内容正文:
第10单元 实验活动8 常见酸、碱的化学性质
一、单选题
1.下列溶液中,能使酚酞试液变色的是
A.烧碱溶液 B.稀硫酸 C.稀盐酸 D.白醋
2.下表为小明同学收集的家庭中一些常见物质的:上述物质中,最容易直接腐蚀铁质下水道的是
物质
①洁厕灵
②食盐水
③牙膏
④肥皂水
⑤食醋
⑥厨房清洁剂
A.①⑤ B.③④ C.⑤⑥ D.①②
3.某实验小组测得稀盐酸和氢氧化钠溶液反应的pH随时间变化曲线(图1)、电导率随时间变化曲线(图2)(电导率的数值越大,溶液的导电性越强)。下列说法正确的是
A.M点之前溶液中的离子总数变小
B.M点到N点溶液的电导率升高的原因可能是滴加的稀盐酸过量所致
C.B点溶液中的溶质为NaCl
D.该实验是将氢氧化钠溶液滴入稀盐酸中
4.兴趣小组探究酸碱性对H2O2分解快慢的影响。60℃时,每次向10g30%的H2O2溶液滴加调节剂,使溶液的pH从3依次调至13,测得30分钟内产生气体的体积随pH的变化关系如图1。下列分析正确的是
A.反应原理:2H2O2=2H2O+O2↑;pH越大,H2O2分解越快
B.图2分液漏斗存放调节剂,可通过调节滴加量控制溶液的pH
C.常温下,实验室保存H2O2溶液可控制在pH=9的碱性环境中
D.由该实验可知,同一种反应物,反应条件不同,生成物种类不同
5.化学兴趣小组同学设计下图实验进行HCl气体与NaOH溶液反应的探究。下列说法错误的是
A.HCl气体易溶于水形成盐酸 B.烧杯中溶液的颜色逐渐褪去
C.c点时,溶液中共有两种微观粒子 D.球形干燥管可缓冲气压,防止液体倒吸
6.利用如图-1所示装置研究稀盐酸与氢氧化钠溶液的反应,过程中pH和电导率(与单位体积溶液中自由离子数量成正比)变化如图-2所示。下列说法不正确的是
A.滴加的a溶液为稀盐酸
B.b→d段,pH下降,主要因为稀盐酸和氢氧化钠溶液发生中和反应
C.d→e段,溶液中NaCl的质量不变,质量分数逐渐降低
D.90s时,f点的电导率最低,因为此时溶液中自由离子数量最少
7.某兴趣小组利用图1装置,对“CO2和NaOH溶液是否反应”进行数字化实验再探究。实验1:在盛满CO2的烧瓶中滴加80mL蒸馏水;实验2:在同样的烧瓶中滴加80mLNaOH溶液。实验得到如图2所示曲线。下列说法不正确的是
A.A曲线中ab段上升是因为快速注入液体,压缩烧瓶内的气体,使压强增大
B.由实验1得到的图像是B曲线
C.该实验能证明CO2与NaOH溶液发生了反应
D.通过此实验说明,利用数字化实验可以实现对化学反应由定性到定量的研究
8.将未经打磨的锌片放入盛有一定量稀盐酸的密闭容器中,连接压强传感器,测得容器内压强与时间的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.ab段压强不变,因为锌没有直接与酸接触
B.bc段压强增大,主要原因是产生了大量的氢气
C.cd段压强减小,是因为容器内温度降低
D.d点表示反应停止
9.常温下,某小组同学分别向盐酸中加水和氢氧化钠溶液,利用pH传感器分别测得溶液pH的变化如图1、图2所示。下列说法正确的是
A.向M点溶液中加大量水可使溶液的pH≈8
B.N点时的溶液中所含有的微粒为Na+和Cl-
C.N→P过程中溶液中氯化钠的质量分数不变
D.向P点溶液中加入碳酸钙,能证明稀盐酸与氢氧化钠溶液发生了反应
10.在常温下进行氢氧化钡溶液和稀盐酸发生中和反应的探究实验,利用数字化传感器,借助计算机绘制出溶液pH随所滴入氢氧化钡溶液体积变化的曲线,如下图所示。下列有关说法中不合理的是
A.在a点时溶液中的阳离子为和
B.在a→b段,溶液的pH增大,数目逐渐增多
C.在c点时溶液中的溶质为和
D.该反应的实质是和结合生成
11.常温下,某小组同学向氢氧化钠溶液a中加水,向氢氧化钠溶液b中逐滴加稀盐酸,利用pH传感器分别测得溶液pH的变化如图1、图2所示。下列说法正确的是
A.图1:M→N过程中数量逐渐减少
B.图1:向N点时的溶液中再加水可使溶液的
C.图2:向Q点时的溶液中加入铜粉,有气泡生成
D.图2:P→S过程中溶液中氯化钠的质量保持不变
二、非选择题
12.从共性和差异性认识一类物质的性质,建构物质组成、性质与用途之间的关系,是学习化学的重要方式。
Ⅰ、共性
【提出问题】向澄清石灰水中吹气,溶液变浑浊,说明氢氧化钙与反应。氢氧化钠能与反应吗?
