1、专题十六 科学探究题,中考化学 (全国专用),1.(2018福建,10,3分)氧烛是一种便携式供氧设备(如下图)。产氧药块由氯酸钠(分解时吸收热 量为Q kJg-1)、金属粉末(燃烧时提供氯酸钠分解所需的热量)和少量催化剂组成。某兴趣小 组拟自制氧烛,为确定每100 g氯酸钠需要添加金属粉末的质量m(金属),查得下表数据:,好题精练,下列说法正确的是 ( ) A.m(金属)只能采用不同比例的金属和氯酸钠在空气中实验获得 B.m(金属)只能通过氯酸钠分解吸收热量与金属燃烧放出热量进行理论计算确定 C.m(金属)过小将使氧烛中反应无法持续进行,过大将减小产氧量 D.不用催化剂时,分别使用铁、铝、镁
2、作燃料,m(Fe)最小,答案 C 确定金属粉末的质量m(金属)既可通过实验获得,也可通过理论计算获得,故A、B 不正确。m(金属)过小,金属燃烧放出热量过少,使氯酸钠不能完全分解;m(金属)过大,金属会消 耗产生的氧气,进而减小产氧量,故C正确。由表中数据可知,相同质量的金属燃烧,铁放出的热 量最少,则分别使用铁、铝、镁作燃料,放出相同热量,需要的m(Fe)最大,故D不正确。,2.(2018辽宁沈阳,19,13分)加热碳酸氢铵时闻到了刺激性气味,引起了同学们对氨气的兴趣,决 定对其进行探究。 (一)探究性质与变化 【实验方案】如图所示:【实验现象】 (1)实验一中的现象是 。 (2)实验二中先
3、滴入浓氨水,一段时间后,再滴入浓盐酸。滴入浓盐酸后观察到的现象是:集 气瓶中从下至上出现白烟; 。 【实验结论】,(3)微观上,说明微粒具有的性质是 。宏观上,从物质的性质或变化的角度分析,你得 出的结论是 (写一点)。 【反思与评价】 (4)实验二避免了实验一的不足,改进后的优点有 (写一点)。 (二)验证氨气中氮、氢两种元素的质量比 【查阅资料】 (5)氨气在加热条件下能与氧化铜反应:2NH3+3CuO 3X+N2+3H2O,X的化学式是 。 【设计方案】如图所示:(假定氮气被完全吸收),【数据处理与误差分析】 充分反应后,测得A、B、C三个装置在反应前后的质量变化如下表所示:,(6)甲同
4、学利用A、B、C三组装置所提供的数据,乙同学利用B、C两组装置所提供的数据,计 算出的氮、氢元素的质量比都与理论值明显不符,分析产生误差的原因是 。 (7)若用A、C两组装置所提供的数据计算,与理论值是否相符?写出简单的计算过程证明你的 结论 。,(三)探究用途与制法 (8)在一定条件下,可用氮气和氢气制得氨气。工业上常用氨气生产氮肥(NH4)2SO4,施肥时,要 避免与之混用的是 (填序号)。 A.硝酸钾 B.草木灰(主要成分是K2CO3) C.熟石灰 D.氯化钾 (9)工业上生产的(NH4)2SO4中常常混有少量KCl,检验其是否含有KCl的操作方法是 。,说明:“溶”表示那种物质可溶于水
5、,“不”表示不溶于水,“微”表示微溶于水,“挥”表示 挥发性,“”表示那种物质不存在或遇到水就分解了。,附:部分碱、酸、盐的溶解性表(20 ),答案 (一)(1)烧杯B中酚酞试液变红 (2)浸有酚酞试液的纱布条红色消失 (3)不断运动 氨水有挥发性;浓盐酸有挥发性;氨水显碱性;氨气能与(浓)盐酸反应 (4)节约药品;污染小;环保;现象明显(其他合理答案均可) (二)(5)Cu (6)浓硫酸吸收了未反应(过量)的氨气,导致计算出的氢元素质量偏大 (7)氨气中氮元素和氢元素的质量比是143 解法一: mO=4.8 g = mH=0.6 g mN=2.8 g= = 所以与理论值相符 解法二:利用氧元
6、素的质量是4.8 g计算出水的质量是5.4 g mO=4.8 g mH=5.4 g-4.8 g=0.6 g mN=2.8 g= = 所以与理论值相符,或用文字叙述上述过程(其他合理答案均可) (三)(8)BC (9)取少量样品于试管中,加适量的水溶解,滴加硝酸钡溶液至不再产生白色沉淀,静置,取上层 清液加入硝酸银溶液(其他合理答案均可),解析 (一)实验一中,浓氨水具有挥发性,挥发出的氨分子运动到烧杯B中,使酚酞试液变红色; 实验二中先滴入浓氨水,浓氨水具有挥发性,挥发出的氨气使浸有酚酞试液的白纱布变红色,再 滴入浓盐酸,浓盐酸具有挥发性,挥发出的氯化氢气体与氨气反应生成氯化铵白色固体,浸有酚
