内容正文:
第 7 讲 化学实验探究(二)
一 、专题简介
【命题重点】
主要的考查内容为酸碱盐性质探究实验、金属活动性探究实验、物质鉴别实验,综合性较强,需要对实验过程有清晰的认识。
【核心方法】
1.清楚探究方案设计的思路方法
2.将探究的问题与所学知识进行整合与提炼
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考查要点1: 酸的性质
实验解读:
1.盐酸的物理性质
盐酸是氯化氢气体的水溶液,属于混合物。浓盐酸是无色,有刺激性气味和酸味的液体,具有挥发性和腐蚀性。浓盐酸挥发出的氯化氢气体遇空气中的水蒸气形成白雾(盐酸小液滴)。工业用浓盐酸因含有杂质Fe3+而略带黄色。
2.盐酸的化学性质
与物质反应
化学方程式
现象
盐酸能与AgNO3、CaCO3等反应
HCl + AgNO3 = AgCl↓+ HNO3
CaCO3+2HCl = CaCl2+CO2↑+ H2O
现象:有白色沉淀产生(既不溶于酸也不溶于水,可检验氯离子)
现象:白色固体逐渐消失,并且有气泡产生
盐酸能与金属氧化物(Fe2O3 、CuO )反应
Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O
CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O
现象:红色固体消失,溶液呈黄色
现象:黑色固体消失,溶液呈蓝色
盐酸能与某些活泼金属反应(Cu、Ag不反应)
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑
现象:气泡产生
现象:气泡产生,溶液呈浅绿色
胃酸(HCl)过多,用碱性药物中和
Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3+ 3H2O
Mg(OH)2+ 3HCl = MgCl2+2H2O↑
实验解读:
1.浓硫酸
(1)纯硫酸是无色、黏稠、油状的液体,不容易挥发。常用的浓硫酸中H2SO4的质量分数为98%。密度为1.84g/mL。
(2)浓硫酸三大性质
浓硫酸的“三性”
特 点
腐蚀性
浓硫酸不慎溅到皮肤上,要先用干布拭去,然后用大量清水冲洗,最后用小苏打溶液冲洗,严重时应立即送医院。
脱水性
将原物质中的H、O两种元素按2:1的原子个数比的比例脱去,这个过程是化学变化,也叫作炭化过程
吸水性
浓硫酸能直接吸收空气中的水分,这个过程是物理变化,因此实验室常用浓硫酸做干燥剂,用来干燥氧气、氢气、二氧化碳等气体。但不可用来干燥氨气等气体,
温馨提示:浓硫酸暴露在空气中,能吸收空气中的水蒸气,使溶液的浓度变小,溶液质量增加,故浓硫酸贮存时需要密封保存。
(3)稀释浓硫酸
由于浓硫酸溶于水时放出大量的热,因而在稀释浓硫酸时,一定要把浓硫酸沿着器壁慢慢地注入水里,并不断搅动,使产生的热量迅速地扩散,切不可把水倒入浓硫酸里。因为浓硫酸的密度比水大,水附在浓硫酸上面,放出的热量会使水沸腾,将浓硫酸溅出伤人。
重点回顾:
一、酸的通性(H+的性质)
酸具有相似的化学性质,是因为酸溶液中都存在H+,但由于酸根离子不同,因而酸的化学性质也存在不同之处。
(1)与酸碱指示剂反应
紫色石蕊试液遇酸变红色,无色酚酞试液不变色。
(2)酸 + 某些活泼金属(Mg,Al,Zn,Fe) = 盐 + 氢气
Fe+ H2SO4=FeSO4+H2↑
2Al+6HCl=2AlCl3 + 3H2↑
说明:不能用活泼金属制品盛放酸溶液,以免金属制品被酸腐蚀。
(3)酸 + 金属氧化物 = 盐 + 水
Fe2O3+ 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 +3H2O
CuO+2HCl= CuCl2+ H2O 。
说明:可用稀盐酸、稀硫酸等除去金属表面的锈。
(4)酸 + 碱 = 盐 + 水
Cu(OH)2+ 2HCl=2 H2O+ CuCl2
(5)酸 + 盐 = 新盐 + 新酸(反应能够发生的条件:产物有沉淀或气体)
CaCO3+2HCl=CaCl2+ H2O+CO2↑
BaCl2+ H2SO4=BaSO4↓+2HCl (该反应没有体现酸的通性,因为H+没有反应) 。
1.实验室中常需要使用硫酸。
(1)用小木棍蘸取少量浓硫酸,放置一会儿后,可观察到小木棍蘸有硫酸的部位变黑了,这体现了浓硫酸的
性。
(2)实验中,常利用浓硫酸的吸水性,来做气体的干燥剂,以下气体可用浓硫酸干燥的是 。
A.氯化氢 B.二氧化碳 C.氨气 D.氢气
(3)实验室用98%的浓硫酸(密度1.84g/cm3)配制100g溶质质量分数为20%的稀硫酸。浓硫酸稀释过程如图所示,b中盛放的物质是 。
2.小江同学为验证酸的化学通性,做了五组实验(已知酸与金属的反应为放热反应)。分析并回答下列问题。
(1)如图所示实验中,能体现酸的通性的是 ;
(2)A组试管中都产生H2,若要制得较纯净的H2,选稀硫酸而不选盐酸的原因是
;
(3)B组试管中实验现象相同,该现象是 ;
(4)C中反应是否放热?小南同学认为NaOH溶液中水会吸热,会影响对反应是否放热的判断,她想改用NaOH固体代替NaOH溶液,你认为可行吗?给出你的判断,并说明理由。
;
(5)写出D组中可以用来检验氯离子的化学方程式: ;
(6)写出用来检验E组反应产生的气体的化学方程式: 。
3.(2026•西湖区模拟)小科在学习酸的性质时,进行了以下探究:
(1)将浓盐酸敞口放置在空气中一段时间(不考虑水分蒸发),图甲中能正确表示其溶质质量分数随时间变化的曲线是 (选填序号)。
(2)图乙为盐酸与氢氧化钠溶液反应的微观实质,其中A、B、C分别代表不同的微粒。图中C处微粒的化学式为 。
(3)小科为了鉴别稀盐酸和稀硫酸,分别取少量样品于两支试管中,向其中滴加 (填试剂名称),观察现象进行判断。
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考查要点2: 碱的性质
考点解读:
NaOH和Ca(OH)2的理化性质、用途
氢氧化钠
氢氧化钙
颜色、状态
白色固体,极易溶于水(溶解放热)
白色粉末,微溶于水
俗名
烧碱、火碱、苛性钠(具有强腐蚀性)
熟石灰、消石灰
制法
Ca(OH)2+Na2CO3== CaCO3↓+2NaOH
CaO +H2O== Ca(OH)2
用途
①氢氧化钠固体作干燥剂;
②化工原料:制肥皂、造纸;
③去除油污:炉具清洁剂中含氢氧化钠。
①工业:制漂白粉;
②农业:改良酸性土壤、配波尔多液;
③建筑:砌砖、抹墙。
(1)潮解:氢氧化钠暴露在空气中时容易吸收水分,表面潮湿并逐渐溶解,这种现象叫做潮解。溶解时放热。
(2)氢氧化钠有强烈的腐蚀性,使用时要十分小心。若不慎将碱液沾到皮肤上,要用较多的水冲洗,再涂上硼酸溶液。
(3)氢氧化钠在空气中不仅吸收水分潮解(物理变化),同时还会发生下列反应:2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O(化学变化)。所以,氢氧化钠必须密封保存。
(4)Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O,2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O,这两个反应都是非金属氧化物与碱的反应,都生成水。氢氧化钠与二氧化硫反应的化学方程式:2NaOH+SO2==Na2SO3+H2O (Na2SO3化学名称:亚硫酸钠)。
(5)氢氧化钙的溶解度随温度的增加而降低,氢氧化钙的水溶液(澄清石灰水)常用于检验CO2。
重点回顾:
一:碱的通性
1.具有通性的原因:碱溶于水生成(解离、电离)的阴离子全部是OH-
2.碱的通性(可溶性碱,碱的通性是OH-的性质)
①使酸碱指示剂变色,使紫色石蕊试液变蓝色,使无色酚酞试液变红色。
★注意:只有溶于水的碱才能使指示剂变色。(四大强碱的溶液、氨水)
②碱+某些非金属氧化物反应=盐+水
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
③碱+酸=盐+水
2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O
Ca(OH)2+2HCl===CaCl2+2H2O
④碱+盐=新碱+新盐(反应物均可溶,产物有沉淀或气体)
a)新碱是沉淀:
蓝色沉淀 – 2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2↓
红褐色沉淀 – 3NaOH+FeCl3=3NaCl+Fe(OH)3↓
白色沉淀 – 2NaOH+MgSO4=Na2SO4+Mg(OH)2↓
b)新盐是沉淀:
Ba(OH)2+Na2SO4=BaSO4↓+ 2NaOH
Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH
c)蓝白沉淀:Ba(OH)2+CuSO4=BaSO4↓+ Cu(OH)2↓
d)红白沉淀:3Ba(OH)2+Fe2(SO4)3=3BaSO4↓+ 2Fe(OH)3↓
★注意:盐和碱的反应,反应物中的盐和碱必须_都可溶于水,生成物至少有一种沉淀或气体
4.(2025•浙江模拟)对知识的归纳和总结是学好化学的重要方法。在学习碱的性质后,学生总结了Ca(OH)2的四条化学性质(如图所示),即Ca(OH)2可与图中四类物质发生化学反应。
(1)图中M所属的物质类别是 。
(2)Ca(OH)2可由生石灰与水反应制得,该反应能 (填“吸收”或“放出”)热量。
(3)用图中④:Ca(OH)2与盐反应的性质,可以除去NaOH溶液中少量的Ca(OH)2杂质,请写出该反应的化学方程式 。
5.(2024•鄞州区模拟)喷泉是一种常见的自然现象,其产生的原因是存在压强差。
【实验一】科学小组用压强传感器装置(如图1),测定二氧化碳与氢氧化钠溶液产生喷泉的实验过程中,三颈烧瓶内压强的变化(如图2)。
实验过程:室温下,将装满二氧化碳的三颈烧瓶安装在铁架台上,用单孔塞(插有装水的注射器)塞紧瓶口a,数据采集器采集起始气压。将注射器内水压入瓶内,打开止水夹b,烧杯内的NaOH溶液喷到三颈烧瓶内形成喷泉。
(1)试分析图1中形成喷泉的原因:
。
(2)图2中A、B、C、D、E哪点时喷泉现象最剧烈: 。
【实验二】科学小组利用喷泉原理设计连锁反应装置(如图3)。
实验过程:圆底烧瓶内有收集满的二氧化碳,如图3组装装置。用注射器缓缓注入3毫升NaOH溶液,轻轻振荡烧瓶,打开止水夹,玻璃导管尖嘴处很快产生喷泉,与此同时,试管C、E中发生连锁反应。
(3)实验中,试管C中的现象是 。
(4)实验结束后,同学们将试管C、E中的物质全部倒入一个洁净的废液缸中充分搅拌、静置,观察到废液缸内蓝色絮状沉淀消失溶液呈蓝色。最终,废液缸中一定含的溶质为
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考查要点3: 物质鉴别
实验过程:
1.①检验稀硫酸与稀盐酸
所用试剂: 氯化钡
现象和结论: 用氯化钡检验,产生白色沉淀的是稀硫酸,没有变化的是稀盐酸
方程式: BaCl₂+H₂SO₄=BaSO₄ ↓+2HCl
②检验食盐水与稀盐酸
所用试剂:紫色石蕊试液/碳酸钠溶液
现象和结论: 紫色石蕊分别滴入溶液,不变色的是食盐水,变红色的是稀盐酸;用碳酸钠溶液检
验,有气泡产生是稀盐酸,无明显变化是食盐水
方 程 式 :Na₂CO₃+2HCI=2NaCI+CO₂ ↑+H₂O
③检验烧碱溶液与石灰水
所用试剂:碳酸钠溶液
现象和结论:碳酸钠分别滴入待测溶液,有白色沉淀产生的是石灰水,无明显变化的是烧碱溶液
方 程 式 :Na₂CO₃+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO₃↓
2.提供一种方法作为参考
分析物质特性:四种物质其中一种为碱,另外四种为盐;其中一种溶于水能形成蓝色溶液;氯化
钠中有氯离子,遇到银离子能生成不溶于酸的白色沉淀
实验方案:①取四支试管分别加入少量四种白色粉末,再加入少量水溶解
②溶解后有三支试管为无色溶液, 一支为蓝色溶液(设为A),蓝色溶液对应的粉末即为硫酸铜
CuSO₄+5H₂O=CuSO₄·5H₂O
③另取三支试管加入未鉴别的B、C、D三种溶液,分别滴入硫酸铜溶液,有一支出现蓝色絮状沉
淀(设为B),其中溶解的粉末为氢氧化钠
CuSO4+2NaOH=Cu(0H)₂ ↓+Na₂SO4
④另取两支试管配制C、D两种溶液,分别加入硝酸银和稀硝酸溶液,有一支出现白色沉淀(设为C),为氯化钠,另外一支无明显现象(设为D),为硝酸钾
NaCl+AgNO₃=AgCl↓+NaNO₃
实验注意:1.物质要进行编号 2.每次鉴别都要另取试管,加入少量被鉴别物质,不能连续操作
讨 论 :本实验重点在于鉴别氯化钠和硝酸钾,其中钠离子、钾离子和硝酸根离子与其他离子均可 共存,没有明显现象,因而只能鉴别氯离子来进行区分。当然,鉴别不仅仅是使用化学方法,也可使用物理方法,如利用氯化钠和硝酸钾的溶解度变化来鉴别,具体方法留作思考。
6.(2024•嘉兴三模)某校在准备实验操作考查时发现两瓶往年留存的A、B待鉴定试剂,兴趣小组对这两瓶试剂成分进行探究,先已获悉往年考查的实验内容:①鉴别稀盐酸和氯化钠溶液;②鉴别碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液。后按以下流程展开探究:
【成分预测】若完成步骤1后,现象1为试管内溶液均不变色,则留存的A、B试剂是用于考查实验内容 (选填“①”或“②”)。
【结果分析】兴趣小组同学完成步骤1后,发现现象1为试管内溶液均变红色,继续进行步骤2,现象2为试管中均出现白色沉淀。请作出合理解释: 。
【继续探究】在步骤2中继续滴加CaCl2溶液至过量,发现装有B试剂的试管中红色不消褪,则B试剂是 溶液。
7.(2025•义乌市二模)同学们通过学习,总结了物质鉴别的思维导图,并根据此图尝试着对氢氧化钠溶液、稀盐酸和氯化钙溶液三种物质进行了鉴别。
【思维导图】
【实验过程】
I取A、B和C三支相同的试管中分别装入少量待测液体。观察发现均为无色透明溶液。
Ⅱ分别往三支试管中滴入紫色石蕊试液。发现A试管内溶液变红,B试管溶液变蓝,C试管溶液无明显变化。
【分析交流】
(1)实验过程中“观察发现均为无色透明溶液”属于思维导图中的 步骤。
(2)由实验过程可知,A试管中装的是 溶液。
(3)同学们认为石蕊试液的颜色为紫色,所以颜色的变化不够明显,于是检验试剂改用无色酚酞试液重新实验。发现B试管试液变红,AC试管溶液不变色。
①为了确定物质,在不增加新试剂的条件下,需进行的操作是 。
②上述过程需两步实验,不太方便,请你再选用一种试剂通过一步实验就能方便地鉴别上述三种物质。应选用的试液是 。
8.(2024•上城区校级三模)某科学探究小组对一包固体粉末中的成分进行鉴别,粉末中可能含有BaCO3、NaCl、Na2CO3、CuSO4、NaOH、CaCl2中的一种或几种,实验操作步骤及现象如图,试回答:
(1)仅由步骤Ⅰ可知,固体粉末中不可能含有的物质是 (填化学式,下同);
(2)白色沉淀A为 ;
(3)无色溶液D一定含有的溶质是 ;
(4)结论:固体粉末中一定含有 。
A.Na2CO3 B.NaOH C.NaCl
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考查要点4:酸和碱的反应
实验解读:1.【实验验证】
验证酸与碱之间是否发生化学反应
实验:
操作步骤
现象
分析
(1)在烧杯中加入10mL氢氧化钠溶液,滴入2滴酚酞溶液
溶液由无色逐渐变为红色
溶液显碱性
(2)逐滴滴入稀盐酸或稀硫酸,并不断搅拌
溶液由红色逐渐变为无色
溶液不显碱性
(3)取以上溶液2滴滴在玻璃片上,置于酒精灯上加热
玻璃片上有白色晶体生成
生成了新的物质
改进:如下图所示,在烧杯中加入10ml氢氧化钠溶液,滴入几滴酚酞溶液,插入一支温度计,测量溶液的温度。再用滴管滴入稀盐酸,边滴边用玻璃棒搅拌溶液,当烧杯中溶液颜色恰好变成无色时,停止加入盐酸.