【形成假设】
(1)氢氧化钠、氢氧化钙均属于______(填物质类别),推测氢氧化钠能与反应。
【实验验证】设计对比实验如图1所示。(夹持仪器已略去)
(2)左侧U形管内液面上升高于右侧,证明二者能反应。方框内应填入的物质是______。
(3)用pH计测得反应前后溶液的pH如表1,结合表中数据,也可证明二者能反应,其依据是______。
【分析解释】
(4)氢氧化钠、氢氧化钙均含相同的______。(填粒子符号)
【建构模型】实验中可通过定性(实验现象)和定量(pH变化)角度验证反应发生。
Ⅱ、差异性
【提出问题】检验用澄清石灰水,为什么吸收用氢氧化钠溶液?
【实验验证】
(5)将图1方框内物质换为等体积的饱和石灰水,观察到石灰水变浑浊,原因是______(用化学方程式表示),能够证明吸收用氢氧化钠溶液而不用澄清石灰水的实验现象是______。
【分析解释】二者阳离子不同,致使反应物和生成物的溶解性不同。
【反思拓展】
(6)结合表2,依据上述实验,吸收时选用氢氧化钠溶液的原因是______。
Ⅲ、应用
(7)某工厂用8%的NaOH溶液“碳捕集”废气。若每小时排放,理论上需消耗该NaOH溶液的质量是多少?
13.同学们在老师的指导下进行实验探究活动。实验室提供的实验用品有:氢氧化钙溶液、二氧化碳气体,紫色石蕊溶液,稀盐酸,无色酚酞溶液、蒸馏水,碳酸钠溶液及所需的各种仪器。
【问题1引领】如何证明氢氧化钙溶液和盐酸发生了反应?
【实验活动1】小组同学进行了如图实验:
【观点表达】
(1)实验活动1中发生反应的化学方程式为__________,实验中酚酞溶液的作用是:通过酚酞溶液颜色由__________,证明氢氧化钙消失,从而证明了氢氧化钙溶液和稀盐酸发生了反应。
【问题2引领】如果没有先滴加酚酞溶液,如何证明二者发生了反应呢?
