内容正文:
中考化学·压轴专项训练 第三天
主题:物质变质综合探究
1. 项目探究:敞口放置生石灰干燥剂的变质探究
项目背景:生石灰是常用食品干燥剂,利用氧化钙与水反应吸收水分,防止食品受潮变质。但生石灰敞口放置时,不仅会吸收空气中的水蒸气,还会进一步与二氧化碳发生反应,导致成分不断改变、逐渐失效。某化学兴趣小组对一包久置的生石灰食品干燥剂开展完整的变质程度探究,分析其成分、变质原理、检验方法及使用价值。
【查阅资料】
① 氧化钙与水反应放出大量热,生成氢氧化钙;
② 氢氧化钙能与二氧化碳反应生成碳酸钙,碳酸钙难溶于水;
③ 氧化钙、氢氧化钙的水溶液均呈碱性,能使酚酞溶液变红。
任务一 变质原理与成分猜想
生石灰变质的第一步反应为氧化钙与水化合,该反应会__________(填“吸热”或“放热”)。
小组对固体成分作出如下猜想:
猜想一:未变质,只含CaO
猜想二:部分变质,含CaO和Ca(OH)₂
猜想三:完全变质,只含Ca(OH)₂
猜想四:完全变质,含Ca(OH)₂和CaCO₃
任务二 分步实验与成分推断
(1)取少量样品于烧杯中,加适量水搅拌,无明显放热现象,说明固体中不含__________。
(2)静置后取上层清液,滴加酚酞溶液,溶液变红,说明固体中含有__________。
(3)取底部沉淀,加入足量稀盐酸,观察到有气泡产生,证明固体中含有__________。
任务三 综合结论与性质分析
结合以上实验,可判断猜想__________成立。
该干燥剂已经__________(填“能”或“不能”)继续作食品干燥剂。
任务四 保存方法与拓展反思
生石灰干燥剂必须__________保存;下列物质敞口放置也会因变质而失效的是__________(填序号)。
A. 浓硫酸 B. 氢氧化钠固体 C. 氯化钠固体
2. 项目探究:久置澄清石灰水的变质探究
项目背景:澄清石灰水常用于检验二氧化碳气体,实验室中配制好的石灰水若长期敞口存放,会与空气中的二氧化碳反应,溶液逐渐变浑浊、出现白色沉淀,导致石灰水变质,失去检验二氧化碳的作用。某化学兴趣小组对一瓶久置的澄清石灰水溶液进行探究,判断其是否变质、变质程度,并设计实验除去变质杂质。
【查阅资料】
① 氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙白色沉淀和水;
② 碳酸钙难溶于水,能与稀盐酸反应产生气泡;
③ 氢氧化钙溶液呈碱性,能使酚酞溶液变红。
任务一 变质原理与成分猜想
澄清石灰水变质的原因是与空气中的__________发生反应。
猜想1:未变质,溶质只有Ca(OH)₂
猜想2:部分变质,溶质为________________________
猜想3:完全变质,溶质只有CaCO₃
任务二 实验检验与现象分析
(1)取少量上层清液,滴加酚酞溶液,溶液不变红,说明溶液中不含__________。
(2)取底部白色沉淀,加入稀盐酸,沉淀溶解并产生气泡,证明含有碳酸钙。
任务三 结论判断与除杂设计
综合实验可知,该石灰水__________(填“完全”或“部分”)变质。
若要除去变质石灰水中的碳酸钙,可采用__________操作。
任务四 应用反思与操作规范
实验室中澄清石灰水应__________保存;长期盛放石灰水的试剂瓶内壁会出现白膜,可用__________清洗除去。
3. 项目探究:久置氯化亚铁溶液的变质探究
项目背景:氯化亚铁溶液呈浅绿色,常用于电镀、水处理等领域。氯化亚铁中的亚铁离子化学性质不稳定,在空气中容易被氧气氧化,转化为黄色的铁离子,导致溶液变质、颜色改变,影响使用效果。某化学兴趣小组对一瓶久置的氯化亚铁溶液展开探究,检验其是否被氧化、变质程度,并思考防止变质的方法。
【查阅资料】
① 氯化亚铁溶液为浅绿色,氯化铁溶液为黄色;
② 铁离子遇硫氰化钾溶液变为血红色,亚铁离子无此现象;
③ 铁粉能与铁离子反应生成亚铁离子,且不与亚铁离子反应。
任务一 变质原理与现象判断
氯化亚铁溶液变质是因为被空气中的__________氧化。
若溶液完全变质,溶液颜色会由浅绿色变为__________色。
任务二 成分检验与现象分析
(1)取少量待测溶液,滴加硫氰化钾溶液,溶液变为血红色,证明溶液中含有__________。
(2)另取少量溶液,加入少量铁粉,观察到溶液黄色逐渐变浅,说明溶液中还含有未变质的亚铁离子。
任务三 结论推导与复原方案
由实验可知,该氯化亚铁溶液__________(填“部分”或“完全”)变质。
若要将部分变质的溶液复原,可向溶液中加入足量__________,充分反应后过滤。
任务四 保存方法与原理应用
为防止氯化亚铁溶液变质,可在试剂瓶中加入少量__________;同时需__________保存。
4. 项目探究:敞口放置铝粉的氧化变质探究
项目背景:铝粉是银白色金属粉末,具有可燃性,常用作工业原料。铝的化学性质较活泼,常温下易与空气中的氧气发生反应,表面生成一层致密的氧化铝薄膜,长期敞口放置时,铝粉会逐渐被氧化变质,可燃性下降。某化学兴趣小组对一包久置的铝粉进行变质探究,检验其成分、氧化程度及化学性质。
【查阅资料】
① 铝与稀盐酸反应生成氢气,氧化铝与稀盐酸反应无气体生成;
② 氧化铝为白色固体,不具有可燃性;
③ 铝粉燃烧时产生耀眼白光,氧化铝不能燃烧。
任务一 变质原理与性质猜想
