内容正文:
专题01 酸、碱、盐反应探究
基础·固本强基
题型1氢氧化钠与二氧化碳反应的探究
题型2中和反应的实验探究
题型3复分解反应的探究
提升·进阶突破
题型4碱变质的探究
题型5酸碱盐综合探究
基础·固本强基
题型1 氢氧化钠与二氧化碳反应的探究(共6小题)
【模型】二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水(CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O),反应无明显现象(无沉淀生成,无气体放出,无颜色变化,且反应放热不明显),需要借助其他现象来证明。
【方法】1.如何设计实验证明发生了化学反应?
思路1:证明反应物减少/消失(如:利用压强差)。
方法:取两个相同的软塑料瓶,一个装NaOH溶液,一个装等体积的水,分别通入等体积的CO2,比较变瘪程度。
思路2:检验有新物质生成(Na2CO3)。
方法:取反应后的溶液少许于试管中,滴加足量稀盐酸,若有气泡产生,则证明CO2与NaOH发生了反应。(或:滴加CaCl2溶液,有白色沉淀生成)。
2.需排除哪些干扰因素?
利用压强差证明反应物减少的实验,必须排除水对实验的干扰(因为CO2溶于水也会使软塑料瓶变瘪,也会使压强减小),设置水与CO2的对照实验;或证明装置内CO2被吸收。
1.下列实验能达到目的的是( )
实验设计
实验目的
A.验证甲烷中是否含有碳、氢元素
B.探究分子运动现象
C.验证质量守恒定律
D.探究二氧化碳和氢氧化钠的反应
A.A B.B C.C D.D
2.为探究二氧化碳是否与饱和氢氧化钠溶液反应,某小组利用图甲装置测定二氧化碳浓度变化,采集数据绘制成曲线(图乙)。下列说法错误的是( )
A.能说明二氧化碳和氢氧化钠发生反应的时间段是t2~t3
B.ab段二氧化碳浓度不变的原因是二氧化碳已在水中达到饱和
C.用等体积的澄清石灰水做实验,绘制的曲线和氢氧化钠溶液重合
D.此实验说明可以用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳
3.为探究二氧化碳与氢氧化钠是否发生反应,化学兴趣小组同学进行了以下实验。
(1)图1中仪器①的名称是__________。
(2)实验室制取二氧化碳的化学方程式是________________________________________,从图1中选择发生和收集装置的组合是__________(填字母),检验二氧化碳是否收集满的方法是___________________________
________________________________________。
(3)同学们用图2中的装置E进行实验,但试管中的溶液无明显变化,那么二氧化碳与氢氧化钠是否发生了反应?于是改用装置F继续探究二氧化碳与氢氧化钠是否发生反应,实验过程如下表所示。
实验步骤
实验现象
a.将注射器1中的氢氧化钠溶液推入三颈烧瓶中
气球鼓起
b.将注射器2中的溶液推入三颈烧瓶中
产生大量气泡,气球变瘪
c.向外拉注射器3
澄清石灰水变浑浊
①步骤a中气球鼓起无法证明二氧化碳与氢氧化钠发生反应,原因是______________________________
________________________________________。
②对于无明显现象的反应,证明反应发生的思路一般有两种:一是证明反应物消失,二是证明有新物质的生成。结合二氧化碳和氢氧化钠的反应,从设计思路上分析步骤b和步骤c的目的是__________________________
__________。
4.为了鉴别澄清石灰水和氢氧化钠溶液,小刚和小勇同学分别设计了如下实验方案。
(1)小刚同学的实验方案是:用两支试管各取少量两种溶液,分别向其中滴加无色酚酞溶液。
小刚的方法________(填“能”或“不能”)达到实验目的;理由是________________________________
__________________________________________________。
(2)小勇同学用一种气体就能达到鉴别的目的,他用的气体是________,鉴别的方法是:用两支试管各取少量两种溶液,分别通入该气体,若产生__________,证明该溶液为澄清石灰水,写出相关反应的化学方程式____________________________________________。
5.(2025秋•婺城区校级期中)敞口放置的氢氧化钠溶液易吸收空气中的二氧化碳而变质,请写出此过程的化学方程式: CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O .现向一定质量且部分变质的氢氧化钠溶液中逐滴加入稀盐酸,并振荡.如图表示反应过程中溶液质量随加入盐酸质量的变化而变化的情况.那么,图线BC段对应的实验现象是 有气泡生成 ,在B点时溶液中的溶质是 氯化钠和碳酸钠 .
6.无明显现象反应的可视化是一项重要的课题,某小组以“探究二氧化碳能否与氢氧化钠反应”为主题展开化学反应可视化的项目式学习。
【任务一】证明反应物的减少或消失
(1)向收集满CO2的软塑料瓶中加入约占1/4体积的水,立即旋紧瓶盖,振荡,观察到软塑料瓶变瘪(如图1),该实验不能证明CO2与水发生反应,理由是____________________________________________。
实验二:数字化实验
(2)按如图所示进行实验,则如图中的曲线___________(填“A”或“B”)表示氢氧化钠溶液与二氧化碳的反应,该反应的化学方程式为______________________;向二氧化碳中加入80mL蒸馏水的目的是___________
______________________。
【任务二】证明有新物质生成
实验三:产物转化法实验
(3)完成下列表格:
第一组
第二组
步骤1
向氢氧化钠溶液中通入二氧化碳
向氢氧化钠溶液中通入二氧化碳
步骤2
向上述溶液中滴加氯化钙溶液
向上述溶液中滴加足量的稀盐酸
实验现象
有白色沉淀生成
有___________产生
实验结论
氢氧化钠溶液与二氧化碳发生了反应
实验反思:
(4)请用化学方程式说明第一组实验步骤2之后产生白色沉淀的原因________________________________。第二组向步骤1的溶液中滴加稀盐酸时,起初并无明显现象,滴加稀盐酸一段时间后有气泡产生,可能的原因是______________________。
实验四:绿色化实验
查阅资料:氢氧化钠易溶于乙醇,碳酸钠微溶于乙醇。
进行实验:
(5)如图所示,取2mL4%的氢氧化钠乙醇溶液于试管中,向试管中吹气约30秒。观察到的实验现象:___________。
实验结论:氢氧化钠与二氧化碳发生反应。
【任务三】氢氧化钠的保存:
(6)空气中含有二氧化碳,为防止氢氧化钠变质应___________保存。
题型2 中和反应的实验探究(共8小题)
【模型】酸(如盐酸)与碱(如氢氧化钠)反应生成盐和水(HCl+NaOH=NaCl+H2O),通常无明显现象。
【方法】1.如何直观验证?
思路:借助酸碱指示剂(最常用酚酞)。在NaOH中滴加酚酞变红,再滴加稀盐酸,红色褪去,说明碱性消失,发生了反应。
方法:验证盐酸和NaOH的反应,先将无色酚酞溶液滴入NaOH溶液中后变成红色,在逐滴滴加稀盐酸的过程中,溶液颜色逐渐褪去,直至变为无色。
注意事项:向滴有酚酞溶液的氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸时,一定要用滴管慢慢滴入,并不断搅拌溶液,直到溶液颜色恰好变成无色为止,否则非常容易使稀盐酸过量。
如何证明有新物质生成:用玻璃棒蘸取反应后的溶液在酒精灯火焰上方加热烘干,出现不同于NaOH的白色晶体,说明NaOH和盐酸发生反应生成了新物质。反应的化学方程式为NaOH+HCl===NaCl+H2O。
2.怎样判断恰好完全反应?
不能仅靠“红色褪去”判断。因为如果酸过量,红色也会褪去。必须通过测pH或者检验反应后溶液中既无H+也无OH-来判断。
方法:
①指示剂法:滴加紫色石蕊溶液,若变红,则酸过量。
②pH测定法:用pH试纸(或pH计)测定,直到pH=7。
③证明恰好反应(设计实验):取反应后的溶液,加入能发生反应的其他物质,根据现象判断,如下
加入少量活泼金属,如铁粉/镁条/锌粒,若产生气泡,则酸过量,无气泡,证明无酸。
加入金属氧化物,如氧化铁/氧化铜粉末。若固体减少,溶液变为黄色/蓝色,则酸过量。
加入不溶性的碱,如氢氧化铜/氢氧化铁,若固体溶解,溶液变为蓝色/黄色,则酸过量。
加入碳酸盐,如碳酸钙/碳酸钠,若产生气泡,则酸过量。
加入硫酸铜溶液,无蓝色沉淀,证明无碱。
3.酸和碱的中和反应过程中pH的变化曲线(HCl与NaOH反应)
①起点pH>7,溶液显碱性,判断为向碱溶液中加入酸的pH变化图象
②各点分析
A点:pH>7,溶质为NaOH
B点:pH>7,碱过量,溶质为NaOH、NaCl
C点:pH=7,恰好完全反应,溶质为NaCl
D点:pH<7,酸过量,溶质为NaCl、HCl
①起点pH<7,溶液显酸性,判断为酸溶液中加入碱的pH变化图象
②各点分析
A点:pH<7,溶质为HCl
B点:pH<7,酸过量,溶质为HCl、NaCl
C点:pH=7,恰好完全反应,溶质为NaCl
D点:pH>7,碱过量,溶质为NaCl、NaOH
1.(2025秋•拱墅区校级期中)小观利用如图甲所示的装置对盐酸和氢氧化钠溶液反应进行探究,测量结果如图乙和图丙所示。下列说法正确的是( )
A.图甲中仪器A盛放的是NaOH溶液
B.图乙中a→d所示溶液中NaCl的质量不断增加
C.图丙中v的数值最接近12
D.图丙中f→g温度变化趋势可说明该反应是吸热反应
2.(2025秋•萧山区期中)学科学,用科学,生活处处有科学。日常生活中发生的下列反应不属于酸碱反应的是( )
A.用熟石灰降低土壤的酸性
B.用含有Al(OH)3的药片治疗胃酸过多的病人
C.发酵的面团中加入纯碱既可降低面团的酸性,又能使蒸熟的馒头变得疏松多孔
D.人被蚊子、蜂等昆虫叮咬后,皮肤红肿疼痛,是因为这些昆虫会分泌出甲酸,此时可涂稀氨水
3.(2025秋•杭州期中)一定量的10%NaOH溶液中逐滴加入等质量分数10%的稀盐酸,下列各物质的量与所加入稀盐酸的质量关系错误的是( )
A.
