专题辅导七:化学反应后的溶液再混合的成分探究-2026-2027学年科学浙教版九年级上册
2026-08-14
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摘要:
**基本信息**
以四步解题法(盘点-分析-判断-表达)为核心,通过经典模型与强化训练系统突破溶液混合成分探究,注重科学思维与探究实践
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|知识梳理|4步标准步骤+核心口诀|先独立反应后混合反应,生成一定有/反应物不共存|独立反应成分分析→混合新反应判断→最终共存成分推断|
|经典模型|2类核心模型(酸碱中和/三种混合)|现象反推反应程度,排除干扰验证猜想|具体反应模型→通用解题流程迁移|
|强化训练|9道综合应用题|四步法+离子共存规律综合应用|基础模型→复杂情境拓展|
内容正文:
九上科学专题辅导七:化学反应后的溶液再混合的成分探究(答案版)
◆强化训练
1.(1)溶液呈蓝色 (2)稀硫酸能与活泼金属和金属氧化物反应 (3)C
(4)向沉淀中加入足量稀硝酸,始终有白色沉淀剩余
2.(1) ①②③⑤ 沉淀,或气体,或水
(2) NaOH、NaNO3 Na2SO4或Ba(NO3)2 BaCO3、BaSO4 (3) C D
3.(1) 2NaOH+CuSO4==Cu(OH)2↓+Na2SO4
(2)NaOH、Na2SO4 乙 如果滤液中含有稀硫酸,则不可能出现蓝色沉淀
【设计实验】 甲 硫酸铜溶液 丙
4.(1)C、D (2)Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH
(3)CaCO3 (4) 氢氧化钠 (5) 物质是碳酸钠和氢氧化钠的混合物
(6) 氢氧化钠溶液也显碱性,还可能是氢氧化钠或氢氧化钠和氢氧化钙的混合物
5.四
【实验探究】 NaOH(或氢氧化钠) 【评价反思】①pH试纸浸入溶液中
② BaCl2和Na2SO4反应也会生成白色沉淀,不能证明一定有H2SO4存在
6.(1)气球胀大 (2)指示氢氧化钠与盐酸是否完全反应
(3) 氯化钠 氢氧化钠(合理答案均可)
实验内容
预计现象
预计结论
取少量废液缸中上层清液于试管中,加入过量 CaCl2(或BaCl2)溶液,静置。
①有白色沉淀,溶液呈红色。
猜想 三 正确。
② 有白色沉淀,溶液由红色变为无色 。
猜想一正确。
③ 没有白色沉淀,溶液呈红色 。
猜想 二 正确。
【反思拓展】反应物是否有剩余
7.产生白色沉淀 HCl、H2SO4
【表达与交流】硫酸与氯化钡恰好完全反应生成盐酸。
【结论与应用】乙 向废液中滴加硫酸钠溶液至不再产生白色沉淀,向废液中加氢氧化钙(氢氧化钠)溶液至红色变紫色,可倒掉
8.(1)Ca(OH)2+2HCl==CaCl2+2H2O 在Ca(OH)2溶液中滴几滴酚酞溶液后再加盐酸
(2) CO2 Fe(OH)3 一定有碳酸钠,可能有氢氧化钠 NaCl、Na2SO4
9.(1)碳酸钠溶液 (2)硫酸和硫酸铁
(3)Fe2O3+3H2SO4==Fe2(SO4)3+3H2O NaOH+HCl=NaCl+H2O NaCl或NaCl、BaCl2或NaCl、Na2SO4
(4)酸可以和盐、金属氧化物、碱等物质发生反应
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九上科学专题辅导七:化学反应后的溶液再混合的成分探究(学生版)
◆知识梳理
初中化学中,探究反应后溶液再混合(通常指将多份反应后的废液倒入同一个废液缸)的成分,是酸碱盐部分的重点和难点。解答这类“大乱炖”的题型,核心在于理清“先独立反应,后混合反应”的逻辑。按以下四个标准步骤来稳扎稳打地解题。
第一步:盘点“家底”(分析各瓶废液成分)
先别管混合,把每一瓶废液当成独立的战场。分析各容器内的独立反应,明确每一个反应容器中原本加入了什么物质,它们之间发生了什么化学反应,准确写出每个容器内发生反应的化学方程式。根据题目条件(如“过量”、“少量”、“恰好”),列出每个瓶子里一定有的溶质(通常是生成的可溶性盐)和可能有的溶质(过量的反应物)。如:反应A + B → C + D(D为沉淀或气体或水),反应后溶液中溶质成分的猜想应从生成物一定存在,反应物的其中一种可能过量来思考。若恰好完全反应,溶液中的溶质为C;若A过量,溶液中的溶质为C、A;若A少量,溶液中的溶质为C、B。注意,A和B不可能在同溶液中,因为它们不能共存。
第二步:分析混合后的“大乱斗”(分析混合后的新反应)
当把各容器中的溶液混合在一起时,原本在不同容器中的物质会相遇,可能会发生新的反应。寻找能反应的物质,检查混合后的所有物质,看是否有酸与碱、酸与碳酸盐、碱与某些盐等能够发生复分解反应的组合。如果存在能反应的物质,写出它们混合后发生反应的化学方程式。
重点盯防这些组合:酸 + 碱 → 中和反应;酸 + 碳酸盐 → 产生气泡;碱 + 某些金属盐(如含 Cu²+、Fe³⁺、Mg²⁺的盐)→ 产生沉淀;某些金属盐 + 碳酸盐(如 Ca²⁺、Ba²⁺与CO3²⁻)→ 产生沉淀。
第三步:判断“战况”(确定最终共存成分)
这是最关键的一步。根据混合后的现象(如是否有气泡、沉淀,或指示剂变色情况),反推哪些物质反应完了,哪些物质有剩余。生成物一定存在:所有反应(包括独立反应和混合后的新反应)生成的可溶性物质,最终一定在溶液里。反应物不能共存:能相互反应的物质,绝对不可能同时出现在最终溶液中。反应物可能剩余:在不能共存的物质中,可能有一种过量而留下。
第四步:规范表达(写出最终成分)
最终答案的格式通常是:一定含有 [XXX],可能含有 [YYY]。一定含有:所有反应生成的可溶性盐。
可能含有:根据现象推断出的、可能过量的反应物。