2.思考与讨论:
氢氧化钠是碱,其溶液能使酚酞溶液显示红色,随着盐酸的加入,红色逐渐消失变成无色,所以此时的溶液肯定不是碱性溶液。玻璃片上的白色物质是溶液中新生成的物质。
3.实验结论
在上面的实验中,发生反应,生成了氯化钠和水。
化学方程式:NaOH+ HCl= H2O+ NaCl
同理:2NaOH+ H2SO4=Na2SO4+2H2O
结论:酸与碱之间发生反应能生成盐和水,而且都放出热量。
特别提醒:用什么办法知道在稀盐酸和氢氧化钠溶液的反应过程中,酸和碱没有剩余,恰好完全反应?
①测量溶液PH值,当恰好为7时说明恰好完全反应。
②在氢氧化钠溶液中滴加酚酞试液,然后滴加稀盐酸,恰好由红色变为无色时,可判断为恰好完全反应。
4.中和反应
定义:酸跟碱作用生成盐和水的反应叫酸碱反应。
特别提醒:MgO和H2SO4反应,生成了MgSO4和H2O(生成盐和水),这个反应不是酸碱反应,因为酸碱反应应该是酸和碱作用生成盐和水的反应,不能单看生成物是盐和水,所以这个反应不是酸碱反应。
9.(2026•绍兴一模)为验证“混合后无明显现象的物质之间是否发生反应”,一般可以通过如下思维模型:
(1)小科想用实验证明氢氧化钠是否能和硫酸反应。于是,在试管中加入2毫升10%的氢氧化钠溶液,再加入几滴酚酞试液,溶液呈红色,随后滴入一定浓度的硫酸,直到出现 的现象,证明了二者发生了反应。这是利用上述思维模型中的 。
A.验证反应物被消耗
B.验证有新物质生成
(2)小科利用另一种思维模型,证实二氧化碳能和氢氧化钠发生反应,进行了如下实验:先将二氧化碳通入氢氧化钠溶液中,然后滴加的试剂是 (填“酚酞”、“氯化钙溶液”或“氯化钠溶液”)。能证明二者发生了反应的现象是 。
10.(2026•衢州一模)小科借助数字技术对“稀盐酸与氢氧化钠溶液反应”进行可视化探究。图甲所示是室温下稀盐酸与氢氧化钠溶液反应的实验装置,图乙是反应过程中的pH变化曲线。
请回答:
(1)根据图乙曲线判断,烧杯中的溶液A是 。
(2)滴加溶液B后,需要用玻璃棒不断搅拌,其目的是 。
(3)图乙中c点所对应溶液中的溶质为 。
(4)下列实例中,应用酸与碱之间反应的是 。
A.用食醋去除皮蛋中残留的碱
B.用CaO和H2O反应来加热食物
C.用NaOH来处理石油产品中残余的硫酸
D.用熟石灰改良酸性土壤
11.(2026•东阳市模拟)小科向盛有50g质量分数为40%氢氧化钠溶液的烧杯中加入50g质量分数为36.5%的盐酸,用手触摸烧杯外壁,温度明显升高。他猜想温度升高可能是因为酸与碱反应放热,也可能是浓溶液稀释放热。为验证猜想,小科设计如下实验,并用温度传感器测定实验过程中温度的变化,结果如图1所示。
实验①:20℃时,向50g质量分数为40%的氢氧化钠溶液中缓慢滴加50g试剂M;
实验②:20℃时,向50g质量分数为36.5%的盐酸中缓慢滴加50g试剂M;
实验③:20℃时,向50g质量分数为40%的氢氧化钠溶液中缓慢滴加50g质量分数为36.5%的盐酸。
请回答:
(1)试剂M是 (填试剂名称)。
(2)根据图1分析,氢氧化钠溶液与盐酸混合后,温度明显升高的主要原因是 。
(3)图2为实验③反应的微观示意图,按时间先后的排序为A→ (填“B→C”或“C→B”)。
(4)小科将实验③中盐酸替换为等质量、等质量分数的硫酸溶液重复实验,测得反应后的最高温度明显低于实验③的最高温度。请从微观角度,分析两次实验温度差异的原因:
。
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考查要点5: 碱和盐的性质
实验解读:
1.探究氢氧化钙化学性质
可以仿照对氢氧化钠性质
的探究,并结合学到的碱的 共性进行实验设计
①氢氧化钙与指示剂(紫色石蕊试剂、酚酞试剂)
②氢氧化钙与二氧化碳
③氢氧化钙与盐酸/硫酸
④氢氧化钙与碳酸钠、氯化铜
2.探究一些盐的性质
(1)加入氯化钡后,三支试管中均产生白色沉淀;再 滴加稀硝酸震荡后,观察到1、2试管白色沉淀不消失,3试管中白色沉淀溶解,同 时有气泡产生
(2)加入硝酸银后,三支试管中均有白色沉淀产生;再滴入稀硝酸后,1、2试管中白色沉淀不消失,3试管中白色沉淀溶解,同时有 气泡产生
注:检验硫酸根离子时,若选用氯化钡溶液,需要先加入稀盐酸再加氯化钡,目的是排除银离子的干扰;若选用硝酸钡则可以先加硝酸钡再加稀硝酸,观察沉淀是否溶解。
1.检验溶液是否呈碱性,即检验溶液中是否有OH,可以通过指示剂、 铜离子或铁离子来检验
2.因为反应的本质是Ba²+SO₂²=BaSO₄ ↓和Ag+Cl=AgCl↓
12.(2026•浙江模拟)碳酸氢钠又名小苏打,化学式为NaHCO3,是厨房中的常见物质,某同学查阅资料了解到小苏打受热易分解,能够产生碳酸钠和一种常见的加剧温室效应的气体A,以及生命所必需的物质B。
(1)该同学通过平时所学知识马上分析得出,A物质和B物质分别是 。
(2)写出小苏打受热分解的化学方程式: 。
(3)该同学想通过自己实验来证实小苏打分解后的产物A和B的存在,请从图中选择合适的装置并按照顺序连接: 。
A. B.
C. D.
(4)该同学想通过加热小苏打溶液并收集A气体进行进一步研究,图中可以用来收集的装置有 。(填字母,可多选)
A. B.
C. D. E.
13.(2025•西湖区校级三模)CuSO4溶液呈蓝色,溶液中有H2O、Cu2+、三种粒子,是哪种粒子使溶液呈蓝色呢?某兴使趣小组进行了实验探究(已知:Na+、Ba2+和Cl﹣在溶液中呈无色)。请回答:
【实验一】根据如图的三支试管中所盛试剂的颜色与所含微观粒子,进行分析:
(1)对A、B、C进行分析,CuSO4溶液中 的存在使溶液显蓝色,有同学认为没有必要设置A组实验,其理由是 。
【实验二】将溶液中的Cu2+除去,观察溶液颜色是否变化。
(2)若要除去溶液中的Cu2+,向CuSO4溶液中滴加足量氢氧化钠溶液,充分振荡,静置,观察到
的现象,则可以得出实验结论。
【实验三】保持溶液中Cu2+的存在,观察溶液颜色是否变化。
(3)若要保持溶液中Cu2+的存在,向CuSO4溶液中滴加 除去溶液中的,若溶液蓝色不消失,则可以得出实验结论。
【实验结论】Cu2+使CuSO4溶液呈蓝色。
14.(2025•西湖区校级三模)科学兴趣小组的同学为了测定某碱厂生产的纯碱是否属于优等品(国家规定:优等品中碳酸钠的质量分数不低于99.2%),设计了如下实验方案:
【实验原理】Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑
【方案设计】用如图1所示的装置,通过准确测量排出水的体积,来计算样品的纯度。
(1)该装置中仪器A的名称是 。
【交流讨论】方案设计好之后,甲、乙两小组同学对该实验的误差有着不同的观点,甲小组认为按此方案测得的碳酸钠的纯度会偏低,而乙小组同学认为按此方案测得的碳酸钠的纯度会偏高。(装置的气密性良好)
(2)甲小组结果偏低的理由是 。
(3)乙小组分析其实验结果偏高的原因是注射器注入的稀硫酸占用了部分体积,导致测出的二氧化碳体积偏大。要解决这一问题,你有何措施? 。
【实验改进】(4)甲小组同学听从建议,用食用油将集气瓶中水进行液封或者将集气瓶中的水换成饱和碳酸氢钠溶液。但乙小组认为这样改进之后测量值依旧偏低,于是对图1装置进行了改进,改进后的装置如图2(量筒中装满水),对于图2装置,下列说法正确的有 。
A.若在量筒中加入一些食用油,可以减少二氧化碳在水中的溶解
B.图2与图1相比,可以减少b导管中的残留水对实验结果的干扰
C.在组装该实验装置时,应遵循从左到右,从上到下的原则
D.完全冷却后,量筒水位高于水槽水位,液面所示刻度为生成的气体体积
15.(2025•拱墅区一模)1943年,中国化学家侯德榜发明了新的制纯碱方法,被誉为“侯氏制碱法”其工艺的关键反应为:NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。小乐在20℃的实验室里,利用如图所示装置(待完善)和试剂模拟该反应。
物质
NaCl
NaHCO3
NH4Cl
溶解度/克
36.0
9.6
37.2
已知:
①20℃时,几种盐的溶解度如表。
②浓氨水遇生石灰会产生大量的氨气,氨气极易溶于饱和食盐水,形成的溶液呈碱性。
(1)装置②中的试剂为饱和NaHCO3溶液,用于吸收装置①制取的二氧化碳中混有的氯化氢,在图中将该装置补充完整。
(2)为配制装置③中的饱和食盐水,应向100克水中至少加入 克NaCl固体。为了利于二氧化碳在装置③中的吸收,从而提高NaHCO3的产量。实验中可采取的措施是
。
(3)充分反应后,装置③中有晶体析出。析出的晶体主要成分是NaHCO3而不是NH4Cl的原因是
。
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考查要点6: 金属活动性
探究:比较铁与铜、铜与银的化学活动性
2.设计实验方案
(2)铜和银的活动性比较:在盛有硝酸银溶液的试管中浸入一段洁净的铜丝, 一段时间后取出, 观察现象
3.实验现象:
(1)铁丝表面覆盖一层红色物质,溶液由蓝色变为浅绿色;Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu
(2)铜丝表面覆盖一层银白色物质,溶液由无色变为蓝色;Cu+2AgNO₃=Cu(NO₃)₂+2Ag
4.得出结论:铁与铜、铜与银的化学活动性是:铁>铜>银;活动性强的金属能把活动性弱的金属 从其盐溶液中置换出来
【思考与讨论】1.设计实验比较镁、锌、铜的活动性,并从大到小列出镁、锌、铜的活动性顺序。
2.如果把氢也列人其中,应如何排列?