7、 酞试液的白纱布红色消失。由题述实验可得出,微观上分子在不断运动;宏观上浓盐酸、浓氨 水具有挥发性,氨水显碱性,氨气能与盐酸反应等。 (二)(5)根据质量守恒定律,反应前后原子种类、数目不变,可推出X的化学式是Cu。(6)装置B 的作用是吸收生成的水,根据水的质量计算出水中氢元素的质量,参加反应的氨气中氢元素的 质量等于水中氢元素的质量;装置C质量的差值即生成的氮气的质量,氮气的质量等于参加反 应的氨气中氮元素的质量;若氨气过量,浓硫酸质量的增加量为生成的水和过量的氨气的质量 的和,导致测出的氢元素的质量偏大。(7)装置A减少的质量为氧化铜中氧元素的质量,故氧元 素质量为4.8 g,生成的水中
8、氧元素的质量等于氧化铜中氧元素的质量,故水中氢元素的质量为 0.6 g,即参加反应的氨气中氢元素质量为0.6 g,参加反应的氨气中氮元素质量等于生成的氮气 的质量,即2.8 g,故氮元素与氢元素的质量比为2.8 g0.6 g=143,与理论值相符。 (三)(8)硫酸铵是铵态氮肥,不能与碱性物质混合使用,故选B、C。(9)检验氯化钾应取样品加,水溶解,向溶液中加入硝酸钡溶液至不再产生沉淀(硫酸根离子反应完全),静置,向上层清液中 滴加硝酸银溶液,若产生白色沉淀,则含有氯化钾。,3.(2018北京,24,6分)为探究碳还原氧化铜的最佳实验条件,用木炭粉和氧化铜的干燥混合物1 2.5 g进行系列实验
9、。 【查阅资料】 氧化铜(CuO)为黑色固体。 碳还原氧化铜得到的铜中可能含有少量的氧化亚铜;氧化亚铜为红色固体,能与稀硫酸反应: Cu2O+H2SO4 CuSO4+Cu+H2O 【进行实验】 实验1:取质量比为111的木炭粉和氧化铜混合物1.3 g,进行实验。,实验2:取一定质量的混合物,用1-2装置进行实验。,【解释与结论】 (1)配平化学方程式:1C+ CuO Cu+ CO2 (2)实验1-2中,证明产生了CO2的现象是 。 (3)实验1的目的是 。 (4)实验2的结论是 。 【反思与评价】 (5)实验2没有进行质量比为114的实验,理由是 。,(6)为检验2-4的红色固体中是否含Cu2
10、O,所需试剂是 。,答案 (1)1C+2CuO 2Cu+1CO2 (2)澄清石灰水变浑浊 (3)探究最佳的加热方式 (4)在加热方式相同时,木炭粉与CuO的最佳质量比为112 (5)质量比为113时,已有较多黑色固体 (6)稀硫酸,解析 (1)根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,配平化学方程式:C+2CuO 2Cu+CO2。 (2)CO2与Ca(OH)2反应生成 CaCO3沉淀和H2O,澄清石灰水变浑浊证明实验1-2中产生了二氧化 碳气体。 (3)实验1-1和1-2中加热方式不同,所得物质的颜色、状态不同,因此实验1的目的是探究最佳 的加热方式。 (4)分析实验2中的五组数据及
11、对应反应后物质的颜色、状态可知,在加热方式相同时,木炭粉 与氧化铜的最佳质量比为112。 (5)当木炭粉与氧化铜的质量比为113时,已经有较多黑色物质剩余,氧化铜的质量再增加会 导致有更多黑色物质剩余,因此不需要进行质量比为114的实验。 (6)依据所给资料可知,Cu2O能与稀硫酸反应:Cu2O+H2SO4 CuSO4+Cu+H2O,CuSO4溶液 呈蓝色。2-4实验中只得到红色固体,其成分可能是铜或铜与氧化亚铜的混合物,铜与稀硫酸 不反应,若向固体中加入稀硫酸后,过滤,所得溶液呈蓝色,则说明固体中含有Cu2O;若溶液为无 色,则说明红色固体中只有铜。,知识拓展 木炭还原氧化铜的反应为C+2C
12、uO 2Cu+CO2,实验中有任一黑色反应物剩 余,都会混在生成的红色固体中,理论上木炭粉与氧化铜恰好反应的质量比为12160=340。 但考虑到在实验中随温度升高会有部分木炭和空气中的氧气发生反应,故木炭粉与氧化铜 的最佳质量比应大于340。,4.(2018河北,35,7分)小明怀疑自家菜地因施用硫酸铵出现了较为严重的土壤酸化问题,于是和 化学兴趣小组的同学对此进行了探究。 【查阅产品说明】小组同学根据图1所示产品说明书中的 和硫酸铵的组成,推 测硫酸铵受热可能会分解生成氨气,使肥效降低。产品说明书 名称:硫酸铵 性状:白色颗粒 N含量:20%21% 产品规格:50 kg 贮存条件:阴凉干燥
