内容正文:
中考化学实验探究·异常现象分析专题复习
一、二氧化碳检验异常
(一)实验室制取二氧化碳原理
1. 实验室制取二氧化碳,选用大理石或石灰石,主要成分为碳酸钙,与稀盐酸发生复分解反应制取。
2. 该反应常温即可进行,不需要加热,操作简单,生成物只有气体和盐、水,便于收集。
3. 化学方程式:CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂↑
(二)实验目的
1. 利用大理石或石灰石、水垢、草木灰等含碳酸盐的物质与稀盐酸反应,产生二氧化碳气体。
2. 将反应生成的气体通入澄清石灰水中,利用二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊的特性,检验该气体是否为二氧化碳。
(三)异常现象及完整原因
1. 异常现象:将反应生成的气体通入澄清石灰水中,石灰水不变浑浊。
2. 核心原因:实验过程中若使用浓盐酸代替稀盐酸,浓盐酸具有挥发性,反应放热会加速氯化氢气体挥发,氯化氢与二氧化碳混合后一同进入石灰水。
3. 反应优先级:氯化氢溶于水形成盐酸,酸性强于碳酸,会优先与氢氧化钙发生中和反应,直接消耗掉石灰水中的氢氧化钙。
4. 最终结果:溶液中没有氢氧化钙与二氧化碳反应,无法生成碳酸钙白色沉淀,石灰水因此不变浑浊。
5. 对应化学方程式:2HCl + Ca(OH)₂ = CaCl₂ + 2H₂O
6. 其他真实原因:
(1)澄清石灰水敞口久置,已经和空气中的二氧化碳反应完全变质,失去检验作用;
(2)通入气体速度过快,二氧化碳与石灰水接触时间太短,反应不充分;
(3)装置气密性差,生成的二氧化碳在中途泄漏,没有进入石灰水中。
(四)精简背诵版
用浓盐酸制取二氧化碳时,挥发出的氯化氢气体优先与氢氧化钙反应,消耗氢氧化钙,导致二氧化碳无法生成沉淀,石灰水不变浑浊。
二、中考常考实验异常现象完整汇总
1. 石灰水通入二氧化碳不变浑浊
(1)制取二氧化碳时使用浓盐酸,浓盐酸挥发产生氯化氢气体,氯化氢优先与氢氧化钙反应,消耗石灰水,干扰二氧化碳检验;
(2)澄清石灰水长期放置已经变质;装置漏气导致气体未通入石灰水;通气过快反应不充分。
2. 石灰水先浑浊后变澄清
(1)二氧化碳先与氢氧化钙反应,生成难溶于水的碳酸钙,使溶液变浑浊;
(2)继续通入过量二氧化碳,碳酸钙与水、二氧化碳共同反应,生成可溶于水的碳酸氢钙,沉淀溶解,溶液恢复澄清;
(3)化学方程式:CaCO₃ + H₂O + CO₂ = Ca(HCO₃)₂
3. 加入稀盐酸后反应缓慢、气泡量少
(1)固体样品中碳酸盐的含量偏低,能够与稀盐酸发生反应的物质较少,因此反应生成的二氧化碳气体少,气泡现象不明显;
(2)所用稀盐酸浓度过低,溶液中氢离子含量少,反应物浓度不足,导致化学反应速率变慢,气泡产生缓慢;
(3)固体表面被不溶性杂质包裹,稀盐酸只能接触固体表面,无法与内部的碳酸盐充分接触,反应物接触面积小,反应进行缓慢。
4. 变质氢氧化钠溶液中加入稀盐酸,先无气泡后产生气泡
(1)氢氧化钠溶液敞口放置在空气中,会与二氧化碳发生反应,部分变质生成碳酸钠,因此溶液中同时含有未变质的氢氧化钠和变质生成的碳酸钠两种溶质;
(2)向混合溶液中滴加稀盐酸时,酸碱中和反应优先进行,稀盐酸先与氢氧化钠发生反应,该反应只生成氯化钠和水,没有气体产生,因此开始无气泡;
(3)当氢氧化钠被盐酸完全消耗后,稀盐酸再与碳酸钠发生反应,生成二氧化碳气体,这时溶液中才会出现气泡;
(4)化学方程式:HCl + NaOH = NaCl + H₂O
Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂O + CO₂↑
5. 加入氯化钡产生白色沉淀,上层清液加酚酞不变红
(1)氢氧化钠已经完全变质,溶液中不再含有氢氧化钠,溶质全部为碳酸钠;
(2)加入氯化钡溶液后,氯化钡与碳酸钠发生复分解反应,生成碳酸钡白色沉淀,溶液中的碳酸根离子被完全沉淀除去;
