(8分)实验与探究是化学学习的重要方法和内容。
(1)今年4月,我市各学校进行了实验操作考查。小张同学进行的实验考查是“用稀盐酸鉴别氢氧化钠(NaOH)溶液和碳酸钠(Na2CO3)溶液,
①小张同学的实验记录如下表,请补充完整:
(2)在实验台上有三瓶未贴标签的溶液,已知分别是碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液和稀盐酸。为区别这三种溶液,在老师指导下,兴趣小组的同学把这三种溶液按A、B、C进行编号,然后分别各取适量作为样品加入到三支试管中,进行了如下图所示的探究活动:
步骤一中,C无明显现象,A、B溶液的颜色变成红色;
步骤二中,A、B溶液的颜色由红色变成无色,且B溶液中有气泡冒出。
①根据上述实验现象可知,A、B、C溶液分别是 、 ________、
②某小组同学在进行步骤一实验时出现异常现象:往A溶液中加入酚酞试液时,溶液颜色先变成红色,振荡后迅速变成无色。老师指出这是因为溶液浓度过大造成的。接着,老师往该试管的溶液中加入适量盐酸,观察到A溶液的颜色又变成红色,此时溶液中含有的溶质主要是_________________________(酚酞除外)。
中和反应是一类重要的反应。根据要求回答问题:
(1)许多物质在溶液中以离子形式存在。下图表示HCl、NaOH溶液及两者混合后溶质在溶液中的存在情况。
①盐酸具有酸的特性,是因为盐酸溶液中含有 (填微粒符号)。
②对比分析盐酸与氢氧化钠溶液混合前后溶液离子存在情况,可知两者反应时不会减少的离子是 。
③教材指出:酸与碱中和反应的结果是酸和碱各自的特性都消失。请结合上图并从微粒的角度分析,盐酸与氢氧化钠反应时,为何酸、碱各自的特性都消失?答: 。
(2)日常生活中,凡是使酸的酸性消失或碱的碱性消失的反应均被称为“中和”。如使用碳酸氢钠(其溶液显碱性)治疗胃酸(主要成分为盐酸)过多症,就因碳酸氢钠能使胃酸的酸性消失,而称为碳酸氢钠“中和”了过多的胃酸。现有碳酸氢钠溶液、酚酞溶液和盐酸溶液,设计实验证明碳酸氢钠溶液与盐酸反应时,碳酸氢钠溶液的碱性、盐酸的酸性都将各自消失。
操作 |
现象 |
结论 |
实验1:往装有碳酸氢钠溶液的试管中先加入2-3滴酚酞溶液,再逐滴加入盐酸直至恰好完全反应 |
滴入酚酞时的现象: ; 逐滴加入盐酸的现象: ________________。 |
两者反应时,碳酸氢钠溶液碱性消失 |
实验2: |
|
两者反应时,盐酸溶液酸性消失 |
甲、乙、丙三位同学为一家化工厂的污水设计排污方案,请你就他们的探究过程回答有关问题.
Ⅰ.首先用pH试纸检测污水的酸碱性.三位同学分别进行如下实验:
甲:取pH试纸于玻璃片上,用玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸行,测得pH<7;
乙:取pH试纸于玻璃片上,先用蒸馏水湿润,再用玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上,测得pH<7;
丙:取pH试纸直接浸入待测液中,测得pH<7.
(1)以上三位同学中操作规范的是 ,污水显 .
Ⅱ.利用中和反应原理测定污水中污染物(设为盐酸)的质量分数.
甲、乙两同学设计的方案如图甲、乙所示:
(2)甲同学取少量反应后的溶液于试管中,滴加几滴无色酚酞试液,酚酞变红色,于是得出“两种物质已恰好中和”的结论.你认为他的结论是否正确? ,
理由是 .
(3)乙同学当观察到 现象时即恰好完全反应,若此时消耗NaOH溶液2g,则污水中HCl的质量分数为 .
(4)实验过程中,NaOH溶液必须用胶头滴管逐滴加入,且要用玻璃棒不断搅拌,目的是 .