1.可以用硫酸镁、硫酸锌、硫酸铜溶液与金属镁、锌、铜接触,观察是否发生反应;活动顺序为 镁、锌、铜
2.用三种金属分别与稀硫酸反应,观察是否有氢气生成,以及反应速率。活动顺序为:镁、锌、 氢、铜
16.(2026•绍兴一模)小科将形状和体积相等的镁片、铝片和铁片分别与足量且溶质质量分数相等的稀硫酸反应,用传感器(如图1)测定了容器内某段时间气压的变化,作出了如图2的图像:
(1)小科通过比较气泡产生快慢来反映金属的活动性,小红认为还可以通过比较 相同时间内气压的变化 来反映金属的活动性。
(2)小科在分析图像时发现,铝的曲线与预期不符,请解释金属铝和稀硫酸接触后开始时气压没有明显上升的原因是 。
(3)小科查阅相关资料发现,金属与酸反应放热。请从曲线中找出支持该类反应是放热的证据:
。
(4)化学反应的速率由多个因素决定。小科想提高铁片和稀硫酸的反应速率,对铁片进行的操作有:
。
17.(2025•绍兴二模)科学小组在比较铝、铜金属活动性强弱时,将等量未打磨的铝片(含铝的氧化膜)分别放入一定浓度的等量氯化铜(CuCl2)溶液和硫酸铜(CuSO4)溶液中。发现前者铝片表面覆盖红色固体,溶液蓝色逐渐变浅,一段时间后有气泡产生,而后者无明显变化。
【问题1】为什么未打磨的铝片在两种溶液中会产生不同的现象?
【猜想】(1)可能是 离子破坏了铝的氧化膜。
【实验与结论】
取等量未打磨的铝片,进行了A、B实验,如图1。观察到A实验无现象,B实验铝片表面覆盖红色固体,溶液蓝色逐渐变浅,一段时间后有气泡产生,说明猜想是正确的。
【问题2】铝片与氯化铜溶液反应为什么会出现气泡?
【猜想】可能是氯化铜溶液呈酸性,铝片与溶液中的H反应产生气泡。
【实验与结论】
(2)小科用 测得氯化铜溶液的pH<7,证实了自己的猜想。
【拓展与应用】
(3)一位同学提出可以将A、B实验替换成C、D实验来解决问题1,如图2。请你对该方案进行评价:
。
(4)根据实验结果,请解释生活中为什么不能用铝质器皿盛放咸菜:
。
18.(2025秋•义乌市期中)铜、铁、锌是常见的金属,它们的活动性不同。向100gCuSO4溶液中先逐渐加入一定量锌粉,再逐渐加入铁粉,测得剩余固体质量与加入金属质量关系如图。据图回答:
(1)a点对应的溶液为 色。
(2)n= ,m= 。
(3)100gCuSO4溶液中CuSO4的质量为 g。
课后巩固
1.(2025秋•富阳区校级月考)如图所示是为了验证稀硫酸化学性质所做的三个实验,回答下列问题。
(1)A实验最终能观察到的现象是 。
(2)B试管中反应后所得溶液中含有的溶质为 。
(3)C实验中发生反应的化学方程式为 。
(4)若要证明C实验所加的BaCl2溶液过量,小明的实验操作及现象是:取少量C中上层清液于试管中,滴加AgNO3溶液,如果产生白色沉淀,则证明C实验所加BaCl2溶液过量。你认为该同学的做法对吗?请你作出判断并说明理由。 。
2.(2025•普陀区二模)胃酸过多会引起消化系统疾病,影响人体健康。患者常服用抗酸药物来治疗,其主要原理是利用药物中的有效成分与胃液中的过量盐酸反应,来降低胃液酸性。
(1)图甲为小科画出的“酸的通性”框架图,请你帮助他完善其中的未完成部分 。
(2)小明准备服用硝酸银治疗胃酸过多,同学们都认为不可行。请说明理由:
。
(3)为测定药片中有效成分的含量,小芳将1.0g氢氧化镁抑酸剂药片加入到10.0g7.3%的稀盐酸中,两者恰好完全反应,请计算其中氢氧化镁的含量。[Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O]
(4)为了准确比较氢氧化镁和碳酸氢钠两种试剂的治疗效果,项目化小组取两种药片各1.0g与足量的稀盐酸进行反应,用pH传感器测出pH随时间的变化关系如图乙。最佳药效的pH范围为3~5。根据实验结果,请你帮助胃酸过多患者选择药物,并说明理由:
。
3.(2025•杭州模拟)化学兴趣小组同学为探究NaOH与CO2是否发生反应,设计了如下探究实验。
【方案一】从反应物角度探究NaOH与CO2是否发生反应。
(1)小诚同学设计图1所示装置进行实验,将氢氧化钠溶液滴入试管中,一段时间后打开止水夹K,观察到B中导管红墨水液面上升。小刘同学认为此现象不足以证明NaOH与CO2发生了反应,他的理由是
。
(2)小施同学在老师的指导下设计图2所示装置验证小刘同学的观点。实验时分别迅速将注射器内的液体全部注入到装满CO2的甲乙烧瓶中,关闭注射器活塞,测得烧瓶内压强与时间的关系如图3所示。
①乙装置注射器中的液体X为 。
②该实验能证明NaOH与CO2发生反应的依据是 。
【方案二】从生成物角度探究NaOH与CO2是否发生反应。
【查阅资料】常温下,NaOH与Na2CO3在乙醇中的溶解度(g)如表。
NaOH
Na2CO3
17.3
<0.01
小珊同学根据上述资料设计如表所示实验证明NaOH与CO2发生反应。
实验操作
实验现象
实验结论
将CO2气体通入到 中
观察到溶液变浑浊
NaOH与CO2发生反应
4.(2025•舟山一模)“稳定与变化”是科学中重要的跨学科概念。为多角度认识物质,兴趣小组同学探究碱的化学性质,设计并完成了如图实验:
(1)实验A把盐酸滴入含有酚酞的氢氧化钠溶液中,经测定最终溶液呈酸性,此过程中可以观察到的现象是
,则最终溶液中含有的溶质有 (除酚酞外)。
(2)实验B中有蓝色沉淀产生,则蓝色沉淀是 (填化学式),过滤得到无色溶液。小科同学想检验该无色溶液酸碱性的强弱程度,最常用、最简单的方法是使用 。
5.(2025•杭州三模)通过观察和实验等方法获取证据是科学探究的重要环节。
为探究酸碱反应的实质,实验小组的同学向Ba(OH)2溶液中滴加稀盐酸,无明显现象。于是进行以下改进实验:
(1)甲同学向滴有酚酞的Ba(OH)2溶液中,逐滴滴加稀盐酸,溶液的离子种类如图1所示,其中能使酚酞试液变红的离子是 。(填图中序号)
(2)如图2所示,乙同学向Ba(OH)2溶液中通入HCl气体,测定该过程中溶液pH和温度变化,实验结果如图3(溶液体积的变化可忽略)。
①根据实验结果,下列说法正确的是 。
A.可以根据温度变化来判断酸碱是否完全反应
B.可以根据pH变化曲线获得酸碱反应的本质原因
C.将Ba(OH)2溶液换成相应浓度的NaOH溶液也可以获得类似图像
②丙同学向滴有酚酞的Ba(OH)2溶液中通入少量HCl气体,溶液依然是红色,此时溶液可能处于图3中的 点。(选填“a”、“b”、“e”、“d”)
(3)丁同学改用Ba(OH)2与稀H2SO4混合,溶液出现了白色沉淀,据此现象能否探究酸碱反应的实质,并说明理由 。
6.(2025•宁波模拟)学习酸碱中和反应时,很多同学对其产生探究兴趣,以下是他们的探究过程,请你一起完成:
(1)小金同学将固体氢氧化钠放入装有稀硫酸的试管中并振荡,试管壁发烫,于是他得出酸碱中和反应是放热反应的结论。小华同学认为小金的推理不合理,他的理由是 。
(2)小华同学将实验加以改进:将稀硫酸慢慢滴入装有氢氧化钠溶液的烧杯中,氢氧化钠溶液的温度随着加入的稀硫酸质量的变化曲线如图所示,从而验证了稀硫酸与氢氧化钠溶液发生的是放热反应。由图可知:B点对应溶液的pH (填“>”“<”或“=”)7,C点对应溶液中含有的溶质有 。
(3)小科同学认为氢氧化钠溶液与稀硫酸混合没有明显现象,于是他想借助下列溶液来验证反应是否真的发生,其中可行的是 (填字母编号)。
A.无色酚酞试液 B.FeCl3 C.BaCl2 D.KNO3
7.(2024•西湖区模拟)市场上常见的苏打水有苏打气泡水和无汽苏打水两种。它们的主要成分中都含有碳酸氢钠,俗称小苏打,具有以下性质。
性质一:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑(NaHCO3在50℃以上开始逐渐分解)
性质二:NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑
(1)苏打气泡水中含有大量二氧化碳,瓶盖一打开就有大量气泡产生,所以叫气泡水。无汽苏打水则不含二氧化碳,但小明认为他喝入体内也会产生二氧化碳,主要是利用了碳酸氢钠的性质 (选填“—”或“二”),理由是 。
(2)小明查阅了相关资料想自制苏打水,于是购买了一袋小苏打,包装袋上标注的碳酸氢钠含量是99%。真的有这么高吗?小明取了10克小苏打样品放入装置,逐次加入稀硫酸进行实验,得到相关数据。请通过计算帮助
小明判断包装袋上的标注是否准确。(2NaHCO3+H2SO4═Na2SO4+2H2O+2CO2↑)
序号
反应前
第1次
第2次
第3次
第4次
第5次
加入稀硫酸溶液质量/克
0
10
10
10
10
10
C装置中溶液总质量/克
100.0
101.1
102.2
103.3
104.4
105.0
(3)如果去掉装置B,测量结果将会 (选填“偏大”或“偏小”)。
8.(2025•宁波三模)某校环保小组对一种工业废水按下列步骤进行实验(假设能发生的反应均恰好完全反应)。
(1)若废水中仅含一种溶质时,其中的阳离子是 。
(2)若要将①、②两个反应中产生的沉淀和溶液进行分离,可以采取 操作。
(3)写出在①中发生反应的化学方程式:
。
9.(2025•温州三模)我国一些地区创新采用了“水上发电、水下养殖”的发展模式,该模式是在水面上方架设光伏板发电,下方的水城则用于水产养殖。已知:鱼塘底部有机物分解易使水质酸性增强:会定期投入CaCl2为鱼虾补钙,根据信息,请回答下列问题。
(1)水上发电所架设光伏板的支架材料应具备的性质是 (写一点)。
(2)小实为验证鱼塘水呈酸性,且含有CaCl2,进行了如下实验:
实验步骤
实验现象
实验结论
第一步:取少量鱼塘水于试管中,向其中滴加几滴紫色石蕊试液
鱼塘水呈酸性
第二步:另取少量鱼塘水于试管中,向其中滴加足量Na2CO3溶液
一段时间后产生白色沉淀
鱼塘水含有CaCl2
①第一步中的实验现象 。
②通常情况下,发现傍晚时鱼塘水的pH最大,溶氧量最高,请解释原因
。
③若水质酸性过强时,工人会定期向鱼塘撒入适量的熟石灰,不选生石灰的原因可能是
。
10.(2024•金华三模)锰钢(含Fe、Mn、C等)是具有优良金属性能的合金,在生产生活中有广泛的应用。
查阅文献得知:①锰是难溶于水的固体。②锰在水溶液中反应常显+2价,使溶液呈肉色。
兴趣小组同学为了解Mn、Fe、Cu三种金属的活动性顺序,进行了如下探究。
(1)根据金属活动性顺序(Fe>Cu),对Mn的金属活动性提出了三种猜想:
猜想Ⅰ:Mn>Fe>Cu;猜想Ⅱ:Fe>Cu>Mn;猜想Ⅲ:Fe>Mn>Cu。
(2)初步探究:
实验序号
操作
现象
结论
1
将三种打磨好、粗细质量相同的金属片,分别放入相同的稀硫酸中
放入铁片溶液呈浅绿色,放入锰片溶质为肉色,放入铜片溶液为无色
猜想 错误
2
将打磨好的锰片放入硫酸亚铁溶液中
猜想Ⅰ正确
(3)进一步探究:兴趣小组同学认为有不同的方法可以比较铁、锰的活动性,兴趣小组又进行了新的探究:在盐酸中加入铁或锰进行反应。实验结果记录如下表:
实验编号
盐酸的浓度(均取20毫升)
金属(均取2克)
金属的形状
收集50毫升氢气所需时间/秒
①
10%
锰
粉状
70
②
10%
铁
片状
120
③
20%
铁
片状
110
①依据以上实验结果能否推断出锰、铁活动性顺序?请判断并说明依据: 。
②你认为金属与酸的反应速度除了表中的影响因素还受哪些因素影响? (说出一项即可)
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第 7 讲 化学实验探究(二)
一 、专题简介
【命题重点】
主要的考查内容为酸碱盐性质探究实验、金属活动性探究实验、物质鉴别实验,综合性较强,需要对实验过程有清晰的认识。
【核心方法】
1.清楚探究方案设计的思路方法
2.将探究的问题与所学知识进行整合与提炼
回归课本
考查要点1: 酸的性质
实验解读:
1.盐酸的物理性质
盐酸是氯化氢气体的水溶液,属于混合物。浓盐酸是无色,有刺激性气味和酸味的液体,具有挥发性和腐蚀性。浓盐酸挥发出的氯化氢气体遇空气中的水蒸气形成白雾(盐酸小液滴)。工业用浓盐酸因含有杂质Fe3+而略带黄色。
2.盐酸的化学性质
与物质反应
化学方程式
现象
盐酸能与AgNO3、CaCO3等反应
HCl + AgNO3 = AgCl↓+ HNO3
CaCO3+2HCl = CaCl2+CO2↑+ H2O
现象:有白色沉淀产生(既不溶于酸也不溶于水,可检验氯离子)
现象:白色固体逐渐消失,并且有气泡产生
盐酸能与金属氧化物(Fe2O3 、CuO )反应
Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O
CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O
现象:红色固体消失,溶液呈黄色
现象:黑色固体消失,溶液呈蓝色
盐酸能与某些活泼金属反应(Cu、Ag不反应)
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑
现象:气泡产生
现象:气泡产生,溶液呈浅绿色
胃酸(HCl)过多,用碱性药物中和
Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3+ 3H2O
Mg(OH)2+ 3HCl = MgCl2+2H2O↑
实验解读:
1.浓硫酸
(1)纯硫酸是无色、黏稠、油状的液体,不容易挥发。常用的浓硫酸中H2SO4的质量分数为98%。密度为1.84g/mL。
(2)浓硫酸三大性质
浓硫酸的“三性”
特 点
腐蚀性
浓硫酸不慎溅到皮肤上,要先用干布拭去,然后用大量清水冲洗,最后用小苏打溶液冲洗,严重时应立即送医院。
脱水性
将原物质中的H、O两种元素按2:1的原子个数比的比例脱去,这个过程是化学变化,也叫作炭化过程
吸水性
浓硫酸能直接吸收空气中的水分,这个过程是物理变化,因此实验室常用浓硫酸做干燥剂,用来干燥氧气、氢气、二氧化碳等气体。但不可用来干燥氨气等气体,
温馨提示:浓硫酸暴露在空气中,能吸收空气中的水蒸气,使溶液的浓度变小,溶液质量增加,故浓硫酸贮存时需要密封保存。
(3)稀释浓硫酸
由于浓硫酸溶于水时放出大量的热,因而在稀释浓硫酸时,一定要把浓硫酸沿着器壁慢慢地注入水里,并不断搅动,使产生的热量迅速地扩散,切不可把水倒入浓硫酸里。因为浓硫酸的密度比水大,水附在浓硫酸上面,放出的热量会使水沸腾,将浓硫酸溅出伤人。
重点回顾:
一、酸的通性(H+的性质)
酸具有相似的化学性质,是因为酸溶液中都存在H+,但由于酸根离子不同,因而酸的化学性质也存在不同之处。
(1)与酸碱指示剂反应
紫色石蕊试液遇酸变红色,无色酚酞试液不变色。
(2)酸 + 某些活泼金属(Mg,Al,Zn,Fe) = 盐 + 氢气
Fe+ H2SO4=FeSO4+H2↑
2Al+6HCl=2AlCl3 + 3H2↑
说明:不能用活泼金属制品盛放酸溶液,以免金属制品被酸腐蚀。
(3)酸 + 金属氧化物 = 盐 + 水
Fe2O3+ 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 +3H2O
CuO+2HCl= CuCl2+ H2O 。
说明:可用稀盐酸、稀硫酸等除去金属表面的锈。
(4)酸 + 碱 = 盐 + 水
Cu(OH)2+ 2HCl=2 H2O+ CuCl2
(5)酸 + 盐 = 新盐 + 新酸(反应能够发生的条件:产物有沉淀或气体)
CaCO3+2HCl=CaCl2+ H2O+CO2↑
BaCl2+ H2SO4=BaSO4↓+2HCl (该反应没有体现酸的通性,因为H+没有反应) 。
1.实验室中常需要使用硫酸。
(1)用小木棍蘸取少量浓硫酸,放置一会儿后,可观察到小木棍蘸有硫酸的部位变黑了,这体现了浓硫酸的
性。
(2)实验中,常利用浓硫酸的吸水性,来做气体的干燥剂,以下气体可用浓硫酸干燥的是 。
A.氯化氢 B.二氧化碳 C.氨气 D.氢气
(3)实验室用98%的浓硫酸(密度1.84g/cm3)配制100g溶质质量分数为20%的稀硫酸。浓硫酸稀释过程如图所示,b中盛放的物质是 。
【答案】(1)脱水;
(2)ABD
(3)浓硫酸。
【解答】解:(1)用小木棍蘸取少量浓硫酸,放置一会儿后,可观察到小木棍蘸有硫酸的部位变黑了,是因为浓硫酸具有脱水性,能把木棍中的氢元素和氧元素按水的组成比脱去。
(2)A、氯化氢不能与浓硫酸反应,可用浓硫酸干燥氯化氢,故选项正确。
B、二氧化碳不能与浓硫酸反应,可用浓硫酸干燥氯化氢,故选项正确。
C、氨气能与硫酸反应,不能用浓硫酸干燥氨气,故选项错误。
D、氢气不能与浓硫酸反应,可用浓硫酸干燥氯化氢,故选项正确。
(3)稀释浓硫酸时,要把浓硫酸慢慢地沿器壁注入水中,同时用玻璃棒不断搅拌,以使热量及时散失;一定不能把水注入浓硫酸中,以防止酸液飞溅,b中盛放的物质是浓硫酸。
2.小江同学为验证酸的化学通性,做了五组实验(已知酸与金属的反应为放热反应)。分析并回答下列问题。
(1)如图所示实验中,能体现酸的通性的是 ;
(2)A组试管中都产生H2,若要制得较纯净的H2,选稀硫酸而不选盐酸的原因是
;
(3)B组试管中实验现象相同,该现象是 ;
(4)C中反应是否放热?小南同学认为NaOH溶液中水会吸热,会影响对反应是否放热的判断,她想改用NaOH固体代替NaOH溶液,你认为可行吗?给出你的判断,并说明理由。
;
(5)写出D组中可以用来检验氯离子的化学方程式: ;
(6)写出用来检验E组反应产生的气体的化学方程式: 。
【答案】(1) ABCE;
(2)盐酸具有挥发性,挥发出氯化氢气体,使制得的氢气中混有氯化氢气体;
(3)红棕色固体逐渐减少,溶液变成黄色;
(4)不可行,氢氧化钠固体溶于水也会放热,不能确定是氢氧化钠与酸反应放热还是氢氧化钠固体溶于水放热
(5)AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3;
(6)CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。
【解答】解:(1)酸的通性要有氢离子参与反应(2)若要制得较纯的H2,选稀硫酸而不选盐酸的原因是盐酸具有挥发性,挥发出氯化氢气体,使制得的氢气中混有氯化氢气体,不纯净;
(3)氧化铁能与稀盐酸或稀硫酸反应生成氯化铁和水或硫酸铁和水,生成的氯化铁、硫酸铁溶液显黄色,会观察到红棕色固体逐渐减少,溶液变成黄色;
(4)C中反应是放热的,小南同学想改用 NaOH 固体代替NaOH 溶液不可行,因为氢氧化钠固体溶于水也会放热,不能确定是氢氧化钠与酸反应放热还是氢氧化钠固体溶于水放热;
(5)检验氯离子方法发:取少量待检测溶液于试管中,先滴加硝酸银溶液,如果产生白色沉淀,再滴加稀硝酸,若白色沉淀不溶解,则证明溶液中存在氯离子;D组中可以用来检验氯离子发生的反应是盐酸与硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸,化学方程式为:AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3;
(6)碳酸盐与酸反应生成盐、水和二氧化碳,二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,常用澄清石灰水检验二氧化碳,化学方程式:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。
3.(2026•西湖区模拟)小科在学习酸的性质时,进行了以下探究:
(1)将浓盐酸敞口放置在空气中一段时间(不考虑水分蒸发),图甲中能正确表示其溶质质量分数随时间变化的曲线是 (选填序号)。
(2)图乙为盐酸与氢氧化钠溶液反应的微观实质,其中A、B、C分别代表不同的微粒。图中C处微粒的化学式为 。
(3)小科为了鉴别稀盐酸和稀硫酸,分别取少量样品于两支试管中,向其中滴加 (填试剂名称),观察现象进行判断。
【答案】(1)③;
(2)H2O;
(3)氯化钡溶液(或硝酸钡溶液等)。
【解答】解:(1)浓盐酸敞口放置时,溶质氯化氢会挥发,溶质质量减少,溶液质量也减少,但溶质减少得更快,所以溶质质量分数会减小,对应的曲线是质量分数随时间的增加而降低,因此应选③。
(2)由图乙可知,这是盐酸与氢氧化钠溶液发生中和反应的微观示意图,氯化氢溶于水电离为氢离子和氯离子,A代表H+,氢氧化钠溶于水电离为钠离子和氢氧根离子,B代表OH﹣,氢离子与氢氧根离子结合为水分子;C代表H2O(水分子)。
(3)稀盐酸和稀硫酸中都含有H+,但酸根离子不同,为鉴别它们,可用氯化钡溶液(或硝酸钡溶液),与稀硫酸反应生成白色沉淀,与稀盐酸无明显现象。
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考查要点2: 碱的性质
考点解读:
NaOH和Ca(OH)2的理化性质、用途
氢氧化钠
氢氧化钙
颜色、状态
白色固体,极易溶于水(溶解放热)
白色粉末,微溶于水
俗名
烧碱、火碱、苛性钠(具有强腐蚀性)
熟石灰、消石灰
制法
Ca(OH)2+Na2CO3== CaCO3↓+2NaOH
CaO +H2O== Ca(OH)2
用途
①氢氧化钠固体作干燥剂;
②化工原料:制肥皂、造纸;
③去除油污:炉具清洁剂中含氢氧化钠。
①工业:制漂白粉;
②农业:改良酸性土壤、配波尔多液;
③建筑:砌砖、抹墙。
(1)潮解:氢氧化钠暴露在空气中时容易吸收水分,表面潮湿并逐渐溶解,这种现象叫做潮解。溶解时放热。
(2)氢氧化钠有强烈的腐蚀性,使用时要十分小心。若不慎将碱液沾到皮肤上,要用较多的水冲洗,再涂上硼酸溶液。
(3)氢氧化钠在空气中不仅吸收水分潮解(物理变化),同时还会发生下列反应:2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O(化学变化)。所以,氢氧化钠必须密封保存。
(4)Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O,2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O,这两个反应都是非金属氧化物与碱的反应,都生成水。氢氧化钠与二氧化硫反应的化学方程式:2NaOH+SO2==Na2SO3+H2O (Na2SO3化学名称:亚硫酸钠)。
(5)氢氧化钙的溶解度随温度的增加而降低,氢氧化钙的水溶液(澄清石灰水)常用于检验CO2。
重点回顾:
一:碱的通性
1.具有通性的原因:碱溶于水生成(解离、电离)的阴离子全部是OH-
2.碱的通性(可溶性碱,碱的通性是OH-的性质)
①使酸碱指示剂变色,使紫色石蕊试液变蓝色,使无色酚酞试液变红色。
★注意:只有溶于水的碱才能使指示剂变色。(四大强碱的溶液、氨水)
②碱+某些非金属氧化物反应=盐+水
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
③碱+酸=盐+水
2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O
Ca(OH)2+2HCl===CaCl2+2H2O
④碱+盐=新碱+新盐(反应物均可溶,产物有沉淀或气体)
a)新碱是沉淀:
蓝色沉淀 – 2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2↓
红褐色沉淀 – 3NaOH+FeCl3=3NaCl+Fe(OH)3↓
白色沉淀 – 2NaOH+MgSO4=Na2SO4+Mg(OH)2↓
b)新盐是沉淀:
Ba(OH)2+Na2SO4=BaSO4↓+ 2NaOH
Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH
c)蓝白沉淀:Ba(OH)2+CuSO4=BaSO4↓+ Cu(OH)2↓
d)红白沉淀:3Ba(OH)2+Fe2(SO4)3=3BaSO4↓+ 2Fe(OH)3↓
★注意:盐和碱的反应,反应物中的盐和碱必须_都可溶于水,生成物至少有一种沉淀或气体
4.(2025•浙江模拟)对知识的归纳和总结是学好化学的重要方法。在学习碱的性质后,学生总结了Ca(OH)2的四条化学性质(如图所示),即Ca(OH)2可与图中四类物质发生化学反应。
(1)图中M所属的物质类别是 。
(2)Ca(OH)2可由生石灰与水反应制得,该反应能 (填“吸收”或“放出”)热量。
(3)用图中④:Ca(OH)2与盐反应的性质,可以除去NaOH溶液中少量的Ca(OH)2杂质,请写出该反应的化学方程式 。
【答案】(1)酸;
(2)放出;
(3)Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓。
【解答】解:(1)图中M所属的物质类别是酸;
(2)Ca(OH)2可由生石灰与水反应制得,该反应能放出热量;