B.
C.
D.
4.(2025秋•绍兴期中)向一定量的稀硫酸中逐滴加入氢氧化钠溶液至过量,水和硫酸钠的质量随氢氧化钠溶液质量变化的关系图,下列说法正确的是( )
A.甲表示的物质为Na2SO4,乙表示的物质为H2O
B.加入b克NaOH溶液时,H2SO4还有剩余
C.加入a克NaOH溶液时,所得溶液中的阴离子为SO
D.加入c克NaOH溶液时,所得溶液呈中性
5(2025秋•婺城区校级期中)向一定量的氢氧化钠溶液中逐滴加入稀硫酸至过量。水的质量、氢氧化钠质量、硫酸钠质量随稀硫酸质量变化关系如图所示。有关说法错误的是( )
A.甲代表氢氧化钠
B.加入m克稀硫酸时,溶液呈中性
C.a点对应的溶液中溶质种类为三种
D.b点对应的溶液中加入锌粒,有气泡产生
6.(2025秋•义乌市校级期中)酸碱反应在日常生活和工农业生产中有广泛的应用。下列实例不属于酸碱反应在生活中应用的是( )
A.碱性土壤中施用酸性化肥
B.金属表面锈蚀后,可用稀盐酸进行消洗
C.蚊虫叮咬后涂稀氨水减轻痛痒
D.服用含Al(OH)3的药物治疗胃酸过多
7.(2025秋•黄岩区期中)酸和碱是两类重要的物质,他们之间发生的反应,在日常生活和工农业生产中也有广泛的应用,图1表示稀盐酸和氢氧化钠溶液的反应过程中溶液的pH变化曲线,请从曲线图中获取信息,回答下列问题。
(1)根据图1曲线所示,实验操作是按照图2中的 ② (填“①”或“②”)图所示进行。
(2)若在测定A点pH过程中,错用湿润的玻璃棒蘸取待测液,测量结果将 偏小 (填“偏大”“不变”或“偏小”)。
(3)下列物质中能与NaOH溶液反应,但溶液颜色无明显变化的是 A (填字母)。
A.HNO3 B.CuSO4 C.MgCl2 D.Fe2O3
8.(2025秋•乐清市校级期中)氢氧化钠溶液和稀盐酸混合没有明显现象,它们是否发生了反应呢?某科学兴趣小组设计如图甲所示实验进行探究。他们在盛有一定量稀盐酸的烧杯中放置pH传感器和温度传感器,然后开启电磁搅拌器,从滴定管中逐滴加入氢氧化钠溶液,计算机显示两种传感器所得的数据曲线如图乙和图丙。
(1)图乙中a点溶液中含有的溶质有 NaCl、HCl (填化学式)。
(2)由图丙可知,该反应为 放热 (填“吸热”或“放热”)反应。
(3)图丁是图甲中氢氧化钠溶液和稀盐酸反应的微观示意图,则反应前的“”表示的微粒是 H+ (填微粒符号)。
题型3 复分解反应的探究(共5小题)
【模型】判断两种溶液混合后是否发生反应,以及反应后溶液中溶质的成分分析。
探究复分解反应是否发生,核心是验证是否生成沉淀、气体或水,实验设计注重控制变量,观察明显现象。探究反应后成分时(滤液成分探究),结合离子检验方法逐一分析,同时排除干扰离子的影响,反应后,一定有生成的新盐(如NaCl);可能有过量的反应物(酸或碱,或可溶性盐);一定没有相互反应的离子对。
【方法】1.复分解反应的条件:当两种化合物互相交换成分,生成物中有沉淀或有气体或有水生成时,复分解反应才可以发生。
2..分析思路
(1)探究是否发生:寻找现象(沉淀、气体)。如果没有明显现象(如NaOH+HCl),则需借助指示剂或测pH等证明反应物消失。
(2)探究后成分:抓住“反应物是否过量”。分析反应物是恰好反应、酸过量、还是碱过量。
(3)排除干扰:离子检验时,要注意前序加入的试剂是否会对后续检验产生干扰。
3.解题方法
猜想与假设:列出所有可能的成分组合(以NaOH和HCl混合为例)
猜想一:恰好完全反应,只有NaCl。
猜想二:碱过量,有NaCl和NaOH。
猜想三:酸过量,有NaCl和HCl。
设计实验:针对每种猜想,设计有唯一对应现象的检验方案。如,验证猜想三(酸过量):取反应后的溶液少许于试管中,滴加紫色石蕊试液(或加入锌粒/碳酸钠粉末),若溶液变红(或有气泡产生),则证明含有HCl。
注意:验证酸或碱过量时,不能再用测整体pH的宏观方法,必须证明H+或OH-的单独存在。
1.小明同学将稀硫酸和氢氧化钠溶液如图A进行混合,测得溶液的pH值变化如图B所示,图C是微观粒子结合过程的示意图。下列说法错误的是( )
A.甲是,乙是 B.该反应是复分解反应
C.胶头滴管内吸取的是稀硫酸 D.若往b点溶液滴加酚酞试液,溶液变为红色
2小明在学习酸、碱、盐之间的相互反应关系后,设计了如图所示的转化关系,下列有关推断中合理的是( )
A.反应①中盐可选用Na2SO4 B.反应②必须借助指示剂才能观察到明显现象
C.反应③有水生成 D.反应④可通过置换反应实现
3.某溶液可能含有HCl、CuCl2、CuSO4中的一种或几种,为了探究其组成,向一定质量的该溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液,生成沉淀的质量与所加氢氧化钡溶液的质量之
间的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.d点后,溶液的pH保持不变
B.b点对应的溶液中有三种溶质
C.c点到d点的过程中,溶液中溶质总质量在减少
D.原溶液含有HCl、CuCl2和CuSO4
4.学习复分解反应后,某化学兴趣小组的同学进行如图所示的实验探究。
(1)大家一致认为试管①中不发生复分解反应,理由是________________________________。
(2)试管②中的现象为____________________________________。
(3)将试管③反应后的物质过滤,对滤液中溶质的成分进行进一步探究:
【提出问题】
滤液中溶质的成分是什么?
【猜想假设】
猜想一:NaCl;猜想二:NaCl和Na2SO4;猜想三:__________________,
(4)【实验探究】
填写下列表格。
实验步骤
实验现象
实验结论
步骤一:取少量滤液于试管中,加入适量BaCl2溶液
无明显现象
猜想_________不成立
步骤二:另取少量滤液于试管中,加入适量稀硫酸
__________________
猜想三成立
5.“用微观思想解决宏观物质问题”是重要的科学观念。兴趣小组同学完成了下列两组实验,均无明显实验现象。对它们是否发生了化学变化,小组成员采用以下方法进行鉴定。
(1)小滨同学向盛有氢氧化钠的A试管中先加了一种试剂,再逐滴加入稀硫酸,出现红色消失的现象,确定A试管发生了反应,这种试剂是__________________。
(2)小海认为B试管如果没有发生复分解反应,则溶液中会同时存在H+、、Mg2+、Cl﹣,他根据猜想提出了针对B试管的实验方案(如图),来鉴定每一种离子的存在。
①观察到试管a中产生_________(填写实验现象),认为溶液中存在。
②小滨认为小海所做实验有一处不严谨,应把BaCl2改为_________。
③小海采用了逐滴滴加NaOH溶液的方式进行实验。c试管内刚开始没有现象,后来出现白色沉淀,对于c试管内刚开始没有现象,你认为其中的原因是____________________________________
____________________________________。
提升·进阶突破
题型4 碱变质的探究(共7小题)
【模型】NaOH或Ca(OH)2吸收空气中的CO2变质(生成Na2CO3或CaCO3),需要探究是否变质及变质程度。
【方法】1.是否变质:取少量样品于试管中,滴加足量稀盐酸,若有气泡产生,则已变质。
2.探究部分还是全部(重点):
第一步:取少量样品溶于水,加入足量的BaCl2(或CaCl2)溶液,产生白色沉淀,证明有Na2CO3。
第二步:静置,取上层清液,滴加无色酚酞溶液。若溶液变红,则为部分变质(说明有NaOH);若溶液不变色,则为全部变质(说明无NaOH))。
注意:检验NaOH时,不能用Ca(OH)2或Ba(OH)2去沉淀Na2CO3,因为会引入OH-,干扰后续对NaOH的检验。必须用中性盐溶液如BaCl2或CaCl2。
另外,不能加入大量CaCl2浓溶液,防止CaCl2与NaOH互换成分后组成大量Ca(OH)2微溶物也形成白色沉淀,从而无法判断氢氧化钠是否变质生成Na2CO3。
若氢氧化钠已变质,则除杂的化学方程式为Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH。
1.(2025秋•鹿城区校级期中)向部分变质的氢氧化钠溶液中逐滴加入稀盐酸。溶液中氯化钠质量变化的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
2.(2025秋•南湖区校级期中)现有一小瓶已露置在空气中一段时间的氢氧化钠溶液,逐渐滴加一定质量分数的稀盐酸至过量,整个过程中会产生一种能使澄清石灰水变浑浊的气体,而且测得溶液中物质R的质量与滴加稀盐酸质量之间的关系如图甲所示,乙、丙为滴加稀盐酸过程中溶液质量与稀盐酸的两种关系图。由甲图像可知:该瓶溶液已发生部分变质,物质R为________(写化学式),瓶内溶液质量与滴加稀盐酸的质量正确关系图像应该为________(选填“乙”或“丙”)。请写出所选图形中BC发生反应的化学方程式________________
________________________。
3.(2025秋•海宁市校级期中)实验室有一瓶敞口放置的氢氧化钠固体样品,为探究样品中的成分,小科进行如下实验:
(1)操作①是加水充分溶解,操作②的名称是________。
(2)沉淀B的化学式是________。
(3)小科根据实验现象认为样品中一定含有氢氧化钠,请你评价小科的判断是否正确,并说明理由________
________________________________________________________________。
(4)经过讨论,同学们认为小科的实验需要将滴加的其中一种试剂进行更换,如何更换?____________
________________________________。
4.(2025秋•丽水期中)为探究一瓶久置的氢氧化钠固体样品是否全部变质,小柯取少量样品配制成溶液,再取少量溶液分别装入两支试管中,进行了如甲、乙两图所示实验。(注:BaCl2溶液呈中性)
(1)小柯认为“甲图实验说明了氢氧化钠部分变质”。你认为小柯的观点是否正确?并说明理由:________
________________________________。
(2)分析乙图实验的现象,可以确定样品的变质情况为________。写出乙装置中有白色沉淀生成的化学方程式:________________________________________。
(3)进一步探究:另取少量样品溶液,加入一定质量分数的稀盐酸,直至过量。请在图中画出“生成CO2的质量随加入稀盐酸质量变化”的大致图像。
5.(2025秋•鹿城区校级期中)实验课时,小科发现桌上的氢氧化钠溶液没有盖上瓶塞。为探究该氢氧化钠溶液的变质程度,他取40克该溶液倒入烧杯中后,分5次加入同一稀盐酸,每次加入20克。实验过程中测得烧杯中物质的总质量如表:
次数
第1次
第2次
第3次
第4次
第5次
烧杯中物质的总质量/g
60
80
97.8
115.6
135.6
(1)若该氢氧化钠溶液已经完全变质,则此时溶液中的溶质为________。(填写化学式)
(2)第1次向烧杯内加入20克稀盐酸时,没有观察到气泡产生的原因是________________________。
(3)该实验结束后,往烧杯中滴入紫色石蕊试液,溶液呈________色。
题型5 酸碱盐综合探究(共6小题)
【模型】酸碱盐实验探究是为了弄清或者验证物质的某些性质或变化规律,而进行的实验探究.因此,这类题目分为探究型实验探究和验证型实验探究两大类.就该探究的内容来说,物质的性质包括物质的物理性质和化学性质;变化规律是指该物质发生物理变化(或者化学变化)的一般趋势和规律性等等.