注意干扰:如果待检验物质与其他物质反应现象不明显,或生成物对检验有干扰,需要先排除干扰。
总结来说,解决这类问题的核心口诀是:“先写方程看各自,混合之后找新反;生成一定有,反应物不共存;猜想要全面,验证靠性质。”
◆经典模型
一、酸碱中和后溶液的混合
例1:某校科学兴趣小组在探究“酸碱盐的相关性质”时,做了如图一所示的两个实验,实验结束后,小组同学将两支试管中的废液同时倒入一个洁净的烧杯中(如图所示),观察到有气泡产生,为确认烧杯内溶液中溶质的成分,同学们进行了如下探究。
【查阅资料】Na2SO4溶液、NaCl溶液呈中性。
【提出猜想】
猜想1:Na2SO4、NaCl;
猜想2:Na2SO4、NaCl和______;
猜想3:Na2SO4、NaCl和H2SO4;
猜想4:Na2SO4、NaCl、H2SO4和Na2CO3。
【交流讨论】小强同学认为猜想______一定是错误的,他的理由是______。
【进行实验】小明同学设计如下两个实验方案:
实验步骤
实验现象
实验结论
方案一
取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中,加入几滴紫色石蕊溶液
______
猜想3正确
方案二
取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中,加入少量铁粉
______
请写出方案二中有关反应的化学方程式:______。
【反思与总结】分析反应后溶液中溶质成分,除要考虑生成物外,还需考虑______。
解析:
[提出猜想]
盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,将两支试管中的废液同时倒入一个洁净的烧杯中,观察到烧杯中有气泡产生,说明两支试管中反应剩余物质为碳酸钠和硫酸,若碳酸钠和硫酸恰好完全反应,则溶质为生成的硫酸钠和氯化钠,若碳酸钠剩余,则溶质为硫酸钠、氯化钠和碳酸钠,故猜想2为:Na2SO4、NaCl和Na2CO3;
[交流讨论]
因硫酸和碳酸钠会发生反应,不能同时存在,故小强同学认为猜想4一定是错误的;
[进行实验]
实验结论是猜想3正确,说明烧怀中含有硫酸,溶液为酸性,故加入几滴紫色石蕊溶液,看到的现象是紫色石蕊变红;
实验结论是猜想3正确,说明烧怀中含有硫酸,加入少量铁粉会和硫酸反应生成氢气,故观察到的现象是有气泡产生;
方案二中的反应是铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,化学反应方程式为:Fe+H2S04=FeSO4+H2↑。
[反思与总结]
因反应物中如果有物质过量,则会剩余,故分析反应后溶液中溶质成分,除要考虑生成物外,还需考虑反应物是否过量。
答案:
Na2CO3 4 H2SO4和Na2CO3会反应,不能共存 紫色石蕊变红 有气泡产生
Fe+H2S04=FeSO4+H2↑ 反应物是否过量
二、三种混合物的再混合
例2:化学兴趣小组的同学在探究酸、碱、盐的性质时,进行了以下三个实验:
甲试管:向滴有酚酞的氢氧化钠溶液中,滴加稀盐酸。
乙试管:向碳酸钠溶液中,滴加氯化钙溶液。
丙试管:向澄清石灰水中,滴加碳酸钠溶液。
实验结束后,同学们将甲、乙、丙三支试管中的所有物质,全部倒入同一个干净的废液缸中。混合后,废液缸底部有白色沉淀生成,上层清液呈红色。请你回答:
(1)废液缸底部的白色沉淀是什么物质?(写化学式)
(2)根据“上层清液呈红色”,可以推断最终溶液中一定不含有什么离子?
(3)结合所有现象,最终上层清液中一定含有的溶质有哪些?(酚酞除外,写化学式)
解析:
第一步:分析各试管内的独立反应。
甲试管:NaOH溶液(含酚酞)+ 稀盐酸。反应方程式:NaOH+HCl=NaCl+H2O。所以甲试管内一定有:NaCl(生成的盐)和酚酞。可能有:NaOH(碱过量)或HCl(酸过量)。注意:酚酞在碱性溶液中变红,在中性或酸性溶液中无色。题目没说甲试管颜色,所以甲可能是红色(碱过量),也可能是无色(酸过量或恰好)。
乙试管:Na2CO3溶液 + CaCl2溶液。反应方程式:Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl。所以乙试管内一定有:NaCl(生成的盐)和CaCO3(生成的沉淀,在试管底部)。可能有:Na2CO3(碳酸钠过量)或CaCl2(氯化钙过量)。注意:Na2CO3和CaCl2不能共存。
丙试管:澄清石灰水[Ca(OH)2] + Na2CO3溶液。反应方程式:Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH。所以丙试管内一定有:NaOH(生成的碱)和CaCO3(生成的沉淀,在试管底部)。可能有:Ca(OH)2碱过量)或Na2CO3(碳酸钠过量)。注意:Ca(OH)2和Na2CO3不能共存。
第二步:分析混合后的“大乱斗”。将甲、乙、丙所有物质(包括沉淀)倒入废液缸。
关键现象1:底部有白色沉淀。这个沉淀一定是CaCO3。
其来源是乙试管生成的CaCO3 和丙试管生成的CaCO3。推论:既然沉淀还在,说明混合后的溶液中没有足量的酸把沉淀溶解掉(否则CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,沉淀会消失并冒泡)。结论:最终溶液中一定不含HCl。
关键现象2:上层清液呈红色。酚酞变红 → 溶液显碱性。推论:溶液中一定有 OH−(氢氧根离子)。
结论:最终溶液中一定不含H+(即不含酸,如HCl),因为酸会中和碱,且酸会让酚酞无色。
第三步:综合推断最终成分。
现在我们知道:上层清液有Na+(来自甲、乙、丙,全程不参与反应)、Cl−(来自甲、乙,全程不参与反应)、OH−(来自丙的生成物或过量碱,或混合后显碱性)。
重点排查:Ca2+和CO32-能否存在?
