2026年中考化学复习--无明显现象反应、碱变质探究讲义
2026-05-06
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内容正文:
班课授课讲义
学员姓名: 授课教师: 所授科目: 学员年级:
上课时间: 年 月 日,具体时段: 共 课时
教学标题
无明显现象反应、碱变质探究
教学目标
1. 理解氢氧化钠、氢氧化钙变质的原因,掌握变质情况的检验方法与实验设计;
2. 掌握无明显现象反应的可视化验证方法,包括指示剂法、pH传感器法、压强对比法等;
3. 学会设计并实施变质程度探究实验,能正确选择试剂并分析现象;
4. 掌握碱变质相关的除杂方法及定量计算。
教学重难点
碱变质的检验与程度判断;无明显现象反应的证明策略;综合定量计算;多曲线综合分析。
知识点一 无明显现象反应的探究
“无明显现象反应”指的是那些从外观上看不到气泡、沉淀、颜色变化等明显信号的反应
一、酸与碱的中和反应
1.代表反应:HCl + NaOH == NaCl + H₂O(无现象)
2.探究本质:证明反应后酸(H⁺)或碱(OH⁻)的消失,或生成新物质
3.探究方法:证明反应物减少或消失(这是最直接的思路,证明某一反应物被消耗了)
(1)指示剂法(用于酸碱中和):
① 方法:先在碱溶液中滴加几滴酚酞试液(变红),然后逐滴加入酸,并不断搅拌。当观察到红色恰好褪为无色时,证明碱(OH⁻)被消耗完,从而证明酸和碱发生了反应。
② 要点:也可用紫色石蕊溶液(蓝→紫),但变色不易区分。关键是“恰好”,这是判断终点的标志。
(2)pH传感器/试纸法(数字化、定量):
① 方法:用pH传感器或pH试纸监测反应过程中溶液pH的变化。例如,向碱中加酸,pH会从大于7不断下降,当pH≤7时,证明碱已被中和。
② 优点:更精确,能画出变化曲线,证明反应是持续进行的。
4.注意:在证明酸和碱是否恰好完全反应时,若选用酚酞,必须把酚酞滴在碱液中,而不能滴在酸液中,再向里加碱(因为酸中酚酞无色,无法指示“恰好”点)
【例1】利用数字化技术手段,能帮助我们很好地研究化学实验。利用稀硫酸与氢氧化钠溶液反应探究中和反应时,测得溶液pH和温度的变化如图所示,下列对实验过程的分析,错误的是 ( )
A.b点、e点均表示酸碱恰好完全反应 B.a点、d点的溶液中溶质均是和
C.在滴入溶液的过程中,的数目逐渐减少 D.温度曲线从室温逐渐上升,说明该反应放热
【例2】进行下图实验,一段时间后,烧杯②红色褪去,关于各位置微观粒子的分析正确的是 ( )
A.此时大烧杯中只含HCl分子 B.此时烧杯①中的和数量一定相等
C.此时烧杯②中的和数量一定相等 D.此过程烧杯②中的水分子数量不变
【例3】“学化学,爱化学,用化学”,兴趣小组同学围绕“酸碱中和反应”开展实验探究活动,请你参与下列活动。
【实验探究】将氢氧化钾溶液与稀硫酸混合,观察不到明显现象,为证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了反应,二位同学进行了以下实验。
(1)测定溶液pH变化的方法。
甲同学在实验过程中测得变化如图1所示,则该同学是将___________(填字母)。
a.氢氧化钾溶液滴入稀硫酸中 b.稀硫酸滴入氢氧化钾溶液中
(2)借助于酸碱指示剂。
乙同学通过图2所示实验,他观察到溶液由红色变成无色,也证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了化学反应,反应的化学方程式为___________________________________。
【提出问题】针对反应后溶液中溶质的成分,大家纷纷提出了猜想。
(3)①猜想一:___________; 猜想二:和; 猜想三:和。
②小组经讨论发现猜想三不合理,原因为___________________________________________________________。
【进行实验】
(4)为验证猜想,学习小组选用条、粉末、溶液、溶液,进行探究:
实验方案
实验操作
实验现象
实验结论
方案一
取少量反应后的溶液于试管中,滴加①___________
②___________
猜想二正确
方案二
另取少量反应后的溶液于试管中,滴加溶液
产生白色沉淀
猜想二正确
【实验结论】猜想二正确。
【评价反思】
(5)丙同学针对上述方案提出疑问,认为方案二是不合理的,理由是_______________________________________
