.73
164.09
193.65
根据上述实验数据,计算样品中氢氧化钠的质量。
【解答】解:(1)①乙试管中的白色沉淀是氯化钡和碳酸钠反应生成的碳酸钡;故答案为:碳酸钡;
②甲试管中滴加足量BaCl2溶液目的是检验并且除去碳酸钠;故答案为:检验并且除去碳酸钠;
(2)反应生成二氧化碳质量=46.95g+150.00g﹣193.65g=3.3g;
设样品中碳酸钠质量是x。
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑
106 44
x 3.3g
x=7.95g
样品中氢氧化钠的质量为11.95g﹣7.95g=4g
答:样品中氢氧化钠的质量为4g。
【例题31】某兴趣小组在实验室发现一瓶敞口久置且不干燥的氢氧化钠和一瓶浓度为14.6%的稀盐酸。为测定氢氧化钠的变质情况,他们取9.5g变质的氢氧化钠样品于锥形瓶中,加入50g水,充分溶解,再向锥形瓶中滴加稀盐酸。实验测得加入稀盐酸的质量与锥形瓶中物质的质量关系如图所示。(计算结果均保留一位小数)
求:(1)反应中共产生二氧化碳的质量是 。
(2)9.5g样品中碳酸钠的质量。
(3)9.5g样品中氢氧化钠的质量分数。
(4)反应刚结束时溶液的溶质质量分数。
【解答】解:(1)由图中数据可知,生成二氧化碳的质量为:(9.5g+50g+50g)﹣107.3g=2.2g;
(2)设9.3g样品中碳酸钠的质量为x,与碳酸钠反应的氯化氢的质量为y。
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑
106 73 44
x y 2.2g
x=5.3g
y=3.65g
答:9.3g样品中碳酸钠的质量为5.3g。
(3)与碳酸钠反应的盐酸质量为25g,则与氢氧化钠反应的盐酸为50g﹣25g=25g,设氢氧化钠的质量为m;
NaOH+HCl═NaCl+H2O
40 36.5
m 25g×14.6%
m=4g
则9.5g样品中氢氧化钠的质量分数:100%≈42.1%;
(4)由反应可知,稀盐酸中的氯离子全部转化成氯化钠中的氯离子,则反应的盐酸的物质的量和生成的氯化钠的物质的量相等,
设生成氯化钠的质量为w。
HCl~~~NaCl
36.5 58.5
50g×14.6% w
w=11.7g
反应刚结束时溶液的溶质质量分数为:100%≈10.9%。
答:加入50g稀盐酸时,溶液中溶质的质量分数为10.9%。
故答案为:
(1)2.2g;
(2)5.3g;
(3)42.1%;
(4)10.9%。
【例题32】已知氢氧化钠在空气中既能吸收水分而潮解,又能与二氧化碳反应而变质。为探究一瓶久置的氢氧化钠固体样品是“部分变质还是完全变质”,小科取少量样品配制成溶液,进行了如图所示的实验(注:BaCl2溶液呈中性)。
(1)实验一:定性分析
①乙试管中白色沉淀是 (填化学式)。
②观察到丁试管内酚酞试液显 ,可知该氢氧化钠样品部分变质。
(2)实验二;定量测量
如图戊,准确称取13.5克变质的NaOH样品放入锥形瓶中,用电子秤称得锥形瓶及样品的总质量为50克,再把150.00克7.3%稀盐酸平均分成5等份,每份30.00克依次加入锥形瓶中,充分反应后用电子秤称得锥形瓶及所盛物质的总质量,实验数据记录如下:
加入盐酸的次数
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
锥形瓶及所盛物质总质量/g
80.00
110.00
139.78
168.46
197.36
①整个反应过程中产生的二氧化碳质量是 克。
②根据上述实验数据,计算样品中氢氧化钠的质量。
【解答】解:(1)①乙试管中的白色沉淀是氯化钡和碳酸钠反应生成的碳酸钡;故答案为:BaCO3;
②根据该氢氧化钠样品部分变质可知,丙溶液中含有氢氧化钠,故丁试管内酚酞试液显红色;故答案为:红色;
(2)反应生成二氧化碳质量=50g+150.00g﹣197.36g=2.64g;
设样品中碳酸钠质量是x。
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑
106 44
x 2.64g
x=6.36g
样品中氢氧化钠的质量为13.5g﹣6.36g=7.14g
答:样品中氢氧化钠的质量为7.14g。
故答案为:7.14g。
【例题33】某教师在进行“常见的碱”的教学时做了以下演示实验:取少量纯净的氢氧化钠固体于50mL干燥的烧杯中,置于电子天平上。一段时间后,氢氧化钠固体表面出现了液体,天平示数增加。取下烧杯,将其放置在空气中。一周后,向烧杯中加适量水配制成溶液,取少量烧杯中的溶液于试管中,滴加足量稀盐酸,观察到有气泡冒出。
【交流与解释】
(1)氢氧化钠固体表面出现液体是因为氢氧化钠吸收空气中的水分而潮解。
(2)电子天平示数增加的原因除了吸收水分以外,还有另一个原因是________________________。(用化学方程式表示)。教师安排兴趣小组同学对烧杯中的溶液是否还含有氢氧化钠进行了以下探究。
【作出猜想】猜想一:有氢氧化钠
猜想二:没有氢氧化钠
【查阅资料】BaCl2溶液、NaNO3溶液、Ba(NO3) 2溶液均呈中性。
【进行实验】小明同学取少量烧杯中的溶液于试管中,滴入几滴无色酚酞,观察到溶液变红,小明同学认为猜想一成立。
【交流与评价】小玲同学认为小明同学的结论不一定正确,原因是________________________.
【答案】【交流与解释】(2) 2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O
【交流与评价】碳酸钠溶液显碱性,加入酚酞后也变红
【解析】【交流与解释】(2)氢氧化钠可以吸收二氧化碳,使质量增加, 化学方程式为2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O
【交流与评价】碳酸钠溶液显碱性,加入酚酞后也会出现红色,所以无法判断是氢氧化钠还是碳酸钠。
【例题34】有些滩涂地区的土壤被称为“盐碱地”,当地农民常采用引进内河淡水浸泡再排水的方法改良土壤。若以土壤pH为纵坐标,以浸泡的次数m为横坐标,下列能正确表示土壤pH变化的是( )
【答案】C
【解析】“盐碱地”的pH值大于7,经过淡水浸泡后,其pH值应该越来越接近7,符合此现象的图是C.
【例题35】如图表示在9.8g10%的稀硫酸中逐滴滴入10%的Ba(OH)2溶液的变化过程。下列说法中正确的是( )
A.X是时间,Y是pH
B.X是水的总质量,Y是H2SO4的质量
C.X是加入Ba(OH)2溶液的质量,Y是沉淀物的质量
D.X是加入Ba(OH)2溶液的质量,Y是溶液中溶质的质量
【答案】D
【解析】稀硫酸和氢氧化钡能反应生成硫酸钡沉淀和水,若X是加入Ba(OH)溶液的质量,溶液中溶质的质量减少,完全反应时为零,加入Ba(OH)2溶液过量时,溶液中溶质的质量又开始增加。
【例题36】某NaOH固体样品, 可能含有固体KOH和不溶于酸的杂质A,取5.6g该样品与100g一定质量分数的稀盐酸反应,两者恰好完全反应,生成mg水。下列说法中正确的是( )
A.若样品不含任何杂质,则m<1.8
B.若m=1.8,则样品中一定含有杂质A,可能含有固体KOH
C.若m=1.8,则样品中至少含有杂质A或固体KOH的一种
D.若样品中不含A,则盐酸的溶质质量分数不小于7.3%
【答案】B
【解析】假设5.6g样品全为氢氧化钠,设生成水的质量为A,消耗盐酸中的HCl为B
NaOH+HCl=NaCl+H2O
40 36.5 18
5.6g B A
40/5.6g=36.5/B=18/A B=5.11g A=2.52g
则盐酸的质量分数为5.11/100g×100%=5.11%
假设5.6g样品全为氢氧化钾,设生成水的质量为C,消耗盐酸中的HCl为D
KOH+HCl=KCl+H2O
56 36.5 18
5.6g C D
56/5.6g=36.5/C=18/D C=3.65g D=1.8g
则盐酸的质量分数为3.65g/100g×100%=3.65%
A.若样品不含任何杂质,则m=2.52>1.8,故A错误;
B.通过上述计算可知,5.6gNaOH与盐酸反应生成2.52g水,大于1.8g,5.6gKOH与盐酸反应生成1.8g水,杂质A不与盐酸反应,产生水为0,小于1.8g,依据“一大一小”估算,若m═1.8,则样品中一定含有杂质A,可能含有固体KOH,故B正确;
C.通过计算可知,若m═1.8,样品中一定含有杂质A,可能含有固体KOH,故C错误;
D.通过计算可知,5.6gNaOH与盐酸恰好完全反应时,盐酸的质量分数为5.11%,5.6gKOH与盐酸恰好完全反应时,盐酸的质量分数为3.65%,若样品中不含A,则盐酸的溶质质量分数不小于3.65%,故D错误.
【例题37】现有盐酸和氯化铜的混合溶液,向其中逐滴滴入氢氧化钠溶液,生成沉淀质量与滴入氢氧化钠溶液质量的变化关系如图所示。以下说法正确的是( )
①滴加氢氧化钠溶液的质量至ag时,溶液中含有两种溶质
②滴加氢氧化钠溶液的质量为m(bg<m<cg),此时溶液中发生的化学反应为CuCl2+2NaOH====Cu(OH)2↓+2NaCl
③滴加氢氧化钠溶液的质量至dg时,溶液pH>7
④在滴加氢氧化钠溶液的整个过程中,溶液中氯元素的质量先减小后不变
A.②③ B.①②③ C.③④ D.②③④
【答案】A
【解析】①滴加氢氧化钠溶液的质量至ag时,溶液中含有三种溶质,即没有反应的氯化铜、剩余的氯化氢和反应生成的氯化钠,说法不正确;②滴加氢氧化钠溶液的质量为m(bg<m<cg),此时溶液中发生反应的化学方程式为CuCl2+2NaOH===Cu(OH)2↓+2NaCl,说法正确; ③滴加氢氧化钠溶液的质量至dg时,氢氧化钠溶液过量,溶液pH>7,说法正确;④在滴加氢氧化钠溶液的整个过程中,溶液中氯元素的质量始终不变,说法不正确。
【例题38】mg a%的烧碱溶液与ng a%的稀硫酸溶液混合后滴入石蕊试液仍为紫色,则m和n的数值关系正确的是(
A. m=n B. m>n C.m<n D.无法判断
【答案】C
【解析】由题干知:m克a%的烧碱溶液与n克a%的稀硫酸溶液混合后滴入石蕊试液仍为紫色,再根据“紫色石蕊试液遇酸变红色,遇碱变蓝色,遇中性溶液不变色”,可知恰好完全反应:
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
80 98
m×a% n×a%
80/m×a%=98/n×a%
解之得:m=80n/98,所以m<n.