如果有Ca2+:它会和溶液中的OH−共存,和沉淀CaCO3共存。但如果溶液中有CO32-,Ca2+会立刻生成CaCO3沉淀。关键点:题目说“上层清液”,意味着沉淀已经沉降。如果清液中还有大量Ca2+、CO32-,它们会继续反应生成沉淀,直到其中一个耗尽。
如果有CO32-:它会和OH− 共存。但是,如果溶液中有Ca2+,会生成沉淀。
最终成分大清算:一定含有:NaCl和NaOH。可能含:Na2CO3或Ca(OH)2或CaCl2。一定不含:HCl
最终答案:
(1)白色沉淀是CaCO3。理由:乙和丙的反应都生成了碳酸钙沉淀,且混合后溶液显碱性(无足量酸溶解沉淀)。
(2)一定不含H+。理由:酚酞变红说明溶液显碱性,酸性物质(H+)会被中和,且酸会溶解碳酸钙沉淀。
(3)一定含有的溶质有NaCl和NaOH。理由:NaCl:甲、乙反应均生成NaCl,且Na+、Cl−全程不参与其他反应,一定存在。NaOH:丙反应一定生成NaOH。虽然甲中可能有酸,但既然最终溶液显红色,说明NaOH未被完全中和,一定有剩余。
点评:解题万能公式
先找“一定有的”:通常是反应生成的可溶性盐(如NaCl、CaCl₂)。
再找“不能共存的”:H+和OH-不能共存,H+和 CO₃2-不能共存
OH-和 Mg2+/Cu2+/Fe3+不能共存(会产生沉淀)
Ca2+/Ba2+和 CO₃2-不能共存(会产生沉淀)
最后看“现象”:有气泡 → 肯定有酸 + 碳酸盐在反应。有沉淀 → 肯定有离子结合成沉淀。
酚酞变红 → 肯定有碱或碳酸钠(碳酸钠溶液显碱性)。无现象 → 可能恰好反应,或者酸过量。
◆强化训练
1.下图所示,是为了验证稀硫酸化学性质做的三个实验,回答下列问题。
(1)A实验最终能观察到的现象是 ;
(2)B实验能体现出稀硫酸具有的化学性质是 ;
(3)哪一个实验不能说明酸的共性 ;
(4)将上述实验后所得溶液在烧杯中混合,观察到底部有沉淀,溶液为有色溶液。此时利用烧杯中的沉淀再选择适当试剂即可证明C实验中所加BaCl2溶液过量,问:实验的操作及现象是
。
2.同学们通过以下在溶液中进行的实验,探究复分解反应发生的条件:
①H2SO4+Ba(NO3)2;②H2SO4+NaOH;
③H2SO4+Na2CO3;④Ba(NO3)2+NaOH;
⑤Ba(NO3)2+Na2CO3;⑥NaOH+Na2CO3。
(1)以上各组物质能够发生的是: ;(填序号)。同学们总结归纳出复分解反应发生的条件是生成物中有 ;
(2)同学们将实验后的所有物质倒入同一烧杯中,后续实验及现象如右:综合分析可知,无色滤液a中一定含有的溶质是 ;可能含有的溶质是 。白色沉淀b含有的物质有 。
(3)下列有关利用无色滤液a和白色沉淀b的设想中,合理的是 。
A.鉴别MgCl2溶液和BaCl2溶液:取样,滴加无色滤液a
B.制NaNO3溶液:向无色滤液a中加入适量的稀HNO3
C.除去Ba(NO3)2溶液中的HNO3:向其中加入过量的白色沉淀b
D.鉴别NH4Cl溶液和NaCl溶液:取样,滴加无色滤液a
3.某化学小组在探究碱的化学性质时,做了如图所示的两个实验。
(1)写出A试管中发生反应的化学方程式 。
(2)实验结束后,同学们将A、B两试管中的废液倒入同一洁净的烧杯,烧杯中出现蓝色沉淀。小组同学将烧杯中的物质进行了过滤,对滤液中成分有如下猜想:
【提出猜想】
甲:滤液中的溶质是Na2SO4、CuSO4。
乙:滤液中的溶质是Na2SO4、H2SO4。
丙:滤液中的溶质是 。
丁:滤液中的溶质是Na2SO4。
【交流讨论】同学们对以上的猜想提出质疑,认为猜想 不合理,理由是 。
【设计实验】同学们通过以下的实验对猜想进行验证,请你完成实验报告。
实验内容
预计现象
预计结论
(1)取少量滤液于试管中,观察
溶液呈无色
猜想 不成立
(2)继续在上述试管中加入
产生蓝色沉淀
猜想 成立
4.甲同学为了区别氢氧化钠和氢氧化钙溶液,设计了如下图所示的四组实验方案。
(1)其中能达到实验目的的是 ;
(2)在C组实验中发生的化学方程式为 ;
(3)实验结束后,甲同学将A、B、C、D组四支试管中的溶液倒入同一容器中,看到溶液变浑浊,该现象说明有 物质生成(填化学式),滴入酚酞后溶液呈红色。
(4)滴入酚酞后溶液呈红色,说明溶液呈碱性。使溶液呈碱性的物质是什么呢?甲同学进一步推测:溶液中呈碱性的物质可能是碳酸钠、氢氧化钙和 三种物质中的一种,或是三种物质两两混合组成的混合物。
(5)为了验证推测,甲同学查阅资料,获悉氯化钡溶液呈中性,并设计如下实验加以验证。请完成下列空白:
实验内容
预测现象
结论
取少量容器中的上层溶液于试管中,加入过量的氯化钡溶液,静置
①若有白色沉淀,溶液呈无色
物质是碳酸钠
②若无沉淀生成,溶液呈红色
物质是氢氧化钙
③若有白色沉淀,溶液呈红色
(6)乙同学认为甲同学第②部验证的结论不严密,原因是
。
5.某化学课堂围绕“酸碱中和反应”,将学生分成若干小组,在老师引导下开展探究活动。以下是教学片段,请你参与学习并帮助填写空格(包括表中空格)。
【演示实验】将一定量的稀H2SO4加入到盛有NaOH溶液的小烧杯中。
【提出问题】实验中未观察到明显现象,部分同学产生了疑问:反应后溶液中溶质是什么呢?