【实验活动2】大家又进行了如图实验:
【观察思考】甲、乙、丙三位同学对反应后可能得到的无色溶液设计了不同检验方案,并描述了对应的现象:
甲同学:向溶液M中加入紫色石蕊溶液,紫色石蕊溶液显红色。
乙同学:向溶液M中加入碳酸钠溶液,发现没有气泡产生。
丙同学:向溶液M中通入二氧化碳气体,溶液M中立即产生白色沉淀。
【归纳总结】
(2)小组同学认为三位同学的方案都可以证明氢氧化钙和盐酸发生了化学反应,其中__________同学通过证明氢氧化钙消失,从而证明二者发生了化学反应。
【思维引领】
(3)小组同学认为丙同学的现象证明二者发生了化学反应的原因是__________。
【整理提升】
(4)上述两个实验活动都是通过证明__________来证明化学反应发生的。
【数形结合】小组长根据向氢氧化钙溶液中滴加稀盐酸时,溶液的pH变化与加入盐酸的体积的关系绘制了下图。
(5)能表示图中A点溶液中粒子存在的微观模拟图示为__________(填“甲”或“乙”或“丙”)。
【拓展应用】
(6)若中和某碱性废液需要溶质质量分数为7.3%的盐酸质量100千克,要换成溶质质量分数9.8%的稀硫酸,需要稀硫酸的质量为__________千克。
14.对久置于空气中的“生石灰”干燥剂的组成成分及含量进行探究。
【提出猜想】该干燥剂的组成成分中可能含有的物质有 CaO、Ca(OH)2、___________;
【查阅资料】Ca(OH)2加热到一定温度时会发生分解反应,生成两种氧化物。
【实验探究】该小组称取10.0g干燥剂样品于玻璃管中,按如图所示装置进行实验,实验时先通一段时间氮气,再继续实验(装置气密性良好,装置 A 中的试剂是浓硫酸,装置B中的试剂是NaOH溶液,且装置中试剂均足量)。
(1)加热干燥剂样品生成___________被浓硫酸吸收,使装置A 质量增加;
(2)充分反应后,若产物被完全吸收,测得 A 装置增重 0.9g,B 装置增重 2.2g,则该包干燥剂的成分是___________;
【反思评价】关于以上实验过程的分析中,正确的是___________。
A.装置A和装置B的顺序可以调换
B.反应完毕后继续通入氮气,为防止液体倒吸和在装置内的气体完全排入后续装置中
C.若没有C装置,会导致氧化钙的含量测定结果偏小
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.A
【详解】A、烧碱溶液显碱性,能使无色酚酞试液变为红色,符合题意;
B、稀硫酸显酸性,不能使无色酚酞试液变色,不符合题意;
C、稀盐酸显酸性,不能使无色酚酞试液变色,不符合题意;
D、白醋显酸性,不能使无色酚酞试液变色,不符合题意。
故选A。
2.A
【详解】A. ①洁厕灵(pH=2)和⑤食醋(pH=3)均为酸性物质。洁厕剂酸性最强,食醋次之,均会与铁反应导致腐蚀。符合题意。
B. ③牙膏(pH=8)和④肥皂水(pH=10)为弱碱性物质,腐蚀性较弱。不符合题意。
C. ⑤食醋(pH=3)为酸性,⑥厨房清洁剂(pH=12)为强碱性。虽然强碱可能腐蚀金属,但初中阶段通常强调酸性腐蚀更直接。不符合题意。
D.①洁厕剂(pH=2)酸性强,但②食盐水(pH=7)为中性,不会腐蚀铁。不符合题意。
故选A。
3.B
【详解】A、M点之前发生的反应为 。此过程中,溶液中的 被新加入的 等量替换,而 的数量不变,故溶液中的离子总数基本保持不变,错误。
B、M 点时溶液的电导率最低,此时酸碱恰好完全反应,溶液中的溶质只有NaCl。M 点到 N 点继续滴加稀盐酸,HCl在溶液中电离出H+和Cl−,使溶液中的离子浓度增大,电导率升高,所以电导率升高的原因可能是滴加的稀盐酸过量所致,正确。
C、B 点溶液的pH>7,溶液显碱性,说明氢氧化钠过量,此时溶液中的溶质为NaCl和NaOH,错误。
D、从图 1 中溶液的pH变化情况来看,开始时溶液的pH>7,呈碱性,随着反应的进行pH逐渐减小,说明是将稀盐酸滴入氢氧化钠溶液中,该选项错误。