【例题39】如图,三个实验均可验证酸与碱能发生反应。
(1)实验一:通过观察稀盐酸与__________发生反应的现象,验证酸与碱能反应。
(2)实验二:通过两支试管中的现象对比,可以判断稀盐酸与Ca(OH)2能反应。该实验主要需要控制所加水和稀盐酸的温度、体积相同,______________________________相同。
(3)实验三:加入X可验证稀硫酸能与NaOH发生反应,X可以是下列物质中的__________ (填字母)。
A.酚酞 B.CuO C.Na2CO3 D.Mg(NO3) 2
【答案】(1)氢氧化铜 (2)氢氧化钙粉末的质量 (3)AD
【解析】氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀;据加入酸以后氢氧化铜逐渐消失,溶液变为蓝色,推测酸与碱发生了化学反应。
【例题40】某兴趣小组以“稀硫酸与氢氧化钠溶液能否发生反应”为课题进行了科学探究。如图1所示,小组同学向烧杯中的氢氧化钠溶液加入稀硫酸。一会儿发现忘记了滴加指示剂,因此,他们停止滴加稀硫酸,并对烧杯内稀硫酸与氢氧化钠溶液是否发生了反应进行探究。
(1)小组同学设计了以下实验方案:
实验步骤
实验现象
实验结论
在白瓷板上放一小片pH试纸,用玻璃棒蘸取少量反应后的溶液滴在pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读溶液的pH
pH__________
(填“>”“=”或“<”)7
稀硫酸与氢氧化钠溶液发生了反应,且稀硫酸过量
(2)写出该反应的化学方程式:________________________________________。
(3)同学们经过讨论一致认为,不用上述方法,用其他试剂也可以证明稀硫酸与氢氧化钠溶液能发生反应。于是分成甲、乙两组继续实验。甲组实验:探究CuSO4溶液是否可以证明稀硫酸与氢氧化钠溶液发生反应。
【实验操作及现象】如图2,向a试管中滴加足量稀硫酸时无明显现象, 再滴加CuSO4溶液时没有出现蓝色沉淀。
【实验结论】通过以上实验操作及现象,你认为用CuSO4溶液__________ (填“可以”或“不可以”)证明稀硫酸与氢氧化钠溶液能发生反应。乙组实验:探究BaCl2溶液是否可以证明稀硫酸与氢氧化钠溶液发生反应。
【实验操作及现象】如图3,向b试管中滴加足量NaOH溶液时无明显现象, 再滴加BaCl2溶液时出现白色沉淀。
【实验结论】通过以上实验操作及现象,你认为用BaCl2溶液__________ (填“可以”或“不可以”)证明稀硫酸与氢氧化钠溶液能发生反应,理由是________________________________________。
【答案】(1)< (2) 2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O
(3)可以 不可以 稀硫酸、硫酸钠都会电离出硫酸根离子,硫酸根离子都会与钡离子生成硫酸钡沉淀
【解析】(1)硫酸显酸性,溶液的pH值<7.
(2)氢氧化钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和水,化学方程式为:2NaOH+H2SO4═Na2SO4+2H2O;
(3)【实验结论】氢氧根离子和铜离子反应会生成氢氧化铜沉淀,所以加入硫酸铜没有蓝色沉淀生成,说明溶液中不含氢氧根离子,可以证明稀硫酸与氢氧化钠溶液能发生反应;
【实验结论】硫酸根离子和钡离子会生成硫酸钡沉淀,用BaCl2溶液不可以证明稀硫酸与氢氧化钠溶液能发生反应,理由是:稀硫酸、硫酸钠都会电离出硫酸根离子,硫酸根离子都会与钡离子生成硫酸钡沉淀。
【例题41】中和反应是化学核心概念之一。某化学兴趣小组对中和反应展开了探究。
【实验目的】证明氢氧化钠溶液与盐酸发生化学反应。
【实验步骤】
步骤一:取一定量稀氢氧化钠溶液于烧杯中,滴加2滴酚酞试液,溶液呈红色。
步骤二:用仪器A吸取稀盐酸向烧杯中逐滴加入,边滴加边用玻璃棒搅拌,红色变浅直至消失。
步骤三:向溶液中继续滴加稀盐酸至溶液呈酸性,用玻璃棒蘸取其中溶液,在酒精灯上加热至蒸干,有白色固体产生。
【思考拓展】(1)从下列仪器中选择步骤二中的“仪器A”,名称是____________。
(2)兴趣小组认为仅从上述步骤二的现象,难以证明盐酸与氢氧化钠发生了反应。
查阅资料:①酚酞试液在不同的pH时变化情况如下:
pH
0~8.2
8.2~10.0
10.0~14.0
颜色
无色
粉红色
红色
②氢氧化钠溶液的pH随浓度的降低而减小。
兴趣小组据此形成了对比实验方案以排除干扰,该对比实验方案是____________________________
______________________________________________________________________。
(3)为确认步骤三中的白色固体是氯化钠而不是氢氧化钠,进行如下实验:
步骤
现象
结论
将白色固体溶于水形成溶液,均分成两等份
向其中一份滴加CuSO4溶液,振荡、静置
①无_________
色沉淀生成
白色固体不是NaOH
向另一份滴加AgNO3溶液,振荡、静置
出现白色沉淀
②白色固体是NaCl, 反应的化学方程式为___________________________。
【继续探究】
(4)如图1是氢氧化钠与盐酸反应的微观示意图。从微观角度分析,氢氧化钠溶液和盐酸反应的实质是_____________________________________________。
(5)兴趣小组认为上述实验对反应实质缺少直观的验证。
查阅资料:
③变色硅胶为蓝色,吸水后呈红色。
④变色硅胶与NaOH固体充分混合, 无明显现象; 变色硅胶与无水醋酸(CH3COOH) 充分混合,无明显现象。
兴趣小组据此设计了如图2实验,验证中和反应有水生成:将无水醋酸迅速倒入装有NaOH固体和变色硅胶的试管中,并用玻璃棒在试管中不断搅拌,观察到变色硅胶由蓝色逐渐变为红色,U形管内液面左低右高。
①U形管内液面左低右高说明该反应_________(填“放出”或“吸收”)热量。
②无水醋酸由CH3COO-和H+构成。变色硅胶由蓝色变成红色的原因是_______________________ (用化学方程式表示)。
【答案】(1)胶头滴管 (2)用相同量的蒸馏水代替稀盐酸进行步骤二实验,如红色不消失,则可排除水的影响 (3)蓝 NaCl+AgNO3===AgCl↓+NaNO3 (4)H+和OH-结合生成H2O (5)①放出
②CH3COOH+NaOH===CH3COONa+H2O
【解析】(1)步骤二中,用仪器A吸取稀盐酸向烧杯中逐滴加入,所以A是胶头滴管。
(2)稀盐酸中含有水,水对实验有影响,根据控制变量法设计实验,该对比实验方案是用相同量的蒸馏水代替稀盐酸进行步骤二实验,如红色不消失,则可排除水的影响。
(3)①氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠,因此无蓝色沉淀可说明白色固体不是NaOH;②根据题意氯化钠与硝酸银反应生成氯化银和硝酸钠,化学方程式为NaCl+AgNO3===AgCl↓+NaNO3。
(4) 氢氧化钠和盐酸反应是酸碱中和反应, 其实质是H+和OH-结合生成H2O。
(5)①反应放热使得空气膨胀,从而使该反应U形管内液面左低右高,因此是放出热量;②变色硅胶遇水由蓝色变成红色,是因为醋酸和氢氧化钠反应生成醋酸钠和水, 无水醋酸由CH3COO-和H+构成, 与碱发生中和反应的化学方程式为CH3COOH+NaOH===CH3COONa+H2O.