(5)除去污水中的盐酸,你建议选用的原料是 .
A.NaOH | B.Ca(OH)2 | C.CuO | D.Fe |
如图所示的三个实验均可验证酸与碱能发生反应:
(1)根据实验一回答:
①加稀盐酸前,一定能观察到的实验现象是;
②该实验通过稀盐酸与反应的现象,验证了酸与碱能发生反应.
(2)实验二通过两只试管中的现象对比,可以判断稀盐酸与Ca(OH)2能反应,该实验除需控制所加水和稀盐酸的温度、体积相同外,还需控制相同.
(3)实验三中,加入X可验证稀硫酸与碱能发生反应,符合此条件的X是下列物质中的
A. | 酚酞 | B. | C. | D. |
(9分)某化学学习小组在进行烧碱性质的实验活动。请你加入其中参与探究:
【提出问题】烧碱具有哪些性质呢?
【实验探究I】将少量烧碱放在表面皿上,放置一会儿后,可观察到烧碱表面潮湿,由此可知,烧碱易(1) ,可用作某些气体的干燥剂。再放置一段时间后,取此烧碱样品a适量放入小药瓶中,用注射器注入蒸馏水,进行A→B→C的实验。
【收集证据】请将由A→B气球的变化补充在B图中(2) ,由B→C气球变化的原因是温度降低,(3) ,在压强差的作用下,(4) ,最终C中气压等于外界大气压,C与A气球大小相同。小药瓶中得到溶液b。
【实验探究II】同学们取少量上述所得溶液b,进行如图D所示的实验。
【解释与结论】开始滴加稀硫酸时无明显变化,此时溶液中的阴离子有(5) (填离子符号),继续滴加稀硫酸一段时间后,产生气泡,最终(6) 。
根据现象,秦思推断出烧碱样品a的成分。
【表达交流】石建认为如图E所示实验也能推断出烧碱样品a的成分。
【反思评价】经过思考,你不同意他的观点,你的理由是(7) 。
经过讨论,石建同学将E中的试剂分别改成与澄清的石灰水和无色酚酞溶液不同类别
的(8) 和 ,成功地完成了实验。
【总结归纳】通过上述探究过程,善于反思的你发现,在鉴别物质的成分时,为避免产生干扰,需要考虑的因素是(9) 。
某研究性学习小组在验证“碱使酚酞试液变红”的实验时,发现一个意外现象:将酚酞试液滴入某NaOH溶液中,溶液变成了红色,可是过一会儿红色却消失。
【提出问题】是什么原因导致滴有酚酞的NaOH溶液由红色褪为无色?
【猜想与假设】他们分别对这种意外现象作如下猜想:
甲同学:可能是酚酞与O2发生了反应;
乙同学:可能是NaOH溶液与空气中的CO2发生了反应;
丙同学:可能与 大小有关;
【设计实验】三位同学分别设计实验验证自己的猜想:
(1)甲同学设计了如下实验,请你填写下表。
实验步骤 |
设计这一步骤的目的 |
实验现象 |
实验结论 |
①将NaOH溶液加热煮沸 |
① |
溶液变红,过一会儿红色消失 |
甲同学猜想___________(填“正确”或不正确”)新课 |
②向冷却后的溶液中滴人酚酞,并滴一些植物油在其上方 |
② |
(2)乙同学设计如图一装置进行实验,一段时间后,试管中溶液的红色褪去,于是认定自己的猜想正确。写出CO2与NaOH溶液反应的化学方程式: 。
甲同学认为乙同学的实验不够严谨,理由是: 。
(3)丙同学使用了色度传感器测溶液的颜色。他在a、b、c三个比色皿中分别加入等量5%、10%、20%的NaOH溶液,然后各滴加2滴酚酞试液。溶液颜色的变化曲线如图[说明:溶液无色时色度值(透过率)为100%]。请你观察图二写出规律性结论:_____________________ 。
某研究小组发现,维C泡腾片(保健药品,主要成分见图1)溶于水,有许多气泡产生(如图2)。该小组同学进行如下探究。
探究一:该气体的成分。
【猜想与假设】小华说:该气体可能是CO2、O2、CO、H2、N2。
小明说:不可能含有N2,因为_________________________。
小芳说:不可能含有CO和H2,因为从药品安全角度考虑,H2易燃易爆,CO有毒。
该小组同学认为:该气体可能含有CO2、O2中的一种或两种。
【进行实验】
实验编号 |
实验操作 |
实验现象 |
① |
将气体通入澄清的石灰水中 |
澄清石灰水变浑浊 |
② |
将带火星的木条伸入该气体中 |
带火星的木条没有复燃 |
【得出结论】(1)由实验①可知,该气体中肯定含有_________,写出该反应的化学方程式_____________________________________________________。
(2)由实验② (填“能”或“不能”)确定该气体中不含氧气。
探究二:维C泡腾片溶液的酸碱性。
向维C泡腾片溶液中滴加石蕊试液,溶液变红,说明溶液显 性。
化学课后,化学兴趣小组的同学在整理实验桌时,发现有一瓶氢氧化钠溶液没有塞橡皮塞,征得老师同意后,开展了以下探究:
【提出问题1】该氢氧化钠溶液是否变质了呢?