【方法】对于探究型实验探究,要熟悉实验探究的环节和方法,精心设计实验方案,将所学过探究物质的性质或变化规律的技巧迁移至此,进行细心地探究实验和观察现象,再通过分析实验现象,推断、总结出该物质的性质或变化规律等.对于验证型实验探究,要熟记物质的性质或变化规律,根据给出的实验设计方案,进行实验、分析和探究,并通过观察、记录和分析的实验现象,来验证该物质的性质或变化规律等.
1.(2025秋•南湖区校级期中)室温时,随着向盛有稀硫酸的烧杯中逐滴加入Ba(OH)2溶液,烧杯内溶液中的溶质质量变化如图所示(忽略溶液温度的变化),下列分析正确的是( )
A.a点溶液中有两种溶质
B.b点溶液中滴加紫色石蕊溶液,溶液变蓝
C.c点烧杯内液体的pH=7
D.d点溶液中较多的Ba2+、OH﹣、SO42﹣、H+
2.(2025秋•普陀区期中)某同学在实验室里做“碱和盐的性质”实验时,向硫酸铜溶液中滴入几滴氯化钡溶液,根据已学知识,该同学可观察到的现象符合图中的( )
A. B.
C. D.
3.(2025秋•义乌市校级期中)向盛有CuSO4和H2SO4混合溶液的烧杯中,逐滴加入NaOH溶液至过量,沉淀质量、溶质质量和溶剂质量随NaOH溶液质量变化关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.乙代表溶质质量
B.Q点溶液中溶质为Na2SO4
C.O→P过程反应的化学方程式为2NaOH+H2SO4═Na2SO4+2H2O
D.原溶液中CuSO4和H2SO4质量相等
4.(2025秋•瑞安市期中)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B中的试剂用于吸收装置A制取的二氧化碳中混有的氯化氢气体,在图中将该装置补充完整。
(2)用D装置将产生的氨气通入C中时,用一个倒扣的漏斗相比直接用导管通入的优点是________。
(3)二氧化碳易在碱性溶液中被吸收,为了利于二氧化碳在装置C中的吸收,从而提高NaHCO3的产量。实验操作上可采取的措施是________________________________________。
(4)充分反应之后,装置C中有晶体析出。析出晶体的主要成分是NaHCO3而不是NH4Cl的原因是________________________________________________________________。
5.(2025秋•婺城区校级期中)兴趣小组以“土壤酸碱性形成原因以及对植物生长的影响”为主题开展了项目式研究。
【任务一】测定土壤的酸碱度及对作物的影响
取我市某区3份不同地方土样,干燥后分别与自来水按2:5的质量比混合,操作如下图所示。测得三个土样的pH分别为5.1、5.2、5.3。
(1)纱布相当于过滤器中的________(填实验材料名称)。
(2)模拟不同酸碱度土壤对植物生长的影响:项目小组分别在5个烧杯中倒入不同pH溶液50mL,保持其他条件一致,各放入1粒大小一样的绿豆,观察记录。请指出该实验设计不够严密的地方________
________________________________________;改正后,处理数据并记录如图。由图可知结论:________________________________________________________________________________。
(3)【任务二】酸性土壤形成的原因及改良
长期施用一些化肥会造成土壤酸化,以化肥((NH4)2SO4为例:
(NH4)2SO4+4O2=2HNO3+2H2O+2H2SO4
兴趣小组利用所学知识,认为可以加入熟石灰来改良已酸化的土壤,请你解释为什么不用氢氧化钠而用熟石灰:________________________________________________________________(写出一条即可)。
6.(2025秋•南湖区校级期中)我国古代劳动人民常将孔雀石(主要成分为碱式碳酸铜,化学式为Cu2(OH)2CO3)、木炭以及稻草混合,在高炉内加热来冶炼铜,该法称为“火法炼铜”,其基本原理是先将碱式碳酸铜分解产生氧化铜,再将氧化铜还原成铜。为了模拟古代高炉炼铜,兴趣小组开展了如图所示的实验:在透明的石英坩埚底部放置适量的炭粉(杂质忽略不计)和20g氧化铜粉末,用酒精喷灯充分灼烧石英坩埚。一段时间后,观察到坩埚内的一部分固体变红色。
(1)碱式碳酸铜在物质分类上不属于碱,原因是________________________________________。
(2)为了回收实验中的铜,兴趣小组把反应后的固体置于烧杯中,用溶质质量分数为9.8%的稀硫酸进行清洗,待固体不再溶解后过滤、清洗和干燥。若恰好完全反应时,消耗的稀硫酸质量为100g,试计算上述实验中有多少克氧化铜已被还原?
(3)为使石英坩埚内的氧化铜粉末全部还原为铜,理论上需放置的炭粉至少为几克?(已知:C+2CuO2Cu+CO2↑)。
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专题01 酸、碱、盐反应探究
基础·固本强基
题型1氢氧化钠与二氧化碳反应的探究
题型2中和反应的实验探究
题型3复分解反应的探究
提升·进阶突破
题型4碱变质的探究
题型5酸碱盐综合探究
基础·固本强基
题型1 氢氧化钠与二氧化碳反应的探究(共6小题)
【模型】二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水(CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O),反应无明显现象(无沉淀生成,无气体放出,无颜色变化,且反应放热不明显),需要借助其他现象来证明。
【方法】1.如何设计实验证明发生了化学反应?
思路1:证明反应物减少/消失(如:利用压强差)。
方法:取两个相同的软塑料瓶,一个装NaOH溶液,一个装等体积的水,分别通入等体积的CO2,比较变瘪程度。
思路2:检验有新物质生成(Na2CO3)。
方法:取反应后的溶液少许于试管中,滴加足量稀盐酸,若有气泡产生,则证明CO2与NaOH发生了反应。(或:滴加CaCl2溶液,有白色沉淀生成)。
2.需排除哪些干扰因素?