__________________________________________________。
【例4】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中发生中和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】大家又进行了实验活动2(见图示)的实验:
【观察思考】甲、乙、丙三位同学分别取各自实验后的无色溶液M,做了以下实验并记录现象:
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中加入镁粉,发现没有气泡产生。
丙同学:向溶液M中加入碳酸钙固体,无明显现象。
【归纳总结】
从以下两个角度可以证明化学反应的发生:一是生成其他物质,二是反应物消失。
(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___________(填“甲”、“乙”或“丙”)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碳酸钙会与盐酸反应,反应的现象是固体逐渐溶解,且___________,而溶液M中加入碳酸钙固体后,无明显现象,说明_____________________________。
【整理提升】
(4)上述两个实验活动都是通过观察____________________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“①”或“②”或“③”)。
【拓展应用】
(6)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,若用溶质质量分数为36.5%的浓盐酸来配制,需要浓盐酸的质量为___________千克。
二、CO₂与碱溶液的反应
1.代表反应:CO₂ + 2NaOH == Na₂CO₃ + H₂O(无现象)
2.探究本质:证明CO₂被碱溶液吸收,生成了碳酸盐。
3.探究方法:证明有新物质生成、压强变化等
(1)“产物验证”法:用于CO₂与碱反应:
向反应后的溶液中滴加足量稀盐酸,若产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,则证明生成了碳酸盐(CO₃²⁻),从而反推CO₂与碱发生了反应。
(2)“反证法/对比法”:
① 方法:将反应后的物质与等量未反应的反应物进行对比实验。
② 案例:证明CO₂与NaOH反应。设计两组实验:
A瓶:收集满CO₂的塑料瓶,加入一定量NaOH溶液,拧紧瓶盖,振荡→瓶子明显变瘪。
B瓶(对比组):收集满CO₂的塑料瓶,加入等量水,拧紧瓶盖,振荡→瓶子变瘪程度远小于A瓶。
③ 结论:通过对比,证明是NaOH与CO₂反应导致瓶内气压减小更多,从而证明反应发生。
(3)压强变化/质量变化法:
① 案例:上述CO₂与NaOH反应的“瓶子变瘪”实验,就是通过气压减小间接证明气体被吸收,反应发生。
② 质量变化:将反应体系置于密闭容器中称量,若质量不变则符合质量守恒,但若涉及气体吸收/放出,在开放容器中质量会变化(如NaOH溶液吸收空气中CO₂质量增加)。
4.注意:
(1)验证CO₂与碱反应生成CO₃²⁻时,酸必须用“足量”稀盐酸或稀硝酸,不能用稀硫酸(会生成微溶物覆盖)。
(2)用酸检验CO₃²⁻时,要注意溶液中是否可能有HCO₃⁻或OH⁻的干扰(OH⁻也会消耗酸,但不会产生气体)。
【例5】某化学兴趣小组的同学以“无明显现象反应的可视化探索”为主题进行实验探究。
任务一:探究二氧化碳与水的反应
(1)甲同学用三条干燥的紫色石蕊试纸按照图1所示依次操作,其中紫色石蕊试纸变红的是_____(填“1”“Ⅱ”或“Ⅲ”),获得的实验结论为 。
任务二:探究二氧化碳与氢氧化钠的反应
(2)乙同学利用图2装置将注射器中相同体积的NaOH溶液和水分别同时注入锥形瓶中,观察到_______________
____________的现象,说明氢氧化钠与二氧化碳发生了反应,反应的化学方程式为_______________________。
任务三:探究酸与碱的反应
丙同学利用图3装置研究氢氧化钠溶液与稀盐酸反应,测得溶液电导率随时间变化情况如图4所示。请根据图3、图4并结合资料卡片,回答下列问题:
(3)丙同学观察到三颈烧瓶中溶液由______变成无色,证明盐酸和氢氧化钠发生了化学反应,该反应的微观实质是___________________________________。
(4)图4中_______点(填“a”“b”或“c”)表示盐酸与氢氧化钠恰好完全反应。
丁同学实验时,忘记滴加酚酞试液,加稀盐酸一段时间后才向溶液中滴加酚酞试液,溶液无明显变化。同学们对三颈烧瓶中溶液的溶质成分进行了如下探究:
【提出问题】除酚酞外,溶液中的溶质是什么?