【例题42】为了探究氢氧化钡溶液和硫酸钠溶液反应后所得滤液X的成分,同学们做了以下实验:取50g滤液于烧杯中,向烧杯中滴加溶质质量分数为6%的硫酸镁溶液20g,接着向烧杯中滴加稀硫酸。加入溶液的质量与烧杯内沉淀的质量关系如图所示。
(1)滤液X的pH_________ (填“大于”“等于”或“小于”)7。
(2)CD段发生反应的化学方程式为____________________________________。
(3)滤液X中含有的溶质是__________________。
(4)滴加入30g稀硫酸时,烧杯中沉淀的质量m2的值为多少?(写出计算过程)
【答案】(1)大于 (2)Mg(OH) 2+H2SO4===MgSO4+2H2O (3)Ba(OH) 2和NaOH
(4)设加入20g硫酸镁溶液时,生成Mg(OH)2沉淀的质量为x。
Ba(OH) 2+MgSO4===BaSO4↓+Mg(OH)2↓
120 58
20g×6% x
120/58=1.2g/x x=0.58g
m2=4.66g+0.58g=5.24g。
【解析】(1)由于由于氢氧化钡和硫酸钠反应生成氢氧化钠,且加入硫酸镁有沉淀生成,且后期加入硫酸导致沉淀质量减少一部分,所以滤液X含有氢氧化钠,所以pH 大于7;
(2)CD段是氢氧化镁和硫酸反应生成硫酸镁和水,对应的化学方程式为 Mg(OH)2+H2SO4=MgSO4+2H2O。
(3)加入硫酸镁有沉淀生成,且后期加入硫酸导致沉淀质量减少一部分,所以既有氢氧化钠也有钡离子,所以滤液X中含有的溶质是 Ba(OH)2、NaOH。
【例题43】用“盐酸-硫化钡法”生产BaCl2会放出有毒气体H2S(其水溶液有酸性), 可用NaOH吸收H2S制取Na2S进行处理。下表为H2S回收工艺的各项生产成本:
(1)工业处理尾气需考虑经济效益和社会效益,根据上述资料分析,单从经济效益考虑这种处理H2S的方法是_________ (填“盈利”或“亏损”)的。
(2)若某化工厂每天要处理10吨H2S,需消耗NaOH多少吨?(写出计算过程, 结果保留1位小数)
【答案】(1)盈利 (2) 解:设需消耗NaOH的质量为x。
H2S+2NaOH===Na2S+2H2O
34 80
10t x
34/80=10t/x x=23.5t
答:需消耗NaOH的质量为23.5吨。
【解析】(1)氢氧化钠和硫化氢反应的化学方程式及其质量关系为:
2NaOH+H2S=Na2S+2H2O,
80 34 78
由以上质量关系可知,处理1t硫化氢时,需要氢氧化钠质量为:80÷34t=2.4t,生成硫化钠质量为:78÷34t=2.3t,处理1t硫化氢需要投入资金:2500元×2.4+1114元=7114元,
收入资金:5000元×2.3=11500元,单从经济效益考虑,这种处理H2S的方法是盈利的。
【例题44】中和反应是放热反应吗?三位同学为探究此问题进行了下列实验:
(1) 甲同学取10mL 10%的NaOH溶液于试管中, 逐滴加入10%的稀硫酸,随着硫酸的加入,烧杯中溶液的温度与加入硫酸体积之间的变化关系如图甲所示。本实验选用10%的NaOH溶液而不选用NaOH固体的原因是 。
(2)乙同学按图乙所示装置进行实验,其中的饱和澄清石灰水的作用是 。
(3)丙同学按图丙所示装置进行实验,可以根据 现象判断中和反应是放热的。
甲 乙 丙
【答案】(1)氢氧化钠固体溶于水放热,会对实验造成干扰
(2)饱和石灰水变浑浊,说明氢氧化钠与盐酸反应能放出热量
(3)红墨水右移
【解析】(2)氢氧化钙的溶解度随温度的升高而减小,饱和石灰水变浑浊,说明氢氧化钠与硫酸反应放出热量。(3)反应若放出热量,则会使集气瓶中的气体受热而膨胀,从而将红墨水向右推移,所以若观察到红墨水右移,则说明中和反应放热。
【例题45】某化学兴趣小组在学习酸碱中和反应实验时,进行了如下探究。
Ⅰ.探究酸和碱能否发生反应
甲同学向盛有少量KOH溶液的试管中滴几滴无色酚酞试液,振荡,继续加入稀硫酸,观察到溶液由 色变成无色。甲同学得出结论:酸和碱能发生反应。请写出稀硫酸和氢氧化钾溶液反应的化学方程式
。
Ⅱ.探究酸和碱反应后溶液中溶质的成分
乙同学对探究I中甲同学实验后的无色溶液展开探究。
【提出问题】试管中无色溶液的溶质除余了酚酞还有什么?
【提出猜想】(1) K2SO4; (2) K2SO4和 。
【设计实验】
【发散思维】为了验证猜想(2)成立,你认为还可以选择的物质是 (填选项).
A.Ba(NO3)2 B.锌粒 C.Cu D.盐酸
【答案】I.红2KOH+H2SO4==K2SO4+2H2O
Ⅱ.H2SO4(或稀硫酸)气泡 Na2CO3+ H2SO4===Na2SO4+CO2↑+H2O pH<7 溶液由无色变为红色 B
【解析】I.氢氧化钾溶液显碱性,滴入无色酚酞试液溶液变红色,继续加入稀硫酸,硫酸与氢氧化钾发生中和反应生成硫酸钾和水;当加入的硫酸将氢氧化钾完全中和后,溶液变成无色;硫酸与氢氧化钾反应生成硫酸钾和水,反应的化学方程式为2KOH+H2SO4==K2SO4+2H2O。
Ⅱ.【提出猜想】氢氧化钾与硫酸反应生成硫酸钾和水,所以溶液中一定存在硫酸钾,溶液是无色的,说明一定不含氢氧化钾,若硫酸有剩余,则溶液中还含有硫酸,则猜想(2)为溶液中的溶质是硫酸钾和硫酸。
【设计实验】方案1:若猜想(2)成立,即反应后的溶液中存在硫酸钾和硫酸,则加入碳酸钠后,碳酸钠与硫酸反应生成硫酸钠、二氧化碳和水,会观察到有气泡产生,发生反应的化学方程式为Na2CO3+ H2SO4===Na2SO4+CO2↑+H2O; 方案2:若猜想(2) 成立, 即反应后的溶液中存在硫酸钾和硫酸,用玻璃棒蘸取少量反应后的溶液滴在pH试纸上,因为有硫酸,溶液显酸性,则测得溶液的pH<7;方案3:若猜想(2)成立,即反应后的溶液中存在硫酸钾和硫酸,向试管中加入少量甲同学实验后的无色溶液,然后慢慢滴加NaOH溶液, 并不断振荡试管, 氢氧化钾会将其中的硫酸中和,当滴加氢氧化钾过量时,溶液显碱性,无色的酚酞试液变为红色。
【发散思维】若证明有硫酸的存在,加人Ba(NO3)2溶液不可行,因为硫酸钾也能与硝酸钡溶液反应生成白色的硫酸钡沉淀;锌与硫酸反应生成氢气,会有气泡冒出,可行;铜与硫酸不反应,不可行;盐酸与硫酸、硫酸钾都不反应,无明显现象,不可行;因此,还可以选择的物质是锌粒。
【巩固提高】
一、选择题
1.氢氧化铯是一种可溶性碱,其化学式CsOH,则下列叙述中错误的是( )
A.CsOH在水中能电离出、
B.CsOH溶液能与反应
C.CsOH溶液能使酚酞试液变红
D.CsOH溶液与硫酸反应生成的盐的化学式为
【答案】D
【详解】A. 氢氧化铯是一种可溶性碱,所以CsOH在水中能电离出、,此选项正确;
B. 氢氧化铯是一种可溶性碱,可溶性的碱能与二氧化碳反应,所以CsOH溶液能与反应,此选项正确;
C. 酚酞试液遇碱性溶液变红,CsOH溶液显碱性,所以CsOH溶液能使酚酞试液变红,此选项正确;
D. 氢氧化铯是一种可溶性碱,酸碱能发生反应生成相应的盐和水,所以CsOH溶液与硫酸反应生成的盐的化学式为Cs2SO4,此选项错误。
故选D。
2.镧(La)是一种活动性比锌更强的元素,它的氧化物的化学式是La2O3,La(OH)3是不溶于水的碱,LaCl3、La(NO3)3都可溶于水。由此推断下列几组物质组合,不能直接反应制取LaCl3的是( )
A.La和稀盐酸 B.La(OH)3和稀盐酸
C.La2O3和稀盐酸 D.La(OH)3和氯化钾溶液
【答案】D
【详解】A、金属La的活动性比锌强,而锌排在氢之前,La可以和HCl反应制得LaCl3和氢气,不符合题意;
B、La(OH)3属于碱,能与稀盐酸反应生成LaCl3和水,不符合题意;
C、金属氧化物能与酸反应,La2O3和HCl可以反应制得LaCl3和水,不符合题意;
D、La(OH)3难溶于水,不能与氯化钾溶液发生复分解反应,符合题意。
故选D。
3.向含有稀盐酸和氯化铜的混合溶液中滴加NaOH溶液,如图曲线中描述正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A、向含有稀盐酸和氯化铜的混合溶液中滴加NaOH溶液时,随着氢氧化钠和稀盐酸反应的进行,溶液的酸性减弱,pH升高,当稀盐酸和氯化铜都完全反应后,继续滴加氢氧化钠溶液时,溶液显碱性,pH大于7,该选项描述不正确;
B、向含有稀盐酸和氯化铜的混合溶液中滴加NaOH溶液时,氢氧化钠和稀盐酸反应时,溶液质量增加,当氢氧化钠和氯化铜反应时,溶液质量减小,当氯化铜完全反应后,继续滴加氢氧化钠溶液时,溶液质量增大,该选项描述不正确;
C、向含有稀盐酸和氯化铜的混合溶液中滴加NaOH溶液时,氢氧化钠先和稀盐酸反应,开始不产生沉淀,该选项描述不正确;
D、向含有稀盐酸和氯化铜的混合溶液中滴加NaOH溶液时,氢氧化钠先和稀盐酸反应,开始不产生沉淀,当稀盐酸完全反应后,氢氧化钠和氯化铜反应产生沉淀,当氯化铜完全反应后,不再产生沉淀,该选项描述正确。
故选D。
4.氢氧化钠、氢氧化钙的溶液都具有相似化学性质,其原因是( )
A.都能解离出金属离子 B.都能与酸反应生成盐和水
C.都能使无色酚酞试液变成红色 D.溶液中都含有OH﹣
【答案】D
【详解】氢氧化钠、氢氧化钙的溶液都具有相似化学性质,其原因是溶液中都含有OH-。
故选D。
5.某小组同学分别完成了图1所示的3个实验(图中a处连接压强传感器)。图2中的曲线1、2、3分别表示加入等体积相应液体后,烧瓶1、2、3内压强随时间的变化趋势。下列说法不正确的是( )
A.对比曲线1和2可知,二氧化碳和水一定发生了化学反应
B.由于注入液体压缩了瓶内的气体,所以三个实验的起始阶段压强都快速增大