利用压强差证明反应物减少的实验,必须排除水对实验的干扰(因为CO2溶于水也会使软塑料瓶变瘪,也会使压强减小),设置水与CO2的对照实验;或证明装置内CO2被吸收。
1.下列实验能达到目的的是( )
实验设计
实验目的
A.验证甲烷中是否含有碳、氢元素
B.探究分子运动现象
C.验证质量守恒定律
D.探究二氧化碳和氢氧化钠的反应
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】A、甲烷燃烧时,干冷烧杯只能检验生成的水,证明甲烷含氢元素,但无法检验二氧化碳(需要澄清石灰水),所以不能证明含碳元素,不能达到目的,故不符合题意。
B、浓盐酸具有挥发性,挥发出的氯化氢气体溶于水形成盐酸,盐酸不能使酚酞溶液变色,所以无法观察到明显现象,不能探究分子运动,不能达到目的,故不符合题意。
C、盐酸和碳酸钠反应会生成二氧化碳气体,该装置是敞口的,气体逸出会导致天平不平衡,无法验证质量守恒定律,不能达到目的,故不符合题意。
D、两个软塑料瓶中分别装有等体积的氢氧化钠溶液和水,通过对比瓶子变瘪的程度,能证明二氧化碳和氢氧化钠发生了反应(氢氧化钠溶液的瓶子变瘪更明显),可以达到目的,故符合题意。
2.为探究二氧化碳是否与饱和氢氧化钠溶液反应,某小组利用图甲装置测定二氧化碳浓度变化,采集数据绘制成曲线(图乙)。下列说法错误的是( )
A.能说明二氧化碳和氢氧化钠发生反应的时间段是t2~t3
B.ab段二氧化碳浓度不变的原因是二氧化碳已在水中达到饱和
C.用等体积的澄清石灰水做实验,绘制的曲线和氢氧化钠溶液重合
D.此实验说明可以用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳
【答案】C
【解析】A、由图乙可知,t2~t3时间段中,氢氧化钠溶液曲线中二氧化碳含量减少到0,水曲线中二氧化碳含量减少的量很小,说明二氧化碳含量的减少是氢氧化钠与二氧化碳反应消耗了二氧化碳,故选项说法正确,不符合题意。B、二氧化碳能溶于水,ab段二氧化碳浓度不变的原因是二氧化碳已在水中达到饱和,故选项说法正确,不符合题意。C、氢氧化钙微溶于水,常温下饱和溶液的浓度很小,氢氧化钠易溶于水,常温下饱和溶液的浓度较大,则等体积的氢氧化钙溶液消耗的二氧化碳的量较少,绘制的曲线无法与氢氧化钠溶液曲线重合,故选项说法错误,符合题意。D、由图乙可知,氢氧化钠溶液能在较短的时间内将二氧化碳完全消耗完,所以氢氧化钠溶液可以用来吸收二氧化碳,故选项说法正确,不符合题意。
3.为探究二氧化碳与氢氧化钠是否发生反应,化学兴趣小组同学进行了以下实验。
(1)图1中仪器①的名称是__________。
(2)实验室制取二氧化碳的化学方程式是________________________________________,从图1中选择发生和收集装置的组合是__________(填字母),检验二氧化碳是否收集满的方法是___________________________
________________________________________。
(3)同学们用图2中的装置E进行实验,但试管中的溶液无明显变化,那么二氧化碳与氢氧化钠是否发生了反应?于是改用装置F继续探究二氧化碳与氢氧化钠是否发生反应,实验过程如下表所示。
实验步骤
实验现象
a.将注射器1中的氢氧化钠溶液推入三颈烧瓶中
气球鼓起
b.将注射器2中的溶液推入三颈烧瓶中
产生大量气泡,气球变瘪
c.向外拉注射器3
澄清石灰水变浑浊
①步骤a中气球鼓起无法证明二氧化碳与氢氧化钠发生反应,原因是______________________________
________________________________________。
②对于无明显现象的反应,证明反应发生的思路一般有两种:一是证明反应物消失,二是证明有新物质的生成。结合二氧化碳和氢氧化钠的反应,从设计思路上分析步骤b和步骤c的目的是__________________________
__________。
【答案】(1)分液漏斗;
(2)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;BC;将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,则证明二氧化碳已收集满;
(3)产生大量气泡,气球变瘪;
①二氧化碳能溶于水,且能与水反应,也能导致装置内气体减少,压强减小,气球鼓起;
②证明二氧化碳和氢氧化钠反应生成了碳酸钠。
【解析】(1)由图可知,仪器①的名称是分液漏斗;
(2)实验室常用大理石或石灰石(主要成分碳酸钙) 与稀盐酸反应制取二氧化碳,碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,化学方程式为CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+H2O,该反应属于固液不加热反应,发生装置可选B,二氧化碳溶于水,密度比空气大,可用向上排空气法收集,收集装置可选C,则选择发生和收集装置的组合是BC,二氧化碳不燃烧、不支持燃烧,检验二氧化碳是否收集满的方法是将燃着的木条放在集气瓶口,木条熄灭,说明已经集满;
(3)步骤a中注入氢氧化钠溶液,二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,装置内气体减少,压强减小,故气球鼓起,步骤b注入注射器2中的稀盐酸,碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,反应生成了二氧化碳,装置内压强增大,故观察到产生大量气泡,气球变瘪;
①由于二氧化碳能溶于水,且能与水反应,也能导致装置内气体减少,压强减小,气球鼓起,所以步骤a中气球鼓起无法证明二氧化碳与氢氧化钠发生反应;
②二氧化碳与氢氧化钠反应生成的碳酸钠属于碳酸盐,检验碳酸盐的方法是加入稀盐酸,观察是否产生气泡,若产生气泡,将生成的气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊,说明生成的气体是二氧化碳,说明是碳酸盐,故步骤b、c的目的是证明二氧化碳和氢氧化钠反应生成了碳酸钠。
4.为了鉴别澄清石灰水和氢氧化钠溶液,小刚和小勇同学分别设计了如下实验方案。
(1)小刚同学的实验方案是:用两支试管各取少量两种溶液,分别向其中滴加无色酚酞溶液。
小刚的方法________(填“能”或“不能”)达到实验目的;理由是________________________________
__________________________________________________。
(2)小勇同学用一种气体就能达到鉴别的目的,他用的气体是________,鉴别的方法是:用两支试管各取少量两种溶液,分别通入该气体,若产生__________,证明该溶液为澄清石灰水,写出相关反应的化学方程式____________________________________________。
【答案】(1)不能;澄清石灰水和氢氧化钠溶液都显碱性,都能使无色酚酞溶液变红 (2)CO2;白色沉淀;CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O
【解析】(1)澄清石灰水和氢氧化钠均显碱性,均能使无色酚酞溶液变红色,分别向其中滴加无色酚酞溶液,不能出现两种明显不同的现象,不能鉴别.(2)二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水,但无明显变化,小凯同学用的气体是二氧化碳,用两支试管各取出少量两种溶液,分别通入二氧化碳气体,反应的化学方程式分别是CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O、CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O.
5.(2025秋•婺城区校级期中)敞口放置的氢氧化钠溶液易吸收空气中的二氧化碳而变质,请写出此过程的化学方程式: CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O .现向一定质量且部分变质的氢氧化钠溶液中逐滴加入稀盐酸,并振荡.如图表示反应过程中溶液质量随加入盐酸质量的变化而变化的情况.那么,图线BC段对应的实验现象是 有气泡生成 ,在B点时溶液中的溶质是 氯化钠和碳酸钠 .
【答案】CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O;有气泡生成;氯化钠和碳酸钠
【解析】(1)氢氧化钠与二氧化碳反应会生成碳酸钠与水.化学方程式为:2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O
(2)从图象可以看出,溶液在AB段质量增加的比BC段要快,所以可以判断AB是中和反应,BC段是盐酸与碳酸钠的反应,这是由于二氧化碳的产生溶液质量增加放缓,两物质反应的现象是有气泡产生;
(3)到达B点时溶液中氢氧化钠和盐酸的反应结束,而此时碳酸钠尚未参加反应.所以溶质为氯化钠和碳酸钠.
6.无明显现象反应的可视化是一项重要的课题,某小组以“探究二氧化碳能否与氢氧化钠反应”为主题展开化学反应可视化的项目式学习。
【任务一】证明反应物的减少或消失
(1)向收集满CO2的软塑料瓶中加入约占1/4体积的水,立即旋紧瓶盖,振荡,观察到软塑料瓶变瘪(如图1),该实验不能证明CO2与水发生反应,理由是____________________________________________。
实验二:数字化实验
(2)按如图所示进行实验,则如图中的曲线___________(填“A”或“B”)表示氢氧化钠溶液与二氧化碳的反应,该反应的化学方程式为______________________;向二氧化碳中加入80mL蒸馏水的目的是___________
______________________。
【任务二】证明有新物质生成
实验三:产物转化法实验
(3)完成下列表格:
第一组
第二组
步骤1
向氢氧化钠溶液中通入二氧化碳
向氢氧化钠溶液中通入二氧化碳
步骤2
向上述溶液中滴加氯化钙溶液
向上述溶液中滴加足量的稀盐酸
实验现象
有白色沉淀生成
有___________产生
实验结论
氢氧化钠溶液与二氧化碳发生了反应
实验反思:
(4)请用化学方程式说明第一组实验步骤2之后产生白色沉淀的原因________________________________。第二组向步骤1的溶液中滴加稀盐酸时,起初并无明显现象,滴加稀盐酸一段时间后有气泡产生,可能的原因是______________________。
实验四:绿色化实验
查阅资料:氢氧化钠易溶于乙醇,碳酸钠微溶于乙醇。
进行实验:
(5)如图所示,取2mL4%的氢氧化钠乙醇溶液于试管中,向试管中吹气约30秒。观察到的实验现象:___________。
实验结论:氢氧化钠与二氧化碳发生反应。
【任务三】氢氧化钠的保存:
(6)空气中含有二氧化碳,为防止氢氧化钠变质应___________保存。
【答案】(1)二氧化碳溶于水,也会使瓶内气压降低;
(2)B;2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O;作为对照组,排除水的影响;
(3)气泡;
(4)Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl;氢氧化钠有剩余;
(5)产生沉淀;
(6)密封。
【解析】(1)由于二氧化碳溶于水,也会使瓶内气压降低,软塑料瓶变瘪,所以观察到软塑料瓶变瘪,不能证明CO2与水发生反应;
(2)氢氧化钠溶液含有水和氢氧化钠,氢氧化钠能与CO2反应生成碳酸钠和水,氢氧化钠吸收二氧化碳的能力比水更强,则相同时间内,圆底烧瓶中压强下降更多,则图中的曲线B表示氢氧化钠溶液与二氧化碳的反应,氢氧化钠能与CO2反应生成碳酸钠和水,该反应的化学方程式为2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O,水和氢氧化钠都能吸收二氧化碳,向二氧化碳中加入80mL蒸馏水的目的是作为对照组,排除水的影响;
(3)氢氧化钠能与CO2反应生成碳酸钠和水,第二组实验中,向氢氧化钠溶液中通入二氧化碳,有碳酸钠生成,向上述溶液中滴加足量的稀盐酸,碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,现象是有气泡产生;
(4)第一组实验中,向氢氧化钠溶液中通入二氧化碳,有碳酸钠生成,向上述溶液中滴加氯化钙溶液,碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,反应的化学方程式为Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl,通入二氧化碳后,若有氢氧化钠剩余,则加入的稀盐酸会先和氢氧化钠反应,待氢氧化钠反应完后,稀盐酸才会和碳酸钠反应,故第二组向步骤1的溶液中滴加稀盐酸时,起初并无明显现象,滴加稀盐酸一段时间后有气泡产生,可能的原因是氢氧化钠有剩余;
(5)取2mL4%的氢氧化钠乙醇溶液于试管中,向试管中吹气约30秒,气体中的二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水。根据资料,氢氧化钠易溶于乙醇,碳酸钠微溶于乙醇,所以实验现象是产生沉淀;
(6)根据上述分析,氢氧化钠能与空气中的二氧化碳发生反应,从而变质,为防止氢氧化钠变质应密封保存。
题型2 中和反应的实验探究(共8小题)
【模型】酸(如盐酸)与碱(如氢氧化钠)反应生成盐和水(HCl+NaOH=NaCl+H2O),通常无明显现象。
【方法】1.如何直观验证?
思路:借助酸碱指示剂(最常用酚酞)。在NaOH中滴加酚酞变红,再滴加稀盐酸,红色褪去,说明碱性消失,发生了反应。
方法:验证盐酸和NaOH的反应,先将无色酚酞溶液滴入NaOH溶液中后变成红色,在逐滴滴加稀盐酸的过程中,溶液颜色逐渐褪去,直至变为无色。
注意事项:向滴有酚酞溶液的氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸时,一定要用滴管慢慢滴入,并不断搅拌溶液,直到溶液颜色恰好变成无色为止,否则非常容易使稀盐酸过量。
如何证明有新物质生成:用玻璃棒蘸取反应后的溶液在酒精灯火焰上方加热烘干,出现不同于NaOH的白色晶体,说明NaOH和盐酸发生反应生成了新物质。反应的化学方程式为NaOH+HCl===NaCl+H2O。
2.怎样判断恰好完全反应?