【作出猜想】猜想一:NaCl 猜想二:NaCl和 HCl
【查阅资料】AgCl难溶于水。
【进行实验】
(5)为了验证猜想,同学们分别设计实验进行如下探究:
实验操作
实验现象
实验结论
方案1:取少量反应后的溶液于试管中,加入Na2CO3粉末
_____
溶液中含有HCl
方案2:取少量反应后的溶液于试管中,滴加硝酸银溶液
有白色沉淀生成
溶液中含有HCl
【获得结论】猜想二正确。
【反思交流】
(6)同学们讨论交流后认为方案2是不合理的,理由是__________________________________________________
_______________________________。
(7)通过以上实验,同学们一致认为,对于无明显现象的化学反应,可以通过检验反应物减少和______________两个不同角度证明反应的发生。
【例6】化学小组以NaOH为例,从定性和定量两个维度研究物质及其变化。
维度一:定性认识NaOH及其溶液
(1)取一定量NaOH固体露置在空气中,其表面变潮湿并逐渐溶解。该现象反映出NaOH具有的性质是________。
(2)向NaOH溶液中滴加无色酚酞溶液,振荡,观察到溶液由无色变为_____色。则NaOH溶液显_____(填“酸性”“碱性”或“中性”)。
维度二:定量研究NaOH溶液与不同物质的反应
(3)兴趣小组利用图1装置探究稀硫酸与氢氧化钠溶液能否反应。锥形瓶中盛有一定量滴有酚酞的NaOH溶液,连接传感器,然后向锥形瓶中滴入稀硫酸。
①锥形瓶中发生反应的化学方程式是____________。
②C点时,除指示剂外,锥形瓶中溶液的溶质是______(填化学式)。
(4)为证明NaOH溶液能与二氧化碳反应,兴趣小组分别用等体积的水和NaOH溶液进行实验。如图3所示,不断振荡,容器内二氧化碳的浓度降低情况如图4所示。
①与NaOH反应对应的是曲线____(填“a”或“b”),向两者反应后的溶液中加入足量稀盐酸,观察到的现象为_________。
②加入等体积水的作用是_________。
【例7】某兴趣小组同学在学习了常见碱的性质后,进行了以下实验。
实验一:探究氢氧化钠的性质
(1)如图1,取5g氢氧化钠固体于烧杯中,向烧杯中加入20mL水,不断搅拌,观察到温度计示数上升,说明___________。
(2)如图2所示实验中,观察到的现象为___________。
实验二:验证碱与二氧化碳的反应
小荷同学设计了如图3所示实验(装置气密性良好),分别打开分液漏斗活塞,将相同体积的NaOH饱和溶液和Ca(OH)2饱和溶液分别全部加入锥形瓶中,立即关闭活塞,振荡锥形瓶,一段时间后,同时打开弹簧夹K1、K2,观察实验现象。
(3)B中的短导管的作用是___________。
(4)观察到A装置中的现象是___________,C装置中发生反应的方程式为___________。说明碱能与二氧化碳的反应。
(5)同学们观察到实验后进入A装置中的溶液明显多于C装置,此现象还能验证NaOH与Ca(OH)2的___________存在很大差异。
(6)实验后,同学们经过交流和反思认为,实验室吸收CO2最好用___________溶液。
三、金属与盐溶液的“隐含”置换
代表情境:将打磨过的铁丝(Fe)放入硫酸铜(CuSO₄)溶液中,现象明显(有红色固体析出,溶液颜色变浅)。但若探究“反应后溶液中是否还有Cu²⁺”或“Fe是否过量”,就需要进一步设计实验,因为当反应看似“停止”时,不一定完全反应。探究过程和推理如下:
1.写出化学方程式:Fe + CuSO₄ == FeSO₄ + Cu
2.分析反应后体系的全部可能性(这是逻辑基础):
① 固体:一定含有生成的Cu。可能含有剩余的Fe。
② 溶液(溶质):一定含有生成的FeSO₄,可能含有剩余的CuSO₄。
【关键】必须同时考虑固体和溶液两部分的成分,它们相互关联。
3.针对两种“可能存在的剩余反应物”,选择合适的检验方法:
如何检验溶液中是否含Cu²⁺(即CuSO₄过量)?
如何检验固体中是否含Fe(即Fe过量)?
