内容正文:
上海市闵行区2025学年第二学期九年级化学学科
学情调研
可能用到的相对原子质量:C:12 H:1 O:16
一、氢能(12分)
1. 2026年春晚广泛应用氢能源这一清洁能源,借助氢燃料电池为舞台灯光、数控设备及应急系统提供绿色电力,同时以氢燃料驱动无人机矩阵完成空中表演,充分展现了新能源技术的魅力。氢气燃烧产物只有水,无污染、热值高,契合绿色环保理念,也体现了化学在推动科技发展、服务大型活动中的重要作用。
根据制备方式的不同,目前将氢源分为灰氢、蓝氢与绿氢三类。从灰氢过渡到蓝氢,最终实现绿氢,是氢能未来发展的趋势。
(1)化石燃料生成“蓝氢”属于_________(填“物理”或者“化学”)变化。
(2)结合图示,书写制备“绿氢”的化学方程式:__________________。
(3)解释“绿氢”为何是氢能未来发展的趋势:__________________。
2. 关于水的分析中,正确的是
A. 水由两个元素组成 B. 水分子由2种原子构成
C. 水蒸气由氢原子和氧原子构成 D. 水分子中含有1个
储氢是实现氢能广泛应用的重要环节,分为物理储氢和化学储氢,前者包括高压气态、低温液态、吸附等储存方式,后者将氢气转化为其他化合物进行储存。“液氨储氢”的原理是氢气与氮气在一定条件下生成氨气,进行储存。需要氢气时再将氨气分解生成氢气和氮气。
3. 氢气降温液化进行储存的成本很高,而将氨气液化储存更容易,这证明氨气的沸点比氢气的沸点更_________(填“低”或“高”)。
4. 氨气释放的微观示意图如下。
(1)请把B对应框中的微观粒子补充完整:_________
(2)上图由A到B的过程中,属于化合物的是_________
(3)涉及的基本反应类型是_________。
5. 在以氨为载体的储氢、释氢循环中,若储氢消耗a g氢气,释氢放出b g氢气,则根据质量守恒定律,理论上应_________(填“<”“>”或者“=”)b。
二、金属的循环利用(9分)
金属资源的循环利用可推动人类社会可持续发展。
【铁的存在与冶炼】
6. 菱铁矿、磁铁矿和赤铁矿都可用于炼铁。写出高温条件下CO与赤铁矿(主要成分:)炼铁反应的化学方程式:__________________。
【铁的腐蚀与防护】
铁在不同含水量、含氧量环境下会形成黄锈、红锈、棕锈和黑锈等不同的锈。
7. 铁形成黄锈时,铁元素的化合价_________(填“升高”或“降低”)。
8. “烤蓝”的原理是在铁表面形成一层致密的四氧化三铁,其作用是_________。
【铁的再生与利用】
9. 由废铁(主要成分是、)回收利用制铁红()的过程如下:
(1)“酸浸”时加入过量的稀硫酸,过程中发生反应的化学方程式为_________。“沉铁①”时将转化为,可使用的试剂是_________。
(2)下列叙述正确的是_____。
A. 铁在自然界中主要以化合物形式存在
B. 铁系食品脱氧剂中的铁粉可吸收包装袋中的氧气和水
C. 铁和铁的化合物在一定条件下可以相互转化
D. 工业上高炉炼铁可得到纯净的铁
三、燃料变迁与环境影响(11分)
燃料的迭代升级是人类社会发展的重要缩影,从传统柴草到清洁天然气,每一次变迁都深刻影响着生活质量与生态环境。
10. 认识燃料的分类与性质
煤、石油和天然气均由古代生物遗骸经漫长地质年代形成,属于_________(选填“可再生”或“不可再生”)能源。
11. 探究燃料的充分燃烧与安全使用
(1)燃烧柴草时,通常要架空柴草使其燃烧更旺,原理是___________。
(2)若柴草燃烧不充分会产生有毒气体,下列气体中属于该有毒气体的是_________。
A. B. C. D. (气态)