C.对比曲线1和3可知,二氧化碳和氢氧化钠一定发生了化学反应
D.对比曲线2和3可知,40%NaOH溶液比饱和石灰水更适合吸收二氧化碳
【答案】A
【详解】A.二氧化碳不但能与水反应也能溶于水,比较1和2只能说明氢氧化钙与二氧化碳反应了,并不能说明二氧化碳和水反应,即图象 1压强减小的原因也可能是二氧化碳溶于水产生的,故A错误。
B.在实验开始阶段将三种不同的液体倒入盛满二氧化碳的烧瓶中气体压强都快速增大是因为液体压缩了瓶内的气体,使瓶内气压增大,故B正确。
C.比较1和3,曲线3压强减小明显说明压强减小除了水的作用外,氢氧化钠也起了作用,从而说明了二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应,故C正确。
D.比较曲线2和3,3压强减小明显,说明40%氢氧化钠溶液比饱和石灰水吸收二氧化碳的能和强,更适合吸收二氧化碳,故D正确。
故选A。
6.下列四个实验中,不能体现碱的通性的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A、碳酸钠溶液能和氢氧化钙发生反应,但是氢氧化钠、氢氧化钾不能与碳酸钠反应,故不能体现出来碱的通性,错误;
B、氢氧化钠、氢氧化钙等可溶性碱都能与硫酸铜反应,属于碱的通性,正确;
C、可溶性碱的溶液都能使酚酞变红,属于碱的通性,正确;
D、可溶性碱都能与二氧化碳反应,属于碱的通性,正确。
故选A。
7.一定温度下,向ag FeCl3溶液中加入NaOH固体,溶液的质量与加入NaOH固体的质量变化关系如图所示。下列叙述错误的是( )
A.Fe(OH)3沉淀完全时消耗NaOH的质量为ng B.P点对应的溶液中NaOH达到饱和状态
C.m=c-a D.生成Fe(OH)3的质量为(n-b+a)g
【答案】C
【分析】氯化铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钠,根据图像分析可知,M点是氢氧化钠和氯化铁恰好完全反应,M点后溶液增加的质量质量为加入氢氧化钠的质量,P点溶液的质量不再增加,说明氢氧化钠不能继续溶解。
【详解】A、M点是氢氧化钠和氯化铁恰好完全反应,所以Fe(OH)3沉淀完全时消耗NaOH的质量为ng,故正确。
B、P点溶液的质量不再增加,说明氢氧化钠不能继续溶解,说明溶液中 NaOH达到饱和状态,故正确。
C、根据可知,当Fe(OH)3沉淀完全时,得到氯化钠溶液的质量为bg,所以m-n=c-b,即m=c-b+n,故错误。
D、根据可知,生成Fe(OH)3的质量为(n-b+a)g,故正确。
故选C。
8.小敏同学在复习Ca(OH)2的化学性质时,归纳出了Ca(OH)2与其他物质间相互反应的关系,如图所示,图中“——”表示相连的两种物质能发生反应。若X是与其他两种不同类别的化合物,则X可以是
A.H2O B.H2SO4 C.SO2 D.KOH
【答案】C
【详解】A、水不与氢氧化钙反应,不符合题意;
B、硫酸能与氢氧化钙反应生成硫酸钙和水,但与盐酸均属于酸,不符合题意;
C、二氧化硫与氢氧化钙反应生成亚硫酸钠和水,且属于氧化物,是与其他三种不同类别的化合物,符合题意;
D、氢氧化钾与氢氧化钙不反应,不符合题意。故选C。
9.氢氧化钠、氢氧化钙都是常见的碱,我们之所以认为它们是碱,是因为它们( )
A.溶液的pH大于7 B.遇紫色石蕊试液变蓝色
C.电离时生成的阴离子只有OH- D.都能与酸反应
【答案】C
【详解】氢氧化钠、氢氧化钙都是常见的碱,是因为它们电离时生成的阴离子只有OH-,故选C。
10.小科在研究碱的化学性质时,设计了如图所示的五组实验,下列叙述正确的是( )
A.丙组和戊组实验能观察到相同现象
B.甲组实验能观察到无色变成红色,可推出氢氧化铜也能使指示剂变色
C.乙组实验无明显现象,说明两者不能发生反应
D.丁组实验产生蓝色絮状沉淀,说明碱都能和含铜离子的溶液发生反应
【答案】A
【详解】A、丙组二氧化碳和氢氧化钙反应能生成碳酸钙沉淀和水,能够观察到产生白色沉淀,戊组碳酸钠和氢氧化钙反应能生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,也能够观察到产生白色沉淀,故A正确;
B、氢氧化钙溶液显碱性,能使无色酚酞变成红色;但是氢氧化铜不溶于水,不能使指示剂变色,故B不正确;
C、稀盐酸与氢氧化钠反应能生氯化钠和水,无明显现象,故C不正确;
D、丁组实验产生蓝色絮状沉淀,但是碱溶液才能和含铜离子的溶液发生反应,而不是碱,故D不正确。故选A。
11.我国研制的航天员舱外服为航天员成功进行太空行走提供了可靠的保证.航天员舱外服内含有与氢氧化钠性质相似的氢氧化锂(LiOH),它不可能具有的性质是( )
A.能与二氧化碳反应
B.能与盐酸反应
C.能与氧化铁反应
D.能使酚酞变红
【答案】C
【详解】由题意,航天员舱外服内含有与氢氧化钠性质相似的氢氧化锂(LiOH)。A、二氧化碳能与氢氧化钠反应,则氢氧化锂能与二氧化碳反应,错误;B、 氢氧化钠能与盐酸发生中和反应,则氢氧化锂能与盐酸反应,错误;C、氢氧化钠不能与氧化铁反应,则氢氧化锂不能与氧化铁反应,正确;D、 氢氧化钠能使酚酞溶液变红,则氢氧化锂能使酚酞溶液变红,错误。故选C。
12.下列关于NaOH和Ca(OH)2的用途中错误的是( )
A.用Ca(OH)2制波尔多液 B.用Ca(OH)2改良酸性土壤
C.用NaOH溶液检验CO2 D.用NaOH固体干燥某些气体
【答案】C
【详解】A、氢氧化钙与硫酸铜反应,在农业上可用于制波尔多液,故选项说法正确;
B、氢氧化钙具有碱性,可与土壤中的酸性物质反应,能用于改良酸性土壤,故选项说法正确;
C、因为氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,这一反应无明显现象,所以不能用NaOH溶液检验CO2,故选项说法错误;
D、氢氧化钠具有吸水性,可以用于干燥某些气体,故选项说法正确。
故选:C。
13.用下列对比实验探究碱的性质,下列说法不正确的是( )
A.实验1的现象说明氢氧化钠需密封保存
B.实验2中软塑料瓶变瘪的程度为A>B>C
C.通过对比A、C瓶的现象证明CO2与水发生化学反应
D.饱和氢氧化钠溶液比饱和石灰水吸收二氧化碳的效果好
【答案】C
【详解】A、氢氧化钠能够吸收空气中的水蒸气,说明氢氧化钠需密封保存,该选项说法正确。
B、实验2中,饱和氢氧化钠溶液吸收二氧化碳能力比饱和氢氧化钙溶液强,饱和氢氧化钙溶液吸收二氧化碳能力比水强,软塑料瓶变瘪的程度为A>B>C,该选项说法正确。
C、通过对比A、C,A瓶变瘪比C更明显,能够证明CO2与氢氧化钠反应,不能证明CO2与水发生化学反应,故选项说法错误。
D、饱和氢氧化钠溶液比饱和石灰水吸收二氧化碳的效果好,是因为相同条件下氢氧化钠的溶解度远大于氢氧化钙的溶解度,该选项说法正确。
故选C。
14.碱溶液中都含有OH-,因此不同的可溶性碱表现出一些共同的性质。下列关于 Ba(OH)2溶液性质的描述中,不属于可溶性碱的共同性质的是( )
A.能使紫色石蕊试液变蓝色
B.能与盐酸反应生成水
C.能与K2SO4溶液反应生成BaSO4沉淀
D.能与CO2反应生成水
【答案】C
【详解】
15.在Ca(OH)2饱和溶液中加入下列物质,冷却至室温,溶液pH没有太大改变的是 ( )
A.CO2 B.NaNO3 C.Cu(NO3)2 D.HCl
【答案】B
【详解】A、CO2+ Ca(OH)2 =CaCO3↓+ H2O,由于氢氧化钙参与反应,溶液中的氢氧化钙减少,溶液的碱性减弱,pH减小,此选项不符合题意;
B、NaNO3与Ca(OH)2溶液不反应,溶液酸碱性变化不明显,溶液pH没有太大改变,此选项符合题意;
C、Ca(OH)2+Cu(NO3)2= Cu(OH)2↓+Ca(NO3)2,反应后溶液的碱性减弱,pH减小,此选项不符合题意;
D、2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O,反应后溶液的碱性减弱,pH减小,此选项不符合题意。
故选B。
16.能一次性将KOH溶液、澄清的石灰水和稀硫酸鉴别出来的试剂是( )
A.CuCl2溶液 B.KOH溶液 C.Ba(OH)2溶液 D.Na2CO3溶液
【答案】D
【详解】A、氢氧化钾、氢氧化钙都能够和氯化铜反应产生氢氧化铜蓝色沉淀,现象相同,因此不能鉴别,故A错误。
B、氢氧化钾和硫酸反应但无现象,和其它物质也不能反应,都无现象,因此不能鉴别,故B错误。
C、氢氧化钡和硫酸反应生成白色沉淀,和其它物质不能反应,都无现象,因此不能鉴别,故C错误。
D、碳酸钠和稀硫酸会反应产生气体,和氢氧化钙反应产生沉淀,和氢氧化钾不反应,无现象,出现三种不同的现象,因此可以鉴别,故D正确。
故选D。
17.在①二氧化碳②酚酞试液③稀盐酸④碳酸钠四种物质中,能和氢氧化钙反应且反应中表现出了“碱的通性”的组合是( )
A.①②③④ B.①②③ C.①③④ D.②③④
【答案】B
【详解】在水中解离出的阴离子全部为OH-的化合物叫做碱,碱都能在水中解离出氢氧根离子,也因此具有通性。碱的通性包括与酸碱指示剂反应(如氢氧化钙溶液能使酚酞试液变红色)、与酸反应生成盐和水(如氢氧化钙与稀盐酸反应生成氯化钙和水)、与酸性氧化物反应生成盐和水(如二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水),与盐反应生成新盐和新碱(氢氧化钙溶液与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠)等。故选B。