(3)反应后溶液中的溶质只有氯化钠,氯化钠溶液呈中性,中性溶液不能使无色酚酞溶液变红,因此上层清液加酚酞不变色。
6. 生石灰样品加水几乎不放热
(1)生石灰有效成分为氧化钙,氧化钙与水化合会释放大量热;
(2)无放热说明氧化钙已完全变质,全部转化为氢氧化钙或碳酸钙,不再与水反应放热;
(3)化学方程式:CaO + H₂O = Ca(OH)₂
7. 盐酸与氯化钙混合废液加碳酸钠,先气泡后沉淀
(1)废液中含有未反应完的盐酸和生成的氯化钙,两种物质同时存在;
(2)碳酸钠先与过量盐酸反应,生成二氧化碳,因此先出现气泡;
(3)盐酸完全反应后,碳酸钠再与氯化钙反应,生成碳酸钙白色沉淀;
(4)化学方程式:Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂O + CO₂↑、Na₂CO₃ + CaCl₂ = CaCO₃↓ + 2NaCl
8. 铝片放入稀盐酸,开始无气泡,后期反应剧烈
(1)铝化学性质活泼,常温下在空气中与氧气反应,表面形成致密氧化铝薄膜;
(2)加入盐酸后,氧化铝先与酸反应,无气体产生;
(3)薄膜完全反应后,内部铝直接与盐酸反应,快速生成氢气,反应剧烈;
(4)化学方程式:Al₂O₃ + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂O、2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂↑
9. 过滤后滤液仍然浑浊
(1)滤纸破损,固体颗粒直接穿过滤纸进入滤液;
(2)漏斗内液面高于滤纸边缘,液体从滤纸与漏斗缝隙流下,未经过滤;
(3)承接滤液的烧杯原本不干净,自带杂质,导致滤液浑浊。
10. 双氧水制氧气长时间无明显气泡
(1)过氧化氢溶液长期存放,自行分解失效,浓度大幅降低,无法产生足量氧气;
(2)未加入二氧化锰催化剂,常温下过氧化氢分解速率极慢,肉眼观察不到气泡;
(3)化学方程式:2H₂O₂ = 2H₂O + O₂↑
11. 铁钉长时间不生锈
(1)铁生锈必须同时接触氧气和水,缺一不可;
(2)环境中缺少水分或氧气,无法满足生锈条件;
(3)铁钉表面有油漆、油脂等保护层,隔绝空气和水,不会生锈。
12. 铜片长期不产生铜锈
(1)铜生锈需要同时接触氧气、水、二氧化碳三种物质;
(2)环境缺少水或二氧化碳,条件不满足,无法形成铜锈。
13. 除杂后溶液仍呈碱性
(1)除杂时加入碱性试剂过量,除完原有杂质后仍有剩余;
(2)剩余碱性物质未被除去,导致溶液依旧显碱性。
14. 沉淀质量测定结果偏大
(1)沉淀表面吸附溶液中可溶性杂质,没有洗涤干净;
(2)沉淀未完全干燥,含有残留水分,导致称量质量偏大。
15. 沉淀质量测定结果偏小
(1)过滤、转移过程中沉淀残留在仪器内壁,造成损失;
(2)反应物未完全反应,生成沉淀偏少,称量结果偏小。
16. 敞口氢氧化钠溶液加酚酞,变红后快速褪色
(1)氢氧化钠溶液长期敞口,与空气反应生成具有氧化性的杂质;
(2)氧化性物质氧化酚酞,使其失去显色能力,红色快速褪去。
17. 草木灰滤液加酚酞颜色很浅
(1)草木灰中有效成分碳酸钾含量低,滤液碱性弱;
(2)草木灰受潮变质,碳酸钾减少,碱性进一步减弱,酚酞显色浅。
18. 黄铜与稀酸反应,固体部分溶解
(1)黄铜为铜锌合金,锌金属活动性在氢之前,可与稀酸反应溶解;
(2)铜金属活动性在氢之后,不与稀酸反应,因此固体只能部分溶解;
(3)化学方程式:Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂↑
19. 加热固体时试管炸裂
(1)试管口未略向下倾斜,加热产生的冷凝水倒流,使热试管骤冷炸裂;
(2)未预热直接加热,试管受热不均;试管外壁有水;试管接触灯芯,都会导致炸裂。
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