【假设猜想】针对疑问,太家纷纷提出猜想。甲组同学的猜想如下:
猜想一:只有Na2SO4;
猜想二:有Na2SO4和H2SO4;
猜想三:有Na2SO4和NaOH;
猜想四:有Na2SO4、H2SO4和NaOH。
乙组同学对以上猜想提出质疑,认为猜想 是不合理的。
【实验探究】A.丙组同学取烧杯中的溶液少量于试管中,滴加几滴CuSO4溶液,无明显变化,溶液中一定没有 。
B.为了验证其余猜想,各学习小组利用烧杯中的溶液,并选用老师提供的pH试纸、铜片、BaC12溶液、Na2CO3溶液,进行如下三个方案的探究。
实验方案
测溶液pH
滴加Na2CO3溶液
滴加BaCl2溶液
实验操作
实验现象
试纸变色,对比比色卡,pH<7
产生白色沉淀
实验结论
溶液中有H2SO4
溶液中有H2SO4
溶液中有H2SO4
【得出结论】通过探究,全班同学一致确定猜想二是正确的。
【评价反思】老师对同学们能用多种方法进行探究,并且得出正确结论给予肯定。同时指出【实验探究】B中存在两处明显错误,请大家反思。同学们经过反思发现了这两处错误:
①实验操作中的错误是 。
②实验方案中也有一个是错误的,错误的原因是 。
6.同学们在学习碱的化学性质时,进行了如图所示的实验。
(1)乙实验中滴加氢氧化钠溶液后,可观察到的现象是 。
(2)甲实验中滴加酚酞的作用是 。
(3)实验结束后,同学们将甲、乙、丙三个实验的废液倒入同一个干净的废液缸中,最终看到废液浑浊并呈红色,产生疑问。
【提出问题】 废液中含有哪些物质?
【交流讨论】①一定含有的物质:碳酸钙、指示剂、水和 (写物质名称)。
②还含有能使废液呈碱性的物质。能使废液呈碱性的物质是什么?同学们有如下猜想。
猜想一:只有碳酸钠;猜想二:只有氢氧化钙;猜想三:是氢氧化钠和碳酸钠。
你认为还可能是 。(写一种猜想)
【实验设计】同学们想用实验来验证上述猜想,设计如下实验。请你将实验设计补充完整。
实验内容
预计现象
预计结论
取少量废液缸中上层清液于试管中,加入过量
溶液,静置。
①有白色沉淀,溶液呈红色。
猜想 正确。
② 。
猜想一正确。
③ 。
猜想 正确。
【反思拓展】在分析化学反应后所得物质的成分时,除了考虑生成物外还需考虑 。
7.科学小组在学完酸的化学性质后,做了如下实验:同学们观察到A试管中有 现象。实验结束,同学们依次将A、B试管中的废液缓慢倒入同一洁净的废液缸中,观察到废液显红色。为了科学处理实验后产生的废液,同学们决定对废液缸中废液的溶质成分(不考虑石蕊)进行探究。
【查阅资料】钡离子有毒。
【提出问题】最终废液中含有什么溶质?