4.口诀:“剩余谁,检验谁;取对样品,用对试剂”。
【例8】某班同学为了探究稀硫酸的化学性质,做了以下实验,分析并回答下列问题。
(1)实验A:向滴有酚酞溶液的稀硫酸中逐滴加入过量氢氧化钠溶液,试管中溶液的颜色变化是___________。该实验___________(填“能”或“不能”)证明二者发生反应。
(2)实验B结束后,溶液中含有的阳离子有___________。
(3)实验C中发生反应的方程式为___________。
实验结束后,同学们将A、C试管中过滤后的溶液倒入废液缸中,观察到有白色沉淀生成,经过滤,得到无色滤液D.取一定量的滤液D,滴加紫色石蕊溶液,振荡后溶液显紫色。
(4)为了探究无色滤液D的溶质成分,同学们决定进行以下实验。
提出合理假设,无色滤液D的溶质成分除了酚酞外,有3种可能:
假设1:___________(填化学式); 假设2:NaCl和Na2SO4 假设3:NaCl和BaCl2
限选试剂:稀HCl、稀H2SO4、BaCl2溶液、AgNO3溶液
完成实验方案,填写实验操作及补充完整与表中结论相符合的预期现象。
实验操作
预期现象
实验结论
①取少量滤液D于试管中,滴加___________。
均___________
假设1成立
②另取少量滤液D于试管中,滴加___________。
【例9】化学小组对某品牌金属螺帽(如下图)的成分展开如下探究(其他杂质不参与反应)。
[作出猜想]
猜想1:主要成分是铁。
猜想2:主要成分是铁,表面镀锌。
猜想3:主要成分是铁,表面镀镁。
[实验一]
(1)甲组先探究铁、锌、镁三种金属的活动性顺序,并设计如下实验。
实验编号
金属(均取2g)
稀硫酸的体积和浓度
收集50mL氢气所需时间/s
①
铁片
10mL10%稀硫酸
②
锌片
10mL10%稀硫酸
③
镁片
10mL_____?_____稀硫酸
实验③中加入稀硫酸的浓度应为___________。
(2)实验前需将金属片进行打磨,目的是___________。
(3)写出实验①中反应的化学方程式___________。
[现象记录]。
[得出结论]
(4)铁、锌、镁三种金属活动性由强到弱的顺序是:___________。
[实验二]
(5)乙组用以下方案探究金属螺帽的成分。
步骤1:取一个螺帽适当打磨,称量其质量为。
步骤2:
实验操作
预测现象
预测结论
实验结论
将螺帽放入硫酸锌溶液中,10分钟后取出螺帽洗涤,在氮气流中烘干,称得质量为
___________(填“>”“=”或“<”)
猜想1或2成立
猜想1或2成立
___________(填“>”“=”或“<”)
猜想3成立
步骤3:将步骤2中烘干后的螺帽放入某盐溶液中,观察到螺帽表面析出黑色固体,溶液由浅绿色变为无色,说明猜想2成立。该反应的化学方程式为___________。
[实验反思]
(6)步骤2中,烘干螺帽需要在氮气流中进行的原因是___________。
知识点二 碱变质的探究
一、变质与检测
1. 变质的原因及保存
主要对象:氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钙[Ca(OH)₂]
变质原因:与空气中的二氧化碳(CO₂)反应
2NaOH + CO₂ → Na₂CO₃ + H₂O Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O
【注】变质是化学变化(有新物质生成)
保存方法:密封保存(防止与空气接触);试剂瓶用橡胶塞(NaOH腐蚀玻璃塞)。
2. 是否变质的检验
检验目标
检验方法
现象与结论
注意点
NaOH是否变质
取样品溶于水,加足量CaCl₂或BaCl₂溶液
产生白色沉淀→已变质(含CO₃²⁻)
①用钙盐/钡盐,不用酸(会干扰OH⁻检验)
②Ca(OH)₂不能用,会引入OH⁻
Ca(OH)₂是否变质
取样品加水,滴加稀盐酸
产生气泡→已变质(含CaCO₃)
全部变质时固体不溶,需加酸检验
【例10】比较、分析、归纳是科学思维的重要方法。对下列现象或事实的解释不正确的是 ( )
选项
现象或事实
解释
A
C和H2用于冶炼金属
C和H2均具有还原性
B
浓硫酸和浓盐酸长期暴露在空气中浓度降低
浓硫酸和浓盐酸均具有挥发性
C
NaOH和Ca(OH)2久置在空气中变质
NaOH和Ca(OH)2均能与CO2反应
D