18.学习了Ca(OH)2的性质后,小科编了一首《新石灰吟》:“千锤万凿出深山(开采:石灰石),烈火焚烧却是生(CaCO3CaO+CO2↑)。用水一泼就熟了[CaO+H2O=Ca(OH)2],要留洁白在人间[Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O]”下列对这首诗所描述的化学知识的说法中,错误的是( )
A.“千锤万凿出深山”是物理变化 B.“烈火焚烧却是生”是分解反应
C.“用水一泼就熟了”是吸热反应 D.“要留洁白在人间”该反应可以检验CO2
【答案】C
【详解】A、“千锤万凿出深山”只是将石灰石开采出来,没有新物质生成,属于物理变化,故A说法正确。
B、“烈火焚烧却是生”是指(CaCO3CaO+CO2↑),该反应中,反应物是一种,生成物是两种,属于分解反应,故B说法正确。
C、“用水一泼就熟了”是指[CaO+H2O=Ca(OH)2],该反应属于放热反应,故C说法错误。
D、“留下洁白在人间”该反应是指二氧化碳与氢氧化钙反应生成白色沉淀碳酸钙,常用澄清石灰水来检验二氧化碳的存在,故D说法正确。
故选C。
19.有下列四种实验设计及操作,实验过程中其现象不足以说明CO2与NaOH溶液发生了反应的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A、鸡蛋进入瓶内,说明二氧化碳与氢氧化钠反应,导致瓶内的压强减小;
B、二氧化碳也能与水反应生成碳酸,导致试管内的压强减小,所以不足以说明二氧化碳与氢氧化钠反应;
C、气球变大,说明二氧化碳与氢氧化钠反应,导致瓶内的压强减小;
D、塑料瓶变瘪是由于NaOH与CO2反应使装置内的气压减小产生的现象。
故选B。
20.在Ca(OH)2的饱和溶液中,加入下列物质,不能使溶液的pH有明显改变的是( )
A.CO2 B.HCl C.CuCl2 D.CaO
【答案】D
【分析】本题主要考查物质参加反应后溶液的pH变化情况
【详解】A选项,氢氧化钙与二氧化碳反应:CO2+Ca(OH)2+CaCO3↓+H2O溶液pH变小。
B选项,氢氧化钙与稀盐酸反应: 2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O溶液pH变小。
C选项,氢氧化钙与氯化铜反应: CuCl2+Ca(OH)2=CaCl2+Cu(OH)2↓溶液pH变小。
D选项,氧化钙不与氢氧化钙反应,但能与水反应生成氢氧化钙CaO+H2O=Ca(OH)2还是显碱性,溶液pH没有明显变化。故选D。
【点睛】注意氧化钙的相关知识1.氧化钙能与水反应产生氢氧化钙2.放热反应3.氢氧化钙的溶解度很小。
二、填空题
21.敞口放置的氢氧化钾溶液易吸收空气中的二氧化碳而变质,请写出此过程的化学方程式: 。现向一定质量且部分变质的氢氧化钾溶液中逐滴加入稀盐酸,并振荡。如图表示反应过程中溶液质量随加入盐酸质量的变化而变化的情况。那么,图线AB段对应的实验现象是 ,C点溶液中的溶质是 。
【答案】 无现象 KCl
【分析】氢氧化钾与二氧化碳反应会生成碳酸钾与水,在AB阶段溶液中酸碱中和反应,因此溶液质量增加,中和完成后,在BC阶段碳酸钾与盐酸的反应生成氯化钾、水和二氧化碳,溶液由于释放出二氧化碳溶液质量增加放缓,至C点反应恰好结束。
【详解】敞口放置的氢氧化钾溶液易吸收空气中的二氧化碳而变质,化学反应式为:2KOH+CO2=K2CO3+H2O;从图像可以看出:在AB阶段溶液中发生氢氧化钾和盐酸的中和反应生成氯化钾和水且此反应无现象,因此溶液质量增加,中和完成后,在BC阶段溶液中发生碳酸钾与盐酸的反应生成氯化钾、水和二氧化碳,溶液由于释放出二氧化碳溶液质量增加放缓,至C点反应恰好结束;
故答案为2KOH+CO2=K2CO3+H2O;无现象;KCl。
22.如图是小明归纳的氢氧化钠的化学性质,回答下列问题:
(1)氢氧化钠能和硫酸反应,该反应的实质是: 。
(2)在反应④中,如果生成了红褐色絮状沉淀,则与氢氧化钠反应的盐可能是 (写一种)。
(3)氢氧化钙和氢氧化钾也具有与氢氧化钠相似的化学性质,是因为 。
【答案】 氢离子和氢氧根离子反应生成水 氯化铁(合理即可) 都能电离出氢氧根离子
【详解】(1)氢氧化钠和硫酸反应属于酸碱中和反应,中和反应的实质是氢离子和氢氧根离子反应生成水。
(2)反应生成红褐色絮状沉淀是氢氧化铁,氯化铁能和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁沉淀。
(3)氢氧化钙、氢氧化钾、氢氧化钠都属于碱,他们都能电离出氢氧根离子,所以具有相似的化学性质。
23.实验小组用下图装置进行实验。已知:甲瓶中充满二氧化碳,乙中液体是水,实验前关闭。
(1)将装置甲中胶头滴管中的浓溶液挤入瓶中,振荡:打开装置甲中,观察到乙中的现象是
(2)接着将装置甲仪器中的稀盐酸注入甲中,观察到甲中有气泡产生,该反应的化学方程式为
【答案】 导管口有气泡冒出 Na2CO3+2HCl═2NaCl+CO2↑+H2O
【详解】(1)将装置甲中胶头滴管中的浓NaOH溶液挤入瓶中,振荡;打开装置甲中K,观察到乙中导管口有气泡冒出,原因是甲中二氧化碳被消耗,导致瓶内压强减小,空气进入乙瓶中;
(2)接着将装置甲仪器a中的稀盐酸注入甲中,观察到甲中有气泡产生,是因为碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,该反应的化学方程式为:Na2CO3+2HCl═2NaCl+CO2↑+H2O。
24.在化学实验中,有时药品的滴加顺序不同会导致实验现象不同。某同学使用图甲所示实验装置进行实验,集气瓶内气球的体积变化与滴加药品体积的关系如图乙所示,其中A点表示开始滴加某种药品,B点表示开始滴加另一种药品 (不考虑由于滴入液体的体积及反应导致的温度变化对集气瓶内气压的影响)。据图回答:
(1)实验中首先加入的试剂是 。
(2) BC段气球体积不变的原因(请用化学方程式表示) 。
(3) CD段气球体积增大的原因是 。
【答案】 盐酸 NaOH与CO2反应,使集气瓶气体减少,小于外界大气压,在大气压的作用下,气球体积增大
【分析】(1)若先滴加氢氧化钠溶液:,二氧化碳被消耗,集气瓶内气压减小,小于外界大气压,气球胀大。
(2)若先滴加盐酸,盐酸不与二氧化碳反应,不考虑由于滴入液体的体积对集气瓶内气压的影响,集气瓶内气压不变,气球的体积无变化。
【详解】(1)由分析、结合根据图乙可知,开始AB段气压不变,可确定首先加入的试剂是稀盐酸,故填:稀盐酸;
(2)由分析(1)可知,开始加入稀盐酸不与二氧化碳反应,因不考虑滴入体积对集气瓶内气压的影响,所以气球体积不变;后滴入氢氧化钠溶液,氢氧化钠可以与稀盐酸、二氧化碳发生反应,根据酸碱优先反应的原则,则加入氢氧化钠溶液后,氢氧化钠先与盐酸,放出热量,但因不考虑反应导致温度变化对集气瓶内气压的影响,所以BC段气球体积不变的原因是盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠和水,反应的化学方程式为,故填:;
(3) CD段气球体积增大的原因是:NaOH与CO2反应,使集气瓶气体减少,小于外界大气压,,、在大气压的作用下,气球体积增大,故填:NaOH与CO2反应,使集气瓶气体减少,小于外界大气压,在大气压的作用下,气球体积增大。
【点睛】本题难度不大,根据酸碱优先反应及氢氧化钠与二氧化碳反应使容器内气压减小进行解答。
25.根据碱的四条化学性质回答下列问题:
(1)图中的X代表一类物质,则X为酸,请写出符合性质③的一个化学反应方程式 。
(2)碱溶液有相似化学性质的原因是都含有 。
【答案】 NaOH+HCl=NaCl+H2O OH-
【分析】(1)根据碱的通性推断X的物质种类,并写出反应的方程式;
(2)碱由金属离子(或铵根离子)与氢氧根离子构成,因为都含有氢氧根离子,所以碱会表现出相似的化学性质。
【详解】(1)根据碱的通性可知,碱与酸反应,生成盐和水,例如氢氧化钠与稀盐酸反应,生成氯化钠和水,方程式为:NaOH+HCl=NaCl+H2O;
(2)碱溶液有相似化学性质的原因是都含有OH-。
26.某化学活动小组以酸碱盐的性质为主题进行探究性学习,用图1总结了NaOH的四条化学性质。
(1)为了验证反应③能够发生,你选择的物质是 。
A.Na2CO3
B.HCl
C.FeCl3
D.Ba(NO3)2
(2)依据反应④NaOH溶液可以吸收工业尾气中的SO2气体,其化学方程式为: 。
【答案】 C SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O
【详解】(1)反应③为氢氧化钠与盐的反应,碳酸钠不与氢氧化钠反应,A错误;盐酸为酸,B错误;氯化铁与氢氧化钠反应可生成氢氧化铁沉淀的氯化钠,C正确;硝酸钡不与氢氧化钠反应,D错误。故选C。
(2)二氧化硫与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水,反应方程式为SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O。
三、探究题
27.同学们在学习碱的化学性质时,进行了如下图所示的实验。
(1)写出甲实验中盐酸和氢氧化钠反应的化学方程式 。
(2)乙实验中滴加氢氧化钠溶液后,可观察到的现象是 。
(3)丙实验中可观察到的现象是 。
(4)实验结束后,同学们将甲、乙、丙三个实验的废液倒入同一个干净的废液缸中,最终看到废液浑浊并呈红色,产生疑问。
【提出问题】 废液中含有哪些物质?