(3)家庭使用燃气灶时,若火焰发黄、锅底发黑,说明天然气燃烧不充分。下列操作中,能改善该现象的是_________。
A. 将燃气灶的进风口调大,增加氧气供给
B. 将燃气灶的进风口调小,减少氧气供给
C. 更换口径更大的燃气灶喷嘴,增加燃料喷出量
D. 清理燃气灶喷嘴,避免堵塞导致燃料喷出不均匀
(4)含碳燃料在燃烧时都产生二氧化碳。如液化石油气主要成分之一是丙烷(),若3.3 g丙烷完全燃烧,理论上可生成二氧化碳的质量为多少?(根据化学方程式列式计算)
12. 理解燃料升级的环境意义
【查阅资料】充分燃烧1 kg煤或天然气释放的热量和产生的SO2质量如下图所示。
(1)天然气的主要成分是_________(填化学式)。
(2)结合上图信息,家庭燃料从煤升级为天然气的优点是_________。
四、汽车中的化学(10分)
汽车是我国的支柱产业,新能源汽车的快速发展有利于实现我国“双碳”目标。
13. 石墨是制造新能源汽车电池的主要原料。下列对金刚石、石墨的描述中错误的是
A. 元素种类相同 B. 相互转化属于化学变化
C. 充分燃烧后的产物相同 D. 碳原子的结构不同
14. 氢氧化锂(LiOH)是一种能溶于水的碱,是制备锂电池的重要原料之一。常温下,氢氧化锂溶液能吸收二氧化碳生成碳酸锂沉淀和水,与氢氧化钠化学性质相似。
(1)请写出氢氧化锂吸收二氧化碳的化学方程式:_________。
(2)工业上用电解法制取的氢氧化锂溶液中含有少量氢氧化钠。为提纯氢氧化锂,查阅相关溶解度数据,如下表:
温度/℃
20
40
60
80
100
溶解度(g)
LiOH
12.8
13.0
13.0
13.8
17.5
NaOH
109
129
174
293
347
Li2CO3
1.33
1.17
1.01
0.85
0.72
①随温度升高,溶解度变小的是_________。
②利用溶解度差异对含氢氧化锂和氢氧化钠的溶液样品进行提纯(如下图)。
Ⅰ.步骤A中加热蒸发水的目的是__________________。
Ⅱ.步骤B趁热过滤的原因是__________________;趁热过滤后的滤液是氢氧化锂的_________(选填“饱和”或“不饱和”)溶液。
Ⅲ.对于溶液样品,说法正确的是_________(不定项)
A.溶液样品中氢氧化锂的质量分数列式为:
B.通过酚酞变红现象可证明溶液中含有NaOH
C.将100 mL溶液样品倒出20 mL,溶液浓度不变
D.室温下,向该溶液中不断加水,溶液pH会减小
Ⅳ.为得到更多更纯的氢氧化锂,甲、乙两位同学分别对滤液进行提纯,设计了如下方案:
甲同学方案:通过蒸发结晶、趁热过滤的方法,对滤液进行提纯。
乙同学方案:在滤液中通入足量二氧化碳得到碳酸锂沉淀,过滤后,再用化学方法把碳酸锂转化为氢氧化锂。
请你根据实验目的,选择较优方案并说明理由______________。
五、洗涤剂的性质与变迁(8分)
15. 同学们在学校大扫除活动中,发现使用洗涤剂洗的抹布更干净,对这一现象产生了浓厚的兴趣,决定围绕洗涤剂的性质及变迁开展项目式学习活动。
任务一:谈古——古代洗涤剂“灰”
(1)查阅资料1:“灰”是植物秸秆燃烧后得到的草木灰,其主要成分是_________,古代利用灰汁洗浴、印染。
【提出问题】灰汁是否显碱性?
【实验探究1】
(2)第一小组实验:
实验操作
实验现象
实验结论
取一定量草木灰,加适量水浸泡并过滤。取少量滤液于试管中,滴加_________溶液。
溶液变为红色
草木灰汁显碱性
任务二:论今——现代洗涤剂
同学们调查发现所使用的洗涤剂主要成分是过碳酸钠,遇水后发生分解生成和
查阅资料2:溶液的碱性越强,去油污效果越好。
【提出问题】溶液和溶液都显碱性,为什么通常选择用作洗涤剂的生产?