故选B。
4.B
【详解】A、过氧化氢分解生成水和氧气,该反应化学方程式,从图1可以看出,并不是pH越大,过氧化氢分解越快,pH=9时生成氧气体积最大,反应速率最大,pH<9时,pH越大,产生氧气的体积越大,即过氧化氢溶液分解速度越快,但pH﹥9时,pH越大,产生氧气的体积反而减小,即过氧化氢溶液分解速度反而越慢,故A错误;
B、图2中,分液漏斗存放调节剂,通过调节分液漏斗的活塞控制调节剂的滴加量,从而可以控制溶液的pH,故B正确;
C、从图1可知,在pH=9时,产生氧气的体积最大,即过氧化氢分解速率较快,所以pH=9的碱性环境不适合用来保存过氧化氢溶液,常温下保存过氧化氢溶液应该选择分解速率较慢的酸性条件,故C错误;
D、该实验只是探究了不同酸碱性(反应条件)对过氧化氢分解快慢的影响,生成物始终是水和氧气,并没有得出生成物种类不同的结论,故D错误;
故选:B。
5.C
【详解】A、HCl气体易溶于水形成盐酸,说法正确,不符合题意;
B、氢氧化钠溶液显碱性,能使酚酞变红,通入干燥的HCl气体,HCl气体溶于水形成盐酸,盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠和水,氯化钠显中性,盐酸显酸性,均不能使酚酞变色,因此观察到烧杯中溶液由红色逐渐变为无色,说法正确,不符合题意;
C、由图可知,c点对应溶液的pH小于7,显酸性,则c点溶液中溶质为氯化钠、氯化氢,即c点时溶液中共有氯离子、钠离子、氢离子、水分子四种微观粒子,说法错误,符合题意;
D、球形干燥管的作用是缓冲气压,防止液体倒吸,说法正确,不符合题意。
故选:C。
6.D
【详解】A、由图可知,一开始pH大于7,随着反应的进行,pH逐渐减小至小于7,故该实验是将稀盐酸滴入氢氧化钠溶液中,故滴加的a溶液为稀盐酸,不符合题意;
B、b→d段,pH下降,主要因为稀盐酸和氢氧化钠溶液发生中和反应生成氯化钠和水,氢氧化钠被消耗,碱性减弱,不符合题意;
C、d点时pH=7,此时氢氧化钠和稀盐酸恰好完全反应,d→e段稀盐酸过量,溶液中氯化钠的质量不变,但是溶液质量逐渐变大,溶质质量分数逐渐降低,不符合题意;
D、溶液的电导率与单位体积溶液中自由离子数量成正比,f点的电导率最低,是因为此时单位体积溶液中自由离子数量最少,即离子浓度最低,不是溶液中自由离子数量最少,氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水,实质是氢离子和氢氧根离子结合生成水分子,相当于氢氧根离子被氯离子取代,该过程溶液中离子数目不变,符合题意。
故选D。
7.B
【详解】A、A曲线中ab段曲线上升的原因是用注射器注入液体,压缩了烧瓶内的气体,使压强增大,故A正确;
B、二氧化碳能溶于水,压强减少,但二氧化碳的溶解度较小,所以压强变化不大;二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,二氧化碳减少的更多,压强变化更大,所以曲线A表示实验1的变化,故B错误;
C、曲线B二氧化碳减少更多,且二氧化碳与水的实验是作为对照实验,说明压强的显著降低主要是由化学反应导致的,上述实验可以证明氢氧化钠与二氧化碳能发生反应,故C正确;
D、通过此实验说明,由压强的变化量对比可得出化学反应的发生,故利用数字化实验可以实现对化学反应由定性到定量的研究,故D正确。
故选:B。
8.D
【详解】A、ab段压强不变,可能是因为锌片表面有一层氧化锌薄膜,氧化锌先与稀盐酸反应生成氯化锌和水,锌没有与酸接触,不符合题意;
B、bc段压强增大,主要原因是锌与稀盐酸反应生成了氯化锌和氢气,反应生成了大量气体,不符合题意;
C、cd段压强减小,是因为锌与稀盐酸反应放出热量,完全反应后,温度逐渐恢复至室温,故压强减小,不符合题意;