【猜想与假设】
甲同学猜想:只含有HCl;
乙同学猜想:含有HCl、BaCl2;
还有的一种猜想是: _。
【表达与交流】甲同学猜想的理由是 。
【活动与探究】同学们为了验证以上猜想,继续进行实验:
甲同学:取少量废液于试管中,滴加少量的氯化钡溶液,未观察到明显现象。
乙同学:取少量废液于试管中,滴加少量的碳酸钠溶液,看到产生气泡。
丙同学:取少量废液于试管中,滴加少量的硫酸钠溶液,看到产生白色沉淀。
【结论与应用】通过分析甲、乙、丙三位同学们的实验及现象,最终确认 (填甲、乙、丙)猜想正确,你认为处理该废液的方法是
。
8.学习碱的性质时,同学们在实验室中做有关氢氧化钙性质的实验,实验方案如图1所示(说明:实验中使用的药品均为溶液)。请回答下列问题:
(1)写出盐酸加入氢氧化钙中反应的化学方程式 ,在加盐酸过程中,没有观察到明显现象,请你写出一种能观察到变化发生的方法 。
(2)实验结束后,同学们将四支试管中的物质全部倒入废液缸中.为了处理废液废渣,首先对废液缸中物质的成分进行初步分析,过程如图2所示:
由上述分析可知:①无色气体E的化学式 ;
②固体A中一定含有碳酸钙和 ;
③无色溶液B中使酚酞变红的物质是 ;
④无色溶液D中的溶质有酚酞、 ,可能还有HCl。
9.某兴趣小组在学习酸、碱、盐的化学性质时,同学们设计了如下实验,请你参与。
(1)检验物质。按图1实验,可确定X是盐酸,则Y可以是 。
(2)确定溶质成分。由图2实验,A中固体全部溶解,B中有白色沉淀产生,得出结论:A中溶质只有硫酸铁。有同学认为该结论不合理。接着向试管B中滴加氢氧化钠溶液,且产生沉淀的量随氢氧化钠溶液量的关系如图3所示。则:A中溶质有 。
(3)实验中,①A中发生反应的化学方程式为 ;
②a~b段对应溶液中一定发生反应的化学方程式为 ;
③c点对应溶液中含有溶质可能的组成有 。
(4)由以上实验总结酸的化学性质有 。
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九上科学专题辅导七:化学反应后的溶液再混合的成分探究(教师版)
◆知识梳理
初中化学中,探究反应后溶液再混合(通常指将多份反应后的废液倒入同一个废液缸)的成分,是酸碱盐部分的重点和难点。解答这类“大乱炖”的题型,核心在于理清“先独立反应,后混合反应”的逻辑。按以下四个标准步骤来稳扎稳打地解题。
第一步:盘点“家底”(分析各瓶废液成分)
先别管混合,把每一瓶废液当成独立的战场。分析各容器内的独立反应,明确每一个反应容器中原本加入了什么物质,它们之间发生了什么化学反应,准确写出每个容器内发生反应的化学方程式。根据题目条件(如“过量”、“少量”、“恰好”),列出每个瓶子里一定有的溶质(通常是生成的可溶性盐)和可能有的溶质(过量的反应物)。如:反应A + B → C + D(D为沉淀或气体或水),反应后溶液中溶质成分的猜想应从生成物一定存在,反应物的其中一种可能过量来思考。若恰好完全反应,溶液中的溶质为C;若A过量,溶液中的溶质为C、A;若A少量,溶液中的溶质为C、B。注意,A和B不可能在同溶液中,因为它们不能共存。
第二步:分析混合后的“大乱斗”(分析混合后的新反应)
当把各容器中的溶液混合在一起时,原本在不同容器中的物质会相遇,可能会发生新的反应。寻找能反应的物质,检查混合后的所有物质,看是否有酸与碱、酸与碳酸盐、碱与某些盐等能够发生复分解反应的组合。如果存在能反应的物质,写出它们混合后发生反应的化学方程式。
重点盯防这些组合:酸 + 碱 → 中和反应;酸 + 碳酸盐 → 产生气泡;碱 + 某些金属盐(如含 Cu²+、Fe³⁺、Mg²⁺的盐)→ 产生沉淀;某些金属盐 + 碳酸盐(如 Ca²⁺、Ba²⁺与CO3²⁻)→ 产生沉淀。
第三步:判断“战况”(确定最终共存成分)
这是最关键的一步。根据混合后的现象(如是否有气泡、沉淀,或指示剂变色情况),反推哪些物质反应完了,哪些物质有剩余。生成物一定存在:所有反应(包括独立反应和混合后的新反应)生成的可溶性物质,最终一定在溶液里。反应物不能共存:能相互反应的物质,绝对不可能同时出现在最终溶液中。反应物可能剩余:在不能共存的物质中,可能有一种过量而留下。
第四步:规范表达(写出最终成分)
最终答案的格式通常是:一定含有 [XXX],可能含有 [YYY]。一定含有:所有反应生成的可溶性盐。
可能含有:根据现象推断出的、可能过量的反应物。
注意干扰:如果待检验物质与其他物质反应现象不明显,或生成物对检验有干扰,需要先排除干扰。
总结来说,解决这类问题的核心口诀是:“先写方程看各自,混合之后找新反;生成一定有,反应物不共存;猜想要全面,验证靠性质。”
◆经典模型
一、酸碱中和后溶液的混合
例1:某校科学兴趣小组在探究“酸碱盐的相关性质”时,做了如图一所示的两个实验,实验结束后,小组同学将两支试管中的废液同时倒入一个洁净的烧杯中(如图所示),观察到有气泡产生,为确认烧杯内溶液中溶质的成分,同学们进行了如下探究。
【查阅资料】Na2SO4溶液、NaCl溶液呈中性。
【提出猜想】
猜想1:Na2SO4、NaCl;
猜想2:Na2SO4、NaCl和______;
猜想3:Na2SO4、NaCl和H2SO4;
猜想4:Na2SO4、NaCl、H2SO4和Na2CO3。
【交流讨论】小强同学认为猜想______一定是错误的,他的理由是______。
【进行实验】小明同学设计如下两个实验方案:
实验步骤
实验现象
实验结论
方案一
取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中,加入几滴紫色石蕊溶液
______
猜想3正确
方案二
取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中,加入少量铁粉
______
请写出方案二中有关反应的化学方程式:______。
【反思与总结】分析反应后溶液中溶质成分,除要考虑生成物外,还需考虑______。
解析:
[提出猜想]
盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,将两支试管中的废液同时倒入一个洁净的烧杯中,观察到烧杯中有气泡产生,说明两支试管中反应剩余物质为碳酸钠和硫酸,若碳酸钠和硫酸恰好完全反应,则溶质为生成的硫酸钠和氯化钠,若碳酸钠剩余,则溶质为硫酸钠、氯化钠和碳酸钠,故猜想2为:Na2SO4、NaCl和Na2CO3;
[交流讨论]
因硫酸和碳酸钠会发生反应,不能同时存在,故小强同学认为猜想4一定是错误的;
[进行实验]
实验结论是猜想3正确,说明烧怀中含有硫酸,溶液为酸性,故加入几滴紫色石蕊溶液,看到的现象是紫色石蕊变红;
实验结论是猜想3正确,说明烧怀中含有硫酸,加入少量铁粉会和硫酸反应生成氢气,故观察到的现象是有气泡产生;
方案二中的反应是铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,化学反应方程式为:Fe+H2S04=FeSO4+H2↑。
[反思与总结]
因反应物中如果有物质过量,则会剩余,故分析反应后溶液中溶质成分,除要考虑生成物外,还需考虑反应物是否过量。
答案:
Na2CO3 4 H2SO4和Na2CO3会反应,不能共存 紫色石蕊变红 有气泡产生
Fe+H2S04=FeSO4+H2↑ 反应物是否过量
二、三种混合物的再混合
例2:化学兴趣小组的同学在探究酸、碱、盐的性质时,进行了以下三个实验:
甲试管:向滴有酚酞的氢氧化钠溶液中,滴加稀盐酸。
乙试管:向碳酸钠溶液中,滴加氯化钙溶液。
丙试管:向澄清石灰水中,滴加碳酸钠溶液。
实验结束后,同学们将甲、乙、丙三支试管中的所有物质,全部倒入同一个干净的废液缸中。混合后,废液缸底部有白色沉淀生成,上层清液呈红色。请你回答:
(1)废液缸底部的白色沉淀是什么物质?(写化学式)
(2)根据“上层清液呈红色”,可以推断最终溶液中一定不含有什么离子?