13、 图1 【探究】土壤的酸碱性 实验1:按图2所示溶解土样,玻璃棒搅拌的目的是 ;用pH试纸测得土样 浸出液的pH约为4,说明土壤呈酸性。,【探究】硫酸铵具有哪些性质 实验2:25 时,将30 g硫酸铵加入50 g水中,完全溶解,此时所得溶液对应图3中 (选填序 号)点的状态;测得其pH约为5。实验3:为证明硫酸铵受热分解生成了氨气,小组同学进行了图4所示的实验。观察到的实验现 象为:硫酸铵固体减少;用酚酞溶液浸湿的滤纸 ;小气球 胀大。,小明依据现象和,小红只依据现象,都得出了“硫酸铵受热分解”的结论。小组同学认 为小红的依据不合理,小气球胀大可能是装置中的空气受热膨胀所致。若要通过小气球的变
14、 化得出“硫酸铵受热分解”的结论,还需继续进行观察,若 ,才能得出这一结论。 实验4:按图5所示进行实验,闻到刺激性气味,说明硫酸铵能与熟石灰发生反应。,【拓展应用】 (1)为保证铵态氮肥的肥效,不能高温暴晒,不能 。 (2)硫酸铵中的氮元素被植物吸收后,剩余的硫酸使得土壤酸化,可用熟石灰进行改良,反应的 化学方程式为 。,答案 【查阅产品说明】贮存条件 【探究】加速土样溶解 【探究】C 从左向右由无色变为红色 冷却至室温后气球仍然处于膨胀状态 【拓展应用】(1)与碱性物质混用 (2)Ca(OH)2+H2SO4 CaSO4+2H2O,解析 【查阅产品说明】产品说明书中贮存条件是阴凉干燥,说明硫
15、酸铵受热可能会分解。 【探究】溶解过程中为加速土样溶解,可用玻璃棒搅拌。 【探究】25 时硫酸铵的溶解度大于70 g,将30 g硫酸铵加入50 g水中完全溶解得到不饱和 溶液,对应C点的状态。 氨气溶于水所得溶液显碱性,能使酚酞变红。若小气球胀大是由空气受热膨胀引起的,则冷却 到室温后气球应变瘪,若是因为生成氨气导致气球胀大,则冷却到室温后小气球仍处于膨胀状 态。,5.(2017北京,38,7分)高锰酸钾在生产、生活中有广泛应用。实验小组对高锰酸钾的某些性质 进行研究。 .不稳定性 (1)如图所示进行实验,KMnO4受热分解的化学方程式为 ,3.16 g KMnO4产生O2的质量为 g。(2)
16、用向上排空气法收集O2的原因是 。 .腐蚀性 【查阅资料】KMnO4溶液呈中性、有腐蚀性。 【进行实验】 实验1:将新鲜鸡皮在不同浓度的KMnO4溶液中浸泡相同时间,现象如下表。,实验2:将铜片分别浸泡在4种溶液中进行实验,所得数据如下表。,【解释与结论】 (3)实验1的目的是 。 (4)实验2中,通过对比和,得出的结论是 。 (5)实验2中,欲得出“KMnO4和硫酸共同作用对铜才有腐蚀性”的结论,需要对比 (填编号)。 (6)实验2中,铜片被腐蚀的反应如下,补全该反应的化学方程式。,5Cu+2KMnO4+8H2SO4 5CuSO4+2MnSO4+K2SO4+,答案 (1)2KMnO4 K2M
17、nO4+MnO2+O2 0.32 (2)氧气的密度比空气略大 (3)探究高锰酸钾溶液浓度与鸡皮被腐蚀程度的关系 (4)其他条件相同时,酸性高锰酸钾溶液浓度越高对铜的腐蚀性越强 (5) (6)8H2O,解析 .(1)设3.16 g KMnO4受热分解产生O2的质量为x。 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2 316 32 3.16 g x= x=0.32 g。 .(3)实验1是完成不同浓度的高锰酸钾溶液对鸡皮的腐蚀程度的分析,腐蚀现象差异是由实 验变量造成的。该实验的目的是探究高锰酸钾溶液浓度与鸡皮被腐蚀程度的关系。 (5)证明KMnO4溶液单独作用下铜片不被腐蚀;证明H2SO4溶液单独作
18、用下铜片也不被腐 蚀;证明KMnO4与H2SO4共同作用时对铜才有腐蚀性。由此得出结论。 (6)根据质量守恒定律,在化学反应前后,原子的种类和数目不变,得出化学方程式应为5Cu+ 2KMnO4+8H2SO4 5CuSO4+2MnSO4+K2SO4+8H2O。,知识拓展 控制变量法:把多因素的问题变成多个单一因素的问题,只改变其中某一个因素,从 而研究这个因素对事物的影响。,6.(2017山西,29,9分)经过监测和治理,我省的土壤质量已经得到了很好的改善,但个别地区仍 然存在盐碱地。某校化学兴趣小组的同学们为此开展了实践活动,他们采集了本地的土样,并 对土样围绕两个问题进行探究。 查阅资料:
19、枸杞和合欢等植物均可在轻度盐碱地中生存。 盐碱地显碱性。 该土样中的可溶性物质只含NaCl、CaCl2和Na2CO3。 探究过程: (1)甲组探究土样的酸碱度 具体操作是 ,由此得出,该土样pH7。 (2)乙组探究土样的成分(如图所示),向土样中加入足量的蒸馏水,发生反应的化学方程式为 。 同学们对溶液中的溶质成分很感兴趣,做出如下猜想: 猜想:只含NaCl 猜想:含NaCl、CaCl2 猜想:含NaCl、Na2CO3 设计实验,继续探究:,反思与评价: 通过交流,甲组认为乙组的方案一不太严谨,理由是 。 同学们对沉淀中CaCO3的来源展开了热烈的讨论。一致认为,CaCO3也可能来自土样本 身
20、。请解释土样中存在CaCO3的原因 。 总结与提升: 改良我省的盐碱地,充分利用土地资源,造福山西人民,我们任重而道远。以下建议你认为正确 的是 。 a.轻度盐碱地可以种植枸杞 b.可以用熟石灰改良盐碱地 c.盐碱地应避免施用碱性化肥,答案 (1)取适量土样于烧杯中,加蒸馏水、搅拌、静置,在玻璃片(或表面皿)上放一条pH试纸, 用玻璃棒蘸取上层清液滴到pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读出pH (2)CaCl2+Na2CO3 2NaCl+CaCO3 Na2CO3溶液(或K2CO3溶液) 答案1:稀盐酸(或稀硫 酸);答案2:CaCl2溶液/BaCl2溶液/Ca(NO3)2溶液/Ba
21、(NO3)2溶液/Ca(OH)2溶液/Ba(OH)2溶液;答案 3:酚酞溶液 答案1:有气泡产生;答案2:有白色沉淀生成;答案3:溶液由无色变成红色 若溶液中含CaCl2,滴加硝酸银溶液和稀硝酸,也会产生白色沉淀 在灌溉(或雨水或潮湿) 的条件下,该土壤中的CaCl2和Na2CO3反应也生成CaCO3 a、c,解析 (2)土样中的可溶性物质有氯化钠、氯化钙和碳酸钠,加入水后,氯化钙与碳酸钠反应生 成碳酸钙沉淀和氯化钠,溶液中一定有氯化钠,可能有未反应完的氯化钙或未反应完的碳酸 钠。根据氯化钙、碳酸钠的性质,结合实验现象和实验结果填写所用试剂。枸杞可在轻度盐 碱地中生存,故a正确;熟石灰显碱性,
22、不可以用来改良盐碱地,故b错误;盐碱地应施用酸性化肥, 避免用碱性化肥,故c正确。,7.(2017重庆A,23,6分)某化学兴趣小组为了探究氢气的实验室制法,进行了一系列实验探索。 (1)小组用锌与稀盐酸反应制取氢气,该反应的化学方程式为 。 (2)为了加快锌与稀盐酸的反应速率,老师提示可向反应物中加入少量硫酸铜固体。为了弄明 白速率加快的原因,小组同学提出了以下猜想。 猜想一:起促进作用的是硫酸根离子 猜想二:起促进作用的是铜离子 猜想三:生成物质起到促进作用 为了验证上述猜想是否正确。 小明将硫酸铜换成硫酸钠,发现反应速率几乎没有变化,小明得出猜想 不正确。 小明提出将硫酸铜换成氯化铜进一
23、步验证猜想,小刘认为不需要替换试剂,只需通过观察加 入硫酸铜固体后的现象就可以验证,该反应的现象为 ,发生反应的化学方程式为 。此反应发生 后反应速率加快依然较明显,小刘得出猜想 正确。,(3)小王觉得用稀硫酸比用稀盐酸制取的氢气更纯净,原因是 。,答案 (6分)(1)Zn+2HCl ZnCl2+H2(1分) (2)一(1分) 锌片表面出现红色物质,溶液由蓝色变成无色(1分) Zn+CuSO4 ZnSO4+ Cu(1分) 三(1分) (3)稀盐酸具有挥发性(1分),解析 (1)用锌与稀盐酸反应制取氢气,反应的化学方程式为Zn+2HCl ZnCl2+H2。(2) 小明将硫酸铜换成硫酸钠,结果发现
24、反应速率几乎没有变化,说明猜想一不正确;加入CuSO4 后,Zn与CuSO4发生置换反应生成Cu和ZnSO4,因此会观察到锌片表面有红色物质出现,溶液由 蓝色变为无色,反应方程式为Zn+CuSO4 ZnSO4+Cu;该反应发生后,反应速率加快依然较明 显,说明猜想三正确。(3)稀盐酸有挥发性,挥发出来的氯化氢气体混入氢气中会使制取的氢气 不纯净;稀硫酸没有挥发性,不会使氢气中混入其他气体,因此用稀硫酸比用稀盐酸制取的氢气 更纯净。,8.(2016福建福州,17,8分)某固体粉末由Mg、MgO和Mg(OH)2中的一种或几种组成。某化学小 组为了探究该固体粉末的成分,设计如图所示的装置(固定装置省