不能仅靠“红色褪去”判断。因为如果酸过量,红色也会褪去。必须通过测pH或者检验反应后溶液中既无H+也无OH-来判断。
方法:
①指示剂法:滴加紫色石蕊溶液,若变红,则酸过量。
②pH测定法:用pH试纸(或pH计)测定,直到pH=7。
③证明恰好反应(设计实验):取反应后的溶液,加入能发生反应的其他物质,根据现象判断,如下
加入少量活泼金属,如铁粉/镁条/锌粒,若产生气泡,则酸过量,无气泡,证明无酸。
加入金属氧化物,如氧化铁/氧化铜粉末。若固体减少,溶液变为黄色/蓝色,则酸过量。
加入不溶性的碱,如氢氧化铜/氢氧化铁,若固体溶解,溶液变为蓝色/黄色,则酸过量。
加入碳酸盐,如碳酸钙/碳酸钠,若产生气泡,则酸过量。
加入硫酸铜溶液,无蓝色沉淀,证明无碱。
3.酸和碱的中和反应过程中pH的变化曲线(HCl与NaOH反应)
①起点pH>7,溶液显碱性,判断为向碱溶液中加入酸的pH变化图象
②各点分析
A点:pH>7,溶质为NaOH
B点:pH>7,碱过量,溶质为NaOH、NaCl
C点:pH=7,恰好完全反应,溶质为NaCl
D点:pH<7,酸过量,溶质为NaCl、HCl
①起点pH<7,溶液显酸性,判断为酸溶液中加入碱的pH变化图象
②各点分析
A点:pH<7,溶质为HCl
B点:pH<7,酸过量,溶质为HCl、NaCl
C点:pH=7,恰好完全反应,溶质为NaCl
D点:pH>7,碱过量,溶质为NaCl、NaOH
1.(2025秋•拱墅区校级期中)小观利用如图甲所示的装置对盐酸和氢氧化钠溶液反应进行探究,测量结果如图乙和图丙所示。下列说法正确的是( )
A.图甲中仪器A盛放的是NaOH溶液
B.图乙中a→d所示溶液中NaCl的质量不断增加
C.图丙中v的数值最接近12
D.图丙中f→g温度变化趋势可说明该反应是吸热反应
【答案】C
【解析】A、根据图像可知,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,然后不断地加入酸性溶液,使pH减小,说明是把盐酸滴加到氢氧化钠溶液中,图甲中仪器A盛放的是稀盐酸,故选项说法错误。
B、图乙中a→c所示溶液中NaCl的质量不断增加,至c点,溶液的pH=7,稀盐酸和氢氧化钠恰好完全反应,c→d,是恰好完全反应后继续滴加盐酸,此过程中氯化钠的质量不变,故选项说法错误。
C、图丙中e→f的过程中,温度逐渐升高,说明中和反应属于放热反应,f点温度最高,此时恰好完全反应,溶液的pH=7,结合乙图,v的数值最接近12,故选项说法正确。
D、f→g温度变化趋势,是因为恰好完全反应后,温度逐渐恢复至常温,且加入的稀盐酸中含有水,也起着降温的作用,不能说明该反应是吸热反应,故选项说法错误。
2.(2025秋•萧山区期中)学科学,用科学,生活处处有科学。日常生活中发生的下列反应不属于酸碱反应的是( )
A.用熟石灰降低土壤的酸性
B.用含有Al(OH)3的药片治疗胃酸过多的病人
C.发酵的面团中加入纯碱既可降低面团的酸性,又能使蒸熟的馒头变得疏松多孔
D.人被蚊子、蜂等昆虫叮咬后,皮肤红肿疼痛,是因为这些昆虫会分泌出甲酸,此时可涂稀氨水
【答案】C
【解析】A、熟石灰是氢氧化钙的俗称,是一种碱,其与土壤中的酸反应可以降低土壤的酸性,故A不合题意;
B、氢氧化铝是一种碱,能与胃液中的盐酸反应,用于治疗胃酸过多,故B不合题意;
C、纯碱是碳酸钠的俗称,是一种盐,能与有机酸反应,该反应不属于酸与碱的反应,故C符合题意;
D、氨水是一种碱,能与甲酸反应,缓解人体疼痛,故D不合题意。
3.(2025秋•杭州期中)一定量的10%NaOH溶液中逐滴加入等质量分数10%的稀盐酸,下列各物质的量与所加入稀盐酸的质量关系错误的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】A、氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水,随着反应的进行,氯化钠的质量逐渐增加,至完全反应不再发生改变,故选项图像正确。
B、一定量的10%NaOH溶液中逐滴加入等质量分数10%的稀盐酸,氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水,随着反应的进行,氢氧化钠的质量逐渐减少,至完全反应减少至0,故选项图像正确。
C、原一定量的10%NaOH溶液中含有水,氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水,反应过程溶剂增加的质量包括稀盐酸中的水和生成的水,增加的幅度要大;恰好完全反应后,继续滴加稀盐酸,此过程中溶剂增加的质量只是稀盐酸中的水,增加的幅度要小,故选项图像错误。
D、氢氧化钠溶液显碱性,溶液的pH大于7,向氢氧化钠中溶液不断滴加稀盐酸,碱性逐渐减弱,酸性逐渐增强,pH的变化是从大于7逐渐的减小到等于7、小于7,故选项图像正确。
4.(2025秋•绍兴期中)向一定量的稀硫酸中逐滴加入氢氧化钠溶液至过量,水和硫酸钠的质量随氢氧化钠溶液质量变化的关系图,下列说法正确的是( )
A.甲表示的物质为Na2SO4,乙表示的物质为H2O
B.加入b克NaOH溶液时,H2SO4还有剩余
C.加入a克NaOH溶液时,所得溶液中的阴离子为SO
D.加入c克NaOH溶液时,所得溶液呈中性
【答案】C
【解析】A、向一定量的稀硫酸中逐滴加入氢氧化钠溶液至过量,硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,稀硫酸中含有水,随着反应的进行,水的质量逐渐增加,至完全反应不再发生改变;硫酸钠的质量从0开始逐渐增加,至完全反应不再发生改变;甲表示的物质为H2O,乙表示的物质为Na2SO4,故选项说法错误。
B、加入b克NaOH溶液时,硫酸钠的质量不再发生改变,此时H2SO4恰好完全反应,故选项说法错误。
C、加入a克NaOH溶液时,稀硫酸有剩余,所得溶液中溶质是硫酸钠、硫酸,阴离子为,故选项说法正确。
D、加入c克NaOH溶液时,氢氧化钠溶液过量,所得溶液呈碱性,故选项说法错误。
5(2025秋•婺城区校级期中)向一定量的氢氧化钠溶液中逐滴加入稀硫酸至过量。水的质量、氢氧化钠质量、硫酸钠质量随稀硫酸质量变化关系如图所示。有关说法错误的是( )
A.甲代表氢氧化钠
B.加入m克稀硫酸时,溶液呈中性
C.a点对应的溶液中溶质种类为三种
D.b点对应的溶液中加入锌粒,有气泡产生
【答案】C
【解析】A、氢氧化钠和硫酸反应生成硫酸钠和水,由图可知,甲的质量随加入硫酸的质量增多而减少最终变为0,则甲表示氢氧化钠,故选项说法正确。
B、由分析可知,甲表示氢氧化钠,如图加入m克稀硫酸时,氢氧化钠的质量刚好变为0,说明此时恰好完全反应,溶液呈中性,故选项说法正确。
C、如图a点时表示氢氧化钠未完全反应,此时溶液中含有生成的硫酸钠以及剩余的氢氧化钠两种溶质,故选项说法错误。
D、如图b点为加入硫酸过量的时候,此时溶液中含有硫酸显酸性,硫酸与锌粒反应生成硫酸锌和氢气,所以b点对应的溶液中加入锌粒,有气泡产生,故选项说法正确。
6.(2025秋•义乌市校级期中)酸碱反应在日常生活和工农业生产中有广泛的应用。下列实例不属于酸碱反应在生活中应用的是( )
A.碱性土壤中施用酸性化肥
B.金属表面锈蚀后,可用稀盐酸进行消洗
C.蚊虫叮咬后涂稀氨水减轻痛痒
D.服用含Al(OH)3的药物治疗胃酸过多
【答案】B
【解析】A.碱性土壤中含有碱性物质,酸性化肥可提供H⁺离子,与土壤中的碱发生中和反应,降低土壤pH,改善土壤性质,故A不合题意;
B.金属锈渍的主要成分是金属氧化物,金属氧化物能与酸反应,但不是酸与碱的反应,故B符合题意;
C.氨水是一种碱,能与蚊虫释放的酸发生中和反应,故C不合题意;
D.氢氧化铝是一种碱,能与胃酸中的酸(盐酸)发生中和反应,故D不合题意。
7.(2025秋•黄岩区期中)酸和碱是两类重要的物质,他们之间发生的反应,在日常生活和工农业生产中也有广泛的应用,图1表示稀盐酸和氢氧化钠溶液的反应过程中溶液的pH变化曲线,请从曲线图中获取信息,回答下列问题。
(1)根据图1曲线所示,实验操作是按照图2中的 ② (填“①”或“②”)图所示进行。
(2)若在测定A点pH过程中,错用湿润的玻璃棒蘸取待测液,测量结果将 偏小 (填“偏大”“不变”或“偏小”)。