(3)第二小组测定等浓度的碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液的pH分别是11和9,经多次验证后发现,碳酸钠溶液比碳酸氢钠溶液的碱性_________(填“强”或“弱”)。
【实验结论】碳酸钠用作洗涤剂的效果比碳酸氢钠好。
【实验探究3】
第三小组实验如图所示,向稀盐酸中逐滴加入碳酸钠溶液,观察现象。
实验
现象
立即产生气泡
【提出问题】实验后溶液中的溶质是什么?
【猜想与假设】
(4)猜想Ⅰ. 猜想Ⅱ.、 猜想Ⅲ._________
【探究过程】
(5)
实验操作
实验现象
实验结论
取适量实验后溶液于试管中,滴加_________
_________
猜想Ⅱ成立
(6)第四小组意外向2 mL碳酸钠溶液中逐滴滴加稀盐酸,开始无明显现象,过一会儿有气泡产生,困惑中查阅到资料:、,请同学们分析开始无明显现象是因为生成了________(填化学式)。
【反思交流】
(7)第四小组和第三小组所用试剂种类和浓度均相同,但实验现象不同,主要原因与反应物的量有关。通过以上探究,同学们对分析溶液中溶质的成分有什么新的认知_________。
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上海市闵行区2025学年第二学期九年级化学学科
学情调研
可能用到的相对原子质量:C:12 H:1 O:16
一、氢能(12分)
1. 2026年春晚广泛应用氢能源这一清洁能源,借助氢燃料电池为舞台灯光、数控设备及应急系统提供绿色电力,同时以氢燃料驱动无人机矩阵完成空中表演,充分展现了新能源技术的魅力。氢气燃烧产物只有水,无污染、热值高,契合绿色环保理念,也体现了化学在推动科技发展、服务大型活动中的重要作用。
根据制备方式的不同,目前将氢源分为灰氢、蓝氢与绿氢三类。从灰氢过渡到蓝氢,最终实现绿氢,是氢能未来发展的趋势。
(1)化石燃料生成“蓝氢”属于_________(填“物理”或者“化学”)变化。
(2)结合图示,书写制备“绿氢”的化学方程式:__________________。
(3)解释“绿氢”为何是氢能未来发展的趋势:__________________。
【答案】(1)
化学 (2)
(3)
制备过程零排放,不会加剧温室效应;氢气燃烧产物只有水,清洁无污染,原料水可再生。
【解析】
【小问1详解】
化石燃料生成蓝氢的过程中产生了新物质氢气、二氧化碳,有新物质生成的变化属于化学变化。
【小问2详解】
由图示可知绿氢的制备原料是水,产物为氢气和氧气,反应能量来自可再生能源,初中阶段反应条件写通电即可,配平并标注气体符号得到对应方程式。
【小问3详解】
结合题干和图示信息,绿氢制备全过程无二氧化碳排放,可避免温室效应加剧,且氢气本身燃烧产物只有水,无二次污染,符合绿色环保的发展要求,因此是氢能未来的发展趋势。
2. 关于水的分析中,正确的是
A. 水由两个元素组成 B. 水分子由2种原子构成
C. 水蒸气由氢原子和氧原子构成 D. 水分子中含有1个
【答案】B
【解析】
【详解】A. 元素是宏观概念,仅论种类不论个数,水由氢、氧两种元素组成,“两个元素”表述错误。
B. 水分子化学式为,由氢原子、氧原子2种原子构成,表述正确。
C. 水蒸气是气态的水,属于宏观物质,由水分子直接构成,不是由氢原子、氧原子直接构成,表述错误。
D. 水分子仅由氢原子和氧原子构成,不含分子,表述错误。
储氢是实现氢能广泛应用的重要环节,分为物理储氢和化学储氢,前者包括高压气态、低温液态、吸附等储存方式,后者将氢气转化为其他化合物进行储存。“液氨储氢”的原理是氢气与氮气在一定条件下生成氨气,进行储存。需要氢气时再将氨气分解生成氢气和氮气。
3. 氢气降温液化进行储存的成本很高,而将氨气液化储存更容易,这证明氨气的沸点比氢气的沸点更_________(填“低”或“高”)。
【答案】
高
【解析】
【详解】气体液化需要温度降低至自身沸点以下,沸点越高的气体,越容易在相对更高的温度下满足液化条件,即更容易液化。题干表明氨气比氢气更容易液化,因此氨气的沸点更高。