铝粉变质是与空气中的__________发生反应。
猜想:久置铝粉中含有Al和Al₂O₃。
任务二 实验验证与现象分析
(1)取少量样品点燃,粉末可以燃烧,发出白光,证明样品中含有__________。
(2)另取样品加入足量稀盐酸,观察到先无气泡,后产生大量气泡,原因是________________________。
任务三 成分推断与结论总结
根据实验现象,可判断铝粉__________(填“已”或“未”)发生部分氧化变质。
先无气泡的反应为氧化铝与盐酸反应,该反应属于__________(填基本反应类型)。
任务四 储存规范与拓展应用
铝粉需密封保存,目的是________________________;铝制品耐腐蚀的原因是________________________。
5. 项目探究:久置过氧化氢溶液的分解变质探究
项目背景:过氧化氢溶液俗称双氧水,常用于实验室制取氧气、医疗消毒等。过氧化氢化学性质不稳定,常温下会缓慢分解为水和氧气,敞口久置时浓度逐渐降低、消毒与制氧效果减弱,最终完全失效。某化学兴趣小组对一瓶标签模糊的久置过氧化氢溶液进行探究,分析其变质情况、影响分解速率的因素及保存方法。
【查阅资料】
① 过氧化氢分解生成水和氧气,浓度越低分解速率越慢;
② 二氧化锰可加快过氧化氢的分解速率;
③ 氧气具有助燃性,能使带火星木条复燃。
任务一 变质原理与浓度变化
过氧化氢溶液变质的原因是自身发生__________(填反应类型)。
久置后的溶液溶质质量分数会__________(填“增大”或“减小”)。
任务二 实验检验与现象分析
(1)取少量待测溶液,加入二氧化锰,无明显气泡产生,将带火星木条伸入试管,木条不复燃,说明溶液中几乎不含__________。
(2)由此判断,该过氧化氢溶液已经__________(填“部分”或“完全”)变质。
任务三 影响因素与速率探究
若探究温度对过氧化氢分解的影响,需控制__________、催化剂用量相同。
温度越高,过氧化氢分解速率__________。
任务四 保存方法与使用建议
过氧化氢溶液需密封、______________保存;实验室制取氧气时,使用新配制的浓溶液效果更好,原因是______________。
6. 项目探究:久置氢氧化钠固体的变质探究
项目背景:氢氧化钠固体是实验室常用强碱,具有吸水性,易潮解,同时化学性质活泼,敞口放置时不仅会吸收空气中水分而潮解,还能与二氧化碳发生反应生成碳酸钠,导致固体变质。变质后的氢氧化钠会失去原有性质,影响实验使用效果。某化学兴趣小组对一瓶久置的氢氧化钠固体开展变质探究,判断变质程度、检验成分并设计除杂方案。
【查阅资料】
① 氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液均呈碱性,都能使酚酞溶液变红;
② 氯化钙溶液呈中性,可与碳酸钠反应生成白色沉淀;
③ 氢氧化钠具有强腐蚀性,需密封保存。
任务一 变质原理与成分猜想
氢氧化钠固体变质是与空气中的__________发生反应。
小组提出如下猜想:
猜想①:未变质,只含NaOH
猜想②:部分变质,含有________________________
猜想③:完全变质,只含Na₂CO₃
任务二 实验检验与现象分析
(1)取少量固体加水溶解,加入过量氯化钙溶液,观察到__________,证明固体中含有碳酸钠。
(2)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__________。
任务三 结论判断与除杂设计
结合实验现象,可确定猜想__________成立。
若要除去氢氧化钠溶液中的碳酸钠杂质,可加入适量__________溶液。
任务四 保存规范与拓展反思
氢氧化钠固体需__________保存;不能用酚酞直接检验氢氧化钠是否变质,原因是________________________。
参考答案
1. 生石灰干燥剂探究
任务一:放热
任务二:(1)氧化钙(或CaO) (2)氢氧化钙(或Ca(OH)₂) (3)碳酸钙(或CaCO₃)
任务三:四;不能
任务四:密封;B
2. 澄清石灰水探究
任务一:二氧化碳;Ca(OH)₂和CaCO₃
任务二:(1)氢氧化钙(或Ca(OH)₂)
任务三:完全;过滤
任务四:密封;稀盐酸
3. 氯化亚铁溶液探究
任务一:氧气;黄
任务二:(1)铁离子(或Fe³⁺)
任务三:部分;铁粉
任务四:铁粉;密封
4. 铝粉氧化变质探究
任务一:氧气
任务二:(1)铝(或Al) (2)表面氧化铝先与盐酸反应,无气体生成,氧化铝反应完后铝再与盐酸反应产生氢气
任务三:已;复分解反应
任务四:防止铝与氧气接触被氧化;表面生成致密氧化膜,阻止内部铝继续反应
5. 过氧化氢溶液探究
任务一:分解反应;减小
任务二:(1)过氧化氢(或H₂O₂) (2)完全
任务三:过氧化氢溶液浓度;越快
任务四:阴凉避光;浓度大,分解产生氧气速率更快
6. 氢氧化钠固体探究
任务一:二氧化碳;NaOH和Na₂CO₃
任务二:(1)产生白色沉淀 (2)氢氧化钠(或NaOH)
任务三:②;氢氧化钙
任务四:密封;碳酸钠溶液也呈碱性,同样能使酚酞变红
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