(3)结合所有现象,最终上层清液中一定含有的溶质有哪些?(酚酞除外,写化学式)
解析:
第一步:分析各试管内的独立反应。
甲试管:NaOH溶液(含酚酞)+ 稀盐酸。反应方程式:NaOH+HCl=NaCl+H2O。所以甲试管内一定有:NaCl(生成的盐)和酚酞。可能有:NaOH(碱过量)或HCl(酸过量)。注意:酚酞在碱性溶液中变红,在中性或酸性溶液中无色。题目没说甲试管颜色,所以甲可能是红色(碱过量),也可能是无色(酸过量或恰好)。
乙试管:Na2CO3溶液 + CaCl2溶液。反应方程式:Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl。所以乙试管内一定有:NaCl(生成的盐)和CaCO3(生成的沉淀,在试管底部)。可能有:Na2CO3(碳酸钠过量)或CaCl2(氯化钙过量)。注意:Na2CO3和CaCl2不能共存。
丙试管:澄清石灰水[Ca(OH)2] + Na2CO3溶液。反应方程式:Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH。所以丙试管内一定有:NaOH(生成的碱)和CaCO3(生成的沉淀,在试管底部)。可能有:Ca(OH)2碱过量)或Na2CO3(碳酸钠过量)。注意:Ca(OH)2和Na2CO3不能共存。
第二步:分析混合后的“大乱斗”。将甲、乙、丙所有物质(包括沉淀)倒入废液缸。
关键现象1:底部有白色沉淀。这个沉淀一定是CaCO3。
其来源是乙试管生成的CaCO3 和丙试管生成的CaCO3。推论:既然沉淀还在,说明混合后的溶液中没有足量的酸把沉淀溶解掉(否则CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,沉淀会消失并冒泡)。结论:最终溶液中一定不含HCl。
关键现象2:上层清液呈红色。酚酞变红 → 溶液显碱性。推论:溶液中一定有 OH−(氢氧根离子)。
结论:最终溶液中一定不含H+(即不含酸,如HCl),因为酸会中和碱,且酸会让酚酞无色。
第三步:综合推断最终成分。
现在我们知道:上层清液有Na+(来自甲、乙、丙,全程不参与反应)、Cl−(来自甲、乙,全程不参与反应)、OH−(来自丙的生成物或过量碱,或混合后显碱性)。
重点排查:Ca2+和CO32-能否存在?
如果有Ca2+:它会和溶液中的OH−共存,和沉淀CaCO3共存。但如果溶液中有CO32-,Ca2+会立刻生成CaCO3沉淀。关键点:题目说“上层清液”,意味着沉淀已经沉降。如果清液中还有大量Ca2+、CO32-,它们会继续反应生成沉淀,直到其中一个耗尽。
如果有CO32-:它会和OH− 共存。但是,如果溶液中有Ca2+,会生成沉淀。
最终成分大清算:一定含有:NaCl和NaOH。可能含:Na2CO3或Ca(OH)2或CaCl2。一定不含:HCl
最终答案:
(1)白色沉淀是CaCO3。理由:乙和丙的反应都生成了碳酸钙沉淀,且混合后溶液显碱性(无足量酸溶解沉淀)。
(2)一定不含H+。理由:酚酞变红说明溶液显碱性,酸性物质(H+)会被中和,且酸会溶解碳酸钙沉淀。
(3)一定含有的溶质有NaCl和NaOH。理由:NaCl:甲、乙反应均生成NaCl,且Na+、Cl−全程不参与其他反应,一定存在。NaOH:丙反应一定生成NaOH。虽然甲中可能有酸,但既然最终溶液显红色,说明NaOH未被完全中和,一定有剩余。
点评:解题万能公式
先找“一定有的”:通常是反应生成的可溶性盐(如NaCl、CaCl₂)。
再找“不能共存的”:H+和OH-不能共存,H+和 CO₃2-不能共存
OH-和 Mg2+/Cu2+/Fe3+不能共存(会产生沉淀)
Ca2+/Ba2+和 CO₃2-不能共存(会产生沉淀)
最后看“现象”:有气泡 → 肯定有酸 + 碳酸盐在反应。有沉淀 → 肯定有离子结合成沉淀。
酚酞变红 → 肯定有碱或碳酸钠(碳酸钠溶液显碱性)。无现象 → 可能恰好反应,或者酸过量。
◆强化训练
1.下图所示,是为了验证稀硫酸化学性质做的三个实验,回答下列问题。
(1)A实验最终能观察到的现象是 溶液呈蓝色 ;