25、略)。【信息资料】本实验条件下,氢气密度为0.09 g/L。 【实验过程】 步骤:检查装置气密性,装入药品并连接仪器。 步骤:倾斜Y形管,使样品充分反应,测得生成气体的体积为55.6 mL。 步骤:拆下装置,往Y形管内残余液中加入氢氧化钠溶液,至不再生成沉淀。经过滤、洗涤和,干燥后,称得沉淀质量为2.90 g。 【回答问题】 (1)该套装置气密性的检查方法是 。 (2)使样品与硫酸充分反应的正确操作是 (填标号)。 A.硫酸溶液转移到样品中 B.样品转移到硫酸溶液中 判断样品完全反应的现象是 。 (3)根据实验结果分析: 通过步骤推断,样品中一定含有的物质是 。 通过步骤计算,样品中镁元素的总
26、质量为 g。 结论:该样品中的成分是 。 【反思】,(4)该化学小组同学经过讨论得到以下结论,正确的有 (填标号)。 A.利用该实验方案,能计算出样品中各物质的质量 B.实验前可通过样品的质量估算硫酸溶液的质量,确保样品完全反应 C.仅称量步骤中Y形管内药品减轻的质量,即能计算出样品中各物质的质量,答案 (8分) (1)把水准管下移一段距离,使水准管和量气管中的水形成一定的液面差,如果一段时间后液面 差保持不变,则说明装置不漏气;反之,则表示装置漏气 (2)A Y形管中的固体全部消失 (3)Mg 1.20 Mg、MgO和Mg(OH)2 (4)AB,解析 (2)为了防止固体药品附着在容器壁上,应
27、将硫酸溶液转移到样品中。 镁、氧化镁和氢氧化镁均能与稀硫酸反应,所以看到固体药品完全消失了,就证明样品已完 全反应。 (3)镁与稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气,而氧化镁、氢氧化镁与稀硫酸反应均没有气体生成, 由步骤中实验现象可知样品中一定含有镁;氢氧化镁沉淀中镁元素的质量即为样品中镁元 素的质量,即2.90 g =1.20 g。 设生成55.6 mL氢气需要镁的质量为x。 Mg+H2SO4 MgSO4+H2 24 2 x 0.055 6 L0.09 g/L x=0.06 g 若固体粉末由MgO和Mg组成,则氧化镁中镁元素的质量为(2.00 g-0.06 g) =1.164 g1. 20 g-0.0
28、6 g=1.14 g;若固体粉末由Mg(OH)2和Mg组成,则Mg(OH)2中镁元素的质量为(2.00 g-0.06 g) =0.803 g1.14 g,所以固体粉末是由镁、氧化镁和氢氧化镁三种物质组成的。,(4)根据实验提供的数据可知,利用该实验方案,能计算出样品中各物质的质量;实验前可通过 样品的质量(假设全部为镁)估算硫酸溶液的质量,确保样品完全反应;仅称量步骤中Y形管 内药品减轻的质量(氢气的质量),只能计算出固体样品中所含单质镁的质量,不能计算出其他 成分的质量。,9.(2016江西南昌,21,8分)下图是两个实验小组分别进行“加热硫酸铜和氢氧化钠溶液反应后 生成物”的实验过程示意图
29、:,【甲组】氢氧化钠与硫酸铜反应的化学方程式为 , 加热后产生黑色的氧化铜。 【乙组】为寻找实验中没有产生氧化铜的原因,他们进行了以下实验探究: 【查阅资料】在酸性条件下,氢氧化钠与硫酸铜在溶液中可发生如下反应:6NaOH+4CuSO4 3Na2SO4+Cu4(OH)6SO4,生成的碱式硫酸铜是不溶于水的蓝白色固体,加热不易发生分解。,【提出猜想】根据资料分析,同学们针对试管中溶液呈酸性的原因做出以下猜想: 猜想.硫酸铜溶液呈酸性; 猜想.生成的硫酸钠使溶液呈酸性。 【实验与结论】 实验:用pH试纸测定硫酸铜溶液的酸碱度,得出其pH (填“”“”或“=”)7,硫 酸铜溶液呈酸性,猜想成立。 实
30、验:向盛有硫酸钠溶液的试管中滴加石蕊溶液,观察到溶液显紫色,硫酸钠溶液呈 (填“酸”“中”或“碱”)性,猜想不成立。 【交流与反思】(1)乙组同学认真分析甲组实验后,一致认为不需要通过实验就能判断猜想 不成立,理由是 ; (2)在化学反应中,相同的反应物因其质量比不同可能会导致生成物不同,请另举一例 (写出反应物即可)。,答案 (8分)【甲组】CuSO4+2NaOH Cu(OH)2+Na2SO4(2分) 【乙组】 【实验与结论】实验:(1分) 实验:中(1分) 【交流与反思】(1)甲组实验中也有硫酸钠生成等(2分) (2)木炭和氧气(或C和O2等合理答案均可)(2分),解析 【甲组】氢氧化钠溶