NaCl溶液和MgCl2溶液分别与AgNO3溶液反应生成白色沉淀
NaCl溶液和MgCl2溶液中均含有Cl-
A.A B.B C.C D.D
【例11】下列实验方法和主要操作能达到实验目的的是
选项
物质
方法和主要操作
A
除去Ca(NO3)2溶液中的Ca(OH)2
加入适量稀硫酸
B
检验久置的NaOH是否变质
加足量水溶解,取少量溶液于试管中,加入几滴酚酞溶液
C
鉴别NaOH固体和NH4NO3固体
取样,加水,观察温度变化
D
分离Fe和Cu
加入过量的稀盐酸,过滤,洗涤,干燥
A.A B.B C.C D.D
【例12】某实验小组同学在帮助实验员整理化学试剂时发现了一瓶久置的、标签破损的无色溶液,他们猜想瓶内原有的液体可能是Na2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、CuSO4溶液中的一种。为了判断瓶内的溶质成分,并确定试剂瓶标签名称,实验小组的同学进行了如下探究活动:
【查阅资料】
1.碳酸钠溶液显碱性。
2.氯化钡溶液显中性。
【实验探究Ⅰ】
(1)大家认为该瓶溶液不可能是______溶液,原因是______。
(2)甲同学设计了如下方案探究瓶内溶质的成分:
实验操作
实验现象
实验结论
实验1
取少量瓶内液体于试管中,滴加酚酞溶液
溶液变红色
溶质不是______
实验2
取少量瓶内液体于试管中,滴加足量______
有气泡产生
溶质是Na2CO3
【讨论质疑】乙同学认为甲同学的实验方案不严谨,小组同学讨论后一致认为还需要进行下一步探究。
【实验探究Ⅱ】
(3)另取少量瓶内液体于试管中,先加入过量的BaCl2溶液,观察到有白色沉淀生成,反应的化学方程式为______________________________________;静置后再取上层清液,滴入酚酞溶液,溶液呈红色。
【得出结论】
(4)该溶液的溶质有__________,该试剂瓶标签上的物质为__________________。
【反思拓展】
(5)小组同学反思:之所以该试剂瓶中溶质发生变化,是因为______________________(用化学方程式表示)。
二、变质程度的探究
1.具体步骤:(以NaOH为例)
2.取样溶于水加过量CaCl₂/BaCl₂溶液(检验并除去CO₃²⁻)→ 白色沉淀证明有Na₂CO₃
3.过滤,向滤液中滴加酚酞
① 酚酞变红 → 有OH⁻(部分变质)
② 酚酞不变红 → 无OH⁻(全部变质)
关键:除杂试剂必须足量且中性,不引入OH⁻
【例13】下列实验操作能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验操作
A
除去KCl中混有的固体
滴加过量溶液,过滤
B
鉴别CO和
分别通过灼热氧化铜
C
检验敞口放置的NaOH变质程度
加入适量溶液,过滤,向滤液加酚酞溶液,观察现象
D
除去中的少量HCl
通过盛有NaOH溶液的洗气瓶
A.A B.B C.C D.D
【例14】实验室中的试剂一般要密封保存,否则可能会与空气接触而变质。某研究性学习小组发现一瓶未密闭的KOH固体,对其成分提出以下假设,并完成了实验探究。资料:KOH的化学性质与NaOH的相似,CaCl2溶液呈中性。
(1)假设1:只含KOH;假设2:_______;假设3:只含K2CO3。
(2)成分中可能含有K2CO3的原因是_______(用化学方程式回答)。
(3)取少量样品于试管中,加入足量稀盐酸,观察到_______,说明假设2或假设3成立,对应的化学方程式是_______。
(4)进一步探究的过程如图:
①“操作1”的名称是_______。
②“固体A”的化学式_______。
③加入足量CaCl2溶液的作用是_______。
(5)变质试剂也有利用价值从KOH和K2CO3的组成和性质看,这瓶变质试剂的用途是_______(写出一条)。
三、除去杂质(提纯)
目标
方法
原理
注意点
NaOH中除Na₂CO₃
加适量Ca(OH)₂或Ba(OH)₂溶液,过滤
Na₂CO₃ + Ca(OH)₂ == CaCO₃↓ + 2NaOH
①不能用酸(引入新杂质)
②不能用CaCl₂(引入Cl⁻)
Ca(OH)₂中除CaCO₃
加水溶解,过滤
CaCO₃不溶于水
简单过滤即可
【注】除去CO₃²⁻时,试剂必须足量且中性