【交流讨论】①一定含有的物质:碳酸钙、指示剂、水和 (写化学式) 。
②还含有能使废液呈碱性的物质。能使废液呈碱性的物质是什么?同学们有
如下猜想。
小云认为:只有碳酸钠
小红认为:只有氢氧化钙
小林认为:是氢氧化钠和碳酸钠
你认为还可能是 。(写一种猜想)
【实验设计】小方想用氯化钙溶液来验证小云、小红、小林的猜想。查阅资料获悉氯化钙溶液呈中性,并设计如下实验。请你将小方的实验设计补充完整。
实验内容
预计现象
预计结论
取少量废液缸中上层清液于试管中,加入过量氯化钙溶液,静置。
①有白色沉淀,溶液呈红色。
的猜想正确。
② 。
的猜想正确。
③ 。
的猜想正确。
【反思拓展】 在分析化学反应后所得物质的成分时,除了考虑生成物外还需考虑:
【答案】 NaOH+HCl═NaCl+H2O 气球胀大 产生白色沉淀 NaCl NaOH 小林 无现象,溶液呈红色 小红 有白色沉淀,溶液呈无色 小云 反应物中什么物质过量问题,谁过量就含有谁
【详解】(1)盐酸和氢氧化钠发生的是复分解反应相互交换成分,生成氯化钠和水,所以方程式是NaOH+HCl═NaCl+H2O;故填:NaOH+HCl═NaCl+H2O;
(2)二氧化碳与氢氧化钠反应,使瓶内压强减小,在外界大气压的作用下空气进入气球,气球胀大;故填:气球胀大;
(3)丙实验中碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠,可观察到的现象是产生白色沉淀;故填:产生白色沉淀;
(4)①由于盐酸与氢氧化钠反应生成了氯化钠,而氯化钠显中性又不易和其它物质反应,所以一定含有氯化钠;故填:NaCl;
②使废液呈碱性的物质有氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠;故填:NaOH;
[实验设计]
实验内容
预计现象
预计结论
取少量废液缸中上层清液于试管中,加入过量氯化钙溶液,静置.
①有白色沉淀,溶液呈红色.
小林的猜想正确.
②无现象,溶液呈红色.
小红的猜想正确.
③有白色沉淀,溶液呈无色.
小云的猜想正确.
[反思拓展]在分析化学反应后所得物质的成分时不仅考虑生成物有什么,还需要考虑反应物中什么物质过量问题,谁过量就含有谁;故填:反应物中什么物质过量问题,谁过量就含有谁。
28.某学习小组同学在验证碱的性质时,进行了如下实验。
(1)实验A推入NaOH溶液后,观察到的现象是气球体积变大。小科认为该现象并不能证明CO2一定是与NaOH发生了化学反应。为了证明CO2与NaOH能够发生化学反应,小组讨论后认为:取A装置中反应后的溶液少量于试管中,滴入 (填序号),一定能达到目的。
①酚酞溶液 ②硝酸钡溶液 ③氢氧化钙溶液 ④稀盐酸
(2)实验结束后,小组同学对B试管中上层清液的溶质成分产生疑问,作出猜想:
猜想一:只有NaOH 猜想二:含有NaOH、Na2CO3猜想三:含有NaOH 、Ca(OH)2
同学们去少量B试管中的清液分别置于甲、乙两支试管中,进行探究:
实验操作
实验现象
结论
在试管甲中滴加碳酸钠溶液
不产生白色沉淀
猜想三错误
在试管乙中滴加足量稀盐酸
猜想二正确
(3)A、B、C、D四个实验中能体现碱化学通性的是 (填字母)。小组同学经过讨论认为A、B、C、D四个实验并没有探究出碱所有的化学通性,从这四个实验中选择一个,继续加入相关试剂,能得出碱的其它化学通性,实验的方案是 (写出操作和现象)。
【答案】 ②③④ 先无明显现象,一段时间后产生气泡 ACD 选择D实验。实验操作:向试管中滴加稀盐酸;实验现象:溶液由红色变成无色
【分析】氢氧化钠和二氧化碳反应生成的碳酸钠和水,碳酸钠能和硝酸钡反应生成白色沉淀碳酸钡和硝酸钠,能和氢氧化钙反应生成白色沉淀碳酸钙和氢氧化钠;
氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠;
稀盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,和氢氧化钙反应生成氯化钙和水。
【详解】(1)①酚酞溶液可使碱性溶液变红色,但是氢氧化钠与碳酸钠都显碱性,因此无法判断是否发生反应,①不符合题意;
②硝酸钡溶液可与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和硝酸钠,通过观察沉淀,判断反应的发生,②符合题意;
③氢氧化钙溶液可与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,通过观察沉淀,判断反应的发生,③符合题意;
④稀盐酸可与碳酸钠反应生成二氧化碳、水和氯化钠,通过观察气泡,判断反应的发生,④符合题意;故选②③④;
(2)若猜想二正确,上层清液的溶质含有氢氧化钠和碳酸钠,在试管乙中滴加足量稀盐酸,稀盐酸先和氢氧化钠反应,然后再和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,所以观察到的实验现象是先无明显现象,一段时间后产生气泡;
(3)碱可与二氧化碳反应生成碳酸盐和水,碱中氢氧根可与铜离子反应生成氢氧化铜沉淀,碱遇酚酞溶液显红色,都是碱的通性,氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀,是金属钙离子与碳酸根离子结合,与氢氧根无关,所以不是通性。A、B、C、D四个实验中能体现碱化学通性的是ACD;酸、碱可以发生中和反应,所以可以在D中加入稀盐酸,碱被消耗。应该选择D实验,探究碱的其他通性:
实验操作:向试管中滴加稀盐酸;
实验现象:溶液由红色变成无色,是因为氢氧化钙能和盐酸反应生成氯化钙和水;
29.某食品包装袋中有一袋较大的干燥剂,上面写有“生石灰,请勿食用”,该食品已放置很长一段时间。同学们在实验室对这包干燥剂目前的主要成分展开了探究。
【提出猜想】干燥剂中可能含有CaO、Ca(OH)2、CaCO3。
【实验探究】小组讨论后设计如图所示实验进行探究:
【实验结论】①在实验步骤B中有放热现象说明干燥剂含有 。
②在实验步骤B中的白色沉淀物可能含有哪些物质? 。
③在实验步骤D中形成红色溶液,说明干燥剂中含有Ca(OH)2 。
【分析与交流】小金经过分析认为实验结论③不准确,理由是 。
【答案】 氧化钙/CaO 氢氧化钙、碳酸钙 氧化钙能与水反应生成氢氧化钙
【详解】实验结论:
①由于氧化钙与水反应放热,在实验步骤B中有放热现象说明干燥剂含有氧化钙;
②由于氢氧化钙微溶于水,碳酸钙难溶于水,在实验步骤B中的白色沉淀物可能含有氢氧化钙、碳酸钙。
分析与交流:
小金经过分析认为实验结论③不准确,理由是氧化钙能与水反应生成氢氧化钙。
30.为探究CO2与NaOH溶液发生的反应,某兴趣小组尝试用不同的方式进行实验。
【查阅资料】
Ⅰ.20℃时,几种物质在水中的溶解度见下表:
物质
Na2CO3
NaHCO3
Ca(OH) 2
Ba(OH) 2
溶解度/g
21.5
9.6
0.165
3.89
Ⅱ.本实验条件下,Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH分别约为11.0和8.5。
【实验探究】
(1)实验一:小雨取一充满CO2的矿泉水瓶,加入一定量的水,立即拧紧瓶盖,振荡,发现瓶子变瘪。小雨另取一相同的充满CO2的矿泉水瓶,向其中加入与水等体积的NaOH溶液,立即拧紧瓶盖,振荡,得到溶液X,此时观察到的现象是 。实验中,小雨采用两只矿泉水瓶做对比实验的目的是 。
(2)实验二:为检验CO2与NaOH溶液反应的产物,小亮取实验一所得溶液X少许,向其中滴加BaCl2溶液,有白色沉淀产生,该反应的化学方程为 。
(3)实验三:小华取实验一所得溶液X少许,向其中加入过量的BaCl2溶液,振荡,静置,取上层清液,滴入1滴酚酞溶液,发现溶液呈 色,证明溶液X中有NaOH剩余。实验中,小华没有直接向少量溶液X中滴入酚酞溶液,理由是 。
(4)实验四:兴趣小组将CO2持续通入一定浓度一定量的NaOH溶液中,用数字化实验技术测定反应过程中溶液的pH和温度变化,结果如图1、图2所示。
图1中,BC段发生反应的化学方程式为 。
图2中,DE段温度变化的原因是 。
【反思感悟】
(5)实验从CO2减少、NaOH减少、Na2CO3生成等物质的变化,以及 转化等视角多维度探究CO2与NaOH发生了反应。对于现象不明显的化学反应,可以通过现代技术手段进行数据测定,实现反应过程的“可视化”。
【答案】 瓶子变瘪的更明显 使用塑料瓶,现象比较明显 红 碳酸钠溶液显碱性,也能使无色酚酞溶液变红色 二氧化碳与氢氧化钠反应放热 物质
【分析】碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡白色沉淀和氯化钠,碳酸钠溶液显碱性,二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水。
【详解】(1)实验一,观察到的现象是:瓶子均变瘪,倒入NaOH溶液的塑料瓶比倒入水的塑料瓶瘪;实验中,小雨采用两只矿泉水瓶做对比实验的目的是:使用塑料瓶,现象比较明显。
(2)实验二中,碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡白色沉淀和氯化钠,反应的化学方程式为
。
(3)实验三:小华取实验一所得溶液X少许,向其中加入过量的BaCl2溶液,振荡,静置,取上层清液,滴入1滴酚酞试液,发现溶液呈红色,证明溶液X中有NaOH剩余;实验中,小华没有直接向少量溶液X中滴入酚酞试液,理由是:碳酸钠溶液显碱性,也能使无色酚酞溶液变红色。
(4)因为Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH分别约为11.0和8.5,由图示可知,BC段发生的反应是二氧化碳、水和碳酸钠反应生成了碳酸氢钠,所以溶液的pH变小,反应的化学方程式为 。
图2中,DE段温度变化的原因是二氧化碳与氢氧化钠反应放热。
(5)实验从CO2减少、NaOH减少、Na2CO3生成等物质的变化,以及物质转化等视角多维度探究CO2与NaOH发生了反应。对于现象不明显的化学反应,可以通过现代技术手段进行数据测定,实现反应过程的“可视化”。
31.实验室有一瓶长期放置的氢氧化钠固体,某兴趣小组对该固体的变质情况进行探究。
【提出问题】该瓶氢氧化钠固体是否变质,变质情况如何?