31、液和硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,化学方程式为 2NaOH+CuSO4 Na2SO4+Cu(OH)2。 【乙组】【实验与结论】实验:实验结论为硫酸铜溶液呈酸性,因此用pH试纸测定硫酸铜溶 液的酸碱度,得出其pH7;实验:向盛有硫酸钠溶液的试管中滴加石蕊溶液,观察到溶液显紫 色,则硫酸钠溶液呈中性。【交流与反思】(1)若硫酸钠溶液呈酸性,则甲组实验中不会得到蓝 色沉淀;(2)碳在充足的氧气中燃烧生成二氧化碳,碳在不充足的氧气中燃烧生成一氧化碳。,10.(2015山西,27,7分)学习完“酸、碱、盐的性质”后,老师将两瓶未贴标签的饱和石灰水、 饱和碳酸钠溶液摆放在实验桌上,让同学们区分。
32、下面是“雄鹰小组”同学们的探究过程: 讨论交流 李壮(组长):区分两种物质的原理是依据物质的性质,选择一种试剂与两种物质混合,产生两种 不同的现象。大家据此来说一说,区分这两种溶液应选用哪种试剂,并说明理由。 王志:我认为可以选择稀盐酸,理由是稀盐酸与碳酸钠反应有气泡产生,稀盐酸与氢氧化钙反应 无明显现象。 马凌:我选择的是碳酸钠溶液,理由是 。 张云:马凌,你说的我没有听懂,你能再给我讲一遍吗? 在大家的帮助下,张云不但弄明白了,还选出了另外两种溶液,如 溶液和 溶 液,最后得到大家的赞许。 实验探究,大家按照王志的方案进行了如图所示的实验: (1)实验中同学们根据观察到的现象,判断出甲试管
33、中原溶液为碳酸钠溶液,乙试管中原溶液为 石灰水。 (2)大家对乙试管中现有溶液的溶质成分产生了探究兴趣。马凌经过认真思考后,又选择碳酸钠溶液作为检验试剂,进行了如下实验:,马凌从乙试管中取少量溶液加入到另一支新试管中,再向此新试管中加入足量的碳酸钠溶 液,观察到只有白色沉淀生成。于是,他得出结论:“溶液中的溶质有氢氧化钙”。但组长李壮 对这个结论产生质疑,理由是 (用化学方程式表示)。 大家讨论完李壮的质疑后,制定出测定溶液酸碱度的方法来验证他的质疑,并查阅资料得知 氯化钙溶液呈中性,大家都鼓励张云来做实验。 张云测出乙试管中剩余溶液的pH 7(填“”“”或“=”),证实了马凌的结论是错误 的
34、。 反思评价 判断反应后溶液中溶质的成分,除要考虑生成物外,还需考虑 。 探究活动结束了,同学们充分体验到合作探究的乐趣和学习成功的喜悦!,答案 讨论交流碳酸钠与氢氧化钙反应有白色沉淀生成 CaCl2 Ca(OH)2 实验探究(2)Na2CO3+CaCl2 CaCO3+2NaCl = 反思评价反应物是否有剩余,解析 讨论交流马凌选择碳酸钠溶液鉴别,是因为碳酸钠溶液与氢氧化钙反应有白色沉淀 生成,与饱和碳酸钠溶液混合无明显现象。 实验探究加入足量碳酸钠溶液后,只有白色沉淀生成,说明溶液中不含HCl,则溶质可能为 CaCl2或CaCl2和Ca(OH)2,因CaCl2也能和Na2CO3反应生成白色沉
35、淀,故无法确定溶液中是否含 有Ca(OH)2。CaCl2溶液呈中性,Ca(OH)2溶液呈碱性,故若测出溶液的pH=7,则说明溶液中不含 Ca(OH)2,即马凌的结论错误。 反思评价判断反应结束后剩余溶液中溶质的成分,除了要考虑生成物外,还要考虑反应物是 否有剩余。,11.(2014甘肃兰州,32,8分)为了鉴别碳酸钾溶液和氢氧化钾溶液,同学们进行了探究实验:分别 取两种溶液于两支试管中,各滴入一定量的氯化钙溶液。观察到一支试管中出现白色浑浊。 实验结束后,同学们将废液倒入同一个干净的烧杯中,发现废液变浑浊。同学们对废液进行了 过滤,并对滤液的成分进行了探究。 提出问题滤液中除水外还含有哪些物质
36、? 猜 想A.可能含有氢氧化钾、氯化钾和碳酸钾 B.可能含有氢氧化钾、氯化钾 C.可能含有氢氧化钾、氯化钾、碳酸钾和氯化钙 你认为还可能是 (写一种猜想)。 讨 论你认为 猜想不合理(填字母),请说明理由 。 实验设计设计一个简单的实验,证明你的猜想正确。,反思交流写出碳酸钾与氯化钙反应的化学方程式 。在分析化学 反应后所得物质的成分时,除考虑生成物外还需考虑 。,答案 可能含有氢氧化钾、氯化钾和氯化钙 C 碳酸钾和氯化钙能发生反应,生成沉淀 滴入碳酸钾溶液(或碳酸钠溶液等答案合理均可给分) 产生白色沉淀 K2CO3+CaCl2 CaCO3+2KCl 反应物是否剩余 (化学方程式2分,其余每空