D、c点时压强最大,此时锌与稀盐酸恰好完全反应,表示反应停止,不是d点,符合题意;
故选D。
9.D
【详解】A、M点溶液显酸性,加水只能让溶液的酸性减弱,但是不能溶液变成碱性,溶液pH只能无限接近7,错误;
B、N点时,pH=7,酸和碱恰好完全反应,溶质是氯化钠,溶剂是水,溶液中所含有的微粒为Na+和Cl-、H2O,错误;
C、N→P过程中,还在不断加氢氧化钠溶液,溶液质量增加,溶液中氯化钠的质量不变,质量分数变小,错误;
D、向P点溶液中加入碳酸钙,无气泡产生,说明溶液中无盐酸,则证明稀盐酸与氢氧化钠溶液发生了反应,正确;
故选D。
10.B
【详解】A、由图可知,a点对应溶液的pH小于7,显酸性,说明稀盐酸部分反应,氢氧化钡与稀盐酸反应生成氯化钡和水,则a点时溶液中的溶质为HCl和BaCl2,溶液中的阳离子为H+和Ba2+,故A正确;
B、由图可知,在a→b段溶液pH逐渐增大,说明溶液酸性减弱,则溶液中H+数量减少,故B错误;
C、由图可知,c点对应溶液的pH大于7,显碱性,说明氢氧化钡溶液过量,则c点时溶液中的溶质为BaCl2、Ba(OH)2,故C正确;
D、氢氧化钡与稀盐酸反应生成氯化钡和水,其微观实质是H+和OH-结合生成H2O,故D正确。
故选B。
11.D
【详解】A、图1加水稀释氢氧化钠溶液,稀释时只是溶液体积变大,的浓度降低,溶质的质量不变,的数量不会减少,说法错误。
B、氢氧化钠溶液是碱性溶液,无论如何稀释,都始终呈碱性(),不会变成酸性(),说法错误。
C、图2 Q点时溶液,说明稀盐酸过量(溶液含),但铜在金属活动性顺序中排在氢之后,不能与稀盐酸反应生成氢气,因此无气泡,说法错误。
D、P点溶液说明恰好完全反应,反应,氯化钠的质量达到最大。从P点至S点,没有发生反应,氯化钠的质量保持不变。因此,在整个过程中氯化钠的质量是不变的,说法正确。
故选:D。
12.(1)碱
(2)水/H2O
(3)pH减小(或碱性减弱)
(4)
(5) 左侧U形管液面上升高度高于右侧
(6)氢氧化钠易溶于水,可以配制成浓溶液,吸收效率高。
(7)
解:设理论上需要消耗氢氧化钠溶液的质量为x
答:理论上消耗NaOH溶液的质量为1000kg。
【详解】(1)氢氧化钠、氢氧化钙均是电离时产生的阴离子都是氢氧根离子的化合物,均属于碱;
(2)该实验的目的是验证二氧化碳能与氢氧化钠反应,根据控制变量法,框内应填入的物质是水,如果二氧化碳和氢氧化钠不反应,氢氧化钠溶液中本身含水,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,则U形管内液面相平,左侧U形管内液面上升高于右侧,说明二氧化碳和氢氧化钠发生了反应;
(3)由图可知,反应后,pH减小,说明氢氧化钠被消耗,说明二氧化碳和氢氧化钠发生了反应;
(4)氢氧化钠、氢氧化钙均属于碱,其溶液中均含OH-;
(5)将图1方框内物质换为等体积的饱和石灰水,观察到石灰水变浑浊,原因是:二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,该反应的化学方程式为:;
将图1方框内物质换为等体积的饱和石灰水,二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,均能导致装置内气体减少,压强减小,故左侧U形管液面上升高度高于右侧,说明相同条件下,氢氧化钠溶液消耗的二氧化碳多,则吸收二氧化碳用氢氧化钠溶液而不用澄清石灰水;
(6)由表2可知,氢氧化钠易溶于水,可以配制成浓溶液,吸收效率高,故吸收二氧化碳时选用氢氧化钠溶液;
(7)见答案。
13.(1) 红色变为无色
(2)甲
(3)向M溶液中通入二氧化碳气体立即产生白色沉淀,说明溶液M中没有稀盐酸,说明氢氧化钙和盐酸发生了反应
(4)反应物消失
(5)甲
(6)
100