【查阅资料】氢氧化钠在空气中容易变质,但不会转化为NaHCO3。
【提出猜想】猜想Ⅰ:固体未变质;猜想Ⅱ;固体部分变质。
以上猜想是否严谨,并说明理由 。
【进行实验】小丽同学为了验证猜想Ⅰ进行实验:取少量样品于烧杯中,加足量水溶解,再向溶液中滴入几滴酚酞试液,溶液变红,由此她得出猜想Ⅰ正确,但其他同学很快予以否定,理由是 。
【拓展提升】小组同学称取一定质量的样品,按照如图所示装置测定样品中碳酸钠的质量分数实验,实验通过测量生成二氧化碳的体积计算出碳酸钠的质量分数(二氧化碳密度已知)。下列关于该实验装置的说法正确的是 。
A.若没有加入植物油,测定结果会偏小
B.广口瓶中的植物油和水必须装满,否则结果偏小
C.导气管a和b必须在二氧化碳将锥形瓶中的空气排净后才能连接
【答案】 不严谨,还缺少一种猜想:固体全部变质 Na2CO3水溶液呈碱性 A
【详解】【分析】【提出猜想】应该从没有变质、部分变质和全部变质三个方面进行猜想,这样才更全面,更严谨;
【进行实验】碳酸钠虽然是盐,但是它的水溶液却呈碱性,因此滴入酚酞后溶液变红,可能是氢氧化钠引起,也可能是碳酸钠引起,或是二者都有;
【拓展提升】二氧化碳会溶于水;量筒中的水是依靠中间瓶中的气压压进导管的;在实验过程中,应该减小二氧化碳收集过程中的损耗,减小实验误差。
【解答】【提出猜想】猜想Ⅰ:固体未变质;猜想Ⅱ;固体部分变质。
以上猜想不严谨,理由:还缺少一种猜想,即固体全部变质。
【进行实验】其它同学对小丽的猜想进行否定的理由是:Na2CO3水溶液呈碱性;
【拓展提升】A.瓶中植物油可以防止二氧化碳被水吸收,减小实验误差,因此如果没有植物油,测定结果会偏小,故A正确;
B.广口瓶中的水是依靠气压流进量筒里的,无论植物油和水是否装满,对气压没有影响,那么对测量结果就没有影响,故B错误;
C.如果导气管a和b在二氧化碳将锥形瓶中的空气排净后才连接,那么会使测量出的二氧化碳的体积偏小,故C错误。
故选A。
32.某兴趣小组为探究二氧化碳与氢氧化钠溶液间的反应,设计了如图甲、乙两个实验方案:
请回答下列问题:
(1)可以观察到乙实验现象是 ;
(2)有同学认为装置中试管内液面上升,说明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应,而有些同学不认为,请说说他的理由 ;
(3)已知二氧化碳与氢氧化钠反应生成的产物之一是碳酸钠(Na2CO3),为验证该产物,可采取的操作有 (写出一种方法即可)。
【答案】 气球胀大 二氧化碳溶于水,造成试管内气压下降,液面也会上升 滴加稀盐酸,有气体产生,把产生的气体通入澄清石灰水,石灰水变混浊
【详解】(1)乙中的氢氧化钠溶液与CO2发生反应,使容器内气压降低,小于外界大气压,在大气压的作用下使气球胀大。
(2)二氧化碳溶于水,造成试管内气压下降,液面也会上升。
(3)证明碳酸钠存在的方法是:滴加稀盐酸,有气体产生,把产生的气体通入澄清石灰水,石灰水变混浊。
33.工业烧碱具有较好的杀菌消毒作用且廉价易得,但工业烧碱中常含有杂质碳酸钠。某科学学习小组同学围绕工业烧碱样品纯度测定问题,展开了讨论与探究.
原理思路:利用Na2CO3与稀H2SO4反应产生CO2,通过CO2质量的测定,确定样品中碳酸钠的质量,从而计算样品纯度;
实验方案:剑蝴同学根据以上思路,设计了如图甲的实验方案(固定装置省略);
交流讨论:小邵认为图甲实验方案的设计有缺陷,若按该方案进行测定会导致难以避免的误差。你认为下列哪些因素会导致难以避免的误差 (填序号);
①加入的稀硫酸量不足 ②装置内空气中的CO2没有排出
③反应产生的CO2未被完全吸收 ④干燥管与空气直接相通
方案改进:为减少误差,使CO2质量的测定更准确,该小组同学根据以上讨论,对图甲方案进行改进,设计了如图乙的实验方案(固定装置省略)。
图乙B装置中样品在与稀硫酸反应前和停止反应后,都要通过量的空气,反应前通空气时a、b、c三个弹簧夹的控制方法是 。
数据分析:若撤去图乙中的C装置,则测得工业烧碱的纯度将 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
【答案】交流讨论:②③④;
方案改进:关闭c、打开a、b;
数据分析:偏低
【详解】
34.甲、乙两同学为了探究实验室中久置的氢氧化钠固体是否遇到空气中的二氧化碳变质为碳酸钠“碳酸钠的化学式:Na2CO3”,进行了如下的探究活动。
提出问题:氢氧化钠固体是否变质。
建立假设:氢氧化钠已部分变质为碳酸钠。
实验探究:为检验这瓶氢氧化钠固体是否变质,甲、乙两同学分别设计了不同的方案并加以实验。甲同学和乙同学设计了如下实验方案:
甲同学:取少量样品加适量蒸馏水配成溶液后,滴入几滴酚酞溶液,若观察到溶液变红色,证明该瓶氢氧化钠固体没有变质.
乙同学:取少量样品加适量蒸馏水配成溶液后,滴入适量澄清石灰水,若观察到有白色沉淀生成,证明该瓶氢氧化钠固体已经变质.
(1)请你判断上述哪位同学的实验方案是错误的并写出理由 ;
(2)请你设计另外一个实验方案,证明该瓶氢氧化钠固体已经变质,简述你的实验方案: ;
(3)在实验室里氢氧化钠需要密封保存,药品密封保存的原因很多,请你写出浓硫酸需要密封保存的原因 。
【答案】(1)甲同学,碳酸钠溶液显碱性,也能使酚酞溶液变红;
(2)取少量样品加适量蒸馏水配成溶液后,滴加适量稀盐酸,若观察到有气泡生成,证明该瓶氢氧化钠固体已经变质。
(3)浓硫酸具有吸水性。
【详解】(1)氢氧化钠变质后的产物为碳酸钠,而碳酸钠溶液也呈碱性,可以使酚酞变红,所以不能用酚酞试液检验NaOH是否变质.
(2)①氢氧化钠变质生成的是碳酸钠,可以加入稀盐酸,盐酸能与碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,该反应的化学方程式为:Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑.
(3)浓硫酸具吸水性所以要密封保存.
答案为:(1)甲同学,碳酸钠溶液显碱性,也能使酚酞溶液变红;
(2)取少量样品加适量蒸馏水配成溶液后,滴加适量稀盐酸,若观察到有气泡生成,证明该瓶氢氧化钠固体已经变质.
(3)浓硫酸具有吸水性.