37、1分,共8分),解析 猜 想碳酸钾溶液与氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钾,废液中一定含有 氯化钾,可能含有碳酸钾或氯化钙;氢氧化钾和氯化钙不反应,废液中一定含有氢氧化钾和氯化 钙;实验结束后,将两支试管中的废液倒入同一烧杯,废液变浑浊,说明盛碳酸钾溶液的试管中 碳酸钾有剩余,混合后废液中的碳酸钾与氯化钙反应,故对废液进行过滤后,滤液中一定含有氯 化钾、氢氧化钾,可能含有碳酸钾或氯化钙,故除了A、B、C三种猜想外,还可能的一种猜想是 含有氢氧化钾、氯化钾和氯化钙。 讨 论C猜想不合理。因碳酸钾和氯化钙能发生反应生成碳酸钙沉淀,两种物质不能共 存。实验设计氯化钙溶液能与可溶性碳酸盐反应生成碳酸
38、钙沉淀,因此可取样于试管中,滴 入碳酸钾或碳酸钠溶液,产生白色沉淀,说明烧杯内废液中一定含有氯化钙。反思交流根据 书写化学方程式的原则写出化学方程式。分析化学反应后所得物质的成分时,除考虑生成物 外还需考虑反应物是否有剩余。,教师专用题组,1.(2018吉林,19,7分)某化学兴趣小组的同学们在实验室里探究某些酸、碱、盐之间是否发生 复分解反应。 【查阅资料】硫酸钡(BaSO4)白色固体,不溶于水,也不溶于盐酸、硫酸和硝酸。 【实验与探究】,实验三结束后,某同学出于好奇,把实验三试管里的上层清液a倒入另一支洁净的试管中,向清 液a中逐滴滴加K2CO3溶液。在滴加过程中,发现先产生气泡,然后又产
39、生白色沉淀。根据上述 现象,请你判断原清液a中的溶质是 。 【拓展与应用】 将稀盐酸、Ca(OH)2溶液、NaCl溶液、Na2CO3溶液任意两种溶液相混合,写出能发生反应且 有沉淀生成的化学方程式 。,答案 有气泡产生(1分) 酚酞(1分) S (或硫酸根离子或硫酸根均可)(1分) 水(或H2O)(1分) HNO3和Ba(NO3)2(或硝酸和硝酸钡)(1分) Ca(OH)2+Na2CO3 CaCO3+2NaOH(2分),解析 稀硫酸与碳酸钾溶液反应生成二氧化碳气体,可以看到有气泡产生。氢氧化钠溶 液呈碱性,能使酚酞变红,滴入稀硫酸,稀硫酸与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,当恰好完全反 应时溶液由红
40、色变为无色。稀硫酸与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,硫酸根离子和钠离子 没发生变化。综合实验一、二、三可得出结论,生成物中有气体或有水或有沉淀时,复分解 反应可以发生。实验三中稀硫酸与硝酸钡溶液反应生成硫酸钡沉淀和硝酸,溶液中一定含 有硝酸,可能含有反应后剩余的硝酸钡或硫酸,加入碳酸钾溶液,先与硝酸反应生成二氧化碳气 体,然后产生白色沉淀,说明原清液a中的溶质是HNO3和Ba(NO3)2。四种溶液中氢氧化钙溶 液与碳酸钠溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,化学方程式为Ca(OH)2+Na2CO3 CaCO3+ 2NaOH。,方法技巧 两种溶液反应,情况有两种,一是恰好完全反应,二是反应物有一者剩余。
41、反应后溶 液中的溶质一定含生成的可溶性物质,可能含有剩余的反应物。,2.(2018内蒙古呼和浩特,15,7分)根据大量的实验总结得出酸、碱、盐之间相互发生复分解反 应的条件是:生成物中有沉淀、气体或水。依据该条件,某化学小组的同学推断稀硫酸和氯化 镁溶液不能发生复分解反应。为了进一步确认该推断的可靠性,该小组同学将一定量稀硫酸 和一定量氯化镁溶液在烧杯中混合后,进行了如下探究活动。 (1)甲同学取烧杯中混合溶液分别进行以下两个实验,记录实验现象如下。请依据实验现象填 写实验结论:,(2)乙同学看到甲同学的实验报告后,认为甲同学的结论不正确,原因是 。为了进一步确认两者没发生反应,还需检验烧杯内
42、的混合液中含有氯化镁。于是,乙同 学设计了如下两个实验: 取少量烧杯内的混合液于试管中,逐滴加入过量的 溶液,证明了混合液中含有Mg2+。 整个实验过程中乙同学观察到的实验现象是 。 乙同学另取少量烧杯内的混合液,通过实验成功地检验出混合液中含有Cl-。他设计的方案 为 (写出操作和现象)。 【总结】通过上述实验,该小组同学证明了稀硫酸和氯化镁溶液确实没有发生反应。,答案 (1)H+(1分) S (1分) (2)还可能是反应后硫酸有剩余(1分) NaOH(或KOH)(1分) 先无明显现象,一段时间后产 生白色沉淀(1分,答出全部带点部分给分) 向盛有少量混合液的试管内加入过量的 Ba(NO3)