4. 氨气释放的微观示意图如下。
(1)请把B对应框中的微观粒子补充完整:_________
(2)上图由A到B的过程中,属于化合物的是_________
(3)涉及的基本反应类型是_________。
【答案】(1)
补充1个由2个白球(氮原子)构成的分子,和1个由2个黑球(氢原子)构成的分子
(2)
(或氨气)
(3)
分解反应
【解析】
【小问1详解】
根据质量守恒定律,反应前后原子种类、数目不变。A中共有2个氮原子、6个氢原子,B中现有4个氢原子,仍缺少2个氮原子、2个氢原子,可组合为1个分子和1个分子。
【小问2详解】
化合物是由不同种元素组成的纯净物,由氮、氢两种元素组成,属于化合物;、均只含一种元素,属于单质。
【小问3详解】
该反应为,符合“一变多”的特征,属于分解反应。
5. 在以氨为载体的储氢、释氢循环中,若储氢消耗a g氢气,释氢放出b g氢气,则根据质量守恒定律,理论上应_________(填“<”“>”或者“=”)b。
【答案】
【解析】
【详解】根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类、质量均不发生改变。理论上储氢时消耗的氢气中的氢元素,会在释氢过程中全部转化为氢气释放,因此消耗的氢气质量等于放出的氢气质量。
二、金属的循环利用(9分)
金属资源的循环利用可推动人类社会可持续发展。
【铁的存在与冶炼】
6. 菱铁矿、磁铁矿和赤铁矿都可用于炼铁。写出高温条件下CO与赤铁矿(主要成分:)炼铁反应的化学方程式:__________________。
【答案】
【解析】
【详解】见答案。
【铁的腐蚀与防护】
铁在不同含水量、含氧量环境下会形成黄锈、红锈、棕锈和黑锈等不同的锈。
7. 铁形成黄锈时,铁元素的化合价_________(填“升高”或“降低”)。
【答案】
升高
【解析】
【详解】单质铁中铁元素的化合价为0价;铁锈的主要成分是(所含结晶水不影响铁的价态),化合物中氧元素通常显-2价,根据化合物中正负化合价代数和为0的规则,设铁元素化合价为,可得,解得,因此铁元素化合价从0价升高到+3价。
8. “烤蓝”的原理是在铁表面形成一层致密的四氧化三铁,其作用是_________。
【答案】
隔绝氧气和水,防止铁锈蚀
【解析】
【详解】铁生锈的条件是铁同时与空气中的氧气、水蒸气接触,烤蓝形成的致密四氧化三铁薄膜会覆盖在铁制品表面,阻隔铁与氧气、水的接触,从而避免铁被锈蚀。
【铁的再生与利用】
9. 由废铁(主要成分是、)回收利用制铁红()的过程如下:
(1)“酸浸”时加入过量的稀硫酸,过程中发生反应的化学方程式为_________。“沉铁①”时将转化为,可使用的试剂是_________。
(2)下列叙述正确的是_____。
A. 铁在自然界中主要以化合物形式存在
B. 铁系食品脱氧剂中的铁粉可吸收包装袋中的氧气和水
C. 铁和铁的化合物在一定条件下可以相互转化
D. 工业上高炉炼铁可得到纯净的铁
【答案】(1) ①. Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O ②. 氢氧化钠溶液(或可溶性碱溶液) (2)ABC
【解析】
【小问1详解】
废铁的主要成分是Fe和Fe2O3,加入过量稀硫酸时,这两种物质都会和硫酸发生反应,化学方程式见答案。
沉铁①时将转化为,需要加入可溶性的碱溶液。
【小问2详解】
A.铁的化学性质比较活泼,在自然界中主要以化合物形式存在(如赤铁矿、磁铁矿等),故A项说法正确。
B.铁系食品脱氧剂中的铁粉能与氧气、水发生化学反应,从而吸收包装袋中的氧气和水,故B项说法正确。
C.铁可以与稀盐酸、稀硫酸等反应生成亚铁盐,铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁等,铁的化合物之间也能相互转化,如氢氧化亚铁与氧气、水反应生成氢氧化铁等,铁和铁的化合物在一定条件下的相互转化体现了物质的多样性,故C项说法正确。