【详解】(1)氢氧化钙和盐酸中的氯化氢反应生成氯化钙和水,该反应的化学方程式为Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O。因为氢氧化钙溶液显碱性,能使酚酞溶液变红,当氢氧化钙与盐酸反应后,溶液碱性消失,酚酞溶液由红色变为无色,所以实验中酚酞溶液通过颜色由红色变为无色,证明氢氧化钙消失,从而证明二者发生反应。
(2)氢氧化钙溶液显碱性,碱性溶液能使紫色石蕊溶液变蓝;盐酸溶液显酸性,酸性溶液能使紫色石蕊溶液变红,甲同学向溶液M中加入紫色石蕊溶液,紫色石蕊溶液显红色,说明盐酸过量,氢氧化钙已完全反应消失,从而证明二者发生了化学反应。乙同学向溶液M中加入碳酸钠溶液,发现没有气泡产生,说明盐酸消失,从而证明二者发生了化学反应。丙同学向溶液M中通入二氧化碳气体,溶液M中立即产生白色沉淀,说明氢氧化钙过量,盐酸已完全反应消失,从而证明二者发生了化学反应。其中甲同学通过证明氢氧化钙消失,从而证明二者发生了化学反应。
(3)丙同学的现象证明二者发生化学反应的原因是向M溶液中通入二氧化碳气体立即产生白色沉淀,说明溶液M中没有稀盐酸,说明氢氧化钙和盐酸发生了反应。
(4)上述两个实验活动,实验活动1通过酚酞溶液颜色变化证明氢氧化钙消失,实验活动2中三位同学也是通过稀盐酸或氢氧化钙消失的现象证明反应发生,所以上述两个实验活动都是通过证明反应物消失来证明化学反应发生的。
(5)A点溶液pH>7,溶液显碱性,说明氢氧化钙没有完全反应,溶液中的溶质有反应生成的氯化钙和剩余的氢氧化钙,溶剂为水,氯化钙由钙离子和氯离子构成,氢氧化钙由钙离子和氢氧根离子构成,水由水分子构成,所以能表示A点溶液中粒子存在的微观模拟图示为甲。
(6)中和反应的实质是氢离子和氢氧根离子结合成水分子,中和某碱性废液将稀盐酸换成稀硫酸,可得关系式:2HCl~2H+~H2SO4
设需要稀硫酸的质量为x
x=100kg
即若中和某碱性废液需要溶质质量分数为7.3%的盐酸质量100千克,要换成溶质质量分数9.8%的稀硫酸,需要稀硫酸的质量为100千克。
14. CaCO3 H2O CaO、Ca(OH)2、CaCO3 BC
【详解】提出猜想:
氧化钙能与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙和水,故可能含有的物质有:CaO、Ca(OH)2、CaCO3;
实验探究:
(1)氢氧化钙加热到一定温度会发生分解反应,生成两种氧化物,根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类不变,反应物中含Ca、H、O,生成物中也应含Ca、H、O,故生成的两种氧化物为氧化钙和水,浓硫酸具有吸水性,故加热干燥剂样品生成H2O被浓硫酸吸收,使装置A 质量增加;
(2)氢氧化钙加热分解生成氧化钙和水,碳酸钙受热分解生成氧化钙和二氧化碳,充分反应后,若产物被完全吸收,测得 A 装置增重 0.9g,B 装置增重 2.2g,说明生成水的质量为0.9g,生成二氧化碳的质量为2.2g,说明这包干燥剂中含氢氧化钙和碳酸钙。
解:设该包干燥剂中氢氧化钙的质量为x
x=3.7g
设这包干燥剂中碳酸钙的质量为y
y=5g
5g+3.7g=8.7g<10g,故该包干燥剂中还含有氧化钙,故这包干燥剂的成分是CaO、Ca(OH)2、CaCO3;
反思评价:
A、装置A和装置B的顺序如果调换,气体会从装置B中携带出水蒸气,会导致水的质量偏大,产生误差,不符合题意;
B、反应完毕后继续通入氮气,是为防止液体倒吸和将在装置内的气体完全排入后续装置中,符合题意;
C、若没有C装置,空气中的二氧化碳会被B装置吸收,会使二氧化碳的质量偏大,计算得出的碳酸钙的质量偏大,会导致氧化钙的含量测定结果偏小,符合题意。
故选BC。
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