(3)下列物质中能与NaOH溶液反应,但溶液颜色无明显变化的是 A (填字母)。
A.HNO3 B.CuSO4 C.MgCl2 D.Fe2O3
【答案】(1)②;(2)偏小;(3)A。
【解析】(1)由图像可知,起点pH大于7,然后逐渐减小到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。故答案为:②;
(2)A点时溶液的pH大于7,溶液显碱性,湿润的玻璃棒蘸取待测液,待测液用水稀释,溶液的碱性变弱,溶液的pH减小;故答案为:偏小;
(3)A、NaOH溶液和稀硝酸反应生成硝酸钠和水,无明显现象,故A正确;
B、氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠,有明显现象,故B错误;
C、氢氧化钠与氯化钙不反应,故C错误;
D、氢氧化钠与氧化铁不反应,故D错误;故答案为:A。
8.(2025秋•乐清市校级期中)氢氧化钠溶液和稀盐酸混合没有明显现象,它们是否发生了反应呢?某科学兴趣小组设计如图甲所示实验进行探究。他们在盛有一定量稀盐酸的烧杯中放置pH传感器和温度传感器,然后开启电磁搅拌器,从滴定管中逐滴加入氢氧化钠溶液,计算机显示两种传感器所得的数据曲线如图乙和图丙。
(1)图乙中a点溶液中含有的溶质有 NaCl、HCl (填化学式)。
(2)由图丙可知,该反应为 放热 (填“吸热”或“放热”)反应。
(3)图丁是图甲中氢氧化钠溶液和稀盐酸反应的微观示意图,则反应前的“”表示的微粒是 H+ (填微粒符号)。
【答案】(1)NaCl、HCl;(2)放热;(3)H+。
【解析】(1)据图乙可知,a点溶液的pH小于7,显酸性,a点溶液中含有的溶质有NaCl、HCl。
(2)由图丙可知,反应过程中温度升高,该反应为放热反应。
(3)稀盐酸中含有氢离子、氯离子,氢氧化钠溶液中含有钠离子、氢氧根离子,该反应的微观实质是氢离子和氢氧根离子结合生成水分子,则反应前的“”表示的微粒是H+。
题型3 复分解反应的探究(共5小题)
【模型】判断两种溶液混合后是否发生反应,以及反应后溶液中溶质的成分分析。
探究复分解反应是否发生,核心是验证是否生成沉淀、气体或水,实验设计注重控制变量,观察明显现象。探究反应后成分时(滤液成分探究),结合离子检验方法逐一分析,同时排除干扰离子的影响,反应后,一定有生成的新盐(如NaCl);可能有过量的反应物(酸或碱,或可溶性盐);一定没有相互反应的离子对。
【方法】1.复分解反应的条件:当两种化合物互相交换成分,生成物中有沉淀或有气体或有水生成时,复分解反应才可以发生。
2..分析思路
(1)探究是否发生:寻找现象(沉淀、气体)。如果没有明显现象(如NaOH+HCl),则需借助指示剂或测pH等证明反应物消失。
(2)探究后成分:抓住“反应物是否过量”。分析反应物是恰好反应、酸过量、还是碱过量。
(3)排除干扰:离子检验时,要注意前序加入的试剂是否会对后续检验产生干扰。
3.解题方法
猜想与假设:列出所有可能的成分组合(以NaOH和HCl混合为例)
猜想一:恰好完全反应,只有NaCl。
猜想二:碱过量,有NaCl和NaOH。
猜想三:酸过量,有NaCl和HCl。
设计实验:针对每种猜想,设计有唯一对应现象的检验方案。如,验证猜想三(酸过量):取反应后的溶液少许于试管中,滴加紫色石蕊试液(或加入锌粒/碳酸钠粉末),若溶液变红(或有气泡产生),则证明含有HCl。
注意:验证酸或碱过量时,不能再用测整体pH的宏观方法,必须证明H+或OH-的单独存在。
1.小明同学将稀硫酸和氢氧化钠溶液如图A进行混合,测得溶液的pH值变化如图B所示,图C是微观粒子结合过程的示意图。下列说法错误的是( )
A.甲是,乙是 B.该反应是复分解反应
C.胶头滴管内吸取的是稀硫酸 D.若往b点溶液滴加酚酞试液,溶液变为红色
【答案】A
【解析】A、氢氧化钠和硫酸反应生成硫酸钠和水,该反应的实质是氢离子和氢氧根离子结合生成水分子,钠离子和硫酸根离子没有参与反应,故反应后溶液中钠离子和硫酸根离子的个数比为:2:1,故甲为Na+、乙为,符合题意;
B、该反应符合“两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物”的反应,属于复分解反应,不符合题意;
C、由图可知,一开始pH>7,随着反应的进行,pH逐渐减小至小于7,故该实验是将稀硫酸滴入氢氧化钠溶液中,故胶头滴管内吸取的是稀硫酸,不符合题意;
D、由图可知,b点溶液pH>7,溶液显碱性,若往 b 点溶液滴加酚酞试液,溶液变为红色,不符合题意。
2小明在学习酸、碱、盐之间的相互反应关系后,设计了如图所示的转化关系,下列有关推断中合理的是( )
A.反应①中盐可选用Na2SO4 B.反应②必须借助指示剂才能观察到明显现象
C.反应③有水生成 D.反应④可通过置换反应实现
【答案】C
【解析】A、反应①中盐不能选用Na2SO4,硫酸钠和铜盐溶液反应,假设能行,生成物是硫酸铜和钠盐,硫酸铜和钠盐均易溶于水,不能发生复分解反应,故选项说法错误。
B、反应②不是必须借助指示剂才能观察到明显现象,例如氢氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水,氢氧化铜难溶于水,会观察到氢氧化铜逐渐溶解,溶液变为蓝色,故选项说法错误。
C、反应③是金属氧化物转化为硫酸铜,氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水,反应③有水生成,故选项说法正确。
D、在金属活动性顺序中,铜的位置排在氢的后面,不能与稀硫酸反应,反应④不能通过置换反应实现,故选项说法错误。
3.某溶液可能含有HCl、CuCl2、CuSO4中的一种或几种,为了探究其组成,向一定质量的该溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液,生成沉淀的质量与所加氢氧化钡溶液的质量之
间的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.d点后,溶液的pH保持不变
B.b点对应的溶液中有三种溶质
C.c点到d点的过程中,溶液中溶质总质量在减少
D.原溶液含有HCl、CuCl2和CuSO4
【答案】B
【解析】由图可知,加入氢氧化钡溶液就产生沉淀,之后沉淀质量不再变化,然后沉淀质量增大,说明原溶液中一定含有HCl和CuSO4,硫酸铜与氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化铜沉淀,硫酸钡沉淀不溶于酸,氢氧化铜沉淀与HCl反应生成氯化铜和水,故生成硫酸钡沉淀的质量为23.3g;ac段是氢氧化钡与HCl反应,沉淀质量不发生变化;c点之后是氯化铜与氢氧化钡反应生成氢氧化铜沉淀和氯化钡,故生成氢氧化铜沉淀的质量为33.1 g - 23.3 g = 9.8 g;d点后反应停止,继续滴加氢氧化钡溶液,溶液碱性增强,故溶液的pH逐渐增大,A说法错误,不符合题意;b点时反应还在进行中,发生的反应是盐酸与氢氧化钡反应生成氯化钡和水,因此b点对应的溶液中有氯化钡、盐酸和氯化铜三种溶质,其中氯化铜是硫酸铜与氢氧化钡反应生成的氢氧化铜沉淀与盐酸反应生成的,B说法正确,符合题意;c点到d点发生的反应是氯化铜与氢氧化钡反应生成氢氧化铜沉淀和氯化钡,根据,反应后溶液中溶质质量增大,C说法错误,不符合题意;由分析可知,生成硫酸钡沉淀的质量为23.3g,生成氢氧化铜沉淀的质量为33.1 g - 23.3 g = 9.8 g,设硫酸铜与氢氧化钡反应生成氢氧化铜沉淀的质量为x,
根据、,则,故最终得到的氢氧化铜沉淀的质量仍为9.8 g,说明参加反应的氯化铜是硫酸铜与氢氧化钡反应生成的氢氧化铜沉淀与盐酸反应生成的,因此原溶液中不含有氯化铜,原溶液含有HCl和CuSO4,D说法错误,不符合题意。
4.学习复分解反应后,某化学兴趣小组的同学进行如图所示的实验探究。
(1)大家一致认为试管①中不发生复分解反应,理由是________________________________。
(2)试管②中的现象为____________________________________。
(3)将试管③反应后的物质过滤,对滤液中溶质的成分进行进一步探究:
【提出问题】
滤液中溶质的成分是什么?