D.工业上高炉炼铁可得到的不是纯铁,是含碳量在2%4.3%的生铁,故D项说法错误。
三、燃料变迁与环境影响(11分)
燃料的迭代升级是人类社会发展的重要缩影,从传统柴草到清洁天然气,每一次变迁都深刻影响着生活质量与生态环境。
10. 认识燃料的分类与性质
煤、石油和天然气均由古代生物遗骸经漫长地质年代形成,属于_________(选填“可再生”或“不可再生”)能源。
【答案】
不可再生
【解析】
【详解】能源按照能否在短期内从自然界得到补充,分为可再生能源和不可再生能源。煤、石油、天然气的形成需要经历数百万年的漫长地质过程,消耗后无法在短时间内再生,因此属于不可再生能源。
11. 探究燃料的充分燃烧与安全使用
(1)燃烧柴草时,通常要架空柴草使其燃烧更旺,原理是___________。
(2)若柴草燃烧不充分会产生有毒气体,下列气体中属于该有毒气体的是_________。
A. B. C. D. (气态)
(3)家庭使用燃气灶时,若火焰发黄、锅底发黑,说明天然气燃烧不充分。下列操作中,能改善该现象的是_________。
A. 将燃气灶的进风口调大,增加氧气供给
B. 将燃气灶的进风口调小,减少氧气供给
C. 更换口径更大的燃气灶喷嘴,增加燃料喷出量
D. 清理燃气灶喷嘴,避免堵塞导致燃料喷出不均匀
(4)含碳燃料在燃烧时都产生二氧化碳。如液化石油气主要成分之一是丙烷(),若3.3 g丙烷完全燃烧,理论上可生成二氧化碳的质量为多少?(根据化学方程式列式计算)
【答案】(1)
增大柴草与空气(氧气)的接触面积,使燃烧更充分 (2)B (3)A
(4)
解:设生成二氧化碳的质量为
答:生成二氧化碳的质量为9.9g。
【解析】
【小问1详解】
燃烧需要可燃物与氧气充分接触,架空柴草可扩大二者接触面积,让反应更充分,燃烧更旺。
【小问2详解】
含碳燃料不充分燃烧会生成有毒的CO,、、气态均无毒性,因此选B。
【小问3详解】
火焰发黄、锅底发黑是天然气燃烧不充分,说明氧气供给不足,调大进风口增加氧气量可改善该现象;调小进风口、增加燃料喷出量都会加剧燃烧不充分,喷嘴堵塞不会导致锅底发黑,因此选A。
【小问4详解】
见答案。
12. 理解燃料升级的环境意义
【查阅资料】充分燃烧1 kg煤或天然气释放的热量和产生的SO2质量如下图所示。
(1)天然气的主要成分是_________(填化学式)。
(2)结合上图信息,家庭燃料从煤升级为天然气的优点是_________。
【答案】(1)
(2)
等质量下天然气燃烧释放热量更多,且产生的二氧化硫更少,污染更小(合理即可)
【解析】
【小问1详解】
天然气主要成分为甲烷,对应化学式为。
【小问2详解】
结合图像分析:左侧热量图显示,1kg天然气燃烧放热55MJ,远高于等质量煤的21MJ,热值更高;右侧二氧化硫排放图显示,1kg天然气燃烧产生的远少于等质量的煤,是形成酸雨的主要空气污染物,因此燃料升级后更环保。(合理即可)
四、汽车中的化学(10分)
汽车是我国的支柱产业,新能源汽车的快速发展有利于实现我国“双碳”目标。
13. 石墨是制造新能源汽车电池的主要原料。下列对金刚石、石墨的描述中错误的是
A. 元素种类相同 B. 相互转化属于化学变化
C. 充分燃烧后的产物相同 D. 碳原子的结构不同
【答案】D
【解析】
【详解】A. 金刚石和石墨都是碳元素组成的单质,因此元素种类相同,正确;
B. 金刚石和石墨是两种不同的物质,相互转化有新物质生成,属于化学变化,正确;
C. 石墨和金刚石均是碳单质,碳单质完全燃烧的产物均是二氧化碳,正确;
D. 金刚石和石墨均是由碳原子构成,但是碳原子的排列方式不同,故物理性质存在差异,碳原子本身的结构相同,错误。
14. 氢氧化锂(LiOH)是一种能溶于水的碱,是制备锂电池的重要原料之一。常温下,氢氧化锂溶液能吸收二氧化碳生成碳酸锂沉淀和水,与氢氧化钠化学性质相似。
(1)请写出氢氧化锂吸收二氧化碳的化学方程式:_________。