(3)用图中④:Ca(OH)2与盐反应的性质,可以除去NaOH溶液中少量的Ca(OH)2杂质,该反应是碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,化学方程式为:Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓。
5.(2024•鄞州区模拟)喷泉是一种常见的自然现象,其产生的原因是存在压强差。
【实验一】科学小组用压强传感器装置(如图1),测定二氧化碳与氢氧化钠溶液产生喷泉的实验过程中,三颈烧瓶内压强的变化(如图2)。
实验过程:室温下,将装满二氧化碳的三颈烧瓶安装在铁架台上,用单孔塞(插有装水的注射器)塞紧瓶口a,数据采集器采集起始气压。将注射器内水压入瓶内,打开止水夹b,烧杯内的NaOH溶液喷到三颈烧瓶内形成喷泉。
(1)试分析图1中形成喷泉的原因:
。
(2)图2中A、B、C、D、E哪点时喷泉现象最剧烈: 。
【实验二】科学小组利用喷泉原理设计连锁反应装置(如图3)。
实验过程:圆底烧瓶内有收集满的二氧化碳,如图3组装装置。用注射器缓缓注入3毫升NaOH溶液,轻轻振荡烧瓶,打开止水夹,玻璃导管尖嘴处很快产生喷泉,与此同时,试管C、E中发生连锁反应。
(3)实验中,试管C中的现象是 。
(4)实验结束后,同学们将试管C、E中的物质全部倒入一个洁净的废液缸中充分搅拌、静置,观察到废液缸内蓝色絮状沉淀消失溶液呈蓝色。最终,废液缸中一定含的溶质为
【答案】(1)二氧化碳能溶于水且与水反应,气体体积减小,导致三颈烧瓶内压强减小,在大气压的作用下,将烧杯内的NaOH溶液沿导管压入三颈烧瓶内形成喷泉;
(2)C;
(3)红色消失;
(4)NaCl、CuCl2、Na2SO4。
【解答】解:(1)将注射器内水压入瓶内,二氧化碳能溶于水且与水反应,气体体积减小,导致三颈烧瓶内压强减小,在大气压的作用下,将烧杯内的NaOH溶液沿导管压入三颈烧瓶内形成喷泉;
(2)由图2可知,C点时瓶内压强最小,所以此时喷泉现象最剧烈;
(3)连锁反应后,C试管中进入稀盐酸,稀盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,溶液颜色的变化为红色消失
(4)C试管中稀盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,C试管中含有物质可能为氯化钠,氯化钠和稀盐酸,氯化钠和氢氧化钠,E试管中氢氧化钠和硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,E试管中可能含有的物质为氢氧化铜沉淀和硫酸钠,氢氧化铜沉淀、硫酸钠和硫酸铜,氢氧化铜沉淀、硫酸钠和氢氧化钠,试管C、E中的物质全部倒入一个洁净的废液缸中充分搅拌、静置,观察到废液缸内蓝色絮状沉淀消失溶液呈蓝色,说明C试管中有盐酸,E试管中没有氢氧化钠,蓝色絮状沉淀消失是因为稀盐酸和氢氧化铜反应生成氯化铜和水,则废液缸中一定含的溶质为NaCl、CuCl2、Na2SO4。
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考查要点3: 物质鉴别
实验过程:
1.①检验稀硫酸与稀盐酸
所用试剂: 氯化钡
现象和结论: 用氯化钡检验,产生白色沉淀的是稀硫酸,没有变化的是稀盐酸
方程式: BaCl₂+H₂SO₄=BaSO₄ ↓+2HCl
②检验食盐水与稀盐酸
所用试剂:紫色石蕊试液/碳酸钠溶液
现象和结论: 紫色石蕊分别滴入溶液,不变色的是食盐水,变红色的是稀盐酸;用碳酸钠溶液检
验,有气泡产生是稀盐酸,无明显变化是食盐水
方 程 式 :Na₂CO₃+2HCI=2NaCI+CO₂ ↑+H₂O
③检验烧碱溶液与石灰水
所用试剂:碳酸钠溶液
现象和结论:碳酸钠分别滴入待测溶液,有白色沉淀产生的是石灰水,无明显变化的是烧碱溶液
方 程 式 :Na₂CO₃+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO₃↓
2.提供一种方法作为参考
分析物质特性:四种物质其中一种为碱,另外四种为盐;其中一种溶于水能形成蓝色溶液;氯化
钠中有氯离子,遇到银离子能生成不溶于酸的白色沉淀
实验方案:①取四支试管分别加入少量四种白色粉末,再加入少量水溶解
②溶解后有三支试管为无色溶液, 一支为蓝色溶液(设为A),蓝色溶液对应的粉末即为硫酸铜
CuSO₄+5H₂O=CuSO₄·5H₂O
③另取三支试管加入未鉴别的B、C、D三种溶液,分别滴入硫酸铜溶液,有一支出现蓝色絮状沉
淀(设为B),其中溶解的粉末为氢氧化钠
CuSO4+2NaOH=Cu(0H)₂ ↓+Na₂SO4
④另取两支试管配制C、D两种溶液,分别加入硝酸银和稀硝酸溶液,有一支出现白色沉淀(设为C),为氯化钠,另外一支无明显现象(设为D),为硝酸钾
NaCl+AgNO₃=AgCl↓+NaNO₃
实验注意:1.物质要进行编号 2.每次鉴别都要另取试管,加入少量被鉴别物质,不能连续操作
讨 论 :本实验重点在于鉴别氯化钠和硝酸钾,其中钠离子、钾离子和硝酸根离子与其他离子均可 共存,没有明显现象,因而只能鉴别氯离子来进行区分。当然,鉴别不仅仅是使用化学方法,也可使用物理方法,如利用氯化钠和硝酸钾的溶解度变化来鉴别,具体方法留作思考。
6.(2024•嘉兴三模)某校在准备实验操作考查时发现两瓶往年留存的A、B待鉴定试剂,兴趣小组对这两瓶试剂成分进行探究,先已获悉往年考查的实验内容:①鉴别稀盐酸和氯化钠溶液;②鉴别碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液。后按以下流程展开探究:
【成分预测】若完成步骤1后,现象1为试管内溶液均不变色,则留存的A、B试剂是用于考查实验内容 (选填“①”或“②”)。
【结果分析】兴趣小组同学完成步骤1后,发现现象1为试管内溶液均变红色,继续进行步骤2,现象2为试管中均出现白色沉淀。请作出合理解释: 。
【继续探究】在步骤2中继续滴加CaCl2溶液至过量,发现装有B试剂的试管中红色不消褪,则B试剂是 溶液。
【答案】【成分预测】①;
【结果分析】氢氧化钠溶液变质,生成了碳酸钠,碳酸钠和氢氧化钠溶液都能使酚酞变红色,都能与氯化钙反应生成碳酸钙白色沉淀;
【继续探究】氢氧化钠。
【解答】解:稀盐酸呈酸性,氯化钠溶液呈中性,酸性和中性溶液都不能使酚酞试液变色;碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液都呈碱性,都能使酚酞试液变红色。若完成步骤1 后,现象1为试管内溶液均不变色,说明 A、B 试剂是稀盐酸和氯化钠溶液,即留存的A、B 试剂是用于考查实验内容①。
步骤二:分析【结果分析】步骤 1 中现象1为试管内溶液均变红色,说明A、B溶液都呈碱性,即A、B溶液为碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液。步骤2中加入氯化钙溶液,现象2为试管中均出现白色沉淀,因为氢氧化钠与氯化钙不反应,不能产生白色沉淀,所以出现此现象的原因是:氢氧化钠溶液变质,生成了碳酸钠,碳酸钠和氢氧化钠溶液都能使酚酞变红色,都能与氯化钙反应生成碳酸钙白色沉淀。
步骤三:分析【继续探究】碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,氯化钠溶液呈中性,不能使酚酞试液变色;氢氧化钠溶液呈碱性,能使酚酞试液变红色。在步骤2中继续滴加CaCl2溶液至过量,发现装有B 试剂的试管中红色不消退,说明溶液中除了碳酸钠,还有氢氧化钠,即B试剂是氢氧化钠溶液(因为氢氧化钠溶液变质会生成碳酸钠,加入过量氯化钙溶液,碳酸钠完全反应,若红色不褪去,说明原溶液中还有氢氧化钠);A 试剂是碳酸钠溶液。
7.(2025•义乌市二模)同学们通过学习,总结了物质鉴别的思维导图,并根据此图尝试着对氢氧化钠溶液、稀盐酸和氯化钙溶液三种物质进行了鉴别。
【思维导图】
【实验过程】
I取A、B和C三支相同的试管中分别装入少量待测液体。观察发现均为无色透明溶液。
Ⅱ分别往三支试管中滴入紫色石蕊试液。发现A试管内溶液变红,B试管溶液变蓝,C试管溶液无明显变化。
【分析交流】
(1)实验过程中“观察发现均为无色透明溶液”属于思维导图中的 步骤。
(2)由实验过程可知,A试管中装的是 溶液。
(3)同学们认为石蕊试液的颜色为紫色,所以颜色的变化不够明显,于是检验试剂改用无色酚酞试液重新实验。发现B试管试液变红,AC试管溶液不变色。
①为了确定物质,在不增加新试剂的条件下,需进行的操作是 。
②上述过程需两步实验,不太方便,请你再选用一种试剂通过一步实验就能方便地鉴别上述三种物质。应选用的试液是 。
【答案】(1)观察物理性质。
(2)稀盐酸。
(3)①取B试管中的液体分别加入AC试管中,观察颜色变化。
②碳酸钠溶液(答案不唯一)。
【解答】解:(1)根据思维导图的步骤,观察溶液的颜色和状态属于初步的物理性质观察,实验过程中“观察发现均为无色透明溶液”属于思维导图中的“物理性质判断”步骤。故答案为:物理性质判断。
(2)根据石蕊试液的颜色变化:紫色石蕊试液遇酸性溶液变红,A试管溶液变红,说明A试管中装的是稀盐酸。紫色石蕊试液遇碱性溶液变蓝,B试管溶液变蓝,说明B试管中装的是氢氧化钠溶液。紫色石蕊试液在中性溶液中不变色,C试管溶液无明显变化,说明C试管中装的是氯化钙溶液。故答案为:稀盐酸。
(3)①分别往三支试管中滴入无色酚酞试液,发现B试管试液变红,AC试管溶液不变色,在不增加新试剂的条件下,可以通过取B试管中的液体分别加入AC试管中,观察颜色变化。故答案为:取B试管中的液体分别加入AC试管中,观察颜色变化。
②为了通过一步实验鉴别三种溶液,可以选择一种能与三种溶液反应且现象不同的试剂。碳酸钠溶液(Na2CO3)是一个合适的选择:碳酸钠溶液与稀盐酸反应会生成二氧化碳气体,产生气泡。碳酸钠溶液与氢氧化钠溶液不反应,无明显现象。碳酸钠溶液与氯化钙溶液反应会生成白色沉淀(碳酸钙)。故答案为:碳酸钠溶液(答案不唯一)。
8.(2024•上城区校级三模)某科学探究小组对一包固体粉末中的成分进行鉴别,粉末中可能含有BaCO3、NaCl、Na2CO3、CuSO4、NaOH、CaCl2中的一种或几种,实验操作步骤及现象如图,试回答:
(1)仅由步骤Ⅰ可知,固体粉末中不可能含有的物质是 (填化学式,下同);
(2)白色沉淀A为 ;
(3)无色溶液D一定含有的溶质是 ;
(4)结论:固体粉末中一定含有 。
A.Na2CO3 B.NaOH C.NaCl
【答案】(1)BaCO3、CuSO4;
(2)BaSO4;
(3)NaOH、NaCl、BaCl2;
(4)AB。
【解答】解:(1)固体粉末加水溶解得到无色溶液,所以样品中一定不含碳酸钡、硫酸铜,所以(1)仅由步骤Ⅰ可知,固体粉末中不可能含有的物质是:BaCO3、CuSO4;
(2)碳酸钠和氯化钡反应生成溶于酸的碳酸钡沉淀,碳酸钡与稀硫酸反应生成硫酸钡,水和二氧化碳,故白色沉淀为硫酸钡;
(3)加入的氯化钡是过量的,碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,无色溶液D一定含有的溶质是:NaOH、NaCl、BaCl2;
(4)固体粉末中一定含有Na2CO3、NaOH,可能含有NaCl,故选:AB。
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考查要点4:酸和碱的反应
实验解读:1.【实验验证】
验证酸与碱之间是否发生化学反应
实验:
操作步骤
现象
分析
(1)在烧杯中加入10mL氢氧化钠溶液,滴入2滴酚酞溶液
溶液由无色逐渐变为红色
溶液显碱性
(2)逐滴滴入稀盐酸或稀硫酸,并不断搅拌
溶液由红色逐渐变为无色
溶液不显碱性
(3)取以上溶液2滴滴在玻璃片上,置于酒精灯上加热
玻璃片上有白色晶体生成
生成了新的物质
改进:如下图所示,在烧杯中加入10ml氢氧化钠溶液,滴入几滴酚酞溶液,插入一支温度计,测量溶液的温度。再用滴管滴入稀盐酸,边滴边用玻璃棒搅拌溶液,当烧杯中溶液颜色恰好变成无色时,停止加入盐酸.
2.思考与讨论:
氢氧化钠是碱,其溶液能使酚酞溶液显示红色,随着盐酸的加入,红色逐渐消失变成无色,所以此时的溶液肯定不是碱性溶液。玻璃片上的白色物质是溶液中新生成的物质。
3.实验结论
在上面的实验中,发生反应,生成了氯化钠和水。
化学方程式:NaOH+ HCl= H2O+ NaCl
同理:2NaOH+ H2SO4=Na2SO4+2H2O
结论:酸与碱之间发生反应能生成盐和水,而且都放出热量。
特别提醒:用什么办法知道在稀盐酸和氢氧化钠溶液的反应过程中,酸和碱没有剩余,恰好完全反应?