(2)B实验能体现出稀硫酸具有的化学性质是 稀硫酸能与活泼金属和金属氧化物反应 ;
(3)哪一个实验不能说明酸的共性 C ;
(4)将上述实验后所得溶液在烧杯中混合,观察到底部有沉淀,溶液为有色溶液。此时利用烧杯中的沉淀再选择适当试剂即可证明C实验中所加BaCl2溶液过量,问:实验的操作及现象是 向沉淀中加入足量稀硝酸,始终有白色沉淀剩余 。
2.同学们通过以下在溶液中进行的实验,探究复分解反应发生的条件:
①H2SO4+Ba(NO3)2;②H2SO4+NaOH;
③H2SO4+Na2CO3;④Ba(NO3)2+NaOH;
⑤Ba(NO3)2+Na2CO3;⑥NaOH+Na2CO3。
(1)以上各组物质能够发生的是: ①②③⑤ ;(填序号)。同学们总结归纳出复分解反应发生的条件是生成物中有沉淀,或气体,或水;
(2)同学们将实验后的所有物质倒入同一烧杯中,后续实验及现象如右:综合分析可知,无色滤液a中一定含有的溶质是NaOH、NaNO3 ;可能含有的溶质是Na2SO4或Ba(NO3)2 。白色沉淀b含有的物质有 BaCO3、BaSO4 。
(3)下列有关利用无色滤液a和白色沉淀b的设想中,合理的是 C D 。
A.鉴别MgCl2溶液和BaCl2溶液:取样,滴加无色滤液a
B.制NaNO3溶液:向无色滤液a中加入适量的稀HNO3
C.除去Ba(NO3)2溶液中的HNO3:向其中加入过量的白色沉淀b
D.鉴别NH4Cl溶液和NaCl溶液:取样,滴加无色滤液a
3.某化学小组在探究碱的化学性质时,做了如图所示的两个实验。
(1)写出A试管中发生反应的化学方程式 2NaOH+CuSO4==Cu(OH)2↓+Na2SO4 。
(2)实验结束后,同学们将A、B两试管中的废液倒入同一洁净的烧杯,烧杯中出现蓝色沉淀。小组同学将烧杯中的物质进行了过滤,对滤液中成分有如下猜想:
【提出猜想】
甲:滤液中的溶质是Na2SO4、CuSO4。
乙:滤液中的溶质是Na2SO4、H2SO4。
丙:滤液中的溶质是 NaOH、Na2SO4 。
丁:滤液中的溶质是Na2SO4。
【交流讨论】同学们对以上的猜想提出质疑,认为猜想乙 不合理,理由是如果滤液中含有稀硫酸,则不可能出现蓝色沉淀。
【设计实验】同学们通过以下的实验对猜想进行验证,请你完成实验报告。
实验内容
预计现象
预计结论
(1)取少量滤液于试管中,观察
溶液呈无色
猜想 甲 不成立
(2)继续在上述试管中加入 硫酸铜溶液
产生蓝色沉淀
猜想 丙 成立
4.甲同学为了区别氢氧化钠和氢氧化钙溶液,设计了如下图所示的四组实验方案。
(1)其中能达到实验目的的是 C、D ;
(2)在C组实验中发生的化学方程式为 Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH ;
(3)实验结束后,甲同学将A、B、C、D组四支试管中的溶液倒入同一容器中,看到溶液变浑浊,该现象说明有 CaCO3 物质生成(填化学式),滴入酚酞后溶液呈红色。
(4)滴入酚酞后溶液呈红色,说明溶液呈碱性。使溶液呈碱性的物质是什么呢?甲同学进一步推测:溶液中呈碱性的物质可能是碳酸钠、氢氧化钙和 氢氧化钠 三种物质中的一种,或是三种物质两两混合组成的混合物。
(5)为了验证推测,甲同学查阅资料,获悉氯化钡溶液呈中性,并设计如下实验加以验证。请完成下列空白:
实验内容
预测现象
结论
取少量容器中的上层溶液于试管中,加入过量的氯化钡溶液,静置
①若有白色沉淀,溶液呈无色
物质是碳酸钠
②若无沉淀生成,溶液呈红色
物质是氢氧化钙
③若有白色沉淀,溶液呈红色
物质是碳酸钠和氢氧化钠的混合物
(6)乙同学认为甲同学第②部验证的结论不严密,原因是 氢氧化钠溶液也显碱性,还可能是氢氧化钠或氢氧化钠和氢氧化钙的混合物 。
5.某化学课堂围绕“酸碱中和反应”,将学生分成若干小组,在老师引导下开展探究活动。以下是教学片段,请你参与学习并帮助填写空格(包括表中空格)。
【演示实验】将一定量的稀H2SO4加入到盛有NaOH溶液的小烧杯中。
【提出问题】实验中未观察到明显现象,部分同学产生了疑问:反应后溶液中溶质是什么呢?