【例15】实验小组对生石灰干燥剂的变质情况及其制备原理进行探究
I.探究干燥剂变质情况
(1)生石灰会与空气中的______反应变质,可能生成氢氧化钙、碳酸钙。
(2)实验依次加入的检验试剂及现象如图所示。
①写出证明有碳酸钙的化学反应方程式______________________________。
②证明干燥剂未完全变质的现象是________________________。
③有同学提出加入______(填X的化学式)溶液,出现蓝色沉淀并不能证明有氢氧化钙,理由是_______________
_____________________。
(3)为进一步检验该干燥剂是否含有氢氧化钙,实验小组进行了定量测定。
【查阅资料】
i.氢氧化钙约在580℃开始分解,在650℃完全分解为氧化钙和水;
ii.碳酸钙约在825℃开始分解,生成二氧化碳和氧化钙。
【实验设计】实验小组通过充分加热一定量干燥剂至特定温度,冷却并干燥后称量,若__________________,证明没有氢氧化钙,反之含有氢氧化钙。
【实验过程】取5.00g该干燥剂在特定温度下加热充分反应,冷却并干燥后称量。记录数据如表:
温度/℃
650
900
固体质量/g
4.64
4.46
【实验结论】该干燥剂除了含氧化钙、碳酸钙外,还含氢氧化钙______g。
II.探究制备原理
(4)活动小组设想利用石灰石制备纯净的生石灰干燥剂,需要进行的转化路径有(以钙元素为转化主线,其余杂质、所需试剂和条件忽略不写):
①石灰石→生石灰→氢氧化钙→碳酸钙→生石灰;
②石灰石→____________→生石灰。
【例16】如图1为探究氢氧化钠化学性质的相关实验:
(1)A试管中的现象是________。
(2)为探究试管中反应后溶液中溶质的成分,同学们进行了以下探究:
【作出猜想】
猜想1:
猜想2:、
猜想3:________(填化学式)
(3)【实验探究】
操作取少量B试管反应后的溶液,滴加溶液
现象无明显现象
结论猜想2不成立
另取少量B试管反应后的溶液,滴加溶液
________
猜想1不成立,猜想3成立
(4)为探究溶液与稀硫酸反应过程中的变化,甲、乙两组同学按题2图所示装置进行实验,测出溶液变化如题3图所示。
甲组实验pH变化对应的曲线是________(填“I”或“II”)。若取M点对应溶液滴加紫色石蕊溶液,现象是________。
(5)溶液久置在空气中会变质,其原因是________(用化学方程式表示);向其中加入适量________溶液过滤,可得到较纯净的溶液。
四、定量分析(变质程度计算)
1.题型:给出变质前后质量变化,求变质质量分数
2.核心:利用化学反应方程式计算
2NaOH → Na₂CO₃,质量增加(从40→53)
Ca(OH)₂ → CaCO₃,质量减少(从74→100,注意实际是增重)
技巧:差量法计算(固体质量增加是因为吸收了CO₂中的碳和部分氧)
【例17】走进实验室,小明同学发现了一瓶敞口放置的氢氧化钙,对其是否变质及其成分产生兴趣,进行了相关实验并绘制图像如下:
根据实验过程和图像提供的信息,请回答:
(1)稀盐酸加入质量从0 到50g 过程中没有气体产生,说明要分析的物质中含有_______(写化学式)。完全反应后生成气体的质量为_______g,说明放置的氢氧化钙中含有______(写化学式);由此证实敞口放置的氢氧化钙变质情况是_______(填没有变质、部分变质、完全变质)。
(2)a点溶液中的溶质是______(写化学式)。
(3)通过计算:
①样品中碳酸钙的质量_______(要求有计算过程)
②稀盐酸的质量分数x%中的x数值为 _______。
课后作业
1. 三位同学为证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了反应,进行了以下实验。
(1)甲同学在实验过程中测得pH变化如图1所示,则该同学是将______(填字母)。
a.氢氧化钾溶液滴入稀硫酸中 b.稀硫酸滴入氢氧化钾溶液中
(2)乙同学在实验过程中测得反应混合溶液的温度变化如图2所示,说明稀硫酸与氢氧化钾溶液发生的反应是______(填“放热”或“吸热”)反应。图2中B点表示的含义是______。
(3)丙同学通过图3所示实验,他观察到溶液由红色变成无色,反应的化学方程式为______。
【提出问题】反应后溶液中溶质的成分是什么?