①测量溶液PH值,当恰好为7时说明恰好完全反应。
②在氢氧化钠溶液中滴加酚酞试液,然后滴加稀盐酸,恰好由红色变为无色时,可判断为恰好完全反应。
4.中和反应
定义:酸跟碱作用生成盐和水的反应叫酸碱反应。
特别提醒:MgO和H2SO4反应,生成了MgSO4和H2O(生成盐和水),这个反应不是酸碱反应,因为酸碱反应应该是酸和碱作用生成盐和水的反应,不能单看生成物是盐和水,所以这个反应不是酸碱反应。
9.(2026•绍兴一模)为验证“混合后无明显现象的物质之间是否发生反应”,一般可以通过如下思维模型:
(1)小科想用实验证明氢氧化钠是否能和硫酸反应。于是,在试管中加入2毫升10%的氢氧化钠溶液,再加入几滴酚酞试液,溶液呈红色,随后滴入一定浓度的硫酸,直到出现 的现象,证明了二者发生了反应。这是利用上述思维模型中的 。
A.验证反应物被消耗
B.验证有新物质生成
(2)小科利用另一种思维模型,证实二氧化碳能和氢氧化钠发生反应,进行了如下实验:先将二氧化碳通入氢氧化钠溶液中,然后滴加的试剂是 (填“酚酞”、“氯化钙溶液”或“氯化钠溶液”)。能证明二者发生了反应的现象是 。
【答案】(1)溶液由红色变为无色;A;
(2)氯化钙溶液;溶液中产生白色沉淀。
【解答】解:(1)氢氧化钠溶液呈碱性,能使无色酚酞试液变为红色,向其中滴入硫酸,硫酸与氢氧化钠发生中和反应,当氢氧化钠被完全消耗时,溶液失去碱性,因此直到出现溶液由红色变为无色的现象,证明了二者发生了反应。该实验是通过验证反应物氢氧化钠被消耗来证明反应的发生,对应上述思维模型中的A。
(2)二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,要证实二者发生反应,可通过验证有新物质碳酸钠生成的思路进行。酚酞遇氢氧化钠、碳酸钠溶液均会变红,无法验证反应发生;氯化钠溶液与碳酸钠不发生反应,无明显现象;氯化钙溶液可与碳酸钠反应生成碳酸钙白色沉淀,因此滴加的试剂是氯化钙溶液,能证明二者发生了反应的现象是溶液中产生白色沉淀。
10.(2026•衢州一模)小科借助数字技术对“稀盐酸与氢氧化钠溶液反应”进行可视化探究。图甲所示是室温下稀盐酸与氢氧化钠溶液反应的实验装置,图乙是反应过程中的pH变化曲线。
请回答:
(1)根据图乙曲线判断,烧杯中的溶液A是 。
(2)滴加溶液B后,需要用玻璃棒不断搅拌,其目的是 。
(3)图乙中c点所对应溶液中的溶质为 。
(4)下列实例中,应用酸与碱之间反应的是 。
A.用食醋去除皮蛋中残留的碱
B.用CaO和H2O反应来加热食物
C.用NaOH来处理石油产品中残余的硫酸
D.用熟石灰改良酸性土壤
【答案】(1)氢氧化钠溶液;
(2)使反应更快更充分;
(3)HCl、NaCl;
(4)ACD。
【解答】解:(1)由乙图像可知,pH开始时大于7,逐渐减小到7,然后小于7,可知原溶液显碱性,然后不断的加入酸性溶液,使pH减小,说明是把稀盐酸滴加到氢氧化钠溶液中,烧杯中的溶液A是氢氧化钠溶液。
(2)滴加溶液B后,需要用玻璃棒不断搅拌,其目的是使反应物充分接触,使反应更快更充分。
(3)图乙中c点溶液pH<7,溶液显酸性,所对应溶液中的溶质为剩余的HCl、生成的NaCl。
(4)A.用食醋去除皮蛋中残留的碱,应用酸与碱之间的反应,故选项正确。
B.用CaO和H2O反应来加热食物,是利用该反应放出大量的热,CaO和H2O均属于氧化物,不是酸与碱之间的反应,故选项错误。
C.用NaOH来处理石油产品中残余的硫酸,应用酸与碱之间的反应,故选项正确。
D.用熟石灰(氢氧化钙的俗称)酸性土壤,应用酸与碱之间的反应,故选项正确。
11.(2026•东阳市模拟)小科向盛有50g质量分数为40%氢氧化钠溶液的烧杯中加入50g质量分数为36.5%的盐酸,用手触摸烧杯外壁,温度明显升高。他猜想温度升高可能是因为酸与碱反应放热,也可能是浓溶液稀释放热。为验证猜想,小科设计如下实验,并用温度传感器测定实验过程中温度的变化,结果如图1所示。
实验①:20℃时,向50g质量分数为40%的氢氧化钠溶液中缓慢滴加50g试剂M;
实验②:20℃时,向50g质量分数为36.5%的盐酸中缓慢滴加50g试剂M;
实验③:20℃时,向50g质量分数为40%的氢氧化钠溶液中缓慢滴加50g质量分数为36.5%的盐酸。
请回答:
(1)试剂M是 (填试剂名称)。
(2)根据图1分析,氢氧化钠溶液与盐酸混合后,温度明显升高的主要原因是 。
(3)图2为实验③反应的微观示意图,按时间先后的排序为A→ (填“B→C”或“C→B”)。
(4)小科将实验③中盐酸替换为等质量、等质量分数的硫酸溶液重复实验,测得反应后的最高温度明显低于实验③的最高温度。请从微观角度,分析两次实验温度差异的原因:
。
【答案】(1)水。
(2)酸与碱反应放热。
(3)C→B。
(4)将实验③中盐酸替换为等质量、等质量分数的硫酸溶液时,硫酸分子不足,导致氢氧化钠“分子”不能完全反应,即氢氧根离子不能完全反应,反应放出热量较少。
【解答】解:(1)①②都是探究浓溶液稀释是否放热,为了进行对比,试剂M是水。
故答案为:水。
(2)根据图1分析,①②都是浓溶液稀释过程,过程中放热,放热较少(温度升高幅度小),③是酸碱中和反应放热,放热较多(温度升高幅度大),氢氧化钠溶液与盐酸混合后,温度明显升高的主要原因是酸与碱反应放热。
故答案为:酸与碱反应放热。
(3)图2为实验③反应的微观示意图,氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水,随着反应进行,氢氧化钠减少,氯化钠增多,按时间先后的排序为A→C→B。
故答案为:C→B。
(4)氢氧化钠和稀盐酸恰好完全反应时,氢氧化钠和氯化氢质量比是40:36.5,和稀硫酸恰好完全反应时,氢氧化钠和硫酸质量比是80:98。两次实验温度差异的原因:将实验③中盐酸替换为等质量、等质量分数的硫酸溶液时,硫酸分子不足,导致氢氧化钠“分子”不能完全反应,即氢氧根离子不能完全反应,反应放出热量较少。
故答案为:将实验③中盐酸替换为等质量、等质量分数的硫酸溶液时,硫酸分子不足,导致氢氧化钠“分子”不能完全反应,即氢氧根离子不能完全反应,反应放出热量较少。
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考查要点5: 碱和盐的性质
实验解读:
1.探究氢氧化钙化学性质
可以仿照对氢氧化钠性质
的探究,并结合学到的碱的 共性进行实验设计
①氢氧化钙与指示剂(紫色石蕊试剂、酚酞试剂)
②氢氧化钙与二氧化碳
③氢氧化钙与盐酸/硫酸
④氢氧化钙与碳酸钠、氯化铜
2.探究一些盐的性质
(1)加入氯化钡后,三支试管中均产生白色沉淀;再 滴加稀硝酸震荡后,观察到1、2试管白色沉淀不消失,3试管中白色沉淀溶解,同 时有气泡产生
(2)加入硝酸银后,三支试管中均有白色沉淀产生;再滴入稀硝酸后,1、2试管中白色沉淀不消失,3试管中白色沉淀溶解,同时有 气泡产生
注:检验硫酸根离子时,若选用氯化钡溶液,需要先加入稀盐酸再加氯化钡,目的是排除银离子的干扰;若选用硝酸钡则可以先加硝酸钡再加稀硝酸,观察沉淀是否溶解。
1.检验溶液是否呈碱性,即检验溶液中是否有OH,可以通过指示剂、 铜离子或铁离子来检验
2.因为反应的本质是Ba²+SO₂²=BaSO₄ ↓和Ag+Cl=AgCl↓
12.(2026•浙江模拟)碳酸氢钠又名小苏打,化学式为NaHCO3,是厨房中的常见物质,某同学查阅资料了解到小苏打受热易分解,能够产生碳酸钠和一种常见的加剧温室效应的气体A,以及生命所必需的物质B。
(1)该同学通过平时所学知识马上分析得出,A物质和B物质分别是 。
(2)写出小苏打受热分解的化学方程式: 。
(3)该同学想通过自己实验来证实小苏打分解后的产物A和B的存在,请从图中选择合适的装置并按照顺序连接: 。
A. B.
C. D.
(4)该同学想通过加热小苏打溶液并收集A气体进行进一步研究,图中可以用来收集的装置有 。(填字母,可多选)
A. B.
C. D. E.
【答案】(1)CO2,H2O;
(2)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑;
(3)BDA;
(4)AC。
【解答】解:(1)小苏打受热易分解,能够产生碳酸钠和一种常见的加剧温室效应的气体A,以及生命所必需的物质B,温室效应气体常见是CO2,生命必需物质常见是H2O;
(2)由分析可知,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑;
(3)已知要检验 CO2和 H2O 的存在:通常先检验水(防止气体通过溶液带出水蒸气干扰判断),可以用无水硫酸铜(白色变蓝)。再检验CO2,用澄清石灰水。所以气体通入顺序是:NaHCO3加热装置→无水CuSO4装置→澄清石灰水装置,故连接顺序为BDA;
(4)二氧化碳能溶于水,密度比空气的密度大,因此只能用向上排空气法收集,所以可以选AC。
13.(2025•西湖区校级三模)CuSO4溶液呈蓝色,溶液中有H2O、Cu2+、三种粒子,是哪种粒子使溶液呈蓝色呢?某兴使趣小组进行了实验探究(已知:Na+、Ba2+和Cl﹣在溶液中呈无色)。请回答:
【实验一】根据如图的三支试管中所盛试剂的颜色与所含微观粒子,进行分析:
(1)对A、B、C进行分析,CuSO4溶液中 的存在使溶液显蓝色,有同学认为没有必要设置A组实验,其理由是 。
【实验二】将溶液中的Cu2+除去,观察溶液颜色是否变化。
(2)若要除去溶液中的Cu2+,向CuSO4溶液中滴加足量氢氧化钠溶液,充分振荡,静置,观察到
的现象,则可以得出实验结论。
【实验三】保持溶液中Cu2+的存在,观察溶液颜色是否变化。
(3)若要保持溶液中Cu2+的存在,向CuSO4溶液中滴加 除去溶液中的,若溶液蓝色不消失,则可以得出实验结论。
【实验结论】Cu2+使CuSO4溶液呈蓝色。
【答案】(1)Cu2+;硫酸钠溶液、硫酸铜溶液中本身含有水分子;
(2)产生蓝色沉淀,溶液由蓝色变为无色;
(3)氯化钡溶液。
【解答】解:(1)观察,A试管中的水呈无色,说明水分子不能使溶液呈蓝色;B试管中硫酸钠溶液呈无色,说明硫酸根离子不能使溶液呈蓝色;C试管中硫酸铜溶液呈蓝色,而硫酸铜溶液中含有铜离子、硫酸根离子和水分子,前面已证明水分子和硫酸根离子不能使溶液呈蓝色,所以是Cu2+的存在使溶液显蓝色。没有必要设置A组实验,是因为硫酸钠溶液、硫酸铜溶液中本身就含有水分子,在B、C的对比中已经可以间接说明水分子不能使溶液呈蓝色。故答案为:Cu2+;硫酸钠溶液、硫酸铜溶液中本身含有水分子。
(2)向CuSO4溶液中滴加足量氢氧化钠溶液,发生反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,会观察到产生蓝色沉淀,溶液由蓝色变为无色。这说明溶液中铜离子除去后,溶液的蓝色消失,从而可以得出是铜离子使硫酸铜溶液呈蓝色的结论。故答案为:产生蓝色沉淀,溶液由蓝色变为无色。
(3)若要保持溶液中Cu2+的存在,除去溶液中的,可以向CuSO4溶液中滴加氯化钡溶液,氯化钡与硫酸铜反应生成硫酸钡沉淀和氯化铜,将硫酸根离子转化为硫酸钡沉淀除去。若溶液蓝色不消失,则可以得出是铜离子使硫酸铜溶液呈蓝色的实验结论。故答案为:氯化钡溶液。
14.(2025•西湖区校级三模)科学兴趣小组的同学为了测定某碱厂生产的纯碱是否属于优等品(国家规定:优等品中碳酸钠的质量分数不低于99.2%),设计了如下实验方案:
【实验原理】Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑
【方案设计】用如图1所示的装置,通过准确测量排出水的体积,来计算样品的纯度。
(1)该装置中仪器A的名称是 。
【交流讨论】方案设计好之后,甲、乙两小组同学对该实验的误差有着不同的观点,甲小组认为按此方案测得的碳酸钠的纯度会偏低,而乙小组同学认为按此方案测得的碳酸钠的纯度会偏高。(装置的气密性良好)
(2)甲小组结果偏低的理由是 。
(3)乙小组分析其实验结果偏高的原因是注射器注入的稀硫酸占用了部分体积,导致测出的二氧化碳体积偏大。要解决这一问题,你有何措施? 。
【实验改进】(4)甲小组同学听从建议,用食用油将集气瓶中水进行液封或者将集气瓶中的水换成饱和碳酸氢钠溶液。但乙小组认为这样改进之后测量值依旧偏低,于是对图1装置进行了改进,改进后的装置如图2(量筒中装满水),对于图2装置,下列说法正确的有 。
A.若在量筒中加入一些食用油,可以减少二氧化碳在水中的溶解
B.图2与图1相比,可以减少b导管中的残留水对实验结果的干扰
C.在组装该实验装置时,应遵循从左到右,从上到下的原则
D.完全冷却后,量筒水位高于水槽水位,液面所示刻度为生成的气体体积
【答案】(1)锥形瓶。
(2)二氧化碳能够溶于水。
(3)把注射器换成具有连通器功能的分液漏斗。
(4)AB。
【解答】解:(1)该装置中仪器A的名称是锥形瓶。
故答案为:锥形瓶。
(2)甲小组结果偏低的理由是二氧化碳能够溶于水。
故答案为:二氧化碳能够溶于水。
(3)乙小组分析其实验结果偏高的原因是注射器注入的稀硫酸占用了部分体积,导致测出的二氧化碳体积偏大。要解决这一问题,可以把注射器换成具有连通器功能的分液漏斗。
故答案为:把注射器换成具有连通器功能的分液漏斗。
(4)A.若在量筒中加入一些食用油,可以减少二氧化碳在水中的溶解,故选项正确。
B.图2与图1相比,可以减少b导管中的残留水对实验结果的干扰,故选项正确。
C.在组装该实验装置时,应遵循从左到右,从下到上的原则,故选项不正确。
D.完全冷却后,调整量筒水位与水槽水位相平时再读数,如果量筒水位高于水槽水位,液面所示刻度大于生成的气体体积,故选项不正确。
故答案为:AB。
15.(2025•拱墅区一模)1943年,中国化学家侯德榜发明了新的制纯碱方法,被誉为“侯氏制碱法”其工艺的关键反应为:NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。小乐在20℃的实验室里,利用如图所示装置(待完善)和试剂模拟该反应。
物质
NaCl
NaHCO3
NH4Cl
溶解度/克
36.0
9.6
37.2
已知:
①20℃时,几种盐的溶解度如表。
②浓氨水遇生石灰会产生大量的氨气,氨气极易溶于饱和食盐水,形成的溶液呈碱性。
(1)装置②中的试剂为饱和NaHCO3溶液,用于吸收装置①制取的二氧化碳中混有的氯化氢,在图中将该装置补充完整。
(2)为配制装置③中的饱和食盐水,应向100克水中至少加入 克NaCl固体。为了利于二氧化碳在装置③中的吸收,从而提高NaHCO3的产量。实验中可采取的措施是
。
(3)充分反应后,装置③中有晶体析出。析出的晶体主要成分是NaHCO3而不是NH4Cl的原因是
。
【答案】(1);
(2)36.0;先打开装置④中的分液漏斗活塞,再打开装置①中的分液漏斗活塞;
(3)20℃时,NaHCO3的溶解度9.6克远小于NH4Cl的溶解度37.2克,相同条件下,NaHCO3更容易达到饱和状态从而结晶析出。
【解答】解:(1)装置2用于吸收二氧化碳中混有的氯化氢,气体应长进短出,补充后的装置为:。
(2)20℃时氯化钠的溶解度是36.0克,所以为配制装置3中的饱和食盐水,应向100克水中至少加入36.0克NaCl固体。为了利于二氧化碳在装置3中的吸收,从而提高NaHCO3的产量,实验中可采取的措施是:先打开装置④中的分液漏斗活塞,再打开装置①中的分液漏斗活塞。
(3)充分反应后,装置③中有晶体析出。析出的晶体主要成分是NaHCO3而不是NH4Cl的原因是:20℃时,NaHCO3的溶解度9.6克远小于NH4Cl的溶解度37.2克,相同条件下,NaHCO3更容易达到饱和状态从而结晶析出
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考查要点6: 金属活动性
探究:比较铁与铜、铜与银的化学活动性
2.设计实验方案
(2)铜和银的活动性比较:在盛有硝酸银溶液的试管中浸入一段洁净的铜丝, 一段时间后取出, 观察现象
3.实验现象:
(1)铁丝表面覆盖一层红色物质,溶液由蓝色变为浅绿色;Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu
(2)铜丝表面覆盖一层银白色物质,溶液由无色变为蓝色;Cu+2AgNO₃=Cu(NO₃)₂+2Ag
4.得出结论:铁与铜、铜与银的化学活动性是:铁>铜>银;活动性强的金属能把活动性弱的金属 从其盐溶液中置换出来
【思考与讨论】1.设计实验比较镁、锌、铜的活动性,并从大到小列出镁、锌、铜的活动性顺序。
2.如果把氢也列人其中,应如何排列?