(2)工业上用电解法制取的氢氧化锂溶液中含有少量氢氧化钠。为提纯氢氧化锂,查阅相关溶解度数据,如下表:
温度/℃
20
40
60
80
100
溶解度(g)
LiOH
12.8
13.0
13.0
13.8
17.5
NaOH
109
129
174
293
347
Li2CO3
1.33
1.17
1.01
0.85
0.72
①随温度升高,溶解度变小的是_________。
②利用溶解度差异对含氢氧化锂和氢氧化钠的溶液样品进行提纯(如下图)。
Ⅰ.步骤A中加热蒸发水的目的是__________________。
Ⅱ.步骤B趁热过滤的原因是__________________;趁热过滤后的滤液是氢氧化锂的_________(选填“饱和”或“不饱和”)溶液。
Ⅲ.对于溶液样品,说法正确的是_________(不定项)
A.溶液样品中氢氧化锂的质量分数列式为:
B.通过酚酞变红现象可证明溶液中含有NaOH
C.将100 mL溶液样品倒出20 mL,溶液浓度不变
D.室温下,向该溶液中不断加水,溶液pH会减小
Ⅳ.为得到更多更纯的氢氧化锂,甲、乙两位同学分别对滤液进行提纯,设计了如下方案:
甲同学方案:通过蒸发结晶、趁热过滤的方法,对滤液进行提纯。
乙同学方案:在滤液中通入足量二氧化碳得到碳酸锂沉淀,过滤后,再用化学方法把碳酸锂转化为氢氧化锂。
请你根据实验目的,选择较优方案并说明理由______________。
【答案】(1)
(2) ①. Li2CO3 ②. 使LiOH和NaOH的溶液达到饱和 ③. 为了防止温度降低时,NaOH因溶解度减小而析出,从而得到较纯净的LiOH晶体 ④. 饱和 ⑤. CD ⑥. B同学方案能更彻底地除去NaOH杂质,得到更纯的氢氧化锂;故答案为:B同学方案,B同学方案能更彻底地除去NaOH 杂质,得到更纯的氢氧化锂
【解析】
【小问1详解】
氢氧化锂和二氧化碳反应生成碳酸锂和水,反应的化学方程式为。
【小问2详解】
①观察表格中数据,随着温度升高,Li2CO3的溶解度由1.33g逐渐减小到0.72g,而LiOH和NaOH的溶解度随温度升高而增大,所以随温度升高,溶解度变小的是Li2CO3。
②Ⅰ.步骤I中加热蒸发水,溶剂水的量减少,溶液中溶质的浓度增大,目的是使LiOH和NaOH的溶液达到饱和,便于后续分离。
Ⅱ.由表格数据可知,LiOH的溶解度随温度变化不大,NaOH的溶解度随温度升高而增大。步骤Ⅱ趁热过滤是为了防止温度降低时,NaOH因溶解度减小而析出,从而得到较纯净的LiOH晶体,由于有晶体析出,因此趁热过滤后的滤液是氢氧化锂的饱和溶液。
Ⅲ.A.原溶液样品在步骤A蒸发了部分水,不能用析出固体质量÷(固体+原水)算原溶液溶质质量分数,错误。
B.LiOH也是强碱,也能使酚酞变红,无法证明含NaOH,错误;
C.溶液具有均一性,倒出部分液体,剩余溶液浓度不变,正确;
D.不断加水稀释碱性溶液,OH-降低,pH减小;
A同学方案:通过蒸发浓缩、趁热过滤的方法,对滤液进行提纯,这样只能进一步分离出部分NaOH,但不能完全除去 NaOH杂质。
B同学方案:在滤液中通入足量二氧化碳,LiOH与二氧化碳反应生成Li2CO3沉淀,NaOH与二氧化碳反应 生成Na2CO3,Na2CO3的溶解度较大,过滤可得到较纯净的Li2CO3,再用化学方法(如与氢氧化钙反应:Li2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2LiOH,把碳酸锂转化为氢氧化锂,能得到更纯的氢氧化锂。所以较优方案是B同学方案,理由是B同学方案能更彻底地除去NaOH杂质,得到更纯的氢氧化锂;
五、洗涤剂的性质与变迁(8分)
15. 同学们在学校大扫除活动中,发现使用洗涤剂洗的抹布更干净,对这一现象产生了浓厚的兴趣,决定围绕洗涤剂的性质及变迁开展项目式学习活动。
任务一:谈古——古代洗涤剂“灰”
(1)查阅资料1:“灰”是植物秸秆燃烧后得到的草木灰,其主要成分是_________,古代利用灰汁洗浴、印染。
【提出问题】灰汁是否显碱性?