【猜想与假设】猜想一:只有K2SO4;猜想二:有K2SO4和H2SO4;猜想三:有K2SO4和KOH
【进行实验】为了验证猜想,学习小组选用Fe2O3粉末、BaCl2溶液,进行如下探究:
实验方案
实验操作
实验现象
实验结论
方案一
取少量反应后的溶液于试管中,加入 Fe2O3粉末
______
猜想二正确
方案二
取少量反应后的溶液于试管中,滴加 BaCl2溶液
产生白色沉淀
猜想二正确
【实验结论】猜想二是正确的。
【评价与反思】
(4)丁同学针对上述方案提出疑问,认为方案二是不合理的,理由是______。
(5)同学们经过反思与讨论,最后认为方案一中的Fe2O3粉末可以用下列的______(填字母)代替,也能得到同样的实验结论。
A.Mg B.CuO C.KCl D.Na2CO3
(6)分析反应后所得溶液中溶质的成分时,除了考虑生成物外,还要考虑______。
2. 无明显现象反应的可视化是一项重要的课题。某小组同学以酸碱中和为例进行实验探究。
活动一:验证新物质的生成
【文献资料】变色硅胶吸水后由蓝色变为红色。无水醋酸能与氢氧化钠反应生成醋酸钠和水。小组同学根据资料设计实验如图1所示:
(1)能证明无水醋酸与氢氧化钠反应生成水的现象是_____。
(2)设置A、B、C三个实验的目的是_____。
活动二:验证反应物的消失
(3)甲同学向滴有酚酞的氢氧化钠溶液逐滴加入稀盐酸直至过量,发现溶液颜色______,说明氢氧化钠与盐酸发生了反应。
(4)乙同学向滴有酚酞的稀盐酸滴入几滴氢氧化钠溶液并振荡,发现溶液没有变红,证明反应物中的______(填离子符号)消失了,可判断氢氧化钠与盐酸发生了反应。
活动三:手持技术数字化反应过程
小组同学根据图2进行相关实验,利用电导率传感器分别测试A、B试管反应过程中溶液的电导率变化如图3。(已知电导率越大,溶液中自由移动的离子浓度越大)
(5)A试管中反应的化学方程式为_____。
(6)图3中表示B试管电导率变化的是______(填“甲”或“乙”),C点表示的溶液中溶质为_____。
3.某化学小组在实验室进行二氧化碳与碱溶液反应的实验探究。
I.二氧化碳与氢氧化钠溶液反应的可行性研究
【实验1】学习碱的性质时,甲组同学分别向澄清石灰水和氢氧化钠溶液中通入二氧化碳(如图①、②)。观察到:
①中澄清石灰水很快变浑浊,②中无明显现象。
甲组得出结论:二氧化碳能与氢氧化钙溶液反应,不与氢氧化钠溶液反应。
(1)乙组同学提出异议,如果生成物具有____________性质,就无明显现象。他们设计如图③所示的实验,若软塑料瓶变瘪就可证明二氧化碳和氢氧化钠发生反应。丙组同学不同意乙组同学的说法,理由是:____________。
结论:二氧化碳能与碱溶液反应。写出②中化学方程式为____________。
Ⅱ.二氧化碳与氢氧化钠溶液反应的现象研究
【实验2】丁组往氢氧化钠溶液中持续通入一段时间二氧化碳,发现也变浑浊了。
已知:1 室温下某些物质的溶解度:氢氧化钠109g,碳酸钠21.5g,碳酸氢钠9.6g。
2 向碳酸钠溶液中不断通入二氧化碳发生反应:
【猜想与假设】
猜想1:可能生成了难溶物。
猜想2:可能与二氧化碳的量有关。
猜想3:可能与氢氧化钠溶液浓度有关。
上述猜想中,肯定错误是____________。
【实验3】室温下,取四支试管,向其中加入质量分数均为10%氢氧化钠溶液为10g,向其中通入不同体积的二氧化碳(二氧化碳被充分吸收),实验现象记录如下:
组别
氢氧化钠溶液
通入CO2的体积/mL
实验现象
1
10%
300
没有明显现象
2
10%
450
出现较少浑浊
3
10%
500
出现较多浑浊
4
10%
600
出现大量浑浊
【解释与结论】1:溶液变浑浊的原因主要是:过量的二氧化碳与碳酸钠反应生成碳酸氢钠,_____,导致溶液浑浊。所以,猜想2____________(填“成立”或“不成立”)。
【实验4】室温下,另取三支试管,向其中加入质量分数不同的氢氧化钠溶液10g,向其中通入相同体积的二氧化碳,实验现象记录如下:
组别
氢氧化钠溶液
实验操作
实验现象
1
1%
持续通入等体积的CO2
没有明显现象
2
5%
出现很少浑浊
3
10%
出现大量浑浊
解释与结论2:由此可知,猜想3成立。
【反思与评价】
结合所给数据,丁组推测实验3中出现的不溶物还可能是碳酸钠,理由是______。
【拓展延伸】
往氢氧化钠溶液中持续通入二氧化碳气体,如果始终不能产生浑浊现象,氢氧化钠溶液的浓度最大值为_____(保留两位小数)。