【实验探究1】
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
取少量该溶液于试管中,向溶液中滴加 , 并不断振荡. |
有 产生. |
氢氧化钠溶液一定变质了. |
【提出问题2】该氢氧化钠溶液是全部变质还是部分变质呢?
【猜想与假设】
猜想1:氢氧化钠溶液部分变质.
猜想2:氢氧化钠溶液全部变质.
【查阅资料】
(1)氯化钙溶液呈中性.
(2)氯化钙溶液能与碳酸钠溶液反应:CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl
【实验探究2】
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
(1)取少量该溶液于试管中,向溶液中滴加过量的 溶液,并不断振荡. |
有 生成. |
说明原溶液中一定有碳酸钠. |
(2)取步骤(1)试管中的少量上层清液,滴加酚酞溶液. |
溶液变红色. |
说明原溶液中一定有 . |
【实验结论】该氢氧化钠溶液 (填“部分”或“全部”)变质.
【反思与评价】
(1)氢氧化钠溶液露置于空气中容易变质,请写出相关反应的化学方程式: .
(2)在上述[实验探究2]中,小明提出可用氢氧化钙溶液代替氯化钙溶液,你认为该方案 (填“可行”或“不可行”).
某实验小组的同学从不同角度对稀盐酸与氢氧化钠溶液的反应进行了探究,请填写下列空白。
(1)如何用实验验证稀盐酸与氢氧化钠溶液发生了反应?
方案一: ________________________________________
实验步骤 |
实验现象 |
结论 |
先用pH试纸测定稀盐酸的pH,再逐渐滴加氢氧化钠溶液,并不断振荡,同时测定混合液的pH |
pH逐渐变大,最后pH7 |
稀盐酸与氢氧化钠溶液发生反应 |
分析上述方案中,为什么强调只有测得pH 7才能证明反应发生了?
方案二:如下图向盛有NaOH溶液的烧杯中先滴加酚酞试液,后滴加稀盐酸至过量,观察到的现象是____________________;
结论:稀盐酸与氢氧化钠溶液发生了化学反应,反应的化学方程式为____________________。上述两个方案在设计思路上的相同点是____________________。
(2)探究稀盐酸与氢氧化钠溶液是否恰好完全反应?