35.实验小组研究盐酸、氢氧化钠的化学性质,做了如图甲所示的实验.请你利用图中所给药品和他们一起进行研究。
(1)实验后得到红色溶液的是 (填试管序号,下同);有盐和水生成的实验是 ;
(2)实验中有明显现象产生,最终得到无色溶液,该试管内发生反应的化学方程式为 ;
(3)实验后某试管内产生蓝色絮状沉淀的化学方程式为: ,继续向该试管中滴加足量的稀盐酸,试管内沉淀的质量与加入稀盐酸的质量关系如图乙所示。当滴加稀盐酸至mg时,静置试管,试管内上层清液中的溶质为 。
【答案】 1、5 3、4、7、8 Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑ 2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2↓ NaCl、NaOH
【详解】(1)紫色石蕊遇酸变红,无色酚酞遇碱变红,故1号试管和5号试管颜色变红;酸和金属氧化物反应生成盐和水,酸和碱反应生成盐和水,碱和非金属氧化物反应生成盐和水,故有盐和水生成的是3号试管、7号试管和8号试管
(2)4号碳酸钠溶液和稀盐酸反应迅速产生大量气泡,生成氯化钠溶液为无色溶液,故答案为Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑.2号试管铁和盐酸生成氯化亚铁溶液为浅绿色,3试管氧化铜和盐酸反应生成氯化铜溶液为蓝色,6号试管硫酸铜溶液为蓝色,加入氢氧化钠,产生蓝色沉淀,7、8试管反应无现象
(3)氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液生成氢氧化铜的蓝色絮状沉淀,继续向试管中加入盐酸,图乙开始沉淀质量不减少,说明试管中有剩余的氢氧化钠,随着盐酸量增加,氢氧化钠反应完后,盐酸与试管中的氢氧化铜反应,故沉淀的质量逐渐减少直至零。图乙中m点时沉淀质量未减少,说明加入盐酸量不足以将氢氧化钠反应完,故溶质既有未反应完的氢氧化钠又有氢氧化钠与盐酸反应生成的氯化钠
故答案为(1)1、5;3、7、8
(2)Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
(3)CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4;NaCl、NaOH。
36.为验证氢氧化钠和氢氧化钙的性质,过老师设计并与小燕进行了以下实验,如图所示(装置气密性良好):分开打开分液漏斗活塞,将等体积的氢氧化钠饱和溶液和氢氧化钙饱和溶液全部加入锥形瓶中,关闭活塞,打开弹簧夹K1,K2,观察实验现象。
(1)实验整个过程中,小燕观察到 。
(2)实验后,过老师从A中锥形瓶内取出适量溶液,倒入试管中,并往试管中加入过量的氯化钙无现象,再加入了氯化镁出现白色沉淀,说明了A中溶液一定存在 。
(3)从而小燕得出了结论 。
【答案】 B装置中的氯化钙溶液压入A装置和C装置,并且都出现白色沉淀 氢氧化钠溶液 碱溶液能与非金属氧化物发生反应
【详解】(1)氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠,A中的压强变小,会使CaCl2溶液能够进入A,氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀;氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙,C中的压强变小,会使CaCl2溶液能够进入C,故实验整个过程中,小燕观察到:B装置中的氯化钙溶液压入A装置和C装置,并且都出现白色沉淀。
(2)氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,往A中加入氯化钙无明显现象现象,说明A溶液中无碳酸钠;往A中加入氯化镁生成白色沉淀,说明生成了氢氧化镁沉淀,故溶液中一定有氢氧化钠。
(3)氢氧化钠和氢氧化钙都属于碱,此实验说明碱溶液能与非金属氧化物发生反应。
37.为探究碱的化学性质,进行如下实验。
(1)如图(甲)所示,向加有酚酞的NaOH溶液中滴加一定量的盐酸后,观察到溶液颜色 ,说明NaOH溶液和盐酸之间发生了化学反应。
(2)如图(乙和丙)所示,同时将两支充满CO2的相同试管分别倒扣在等体积的水和NaOH溶液中,一段时间后,丙中试管内液面高于乙,丙烧杯中装的是 ,产生这一现象的原因是 (用化学方程式说明)。本实验中乙的作用是 。
【答案】 由红色变为无色 NaOH溶液 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O 对照
【详解】(1)酚酞试液在碱性溶液中呈红色,在中性或酸性溶液呈无色,如图(甲)所示,向加有酚酞的NaOH溶液中滴加一定量的盐酸后,溶液由减小变化至中性或酸性,观察到溶液颜色由红色变为无色,说明NaOH溶液和盐酸之间发生了化学反应;
(2)如图(乙和丙)所示,同时将两支充满CO2的相同试管分别倒扣在等体积的水和NaOH溶液中,一段时间后,丙中试管内液面高于乙,丙烧杯中装的是氢氧化钠溶液,产生这一现象的原因是氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,使试管内气体减少,压强变小,反应方程式为:CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O。本实验中乙的作用是,形成对照。
四、简答题
38.NaOH潮解后极易与空气中的CO2反应生成Na2CO3而变质。为测定实验室一瓶放置已久的烧碱中NaOH含量,某同学取适量的烧碱样品,溶于一定量的水得到200g溶液;再加入200g稀硫酸(足量)充分搅拌到不再放出气泡为止,称量溶液为395.6g。
请计算:
(1)反应产生的CO2的质量为__________________g。
(2)若所取烧碱样品为50.0g,则样品中NaOH的质量分数是多少?最后反应后所得溶液溶质质量分数是多少?
(3)用同浓度的硫酸,与三瓶原质量相等的未变质、部分变质或全部变质(杂质都是Na2CO3)的烧碱样品反应,需要硫酸的质量_____________________(填“都相等”或“未变质多”或“全部变质多”或“部分变质多”或“无法判断”)。
【答案】(1)4.4(2)78.8%;21.3% (3)都相等
【详解】根据质量守恒定律可得,生成的二氧化碳的质量为200g+200g-395.6g=4.4g
设碳酸钠的质量为x,生成的硫酸钠的质量为y
x=10.6g
y=14.2g
则若所取烧碱样品为50.0g,则样品中NaOH的质量50.0g-10.6g=39.4g,则样品中NaOH的质量分数为×100%=78.8%.
设氢氧化钠与硫酸反应生成的硫酸钠的质量为z
z≈69.9g
最后反应后所得溶液溶质质量分数为×100%≈21.3%
由于过程中钠元素最终和硫酸结合为硫酸钠,所以根据钠元素和硫酸根守恒可知,无论是否变质以及变质到什么程度消耗的硫酸的质量都相等.
答:
(1)反应产生的CO2的质量为 4.4g.
(2)若所取烧碱样品为50.0g,则样品中NaOH的质量分数是78.8%.最后反应后所得溶液溶质质量分数是21.3%.
(3)用同浓度的硫酸,与三瓶原质量相等的未变质、部分变质或全部变质(杂质都是Na2CO3)的烧碱样品反应,需要硫酸的质量都相等.
39.某校科学兴趣小组同学发现实验室有一份在空气中潮解变质的氢氧化钠样品,欲知其组成成分,现取样品9.8g向其中逐渐加入一定质量分数的稀硫酸,产生气体质量与滴入稀硫酸的质量关系如图所示。试计算:
(1)产生二氧化碳气体的质量为________g。
(2)求样品中碳酸钠的质量分数。
(3)求9.8g样品中氢氧化钠固体的质量。
【答案】(1)2.2;(2)根据图像可知,与碳酸钠反应的盐酸的质量为:100g-50g=50g;
设参加碳酸钠的质量为x,稀硫酸的溶质质量分数为y,
,
解得:x=5.3g,y=9.8%;
则样品中碳酸钠的质量分数为:;
(3)跟氢氧化钠反应的稀硫酸的质量也是50g,
设样品中氢氧化钠的质量为y
解得:z=4g。
9.8g样品中氢氧化钠固体的质量为4g。
【详解】(1)稀硫酸先和氢氧化钠反应,之后再和碳酸钠反应生成气体。根据图像可知,生成的二氧化碳的质量为2.2g。
(2)解析见答案。
(3)解析见答案。
40.实验室有一瓶久置的氢氧化钠固体,实验员猜测固体已变质,为验证其猜想,取少量该固体样品进行如下实验:(提示:CaCl2溶液显中性)
(1)上述实验中,A操作的名称是 ;
(2)“无色溶液”中除了CaCl2,还有其它溶质为: ;
(3)取10g已变质的氢氧化钠固体于干燥的烧杯中,并向其中加入100g一定质量分数的稀盐酸,充分反应后称得溶液的质量为107.8g,求:
①样品中没有发生变质的氢氧化钠的质量 ;
②氢氧化钠固体在变质前的质量是多少 。
【答案】 过滤 氯化钠、氢氧化钠 设碳酸钠的质量为x
生成二氧化碳的质量为:10g+100g-107.8g=2.2g,
解得x=5.3g
没有发生变质的氢氧化钠的质量为:10g-5.3g=4.7g 设变质的氢氧化钠质量为y
y=4g
故变质前氢氧化钠质量:4g+4.7g=8.7g
【详解】(1)上述实验中,A操作的名称是过滤,通过过滤把液体和固体分离。
(2)向白色沉淀中加入稀盐酸产生气泡,说明白色沉淀是碳酸钙,进一步说明固体样品中含有碳酸钠,生成碳酸钙沉淀的同时生成了氯化钠。向无色溶液中加入酚酞试液,溶液变红色,说明固体样品中含有氢氧化钠,因此“无色溶液”中除了CaCl2,还有氢氧化钠和氯化钠。
(3)①见答案。
②见答案。
41.实验室有一变质的氢氧化钠样品(样品中只有一种杂质,且成分均匀),为测量样品中NaOH的质量分数,小明进行了如下实验。
①取质量、大小相同的3个烧杯,分别加入一定质量分数的稀盐酸100克,
②向上述3个烧杯中分别加入3 份质量不同的样品;
③充分反应后,再用电子天平称量烧杯及烧杯内物质的总质量(假设产生的气体完全逸出)。实验数据记录如下:
实验一
实验二
实验三
反应前稀盐酸+烧杯质量(克)
150
150
150
反应前固体样品质量(克)
4
8
12
反应后烧杯内物质+烧杯质量(克)
m
155.8
158.7
(1)表中的m 值为 。
(2)根据实验数据计算样品中NaOH的质量分数。
(3)若要计算、确定所用的100克的稀盐酸的溶质质量分数,表格中的三次实验数据是否足够? (填“是”或“否”)
【答案】 (1)152.9 (2)33.75% (3)否
【详解】(1)分析表中数据可知,实验三产生的气体的质量为150g+12g-158.7g=3.3g,实验二产生的气体的质量为150g+8g-155.8g=2.2g,实验三产生的气体的质量大于实验二,所以实验二中稀盐酸有剩余,8g样品已完全反应。生成二氧化碳的为2.2g,则第一次4g的样品完全反应生成二氧化碳的质量为1.1g,所以:m=150g+4g-1.1g=152.9g
(2)设8g样品中碳酸钠的质量为x
解得:x=5.3g
样品中NaOH的质量分数为:×100×100%=33.75%
(3)根据表中的数据不能确定盐酸是否完全反应,不能计算稀盐酸的溶质质量分数。
故答为:(1)152.9;(2)样品中NaOH的质量分数33.75%;(3)否。
42.在实验室中,小科同学发现了一瓶敞口放置的Ca(OH)2粉末状试剂。他们对该试剂进行了定量实验分析:称取试剂19.8g放入锥形瓶中,加入30.2g的水,充分振荡,再向锥形瓶中依次滴加25g稀盐酸充分反应。测得数据与图像如下:
第1次
第2次
第3次
第4次
第5次
第6次
加入稀盐酸的质量/克
25
25
25
25
25
25
锥形瓶中物体的质量/克
75
100
125
150
172.8
197.8
请根据有关信息回答问题:
(1)b的数值为______。
(2)计算该试剂中氢氧化钙的质量?
(3)氢氧化钙的变质程度(请计算有百分之多少的氢氧化钙变质了)?
【答案】(1)2.2;
(2)设生成的碳酸钙对应的变质前的氢氧化钙的质量为x,变质产生的碳酸钙质量为y,
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O和CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑可得
列式:
解得:
x=3.7g
y=5g
则该试剂中氢氧化钙的质量为19.8g-5g=14.8g。
(3)变质前氢氧化钙的质量为3.7g+(19.8g-5g)=3.7g+14.8g=18.5g ,
氢氧化钙的变质程度为。
【详解】(1)根据图可知,加入125g盐酸恰好完全反应,则根据质量守恒定律可得,生成的二氧化碳的质量为19.8g+30.2g+125g-172.8g=2.2g,故b的值为2.2。
(2)见答案。
(3)见答案。
2
1
学科网(北京)股份有限公司
$