【猜想假设】
猜想一:NaCl;猜想二:NaCl和Na2SO4;猜想三:__________________,
(4)【实验探究】
填写下列表格。
实验步骤
实验现象
实验结论
步骤一:取少量滤液于试管中,加入适量BaCl2溶液
无明显现象
猜想_________不成立
步骤二:另取少量滤液于试管中,加入适量稀硫酸
__________________
猜想三成立
【答案】(1)Na2SO4和稀盐酸混合后无沉淀、气体或水生成;
(2)固体逐渐溶解,并且有气泡产生;
(3)NaCl和BaCl2;
(4)二;有白色沉淀产生。
【解析】(1)试管①中是Na2SO4和稀盐酸的混合溶液。复分解反应发生的条件是生成沉淀、气体或水,而Na2SO4和稀盐酸混合后没有沉淀、气体或水生成,因此不发生复分解反应。
(2)碳酸钙与盐酸反应氯化钙、水和二氧化碳,可知现象为:固体逐渐溶解,并且有气泡产生。
(3)氯化钡与硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,可知反应后溶液中一定含有氯化钠,可能有过量的氯化钡或硫酸钠。则猜想三为:NaCl和BaCl2。
(4)加入适量BaCl2溶液,无明显现象,说明溶液中不含硫酸根离子,可知猜想二错误。加入适量稀硫酸,猜想三正确,说明含有氯化钡,氯化钡与硫酸反应会产生硫酸钡沉淀,可知现象为:有白色沉淀产生。
5.“用微观思想解决宏观物质问题”是重要的科学观念。兴趣小组同学完成了下列两组实验,均无明显实验现象。对它们是否发生了化学变化,小组成员采用以下方法进行鉴定。
(1)小滨同学向盛有氢氧化钠的A试管中先加了一种试剂,再逐滴加入稀硫酸,出现红色消失的现象,确定A试管发生了反应,这种试剂是__________________。
(2)小海认为B试管如果没有发生复分解反应,则溶液中会同时存在H+、、Mg2+、Cl﹣,他根据猜想提出了针对B试管的实验方案(如图),来鉴定每一种离子的存在。
①观察到试管a中产生_________(填写实验现象),认为溶液中存在。
②小滨认为小海所做实验有一处不严谨,应把BaCl2改为_________。
③小海采用了逐滴滴加NaOH溶液的方式进行实验。c试管内刚开始没有现象,后来出现白色沉淀,对于c试管内刚开始没有现象,你认为其中的原因是____________________________________
____________________________________。
【答案】(1)酚酞试液;(2)①白色沉淀;②硝酸钡;③B试管中若未发生复分解反应,溶液中会存在过量的硫酸,加入的氢氧化钠首先发生中和反应。
【解析】(1)氢氧化钠是碱,能使无色酚酞溶液变红,加入稀硫酸发生中和反应后,溶液碱性消失,红色褪去,因此这种试剂是酚酞试液;
(2)①检验时,与Ba2+结合会生成不溶于酸的硫酸钡白色沉淀,因此观察到试管a中产生白色沉淀,可证明溶液中存在;
②把BaCl2换为其他试剂的原因:BaCl2中含有Cl﹣,会引入氯离子,干扰后续用AgNO3溶液检验原溶液中Cl﹣的存在(无法判断AgCl沉淀中的\Cl﹣是原溶液的还BaCl2引入的,可替换为Ba(NO3)2溶液(硝酸钡),避免引入\Cl﹣;
③c试管刚开始无现象的原因:B试管中若未发生复分解反应,溶液中会存在过量的硫酸,加入的氢氧化钠首先发生中和反应,当硫酸被完全中和后,氢氧化钠才会与氯化镁结合生成氢氧化镁白色沉淀,因此刚开始无明显现象。
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题型4 碱变质的探究(共7小题)
【模型】NaOH或Ca(OH)2吸收空气中的CO2变质(生成Na2CO3或CaCO3),需要探究是否变质及变质程度。
【方法】1.是否变质:取少量样品于试管中,滴加足量稀盐酸,若有气泡产生,则已变质。
2.探究部分还是全部(重点):
第一步:取少量样品溶于水,加入足量的BaCl2(或CaCl2)溶液,产生白色沉淀,证明有Na2CO3。
第二步:静置,取上层清液,滴加无色酚酞溶液。若溶液变红,则为部分变质(说明有NaOH);若溶液不变色,则为全部变质(说明无NaOH))。
注意:检验NaOH时,不能用Ca(OH)2或Ba(OH)2去沉淀Na2CO3,因为会引入OH-,干扰后续对NaOH的检验。必须用中性盐溶液如BaCl2或CaCl2。
另外,不能加入大量CaCl2浓溶液,防止CaCl2与NaOH互换成分后组成大量Ca(OH)2微溶物也形成白色沉淀,从而无法判断氢氧化钠是否变质生成Na2CO3。
若氢氧化钠已变质,则除杂的化学方程式为Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH。
1.(2025秋•鹿城区校级期中)向部分变质的氢氧化钠溶液中逐滴加入稀盐酸。溶液中氯化钠质量变化的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】向部分变质的氢氧化钠溶液中逐滴加入稀盐酸,稀盐酸先和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,后和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,随着稀盐酸的加入,氯化钠质量不断增大,完全反应后继续加入稀盐酸,氯化钠质量不再变化,C选项符合题意。
2.(2025秋•南湖区校级期中)现有一小瓶已露置在空气中一段时间的氢氧化钠溶液,逐渐滴加一定质量分数的稀盐酸至过量,整个过程中会产生一种能使澄清石灰水变浑浊的气体,而且测得溶液中物质R的质量与滴加稀盐酸质量之间的关系如图甲所示,乙、丙为滴加稀盐酸过程中溶液质量与稀盐酸的两种关系图。由甲图像可知:该瓶溶液已发生部分变质,物质R为________(写化学式),瓶内溶液质量与滴加稀盐酸的质量正确关系图像应该为________(选填“乙”或“丙”)。请写出所选图形中BC发生反应的化学方程式________________
________________________。
【答案】Na2CO3;丙;Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑。
【解析】根据甲图像可知,溶液中物质R的质量在刚加入稀盐酸的一段时间内不变,说明溶液中不仅有物质R,还有另一种物质,它也与稀盐酸反应,而且比物质R与稀盐酸反应优先,根据酸碱中和反应优先的原则以及题干中提到的该溶液为已露置在空气中一段时间的氢氧化钠溶液可知,该溶液中溶质为氢氧化钠和碳酸钠,物质R为碳酸钠,化学式为:Na2CO3;
已露置在空气中一段时间的氢氧化钠溶液,逐渐滴加一定质量分数的稀盐酸,溶液中氢氧化钠与稀盐酸反应,生成氯化钠和水,瓶内溶液质量增加,当氢氧化钠反应完后,碳酸钠与稀盐酸反应,生成氯化钠、水和二氧化碳,瓶内溶液质量继续增加,但增加幅度小于氢氧化钠与稀盐酸反应,因为碳酸钠与稀盐酸反应,生成物中有二氧化碳,二氧化碳逸出,使溶液增加幅度下降,当氢氧化钠与碳酸钠都反应完后,继续滴加稀盐酸,使溶液质量继续增加,所以丙图符合题意;
BC发生的反应是碳酸钠与稀盐酸反应,生成氯化钠、水和二氧化碳,反应的化学方程式为:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑。
3.(2025秋•海宁市校级期中)实验室有一瓶敞口放置的氢氧化钠固体样品,为探究样品中的成分,小科进行如下实验:
(1)操作①是加水充分溶解,操作②的名称是________。
(2)沉淀B的化学式是________。
(3)小科根据实验现象认为样品中一定含有氢氧化钠,请你评价小科的判断是否正确,并说明理由________
________________________________________________________________。
(4)经过讨论,同学们认为小科的实验需要将滴加的其中一种试剂进行更换,如何更换?____________
________________________________。
【答案】(1)过滤;(2)CaCO3;(3)不正确,Na2CO3与Ca(OH)2反应会生成NaOH,与氯化铁反应的氢氧化钠也可能全部是碳酸钠和氢氧化钙反应生成的氢氧化钠;(4)Ca(OH)2换成CaCl2。
【解析】(1)操作②是将沉淀和溶液分离,所以操作②的名称是过滤。
(2)因为氢氧化钠固体敞口放置会与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠,碳酸钠与氢氧化钙反应会生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,化学方程式为Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH,所以沉淀B的化学式是CaCO3。
(3)小科的判断不正确。由于氢氧化钙与碳酸钠反应会生成氢氧化钠,即使样品中原本没有氢氧化钠,反应生成的氢氧化钠也能使氯化铁溶液产生红褐色沉淀,所以不能仅根据此现象就判定样品中一定含有氢氧化钠。
(4)因为原实验中加入了氢氧化钙溶液,引入了氢氧根离子,干扰了原样品中氢氧化钠的检验,所以可以将氢氧化钙溶液换成氯化钙溶液(或氯化钡溶液等),这样就不会引入氢氧根离子,避免对原样品中氢氧化钠检验的干扰。
4.(2025秋•丽水期中)为探究一瓶久置的氢氧化钠固体样品是否全部变质,小柯取少量样品配制成溶液,再取少量溶液分别装入两支试管中,进行了如甲、乙两图所示实验。(注:BaCl2溶液呈中性)
(1)小柯认为“甲图实验说明了氢氧化钠部分变质”。你认为小柯的观点是否正确?并说明理由:________
________________________________。
(2)分析乙图实验的现象,可以确定样品的变质情况为________。写出乙装置中有白色沉淀生成的化学方程式:________________________________________。
(3)进一步探究:另取少量样品溶液,加入一定质量分数的稀盐酸,直至过量。请在图中画出“生成CO2的质量随加入稀盐酸质量变化”的大致图像。
【答案】(1)不正确,无论氢氧化钠是否全部变质,都能使无色酚酞试液变红色;
(2)部分变质;BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl;
(3)。
【解析】(1)在甲实验中,无论氢氧化钠是部分变质,还是全部变质,溶液都呈碱性,滴加酚酞试液都会变红,所以不能仅根据甲实验中溶液变红就说明氢氧化钠部分变质;
(2)在乙实验中,先加入足量的BaCl2溶液,产生白色沉淀,原因是碳酸钠和氯化钡反应生成白色沉淀碳酸钡,这表明样品中一定含有碳酸钠,过量的氯化钡溶液除去了碳酸钠,氢氧化钠溶液呈碱性,能使无色酚酞试液变红,然后取上层清液滴加酚酞溶液,溶液变红,因为BaCl2溶液呈中性,所以说明上层清液中含有氢氧化钠,即上层清液中含有碳酸钠和氢氧化钠,由此可以确定样品是部分变质,碳酸钠和氯化钡反应生成氯化钠和白色沉淀碳酸钡,反应的化学方程式为BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl;
(3)开始加入稀盐酸时,盐酸先与氢氧化钠反应生成氯化钠和水,没有二氧化碳生成,当氢氧化钠完全反应后,随着稀盐酸的继续加入,稀盐酸与碳酸钠反应产生二氧化碳气体,二氧化碳的质量逐渐增加,图像呈上升趋势,当碳酸钠完全反应后,二氧化碳质量不再增加,图像又变为水平直线,可画出生成CO2的质量随加入稀盐酸质量变化的大致图像。
5.(2025秋•鹿城区校级期中)实验课时,小科发现桌上的氢氧化钠溶液没有盖上瓶塞。为探究该氢氧化钠溶液的变质程度,他取40克该溶液倒入烧杯中后,分5次加入同一稀盐酸,每次加入20克。实验过程中测得烧杯中物质的总质量如表:
次数
第1次
第2次
第3次
第4次
第5次
烧杯中物质的总质量/g
60
80
97.8
115.6
135.6
(1)若该氢氧化钠溶液已经完全变质,则此时溶液中的溶质为________。(填写化学式)
(2)第1次向烧杯内加入20克稀盐酸时,没有观察到气泡产生的原因是________________________。
(3)该实验结束后,往烧杯中滴入紫色石蕊试液,溶液呈________色。
【答案】(1)Na2CO3。(2)稀盐酸先和氢氧化钠反应。(3)红。
【解析】(1)若该氢氧化钠溶液已经完全变质,则此时溶液中的溶质为Na2CO3。
(2)第1次向烧杯内加入20克稀盐酸时,没有观察到气泡产生的原因是稀盐酸先和氢氧化钠反应。
(3)第5次加入稀盐酸,溶液质量增加20g,说明加入的稀盐酸没有反应,即稀盐酸过量。该实验结束后,溶液显酸性,往烧杯中滴入紫色石蕊试液,溶液呈红色。
题型5 酸碱盐综合探究(共6小题)
【模型】酸碱盐实验探究是为了弄清或者验证物质的某些性质或变化规律,而进行的实验探究.因此,这类题目分为探究型实验探究和验证型实验探究两大类.就该探究的内容来说,物质的性质包括物质的物理性质和化学性质;变化规律是指该物质发生物理变化(或者化学变化)的一般趋势和规律性等等.
