内容正文:
中考化学·压轴专项训练 第一天
主题:项目式探究综合压轴
1. 项目探究:牙膏摩擦剂成分及性质探究
项目背景:牙膏是日常生活中常用的清洁用品,除香精、甜味剂、保湿剂等辅助成分外,最核心的功能性成分是摩擦剂。摩擦剂可通过物理摩擦去除牙齿表面的食物残渣、牙菌斑和牙结石,不同品牌牙膏使用的摩擦剂种类不同,常见的有碳酸钙、二氧化硅、氢氧化铝等。某化学兴趣小组对一款儿童防蛀牙膏的摩擦剂成分产生兴趣,查阅资料并设计实验,对该牙膏中摩擦剂的成分、溶解性、化学性质及实际应用开展完整项目式探究。
【查阅资料】
① 碳酸钙是白色难溶于水的固体,能与稀盐酸反应生成二氧化碳气体;
② 二氧化硅不溶于水,也不与稀盐酸发生反应;
③ 牙膏中的发泡剂、甜味剂等其他成分均可溶于水,且不与酸反应;
④ 二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,常用澄清石灰水检验二氧化碳。
任务一 成分猜想与原理书写
同学们结合生活常识与资料信息,猜想该牙膏中的摩擦剂为碳酸钙。请写出碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式:________________________。
任务二 分离提纯与初步验证
取适量牙膏样品于烧杯中,加入足量蒸馏水充分搅拌,静置一段时间后观察到烧杯底部有白色不溶物,说明该摩擦剂__________(填“易”或“难”)溶于水。将混合物进行过滤操作,得到白色滤渣,过滤时玻璃棒的作用是________________________。
任务三 性质检验与结论判断
向得到的白色滤渣中加入足量稀盐酸,观察到固体逐渐溶解,同时产生大量气泡。将生成的气体通入澄清石灰水中,观察到________________________,由此证明该牙膏的摩擦剂确实为碳酸钙。
任务四 拓展应用与反思评价
生活中茶杯内壁的水垢主要成分也是碳酸钙,也可以用牙膏加水反复擦拭除去,该过程利用了摩擦剂的__________作用。有同学提出,长期使用酸性较强的物质刷牙会腐蚀牙齿,牙齿的主要成分为羟基磷酸钙,由此推测牙齿__________(填“能”或“不能”)与酸发生反应。
2. 项目探究:洁厕灵主要成分与除垢原理探究
项目背景:卫生间长期使用后,马桶、瓷砖缝隙会形成水垢、尿碱和铁锈污渍,普通清水无法将其洗净,洁厕灵是专门用于卫生间清洁的酸性清洁剂,去污效果显著。某化学兴趣小组对家用洁厕灵的主要成分、除垢原理、化学性质及使用注意事项开展系统性探究,通过查阅资料和设计实验,深入理解洁厕灵的工作原理与使用禁忌。
【查阅资料】
① 市售洁厕灵的有效成分为质量分数较低的稀盐酸,具有酸性、挥发性和腐蚀性;
② 水垢的主要成分为碳酸钙和氢氧化镁,铁锈主要成分为氧化铁,均可与稀盐酸反应;
③ 稀盐酸能与活泼金属发生反应,生成可溶性盐和氢气;
④ 洁厕灵与含氯漂白剂混合会产生有毒气体,危害人体健康。
任务一 成分验证与反应原理
取少量洁厕灵于试管中,加入适量铁锈粉末,充分振荡后观察到红棕色固体逐渐消失,溶液由无色变为黄色,由此证明洁厕灵中含有酸。写出氧化铁与盐酸反应的化学方程式:________________________。
任务二 除垢原理与现象分析
另取少量洁厕灵,加入水垢样品,观察到有气泡产生,水垢逐渐溶解。该反应生成的气体为__________,写出碳酸钙与盐酸反应的化学方程式:________________________。
任务三 性质探究与安全分析
有同学将洁厕灵倒入铁制下水管道进行清洁,短时间内管道内壁出现明显气泡,该反应的化学方程式为________________________,由此说明洁厕灵__________(填“能”或“不能”)长期接触铁制管道。
任务四 废液处理与使用禁忌
实验后的洁厕灵废液呈酸性,直接排放会污染水体,可加入适量__________进行中和处理。根据资料信息,洁厕灵不能与漂白剂混用,原因是________________________。
3. 项目探究:炉具清洁剂去污原理与变质探究
项目背景:厨房炉灶、抽油烟机长期使用会附着大量凝固油污,常规清水难以清除,炉具清洁剂是针对重油污设计的碱性清洁产品,去污效果强劲。某化学兴趣小组围绕炉具清洁剂的主要成分、酸碱性、去污原理、敞口放置后的变质情况及安全使用规范开展项目式探究,结合资料设计实验进行验证分析。
【查阅资料】
① 炉具清洁剂主要有效成分为氢氧化钠,溶液呈强碱性,具有强腐蚀性;
② 碱性物质可与油脂发生反应,将油污转化为可溶于水的物质,从而达到去污效果;
③ 氢氧化钠固体及溶液均能与空气中的二氧化碳反应而变质,生成碳酸钠;
④ 碳酸钠溶液也呈碱性,氯化钙溶液呈中性,可与碳酸钠反应生成白色沉淀。
任务一 酸碱性测定与原理分析
取少量炉具清洁剂加水稀释,用pH试纸测定其酸碱度,测得溶液pH__________7,证明溶液呈碱性。炉具清洁剂去除油污的原理是________________________,该过程属于__________变化。
任务二 变质原理与成分猜想
炉具清洁剂敞口放置易变质,写出氢氧化钠变质的化学方程式:________________________。
小组对变质后溶液成分作出猜想:
猜想①:未变质,溶质只有NaOH;
猜想②:部分变质,溶质为__________;
猜想③:完全变质,溶质只有Na₂CO₃。
任务三 实验检验与结论推导
取变质后的清洁剂溶液,加入过量氯化钙溶液,观察到__________,证明溶液中含有碳酸钠;静置后取上层清液,滴加酚酞溶液,溶液变红,说明溶液中还含有__________,由此得出猜想②成立。
任务四 安全使用与保存方法
使用炉具清洁剂时必须佩戴橡胶手套,原因是________________________;用完后需__________保存,防止其与空气中成分反应而失效。
4. 项目探究:茶垢清洁剂清洁原理与影响因素探究
项目背景:长期泡茶的茶具内壁会形成一层黄褐色茶垢,茶垢质地坚硬、附着力强,普通洗涤方式难以去除。茶垢清洁剂是专门用于去除茶垢的新型清洁产品,使用时加入热水会快速产生大量气泡,短时间内即可溶解茶垢。某化学兴趣小组对茶垢清洁剂的有效成分、反应原理、影响清洁效果的因素及储存要求开展项目式探究。
【查阅资料】
① 茶垢清洁剂主要成分为过碳酸钠,溶于水会分解生成碳酸钠和过氧化氢;
② 过氧化氢不稳定,温度越高分解速率越快,分解产生氧气;
③ 碳酸钠溶液呈碱性,能与酸反应生成二氧化碳气体;
④ 茶垢主要成分为茶多酚氧化物、碳酸钙等,在碱性条件下易溶解。
任务一 反应原理书写
过碳酸钠溶于水生成碳酸钠和过氧化氢,写出过氧化氢分解的化学方程式:________________________。
任务二 成分检验与现象分析
取茶垢清洁剂溶于水,向溶液中滴加稀盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,证明溶液中含有__________离子。
任务三 变量探究与结论总结
小组探究温度对清洁效果的影响,分别用冷水、温水、热水溶解清洁剂清洗茶具,发现热水组除垢速度最快,原因是________________________。
任务四 储存方式与拓展思考
根据物质性质推测,茶垢清洁剂需密封、__________保存;除去除茶垢外,该清洁剂也可用于漂白织物,利用的是过氧化氢的__________性。
5. 项目探究:铜锈形成条件与除锈方案探究
项目背景:铜质摆件、铜制水管长期放置在潮湿环境中,表面会生成一层绿色物质,俗称铜锈,铜锈不仅影响美观,还会逐渐腐蚀铜制品,缩短使用寿命。某化学兴趣小组对铜锈的主要成分、形成条件、除锈方法及废旧铜制品回收利用开展项目式探究。
【查阅资料】
① 铜锈主要成分为碱式碳酸铜Cu₂(OH)₂CO₃,是铜与空气中氧气、水、二氧化碳共同作用的产物;
② 碱式碳酸铜受热易分解,也能与稀盐酸反应生成可溶性铜盐;
③ 铜不与稀盐酸、稀硫酸反应,可利用酸除去铜锈而不损伤铜单质。
任务一 形成条件与成分判断
根据资料可知,铜生锈必须同时接触的物质是________________________;碱式碳酸铜属于__________(填“氧化物”或“盐”)。
任务二 除锈原理与反应书写
取带有铜锈的铜片放入稀盐酸中,观察到绿色固体逐渐溶解,溶液变为蓝色,写出碱式碳酸铜与盐酸反应的化学方程式:________________________。
任务三 实验对比与方案评价
小组对比稀盐酸、稀硫酸的除锈效果,发现稀盐酸除锈更快,推测可能与盐酸中的氯离子有关。除锈时不能将铜制品长时间浸泡在酸中,原因是________________________。
任务四 回收利用与资源保护
除去铜锈后的铜制品可继续使用,回收废旧铜制品的意义是________________________。
参考答案
1. 牙膏摩擦剂探究
任务一:CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂↑
任务二:难;引流
任务三:澄清石灰水变浑浊
任务四:物理摩擦;能
2. 洁厕灵探究
任务一:Fe₂O₃ + 6HCl = 2FeCl₃ + 3H₂O
任务二:二氧化碳;CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂↑
任务三:Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂↑;不能
任务四:熟石灰;会产生有毒气体,危害人体健康
3. 炉具清洁剂探究
任务一:>;碱性物质与油污发生化学反应;化学
任务二:2NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O;NaOH和Na₂CO₃
任务三:产生白色沉淀;氢氧化钠
任务四:氢氧化钠具有强腐蚀性;密封
4. 茶垢清洁剂探究
任务一:2H₂O₂ = 2H₂O + O₂↑
任务二:碳酸根
任务三:温度越高,过氧化氢分解速率越快,溶液碱性更强,除垢效果更好
任务四:阴凉干燥;氧化
5. 铜锈探究
任务一:氧气、水、二氧化碳;盐
任务二:Cu₂(OH)₂CO₃ + 4HCl = 2CuCl₂ + 3H₂O + CO₂↑
任务三:防止酸过量腐蚀铜单质
任务四:节约金属资源,减少环境污染
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