1.可以用硫酸镁、硫酸锌、硫酸铜溶液与金属镁、锌、铜接触,观察是否发生反应;活动顺序为 镁、锌、铜
2.用三种金属分别与稀硫酸反应,观察是否有氢气生成,以及反应速率。活动顺序为:镁、锌、 氢、铜
16.(2026•绍兴一模)小科将形状和体积相等的镁片、铝片和铁片分别与足量且溶质质量分数相等的稀硫酸反应,用传感器(如图1)测定了容器内某段时间气压的变化,作出了如图2的图像:
(1)小科通过比较气泡产生快慢来反映金属的活动性,小红认为还可以通过比较 相同时间内气压的变化 来反映金属的活动性。
(2)小科在分析图像时发现,铝的曲线与预期不符,请解释金属铝和稀硫酸接触后开始时气压没有明显上升的原因是 。
(3)小科查阅相关资料发现,金属与酸反应放热。请从曲线中找出支持该类反应是放热的证据:
。
(4)化学反应的速率由多个因素决定。小科想提高铁片和稀硫酸的反应速率,对铁片进行的操作有:
。
【答案】(1)相同时间内气压的变化;
(2)铝的表面有一层致密的氧化铝薄膜,盐酸会先与氧化铝反应生成氯化铝和水;
(3)镁曲线中气压达到最大后,又略微下降;
(4)将铁片粉碎(答案不唯一)。
【解答】解:(1)小科通过比较气泡产生快慢来反映金属的活动性,还可以通过比较相同时间内气压的变化来反映金属的活动性。
(2)铝的曲线与预期不符,请解释金属铝和稀硫酸接触后开始时气压没有明显上升,原因是铝的表面有一层致密的氧化铝薄膜,盐酸会先与氧化铝反应生成氯化铝和水。
(3)容器内镁某段时间气压的变化图,镁曲线中气压达到最大后,又略微下降,说明该类反应是放热,完全反应后温度逐渐恢复至常温,导致气压略下降。
(4)小科想提高铁片和稀硫酸的反应速率,对铁片进行的操作有将铁片粉碎,增大铁和稀硫酸的接触面积(答案不唯一)。
17.(2025•绍兴二模)科学小组在比较铝、铜金属活动性强弱时,将等量未打磨的铝片(含铝的氧化膜)分别放入一定浓度的等量氯化铜(CuCl2)溶液和硫酸铜(CuSO4)溶液中。发现前者铝片表面覆盖红色固体,溶液蓝色逐渐变浅,一段时间后有气泡产生,而后者无明显变化。
【问题1】为什么未打磨的铝片在两种溶液中会产生不同的现象?
【猜想】(1)可能是 离子破坏了铝的氧化膜。
【实验与结论】
取等量未打磨的铝片,进行了A、B实验,如图1。观察到A实验无现象,B实验铝片表面覆盖红色固体,溶液蓝色逐渐变浅,一段时间后有气泡产生,说明猜想是正确的。
【问题2】铝片与氯化铜溶液反应为什么会出现气泡?
【猜想】可能是氯化铜溶液呈酸性,铝片与溶液中的H反应产生气泡。
【实验与结论】
(2)小科用 测得氯化铜溶液的pH<7,证实了自己的猜想。
【拓展与应用】
(3)一位同学提出可以将A、B实验替换成C、D实验来解决问题1,如图2。请你对该方案进行评价:
。
(4)根据实验结果,请解释生活中为什么不能用铝质器皿盛放咸菜:
。
【答案】(1)Cl﹣;
(2)pH试纸(或pH计);
(3)不科学,酸中的氢离子会与氧化铝反应,干扰实验;
(4)食盐中的Cl﹣会破坏铝制器皿表面的氧化膜。
【解答】解:(1)根据实验现象,未打磨的铝片(含铝的氧化膜)能与氯化铜(CuCl2)溶液反应,但不和硫酸铜(CuSO4)溶液反应,氯化铜和硫酸铜的不同点为阴离子不同,故猜想可能是氯离子破坏了氧化膜,故答案为:Cl﹣。
(2)实验室中一般采用pH试纸(或pH计)来测定溶液的pH,故答案为:pH试纸(或pH计)。
(3)盐酸和硫酸中均含有氢离子,可以氧化铝发生反应,所以换成稀硫酸或稀盐酸,会干扰实验,故答案为:不科学,酸中的氢离子会与氧化铝反应,干扰实验。
(4)食盐的主要成分NaCl中含有氯离子,Cl﹣会破坏铝制器皿表面的氧化膜,故答案为:食盐中的Cl﹣会破坏铝制器皿表面的氧化膜。
18.(2025秋•义乌市期中)铜、铁、锌是常见的金属,它们的活动性不同。向100gCuSO4溶液中先逐渐加入一定量锌粉,再逐渐加入铁粉,测得剩余固体质量与加入金属质量关系如图。据图回答:
(1)a点对应的溶液为 色。
(2)n= ,m= 。
(3)100gCuSO4溶液中CuSO4的质量为 g。
【答案】(1)蓝;
(2)6.5;16;
(3)40。
【解答】解:(1)向CuSO4溶液中先加锌粉,a点时硫酸铜有剩余,由于硫酸铜溶液呈蓝色,则a点对应的溶液为蓝色;
(2)设消耗的锌的质量为x,
Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu
65 64
x 6.4g
x=6.5g
则n=6.5,
再加入铁粉,铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,反应的铁的质量为14.9g﹣6.5g=8.4g,
设8.4g铁反应生成铜的质量为y,
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
56 64
8.4g y
y=9.6g
故m=6.4+9.6=16。
(3)由Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu或Fe+CuSO4=FeSO4+Cu根据铜元素的质量守恒,可得CuSO4~Cu,
设100gCuSO4溶液中CuSO4的质量为z,
CuSO4~Cu
160 64
z 16g
z=40g。
课后巩固
1.(2025秋•富阳区校级月考)如图所示是为了验证稀硫酸化学性质所做的三个实验,回答下列问题。
(1)A实验最终能观察到的现象是 。
(2)B试管中反应后所得溶液中含有的溶质为 。
(3)C实验中发生反应的化学方程式为 。
(4)若要证明C实验所加的BaCl2溶液过量,小明的实验操作及现象是:取少量C中上层清液于试管中,滴加AgNO3溶液,如果产生白色沉淀,则证明C实验所加BaCl2溶液过量。你认为该同学的做法对吗?请你作出判断并说明理由。 。
【答案】(1)溶液由红色变成蓝色;
(2)硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸;
(3)BaCl2+H2SO4═BaSO4↓+2HCl;
(4)不正确,是因为盐酸中也有氯离子,不能证明氯化钡溶液过量。
【解答】解:(1)加入的氢氧化钠是过量的,所以A实验最终能观察到的现象是溶液由红色变成蓝色;
(2)B试管中的反应有氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水、铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,加入的硫酸是过量的,所以所得溶液中含有的溶质为:硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸;
(3)C实验中氯化钡和硫酸反应生成硫酸钡沉淀和盐酸,化学方程式为:BaCl2+H2SO4═BaSO4↓+2HCl;
(4)该同学的做法不正确,是因为盐酸中也有氯离子,不能证明氯化钡溶液过量。
2.(2025•普陀区二模)胃酸过多会引起消化系统疾病,影响人体健康。患者常服用抗酸药物来治疗,其主要原理是利用药物中的有效成分与胃液中的过量盐酸反应,来降低胃液酸性。
(1)图甲为小科画出的“酸的通性”框架图,请你帮助他完善其中的未完成部分 。
(2)小明准备服用硝酸银治疗胃酸过多,同学们都认为不可行。请说明理由:
。
(3)为测定药片中有效成分的含量,小芳将1.0g氢氧化镁抑酸剂药片加入到10.0g7.3%的稀盐酸中,两者恰好完全反应,请计算其中氢氧化镁的含量。[Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O]
(4)为了准确比较氢氧化镁和碳酸氢钠两种试剂的治疗效果,项目化小组取两种药片各1.0g与足量的稀盐酸进行反应,用pH传感器测出pH随时间的变化关系如图乙。最佳药效的pH范围为3~5。根据实验结果,请你帮助胃酸过多患者选择药物,并说明理由:
。
【答案】(1)碱;
(2)硝酸银与盐酸反应会生成硝酸,酸性并没有减弱或硝酸银有毒;
(3)58%;
(4)选择Mg(OH)2,因为药效时间长且能保持在最佳药效pH范围。
【解答】解:(1)图甲为小科画出的“酸的通性”框架图,完善其中的未完成部分为碱;
(2)小明准备服用硝酸银治疗胃酸过多,同学们都认为不可行,理由是:硝酸银与盐酸反应会生成硝酸,酸性并没有减弱或硝酸银有毒;
(3)设抑酸剂药片中氢氧化镁的质量为x。
Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
58 73
x 10.0g×7.3%
x=0.58g
(4)为了准确比较氢氧化镁和碳酸氢钠两种试剂的治疗效果,项目化小组取两种药片各1.0g与足量的稀盐酸进行反应,用pH传感器测出pH随时间的变化关系如图乙。最佳药效的pH范围为3~5。根据实验结果,请你帮助胃酸过多患者选择药物,理由是:选择Mg(OH)2,因为药效时间长且能保持在最佳药效pH范围。
3.(2025•杭州模拟)化学兴趣小组同学为探究NaOH与CO2是否发生反应,设计了如下探究实验。
【方案一】从反应物角度探究NaOH与CO2是否发生反应。
(1)小诚同学设计图1所示装置进行实验,将氢氧化钠溶液滴入试管中,一段时间后打开止水夹K,观察到B中导管红墨水液面上升。小刘同学认为此现象不足以证明NaOH与CO2发生了反应,他的理由是
。
(2)小施同学在老师的指导下设计图2所示装置验证小刘同学的观点。实验时分别迅速将注射器内的液体全部注入到装满CO2的甲乙烧瓶中,关闭注射器活塞,测得烧瓶内压强与时间的关系如图3所示。
①乙装置注射器中的液体X为 。
②该实验能证明NaOH与CO2发生反应的依据是 。
【方案二】从生成物角度探究NaOH与CO2是否发生反应。
【查阅资料】常温下,NaOH与Na2CO3在乙醇中的溶解度(g)如表。
NaOH
Na2CO3
17.3
<0.01
小珊同学根据上述资料设计如表所示实验证明NaOH与CO2发生反应。
实验操作
实验现象
实验结论
将CO2气体通入到 中
观察到溶液变浑浊
NaOH与CO2发生反应
【答案】【方案一】
(1)二氧化碳会溶于水并与水反应;
(2)①结合题意分析物质;②结合二氧化碳反应进行量的分析;
【方案二】NaOH的乙醇溶液。
【解答】解:【方案一】
(1)因为二氧化碳可以溶于水,且二氧化碳也可以和水反应,导致压强减小,故答案为:二氧化碳会溶于水并与水反应;
(2)①为了控制变量,加入的体积应该是45mL,②因为二氧化碳既可以和溶液中的水反应,也可以和氢氧化钠反应,所以最后甲中压强减小的比乙更厉害,故答案为:①45mL蒸馏水;②最终甲烧瓶内压强比乙烧瓶更小;
【方案二】为了验证上述实验,需要将水换成其他溶剂,所以将二氧化碳通入到氢氧化钠的乙醇溶液中,故答案为:NaOH的乙醇溶液。
4.(2025•舟山一模)“稳定与变化”是科学中重要的跨学科概念。为多角度认识物质,兴趣小组同学探究碱的化学性质,设计并完成了如图实验:
(1)实验A把盐酸滴入含有酚酞的氢氧化钠溶液中,经测定最终溶液呈酸性,此过程中可以观察到的现象是
,则最终溶液中含有的溶质有 (除酚酞外)。
(2)实验B中有蓝色沉淀产生,则蓝色沉淀是 (填化学式),过滤得到无色溶液。小科同学想检验该无色溶液酸碱性的强弱程度,最常用、最简单的方法是使用 。
【答案】(1)溶液逐渐由红色变为无色;NaCl、HCl;
(2)Cu(OH)2;pH试纸。
【解答】解:(1)氢氧化钠溶液呈碱性,能够使酚酞变红,氢氧化钠和稀盐酸发生了反应,反应后氢氧化钠消失,溶液不再呈碱性,则观察到溶液由红色逐渐变浅直至变成无色;溶液呈酸性,则溶液中的溶质是加入的过量的稀盐酸和反应生成的氯化钠;
(2)硫酸铜溶液和氢氧化钠反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,化学式为:Cu(OH)2;酸碱指示剂和pH试纸都可以测溶液的酸碱性;溶液的酸碱度是指溶液的酸碱性强弱程度,一般用pH来表示。溶液的酸碱度测定最简单的方法是使用pH试纸。
5.(2025•杭州三模)通过观察和实验等方法获取证据是科学探究的重要环节。
为探究酸碱反应的实质,实验小组的同学向Ba(OH)2溶液中滴加稀盐酸,无明显现象。于是进行以下改进实验:
(1)甲同学向滴有酚酞的Ba(OH)2溶液中,逐滴滴加稀盐酸,溶液的离子种类如图1所示,其中能使酚酞试液变红的离子是 。(填图中序号)
(2)如图2所示,乙同学向Ba(OH)2溶液中通入HCl气体,测定该过程中溶液pH和温度变化,实验结果如图3(溶液体积的变化可忽略)。
①根据实验结果,下列说法正确的是 。
A.可以根据温度变化来判断酸碱是否完全反应
B.可以根据pH变化曲线获得酸碱反应的本质原因