【方法】对于探究型实验探究,要熟悉实验探究的环节和方法,精心设计实验方案,将所学过探究物质的性质或变化规律的技巧迁移至此,进行细心地探究实验和观察现象,再通过分析实验现象,推断、总结出该物质的性质或变化规律等.对于验证型实验探究,要熟记物质的性质或变化规律,根据给出的实验设计方案,进行实验、分析和探究,并通过观察、记录和分析的实验现象,来验证该物质的性质或变化规律等.
1.(2025秋•南湖区校级期中)室温时,随着向盛有稀硫酸的烧杯中逐滴加入Ba(OH)2溶液,烧杯内溶液中的溶质质量变化如图所示(忽略溶液温度的变化),下列分析正确的是( )
A.a点溶液中有两种溶质
B.b点溶液中滴加紫色石蕊溶液,溶液变蓝
C.c点烧杯内液体的pH=7
D.d点溶液中较多的Ba2+、OH﹣、SO42﹣、H+
【答案】C
【解析】A、a点时,反应没有开始,溶液中有一种溶质H2SO4,故错误;
B、稀H2SO4与Ba(OH)2溶液的反应生成硫酸钡沉淀和水,溶质质量减小,c点完全反应,b点溶液中有硫酸,滴加紫色石蕊溶液,溶液变红,故错误;
C、稀H2SO4与Ba(OH)2溶液的反应生成硫酸钡沉淀和水,溶质质量减小,完全反应后,溶质质量为0,c点完全反应,杯内液体的pH=7,故正确;
D、完全反应后继续加Ba(OH)2溶液到d点,点d溶液中较多的Ba2+、OH﹣,无SO42﹣、H+,故错误。
2.(2025秋•普陀区期中)某同学在实验室里做“碱和盐的性质”实验时,向硫酸铜溶液中滴入几滴氯化钡溶液,根据已学知识,该同学可观察到的现象符合图中的( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】硫酸铜与氯化钡反应生成硫酸钡白色沉淀和氯化铜,氯化铜为蓝色溶液,看到的现象为产生白色沉淀,溶液为蓝色,故 A符合题意,BCD不符合题意。
3.(2025秋•义乌市校级期中)向盛有CuSO4和H2SO4混合溶液的烧杯中,逐滴加入NaOH溶液至过量,沉淀质量、溶质质量和溶剂质量随NaOH溶液质量变化关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.乙代表溶质质量
B.Q点溶液中溶质为Na2SO4
C.O→P过程反应的化学方程式为2NaOH+H2SO4═Na2SO4+2H2O
D.原溶液中CuSO4和H2SO4质量相等
【答案】D
【解析】A、氢氧化钠先后硫酸反应生成硫酸钠和水,反应的化学方程式及其质量关系:
2NaOH+H2SO4═Na2SO4+2H2O,
80 98 142
随着反应进行,溶质质量增大,完全反应后氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,反应的化学方程式及其质量关系:
CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4,
160 80 98
随着反应进行,溶质质量减小,完全反应后继续加入氢氧化钠溶液,溶质质量增大,乙代表溶质质量,该选项说法正确;
B、Q点时,硫酸和硫酸铜完全反应,溶液中溶质为Na2SO4,该选项说法正确;
C、O→P过程反应的化学方程式为:2NaOH+H2SO4═Na2SO4+2H2O,该选项说法正确;
D、由图中信息可知,硫酸和硫酸铜消耗氢氧化钠质量相等,则原溶液中CuSO4质量大于H2SO4质量,该选项说法不正确。
4.(2025秋•瑞安市期中)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B中的试剂用于吸收装置A制取的二氧化碳中混有的氯化氢气体,在图中将该装置补充完整。
(2)用D装置将产生的氨气通入C中时,用一个倒扣的漏斗相比直接用导管通入的优点是________。
(3)二氧化碳易在碱性溶液中被吸收,为了利于二氧化碳在装置C中的吸收,从而提高NaHCO3的产量。实验操作上可采取的措施是________________________________________。
(4)充分反应之后,装置C中有晶体析出。析出晶体的主要成分是NaHCO3而不是NH4Cl的原因是________________________________________________________________。
【答案】(1)如下图;
(2)防止倒吸;
(3)先通入氨气,再通入二氧化碳(或控制气体通入速率);
(4)20℃时,NaHCO3的溶解度远小于 NH4Cl 的溶解度,反应后NaHCO3达到饱和析出,NH4Cl未饱和。
【解析】(1)装置B需用饱和碳酸氢钠溶液吸收氯化氢(不吸收二氧化碳);
(2)氨气极易溶于饱和食盐水,倒扣漏斗的优点是 防止倒吸(漏斗容积大,即使发生倒吸,液体也会因重力回落,避免进入前序装置);
(3)为利于二氧化碳吸收,实验操作可采取:先通入氨气使饱和食盐水呈碱性,再通入二氧化碳(碱性溶液能提高二氧化碳的吸收效率);或“控制二氧化碳通入速率,避免过快逸出”;
(4)20℃时,NaHCO3的溶解度(9.6g)远小于NH4Cl的溶解度(37.2g),反应后生成的NaHCO3因溶解度小,达到饱和后率先析出,而NH4Cl未达到饱和状态,故析出晶体主要成分是NaHCO3。
5.(2025秋•婺城区校级期中)兴趣小组以“土壤酸碱性形成原因以及对植物生长的影响”为主题开展了项目式研究。
【任务一】测定土壤的酸碱度及对作物的影响
取我市某区3份不同地方土样,干燥后分别与自来水按2:5的质量比混合,操作如下图所示。测得三个土样的pH分别为5.1、5.2、5.3。
(1)纱布相当于过滤器中的________(填实验材料名称)。
(2)模拟不同酸碱度土壤对植物生长的影响:项目小组分别在5个烧杯中倒入不同pH溶液50mL,保持其他条件一致,各放入1粒大小一样的绿豆,观察记录。请指出该实验设计不够严密的地方________
________________________________________;改正后,处理数据并记录如图。由图可知结论:________________________________________________________________________________。
(3)【任务二】酸性土壤形成的原因及改良
长期施用一些化肥会造成土壤酸化,以化肥((NH4)2SO4为例:
(NH4)2SO4+4O2=2HNO3+2H2O+2H2SO4
兴趣小组利用所学知识,认为可以加入熟石灰来改良已酸化的土壤,请你解释为什么不用氢氧化钠而用熟石灰:________________________________________________________________(写出一条即可)。
【答案】(1)滤纸;
(2)每组只选用1粒大豆,存在偶然因素,实验结论不可靠;其他条件相同时,绿豆芽更适合在弱碱性(pH=8)的土壤中生长,酸性或碱性过强都会抑制绿豆芽生长;
(3)氢氧化钙的溶解度远小于氢氧化钠,氢氧化钠有较强腐蚀性。/氢氧化钠价格较高。
【解析】(1)纱布相当于过滤器中的滤纸,滤纸在过滤操作中用于分离固体和液体,纱布在此实验中起到类似的分离土壤固体和浸取液的作用;
(2)该实验中用自来水配制土壤浸取液,自来水中可能含有杂质影响结果,应该使用蒸馏水;从“不同pH溶液中绿豆芽的生长情况”图中可知,pH=8时,绿豆芽的长度最长,即绿豆生长状况最好;
不用氢氧化钠而用熟石灰的原因是氢氧化钠具有强腐蚀性、强碱性,会损害土壤和植物,而熟石灰碱性较弱,价格低廉且来源广泛,不会对土壤和植物造成严重危害。
每组只选用1粒大豆,存在偶然因素,实验结论不可靠;其他条件相同时,绿豆芽更适合在弱碱性(pH=8)的土壤中生长,酸性或碱性过强都会抑制绿豆芽生长;
(3)氢氧化钙的溶解度远小于氢氧化钠,氢氧化钠有较强腐蚀性。/氢氧化钠价格较高。
6.(2025秋•南湖区校级期中)我国古代劳动人民常将孔雀石(主要成分为碱式碳酸铜,化学式为Cu2(OH)2CO3)、木炭以及稻草混合,在高炉内加热来冶炼铜,该法称为“火法炼铜”,其基本原理是先将碱式碳酸铜分解产生氧化铜,再将氧化铜还原成铜。为了模拟古代高炉炼铜,兴趣小组开展了如图所示的实验:在透明的石英坩埚底部放置适量的炭粉(杂质忽略不计)和20g氧化铜粉末,用酒精喷灯充分灼烧石英坩埚。一段时间后,观察到坩埚内的一部分固体变红色。
(1)碱式碳酸铜在物质分类上不属于碱,原因是________________________________________。
(2)为了回收实验中的铜,兴趣小组把反应后的固体置于烧杯中,用溶质质量分数为9.8%的稀硫酸进行清洗,待固体不再溶解后过滤、清洗和干燥。若恰好完全反应时,消耗的稀硫酸质量为100g,试计算上述实验中有多少克氧化铜已被还原?
(3)为使石英坩埚内的氧化铜粉末全部还原为铜,理论上需放置的炭粉至少为几克?(已知:C+2CuO2Cu+CO2↑)。
【答案】(1)碱式碳酸铜电离时生成的阴离子有氢氧根离子和碳酸根离子;
(2)12g;
(3)1.5g。
【解析】(1)碱是电离时产生的阴离子全部是氢氧根离子的化合物,由于碱式碳酸铜电离时生成的阴离子是氢氧根离子和碳酸根离子,所以碱式碳酸铜在物质分类上不属于碱;
(2)100g溶质质量分数为9.8%的稀硫酸中硫酸的质量为100g×9.8%=9.8g,
设与稀硫酸反应的氧化铜质量为x,
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
80 98
x 9.8g
x=8g
则上述实验中被还原的氧化铜质量为20g﹣8g=12g,
答:上述实验中被还原的氧化铜质量为12g;
(3)设20g氧化铜粉末全部还原为铜,理论上需放置的炭粉的质量为y,
C+2CuO2Cu+CO2↑
12 160
y 20g
y=1.5g
答:20g氧化铜粉末全部还原为铜,理论上需放置的炭粉的质量为1.5g。
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