【实验探究1】
(2)第一小组实验:
实验操作
实验现象
实验结论
取一定量草木灰,加适量水浸泡并过滤。取少量滤液于试管中,滴加_________溶液。
溶液变为红色
草木灰汁显碱性
任务二:论今——现代洗涤剂
同学们调查发现所使用的洗涤剂主要成分是过碳酸钠,遇水后发生分解生成和
查阅资料2:溶液的碱性越强,去油污效果越好。
【提出问题】溶液和溶液都显碱性,为什么通常选择用作洗涤剂的生产?
(3)第二小组测定等浓度的碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液的pH分别是11和9,经多次验证后发现,碳酸钠溶液比碳酸氢钠溶液的碱性_________(填“强”或“弱”)。
【实验结论】碳酸钠用作洗涤剂的效果比碳酸氢钠好。
【实验探究3】
第三小组实验如图所示,向稀盐酸中逐滴加入碳酸钠溶液,观察现象。
实验
现象
立即产生气泡
【提出问题】实验后溶液中的溶质是什么?
【猜想与假设】
(4)猜想Ⅰ. 猜想Ⅱ.、 猜想Ⅲ._________
【探究过程】
(5)
实验操作
实验现象
实验结论
取适量实验后溶液于试管中,滴加_________
_________
猜想Ⅱ成立
(6)第四小组意外向2 mL碳酸钠溶液中逐滴滴加稀盐酸,开始无明显现象,过一会儿有气泡产生,困惑中查阅到资料:、,请同学们分析开始无明显现象是因为生成了________(填化学式)。
【反思交流】
(7)第四小组和第三小组所用试剂种类和浓度均相同,但实验现象不同,主要原因与反应物的量有关。通过以上探究,同学们对分析溶液中溶质的成分有什么新的认知_________。
【答案】(1)
(或碳酸钾)
(2)
无色酚酞 (3)
强 (4)
、(或氯化钠、氯化氢)
(5) ①.
稀盐酸(或氯化钙溶液等合理即可) ②.
有气泡产生(或产生白色沉淀,与前一空对应即可)
(6)
(7)
反应物的用量、滴加顺序不同,反应产物可能不同,分析溶质成分时需要考虑反应物是否过量(合理即可)
【解析】
【小问1详解】
草木灰的主要成分为碳酸钾,其水溶液呈碱性,可用于清洁。
【小问2详解】
碱性溶液能使无色酚酞试液变红,符合题中给出的实验现象,因此滴加的是酚酞溶液。
【小问3详解】
常温下pH>7时溶液显碱性,pH越大碱性越强,等浓度的碳酸钠溶液pH=11大于碳酸氢钠的pH=9,因此碱性更强。
【小问4详解】
碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠,若盐酸过量,反应后溶质为生成的氯化钠和过量的氯化氢,对应猜想Ⅲ。
【小问5详解】
猜想Ⅱ成立说明溶液中含碳酸钠,碳酸钠与稀盐酸反应生成二氧化碳气体,和氯化钙反应生成碳酸钙白色沉淀,均可检验碳酸钠的存在。
【小问6详解】
根据给出的反应,少量稀盐酸和碳酸钠反应时生成可溶于水的碳酸氢钠,无明显现象,待盐酸过量后才会和碳酸氢钠反应生成二氧化碳气泡。
【小问7详解】
两个实验试剂相同但滴加顺序、用量不同,现象和产物不同,因此判断溶质时不能只考虑生成物,还要考虑反应物的量和反应进行的程度。
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