C.将Ba(OH)2溶液换成相应浓度的NaOH溶液也可以获得类似图像
②丙同学向滴有酚酞的Ba(OH)2溶液中通入少量HCl气体,溶液依然是红色,此时溶液可能处于图3中的 点。(选填“a”、“b”、“e”、“d”)
(3)丁同学改用Ba(OH)2与稀H2SO4混合,溶液出现了白色沉淀,据此现象能否探究酸碱反应的实质,并说明理由 。
【答案】(1)②;
(2)①AC;
②b;
(3)不能;因为硫酸根离子与钡离子生成硫酸钡沉淀并不能证明氢离子与氢氧根离子生成水分子。
【解答】解:(1)甲同学向滴有酚酞的Ba(OH)2溶液中,逐滴滴加稀盐酸,溶液的离子种类如图1所示,其中能使酚酞试液变红的离子是氢氧根离子,反应后氢氧根离子消失,故答案为:②;
(2)①A.可以根据温度变化来判断酸碱是否完全反应,因为中和反应放热,故说法正确;
B.酸碱反应的本质原因是氢离子与氢氧根离子结合成水分子,不能根据pH变化曲线获得酸碱反应的本质原因,故说法不正确;
C.将Ba(OH)2溶液换成相应浓度的NaOH溶液也可以获得类似图像,因为NaOH也是碱,能与酸发生中和反应,故说法正确;
故选:AC;
②丙同学向滴有酚酞的Ba(OH)2溶液中通入少量HCl气体,溶液依然是红色,说明溶液呈碱性,即氢氧化钡过量,此时溶液可能处于图3中b点。故答案为:b;
(3)改用Ba(OH)2与稀H2SO4混合,溶液出现了白色沉淀,据此现象不能探究酸碱反应的实质,因为硫酸根离子与钡离子生成硫酸钡沉淀并不能证明氢离子与氢氧根离子生成水分子。故答案为:不能;因为硫酸根离子与钡离
子生成硫酸钡沉淀并不能证明氢离子与氢氧根离子生成水分子。
6.(2025•宁波模拟)学习酸碱中和反应时,很多同学对其产生探究兴趣,以下是他们的探究过程,请你一起完成:
(1)小金同学将固体氢氧化钠放入装有稀硫酸的试管中并振荡,试管壁发烫,于是他得出酸碱中和反应是放热反应的结论。小华同学认为小金的推理不合理,他的理由是 。
(2)小华同学将实验加以改进:将稀硫酸慢慢滴入装有氢氧化钠溶液的烧杯中,氢氧化钠溶液的温度随着加入的稀硫酸质量的变化曲线如图所示,从而验证了稀硫酸与氢氧化钠溶液发生的是放热反应。由图可知:B点对应溶液的pH (填“>”“<”或“=”)7,C点对应溶液中含有的溶质有 。
(3)小科同学认为氢氧化钠溶液与稀硫酸混合没有明显现象,于是他想借助下列溶液来验证反应是否真的发生,其中可行的是 (填字母编号)。
A.无色酚酞试液 B.FeCl3 C.BaCl2 D.KNO3
【答案】(1)氢氧化钠固体溶于水放热;
(2)=;硫酸、硫酸钠;
(3)AB。
【解答】解:(1)将固体氢氧化钠放入装有稀硫酸的试管中并振荡,试管壁发烫,于是他得出酸碱中和反应是放热反应的结论,由于氢氧化钠固体溶于水放热,故小华同学认为小金的推理不合理。
(2)稀硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,随着反应的进行,温度升高,说明该反应是放热反应,当硫酸与氢氧化钠溶液恰好完全反应时,溶液的温度最高,则B点对应溶液的pH=7,C点是恰好完全反应后继续滴加稀硫酸,稀硫酸过量,对应溶液中含有的溶质有硫酸、硫酸钠。
(3)A、无色酚酞溶液遇碱性溶液变红色,遇酸性和中性溶液不变色,在氢氧化钠溶液中滴加无色酚酞试液,溶液变红色,再滴加稀硫酸,过程中溶液由红色变成无色,说明氢氧化钠和稀硫酸发生了反应,该选项可行。
B、氯化铁和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钠,可根据是否产生红褐色沉淀验证反应是否真的发生,该选项可行。
C、氯化钡能和稀硫酸、硫酸钠均能反应生成不溶于酸的硫酸钡白色沉淀,该选项不可行。
D、硝酸钾不能和氢氧化钠、硫酸反应,也不能和硫酸钠反应,该选项不可行。
7.(2024•西湖区模拟)市场上常见的苏打水有苏打气泡水和无汽苏打水两种。它们的主要成分中都含有碳酸氢钠,俗称小苏打,具有以下性质。
性质一:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑(NaHCO3在50℃以上开始逐渐分解)
性质二:NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑
(1)苏打气泡水中含有大量二氧化碳,瓶盖一打开就有大量气泡产生,所以叫气泡水。无汽苏打水则不含二氧化碳,但小明认为他喝入体内也会产生二氧化碳,主要是利用了碳酸氢钠的性质 (选填“—”或“二”),理由是 。
(2)小明查阅了相关资料想自制苏打水,于是购买了一袋小苏打,包装袋上标注的碳酸氢钠含量是99%。真的有这么高吗?小明取了10克小苏打样品放入装置,逐次加入稀硫酸进行实验,得到相关数据。请通过计算帮助
小明判断包装袋上的标注是否准确。(2NaHCO3+H2SO4═Na2SO4+2H2O+2CO2↑)
序号
反应前
第1次
第2次
第3次
第4次
第5次
加入稀硫酸溶液质量/克
0
10
10
10
10
10
C装置中溶液总质量/克
100.0
101.1
102.2
103.3
104.4
105.0
(3)如果去掉装置B,测量结果将会 (选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)二;人体内不能达到50℃的温度或人体内有盐酸;
(2)包装袋上的标注不准确;
(3)偏大。
【解答】解:(1)因为人体内不能达到50℃的温度,所以他喝入无汽苏打水体内也会产生二氧化碳不是受热分解,主要是因为人体的为中有盐酸,盐酸与碳酸氢钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,因此喝入无汽苏打水体内也会产生二氧化碳;
(2)由题意得:生成二氧化碳的质量为105.0g﹣100.0g=5.0g
设样品中碳酸氢钠的质量为x。
2NaHCO3+H2SO4═Na2SO4+2H2O+2CO2↑
168 88
x 5.0g
x≈9.55g
样品中碳酸氢钠的质量分数为:100%=95.5%≠99%,因此包装袋上的标注不准确;
答:包装袋上的标注不准确;
(3)根据图中的实验过程。A装置硫酸与碳酸氢钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,B装置干燥二氧化碳气体,C装置吸收生成的二氧化碳,因此C装置中溶液增加量即为生成的二氧化碳气体,因此如果去掉装置B,则水蒸气也进入C装置,导致二氧化碳的质量增大,计算所得的碳酸氢钠的质量增大,测量结果将会偏大。
8.(2025•宁波三模)某校环保小组对一种工业废水按下列步骤进行实验(假设能发生的反应均恰好完全反应)。
(1)若废水中仅含一种溶质时,其中的阳离子是 。
(2)若要将①、②两个反应中产生的沉淀和溶液进行分离,可以采取 操作。
(3)写出在①中发生反应的化学方程式:
。
【答案】(1)铁离子;
(2)过滤;
(3)FeCl3+3AgNO3=3AgCl↓+Fe(NO3)3、NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3、HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3。
【解答】解:往废水中加入硝酸银溶液后有白色沉淀氯化银生成,说明原废水中一定含有Cl﹣,而在有色溶液中加入氢氧化钠溶液有红褐色沉淀Fe(OH)3和硝酸钠生成,说明有色溶液中一定含有硝酸铁,因此废水溶液中一定还有Fe3+,在不影响图中现象的同时,废水还有可能含有钠离子、硝酸根离子,则当废水中仅含有一种溶质时,该溶质一定是FeCl3,而当废水中含有多种溶质时,还有可能含有硝酸钠、硝酸铁或氯化钠;或者含有硝酸、盐酸,所以
(1)若废水中仅含一种溶质时,其中的阳离子是铁离子,故填:铁离子。
(2)若要将①、②两个反应中产生的沉淀和溶液进行分离,可以采取过滤操作,故填:过滤。
(3)由于废水溶液中含有铁离子、氯离子,可能还有氢离子,钠离子,硝酸根离子,故方程式可能有多种情况,即氯化铁与硝酸银反应,氯化钠与硝酸银反应,盐酸与硝酸银反应,故填:FeCl3+2AgNO3=3AgCl↓+Fe(NO3)3、NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3、HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3。
9.(2025•温州三模)我国一些地区创新采用了“水上发电、水下养殖”的发展模式,该模式是在水面上方架设光伏板发电,下方的水城则用于水产养殖。已知:鱼塘底部有机物分解易使水质酸性增强:会定期投入CaCl2为鱼虾补钙,根据信息,请回答下列问题。
(1)水上发电所架设光伏板的支架材料应具备的性质是 (写一点)。
(2)小实为验证鱼塘水呈酸性,且含有CaCl2,进行了如下实验:
实验步骤
实验现象
实验结论
第一步:取少量鱼塘水于试管中,向其中滴加几滴紫色石蕊试液
鱼塘水呈酸性
第二步:另取少量鱼塘水于试管中,向其中滴加足量Na2CO3溶液
一段时间后产生白色沉淀
鱼塘水含有CaCl2
①第一步中的实验现象 。
②通常情况下,发现傍晚时鱼塘水的pH最大,溶氧量最高,请解释原因
。
③若水质酸性过强时,工人会定期向鱼塘撒入适量的熟石灰,不选生石灰的原因可能是
。
【答案】(1)硬度大或耐腐蚀或不与水发生反应等。
(2)①溶液变红。
②此时光合作用强度等于呼吸作用强度(这段时间光合作用大于呼吸作用),一中光合作用吸收的CO2量最多,水中碳酸含量最低,酸性最弱,产生的氧气最多。
③氧化钙与水反应产生大量热。
【解答】解:(1)水上发电所架设光伏板的支架材料应具备的性质是硬度大或耐腐蚀或不与水发生反应等。
(2)①显酸性溶液能使石蕊变红色。第一步中的实验现象是溶液变红色。
②通常情况下,发现傍晚时鱼塘水的pH最大,溶氧量最高,是因为此时光合作用强度等于呼吸作用强度(这段时间光合作用大于呼吸作用),一中光合作用吸收的CO2量最多,水中碳酸含量最低,酸性最弱,产生的氧气最多。
③若水质酸性过强时,工人会定期向鱼塘撒入适量的熟石灰,不选生石灰的原因可能是氧化钙与水反应产生大量热。
10.(2024•金华三模)锰钢(含Fe、Mn、C等)是具有优良金属性能的合金,在生产生活中有广泛的应用。
查阅文献得知:①锰是难溶于水的固体。②锰在水溶液中反应常显+2价,使溶液呈肉色。
兴趣小组同学为了解Mn、Fe、Cu三种金属的活动性顺序,进行了如下探究。
(1)根据金属活动性顺序(Fe>Cu),对Mn的金属活动性提出了三种猜想:
猜想Ⅰ:Mn>Fe>Cu;猜想Ⅱ:Fe>Cu>Mn;猜想Ⅲ:Fe>Mn>Cu。
(2)初步探究:
实验序号
操作
现象
结论
1
将三种打磨好、粗细质量相同的金属片,分别放入相同的稀硫酸中
放入铁片溶液呈浅绿色,放入锰片溶质为肉色,放入铜片溶液为无色
猜想 错误
2
将打磨好的锰片放入硫酸亚铁溶液中
猜想Ⅰ正确
(3)进一步探究:兴趣小组同学认为有不同的方法可以比较铁、锰的活动性,兴趣小组又进行了新的探究:在盐酸中加入铁或锰进行反应。实验结果记录如下表:
实验编号
盐酸的浓度(均取20毫升)
金属(均取2克)
金属的形状
收集50毫升氢气所需时间/秒
①
10%
锰
粉状
70
②
10%
铁
片状
120
③
20%
铁
片状
110
①依据以上实验结果能否推断出锰、铁活动性顺序?请判断并说明依据: 。
②你认为金属与酸的反应速度除了表中的影响因素还受哪些因素影响? (说出一项即可)
【答案】(2)实验1:Ⅱ;
实验2:溶液由浅绿色变为肉色;
(3)①不能,实验过程中变量不唯一;
②酸的种类。
【解答】解:(2)实验1:将三种打磨好、粗细质量相同的金属片,分别放入相同的稀硫酸中,放入铁片溶液呈浅绿色,放入锰片溶质为肉色,说明铁片和锰片能与稀硫酸反应,而放入铜片溶液为无色,说明铜不与稀硫酸反应,则锰的活动性大于铜,因此猜想Ⅱ错误;
实验2:结论是猜想Ⅰ正确,说明锰的活动性比铁强,则将打磨好的锰片放入硫酸亚铁溶液中,锰与硫酸亚铁溶液反应生成硫酸锰和铁,则可观察到溶液由浅绿色变为肉色;
(3)①实验①②的金属种类不同、金属形状不同,实验中存在两个变量,不能通过金属与酸反应的快慢来比较铁、锰的活动性,实验①③的盐酸浓度、金属种类、金属形状都不同,实验中存在三个变量,不能通过金属与酸反应的快慢来比较铁、锰的活动性,则依据以上实验结果不能推断出锰、铁活动性顺序,依据是实验过程中变量不唯一;
②同形状、同质量的铁分别与同浓度的稀盐酸和稀硫酸反应,生成相同体积氢气所用时间不同,则金属与酸的反应速度还与酸的种类有关。
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