43、2溶液,过滤(静置),再向滤液(清液)中滴加AgNO3溶液,有白色沉淀产生2分,答出过量的 Ba(NO3)2溶液给1分,答出滴加AgNO3溶液,有白色沉淀产生给1分,解析 (1)向混合液中滴加石蕊溶液,溶液变红色,说明溶液呈酸性,故溶液中含有H+;向混合液 中滴加氯化钡溶液,产生的白色沉淀为硫酸钡,说明溶液中含有S 。 (2)根据甲同学的实验 报告可知,若稀硫酸与氯化镁溶液发生了反应且反应后稀硫酸有剩余,也会出现相同的实验现 象,故甲同学的结论不正确。为了进一步确认两者没发生反应,还需检验烧杯内的混合液中含 有氯化镁,即检验含有Mg2+和Cl-。检验Mg2+的方法:取少量烧杯内的混合液于试管中
44、,逐滴加 入过量的NaOH溶液,若产生白色沉淀,证明混合液中含有Mg2+。由于溶液中含有S ,因此 在检验混合液中含有Cl-之前,先除去溶液中的S ,过滤,再向滤液中加 AgNO3溶液,若有白色 沉淀产生,说明溶液中含有Cl-。,3.(2017陕西A,22,7分)同学们在实验室用块状大理石和5%的稀盐酸反应制取CO2,观察不到气 泡产生时,发现固体还有剩余,对此进行探究(杂质不溶于水且不与酸反应)。 【提出问题】不再产生气泡的原因是什么? 【猜想假设】猜想一:盐酸已经完全反应 猜想二:剩余固体中无碳酸钙 猜想三:生成物或杂质附着在大理石表面,阻碍反应继续进行 【实验探究一】反应后溶液中是否有盐
45、酸。 (1)小亮取上述反应后的清液,测得溶液pH=2,说明溶液显 性,由此得出猜想一不成立 的结论。 (2)小慧认为此结论不够严谨,还应考虑生成物对溶液酸碱度的影响,补充了如下实验。 取洁净的烧杯,另配制 溶液,测得溶液pH=7。 取洁净的试管,加入适量水和紫色石蕊溶液,持续通入CO2,发现溶液变为 色。但小 亮认为实验不能说明CO2对溶液酸碱度的影响,他重新改进了实验。 另取洁净的试管,加入适量水,持续通入CO2至饱和,测得溶液pH=5.6。,由以上实验可知,该反应的生成物对溶液酸碱度影响不大,猜想一不成立,反应后的溶液中有盐 酸。 【实验探究二】剩余固体中是否有碳酸钙。 小亮先振荡反应容器
46、,使剩余固体和液体充分接触,观察到仍无气泡产生。再向容器中滴加少 量5%的稀盐酸,又有气泡产生。一段时间后,不再产生气泡,仍有固体剩余。产生气泡的化学 方程式是 。 由以上实验可知,猜想二和猜想三不成立。 【得出结论】 根据以上实验探究,可得出影响反应能否进行的因素之一是 。 【反思交流】小慧又提出,也可能是反应太慢,无法观察到气泡产生。她设计了下对比实验:取 出【实验探究二】所得的部分清液,放置一段时间后,测得pH为X,同时测得【实验探究二】容 器中剩余清液的pH为Y,若X Y(填“”“=”或“”),则她的猜想成立。,答案 【实验探究一】(1)酸 (2)氯化钙或CaCl2 红 【实验探究二】
47、CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2(未配平或无“”符号扣1分,化学式错 误扣2分) 【得出结论】反应物的浓度大小 【反思交流】,解析 【实验探究一】(1)溶液pH=2,说明溶液显酸性。(2)反应生成了氯化钙和二氧化碳,所 以需分别探究氯化钙和二氧化碳对溶液酸碱度的影响。 【实验探究二】加入稀盐酸,有气泡生成,说明固体中仍存在碳酸钙,产生气泡的化学方程式是 CaCO3+2HCl CaCl2+CO2+H2O。 【得出结论】根据两个实验探究,可得出影响反应能否进行的因素之一是反应物的浓度大 小。,4.(2017新疆乌鲁木齐,16,12分)化学实验小组的同学在用锌粒与右图硫酸溶液(试剂瓶标签部 分被腐蚀)反应时,发现有气泡产生,并闻到有刺激性气味。他们对此气体的成分进行了探 究。 【提出问题】锌粒加入该硫酸溶液反应生成的气体是什么? 【查阅资料】 浓硫酸能与锌反应,但不产生氢气,也不会产生氧气,能生成二氧化硫气体; SO2有刺激性气味,易溶于水,能使品红(一种红色色素)溶液褪色。 【猜想与假设】 甲同学认为:气体可能是H2; 乙同学认为:气体可能是SO2; 丙同学认为:气体还可能是 。 【实验探究】 为了验证上述猜想,同学们在老师的指导下设计了下图的装置(部分夹持器材略去,假设每个 能发生的反应都完全进行)进行探究:,