【假设猜想】针对疑问,太家纷纷提出猜想。甲组同学的猜想如下:
猜想一:只有Na2SO4;
猜想二:有Na2SO4和H2SO4;
猜想三:有Na2SO4和NaOH;
猜想四:有Na2SO4、H2SO4和NaOH。
乙组同学对以上猜想提出质疑,认为猜想 四 是不合理的。
【实验探究】A.丙组同学取烧杯中的溶液少量于试管中,滴加几滴CuSO4溶液,无明显变化,溶液中一定没有 NaOH(或氢氧化钠) 。
B.为了验证其余猜想,各学习小组利用烧杯中的溶液,并选用老师提供的pH试纸、铜片、BaC12溶液、Na2CO3溶液,进行如下三个方案的探究。
实验方案
测溶液pH
滴加Na2CO3溶液
滴加BaCl2溶液
实验操作
实验现象
试纸变色,对比比色卡,pH<7
产生白色沉淀
实验结论
溶液中有H2SO4
溶液中有H2SO4
溶液中有H2SO4
【得出结论】通过探究,全班同学一致确定猜想二是正确的。
【评价反思】老师对同学们能用多种方法进行探究,并且得出正确结论给予肯定。同时指出【实验探究】B中存在两处明显错误,请大家反思。同学们经过反思发现了这两处错误:
①实验操作中的错误是pH试纸浸入溶液中。
②实验方案中也有一个是错误的,错误的原因是BaCl2和Na2SO4反应也会生成白色沉淀,不能证明一定有H2SO4存在。
6.同学们在学习碱的化学性质时,进行了如图所示的实验。
(1)乙实验中滴加氢氧化钠溶液后,可观察到的现象是 气球胀大 。
(2)甲实验中滴加酚酞的作用是 指示氢氧化钠与盐酸是否完全反应 。
(3)实验结束后,同学们将甲、乙、丙三个实验的废液倒入同一个干净的废液缸中,最终看到废液浑浊并呈红色,产生疑问。
【提出问题】 废液中含有哪些物质?
【交流讨论】①一定含有的物质:碳酸钙、指示剂、水和 氯化钠 (写物质名称)。
②还含有能使废液呈碱性的物质。能使废液呈碱性的物质是什么?同学们有如下猜想。
猜想一:只有碳酸钠;猜想二:只有氢氧化钙;猜想三:是氢氧化钠和碳酸钠。
你认为还可能是 氢氧化钠(合理答案均可) 。(写一种猜想)
【实验设计】同学们想用实验来验证上述猜想,设计如下实验。请你将实验设计补充完整。
实验内容
预计现象
预计结论
取少量废液缸中上层清液于试管中,加入过量 CaCl2(或BaCl2)溶液,静置。
①有白色沉淀,溶液呈红色。
猜想 三 正确。
② 有白色沉淀,溶液由红色变为无色 。
猜想一正确。
③ 没有白色沉淀,溶液呈红色 。
猜想 二 正确。
【反思拓展】在分析化学反应后所得物质的成分时,除了考虑生成物外还需考虑 反应物是否有剩余 。
7.科学小组在学完酸的化学性质后,做了如下实验:同学们观察到A试管中有产生白色沉淀现象。实验结束,同学们依次将A、B试管中的废液缓慢倒入同一洁净的废液缸中,观察到废液显红色。为了科学处理实验后产生的废液,同学们决定对废液缸中废液的溶质成分(不考虑石蕊)进行探究。
【查阅资料】钡离子有毒。
【提出问题】最终废液中含有什么溶质?
【猜想与假设】
甲同学猜想:只含有HCl;
乙同学猜想:含有HCl、BaCl2;
还有的一种猜想是:HCl、H2SO4_。
【表达与交流】甲同学猜想的理由是硫酸与氯化钡恰好完全反应生成盐酸。
【活动与探究】同学们为了验证以上猜想,继续进行实验:
甲同学:取少量废液于试管中,滴加少量的氯化钡溶液,未观察到明显现象。
乙同学:取少量废液于试管中,滴加少量的碳酸钠溶液,看到产生气泡。
丙同学:取少量废液于试管中,滴加少量的硫酸钠溶液,看到产生白色沉淀。
【结论与应用】通过分析甲、乙、丙三位同学们的实验及现象,最终确认乙(填甲、乙、丙)猜想正确,你认为处理该废液的方法是向废液中滴加硫酸钠溶液至不再产生白色沉淀,向废液中加氢氧化钙(氢氧化钠)溶液至红色变紫色,可倒掉 。
8.学习碱的性质时,同学们在实验室中做有关氢氧化钙性质的实验,实验方案如图1所示(说明:实验中使用的药品均为溶液)。请回答下列问题:
(1)写出盐酸加入氢氧化钙中反应的化学方程式Ca(OH)2+2HCl==CaCl2+2H2O,在加盐酸过程中,没有观察到明显现象,请你写出一种能观察到变化发生的方法 在Ca(OH)2溶液中滴几滴酚酞溶液后再加盐酸。
(2)实验结束后,同学们将四支试管中的物质全部倒入废液缸中.为了处理废液废渣,首先对废液缸中物质的成分进行初步分析,过程如图2所示:
由上述分析可知:①无色气体E的化学式CO2;
②固体A中一定含有碳酸钙和Fe(OH)3;
③无色溶液B中使酚酞变红的物质是一定有碳酸钠,可能有氢氧化钠;
④无色溶液D中的溶质有酚酞、NaCl、Na2SO4 ,可能还有HCl。
9.某兴趣小组在学习酸、碱、盐的化学性质时,同学们设计了如下实验,请你参与。
(1)检验物质。按图1实验,可确定X是盐酸,则Y可以是 碳酸钠溶液 。
(2)确定溶质成分。由图2实验,A中固体全部溶解,B中有白色沉淀产生,得出结论:A中溶质只有硫酸铁。有同学认为该结论不合理。接着向试管B中滴加氢氧化钠溶液,且产生沉淀的量随氢氧化钠溶液量的关系如图3所示。则:A中溶质有 硫酸和硫酸铁 。
(3)实验中,①A中发生反应的化学方程式为 Fe2O3+3H2SO4==Fe2(SO4)3+3H2O ;
②a~b段对应溶液中一定发生反应的化学方程式为 NaOH+HCl=NaCl+H2O ;
③c点对应溶液中含有溶质可能的组成有NaCl或NaCl、BaCl2或NaCl、Na2SO4。
(4)由以上实验总结酸的化学性质有 酸可以和盐、金属氧化物、碱等物质发生反应 。
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