4. 某兴趣小组同学在学习了常见碱的性质后,进行了以下实验。
实验一:探究氢氧化钠的性质
(1)如图1,取5g氢氧化钠固体于烧杯中,向烧杯中加入20mL水,用玻璃棒不断搅拌,观察到温度计示数上升,说明___________。
如图2所示实验,滴加少量硫酸铜溶液后观察到
实验二:制取二氧化碳
(2)写出图3中编号①的仪器名称___________。
(3)实验室制取二氧化碳的化学方程式为___________,选择的发生装置是___________(填装置编号);若用G装置来收集制得的二氧化碳气体,判断二氧化碳已集满的方法为___________。
实验三:验证碱溶液与二氧化碳的反应
某同学设计了如图4所示实验(装置气密性良好),分别打开分液漏斗活塞,将相同体积的NaOH饱和溶液和Ca(OH)2饱和溶液分别全部加入锥形瓶中,立即关闭活塞,振荡锥形瓶,一段时间后,同时打开弹簧夹K1、K2,观察实验现象。
(4)B中的短导管的作用是___________。
(5)观察到A装置中的现象是___________,C装置中发生反应的方程式为___________。说明碱溶液能与二氧化碳的反应。
(6)同学们观察到实验后进入A装置中的溶液明显多于C装置,此现象还能验证NaOH与Ca(OH)2的___________存在很大差异。
(7)实验后,同学们经过交流和反思认为,实验室吸收CO2最好用___________溶液。
5. 下列实验方法和主要操作不能达到实验目的是( )
选项
实验目的
方法和主要操作
A
鉴别羊毛和涤纶
取样,灼烧,闻气味
B
除去溶液中的
加入足量的铜粉,过滤
C
检验久置的是否变质
取样,加入酚酞溶液,观察是否变红
D
从和的混合溶液中提纯
加热浓缩、降温结晶、过滤
A.A B.B C.C D.D
6. 兴趣小组在锥形瓶中加入变质的NaOH溶液,将pH传感器置于溶液中,一段时间后向其中滴加BaCl2溶液。实验过程中测得溶液pH随时间变化如图2(已知BaCO3难溶于水,BaCl2溶液呈中性)。下列说法错误的是
A.20s时,开始滴加BaCl2溶液,锥形瓶内产生沉淀
B.锥形瓶内反应的化学方程式为Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl
C.反应结束后;往锥形瓶内滴加足量稀盐酸无明显现象
D.分析可知,所用的NaOH溶液的变质情况为部分变质
7. 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
8. 学习化学的重要途径之一是科学探究,请你完成以下探究活动。
【探究活动一】九年级同学在化学实验操作训练中,为探究B试管中反应后溶液中溶质的成分,同学们进行了以下探究。
【猜想与假设】
(1)猜想一:
猜想二:、
猜想三:_____
猜想四:有、和NaOH。
某兴趣小组的同学对以上猜想提出质疑,认为猜想四不合理,理由是_____。
【设计并进行实验】
(2)完成并记录以下实验:
实验步骤
实验现象
实验结论
I.取少量B试管中反应后的溶液,滴加碳酸钠溶液
无明显现象
猜想二不成立
Ⅱ.另取少量B试管中反应后的溶液,滴加硝酸镁溶液
_____
猜想一不成立,猜想三成立
为探究氢氧化钠溶液与稀硫酸反应过程中pH的变化,甲、乙两组同学按图2所示装置进行实验,测定出溶液pH变化如图3所示。
(3)甲组实验pH变化对应的曲线是_____填“Ⅰ”或“Ⅱ。若取M点对应溶液滴加紫色石蕊试液,现象是_____。
【探究活动二】
在实验室里桌上有瓶敞口放置已久的NaOH溶液,同学们对溶质的成分产生了探究的欲望。
【提出问题】这瓶NaOH溶液一定变质了,其变质程度如何呢?
【提出猜想】
猜想一:NaOH溶液部分变质
猜想二:NaOH溶液完全变质
【查阅资料】溶液、溶液、溶液呈中性。
【实验探究】
(4)氢氧化钠溶液变质的原因为_____用化学方程式表示。
(5)小华设计了如下实验进行探究,请根据表中内容填写:
实验步骤
现象
结论
步骤一
取少量NaOH溶液样品于试管中,向其中滴加足量的氯化钙溶液。
产生白色沉淀
猜想_____成立
步骤二
过滤,向滤液中滴加酚酞溶液。
酚酞溶液变红
步骤一中滴加氯化钙溶液要“足量”,目的是_____。
【实验反思】
(6)下列物质中不能替代步骤一中所加试剂的是_____填序号。
A.稀盐酸; B.溶液; C.溶液
1
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