实验步骤 |
实验现象 |
结论及化学方程式 |
取少量方案二反应后的溶液于试管中,滴加硫酸铜溶液 |
若生成蓝色沉淀 |
氢氧化钠有剩余,反应的化学方程式为_______________ |
若没有明显现象 |
二者恰好完全反应 |
小明同学对此提出质疑,没有明显现象也不能证明稀盐酸与氢氧化钠溶液恰好完全反应,理由是:______________________________。为此他认为还需要补充下列实验:
|
实验操作 |
实验现象 |
结论及化学方程式 |
补充方案 |
取上述少量方案二所得溶液于试管,加入________(填一种试剂的名称),观察现象 |
____________ |
二者恰好完全反应 |
已知:常温下,CO2、水都能与过氧化钠(化学式 Na2O2)反应产生 O2,其中CO2 与 Na2O2 反应的化学方程式为 2CO2 + 2Na2O2 =2Na2CO3 +O2。某校化学活动小组为探究 CO2与Na2O2反应的产物的性质,设计了如下图所示的实验装置。
⑴仪器 a 的名称是: 。
⑵装置 B 的作用是 。
⑶装置 A 中,发生反应的化学方程式 。
⑷装置 D 玻璃管中,可以观察到的现象是 ,该反应的化学方程式为 。
⑸反应后,将装置 C 中的固体物质溶于水配成溶液,然后向该溶液中加入 (选填“盐酸”、“CaCl2 溶液”、“石蕊试液”之一),会出现 的现象。
⑹反应完毕后,测得装置 C 的总质量增加了 14g,则产生 O2 的质量为 g。
小明和他的同学在实验室发现上一次实验后忘记塞上瓶塞的氢氧化钠溶液的试剂瓶瓶口周围有一些白色固体。他们怀疑氢氧化钠溶液已经变质,于是进行了如下实验探究。
【提出问题】氢氧化钠溶液是否变质?
【提出猜想】
①该氢氧化钠溶液没有变质;②该氢氧化钠溶液部分变质;③该氢氧化钠溶液全部变质。
【实验验证】
【讨论】小明同学认为,根据上述实验(1)(2)可推断,猜想②正确。而小张则认为猜想③也可能正确,理由是 。
于是小王又设计了如下补充实验:
(1)取原溶液少量于试管中,逐滴加入BaCl2溶液至 。静置,分层。
(2)取上层清液,向其中加入CuSO4溶液,若有蓝色沉淀产生,则说明氢氧化钠溶液部分变质,化学方程式: 。反之则说明氢氧化钠溶液已经全部变质。
【反思】该氢氧化钠溶液变质的原因可能是(用化学方程式示): 。
由此,同学们建议实验室保存氢氧化钠时应注意密封保存。药品密封保存的原因很多,请你写出浓硫酸需要密封保存的原因 。为了除去氢氧化钠溶液中变质产生的碳酸钠,你认为可选用下列物质中的 (填序号)。
A.稀盐酸 | B.氢氧化钙溶液 | C.氯化钙溶液 | D.氯化钠溶液 |
化学兴趣小组同学将铝丝插入硫酸铜溶液中时,发现生成红色固体物质的同时有较多的气泡放出。生成了什么气体?同学们决定进行探究。
【提出猜想】放出的气体可能是SO2、O2、H2的一种或几种,提出猜想的依据是 。
【查阅资料】SO2易溶于水,化学性质与二氧化碳有相似之处,它能使澄清石灰水变浑浊,生成CaSO3。
【方案设计】依据上述猜想,实验小组同学分别设计了如下方案:
(1)甲同学认为是O2,则检验方法是_____________________________________。经检验不是O2。
(2)实验小组同学合作设计了如下组合实验方案,排除和验证猜想的气体。
【实验探究】实验开始时,先将收集到的气体从a通入一段时间后,再点燃C处酒精灯;这样操作的目的是 。
实验过程中发现A装置中溶液不变浑浊,C装置中表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色。
结论:铝丝与硫酸铜溶液反应时,产生的气体是_________________。该气体与氧化铜的反应的化学方程式为 。
【思维拓展】由上述实验可以推出,硫酸铜溶液中可能含有____________。
注意:答对(3)(4)奖励4分,但化学试卷总分不超过60分。
(3)丙同学用砂纸将截下的一段铝丝长时间用力反复打磨,然后将打磨后的铝丝放入硫酸铜溶液中,在横截面处现象明显,但在铝丝表面无明显现象,请问可能的原因是
(4)丁同学用试管取2ml硫酸铜溶液,向试管中滴加氢氧化钠溶液,刚开始并未发现预料中的蓝色沉淀现象,其原因是 。
油条是人们喜欢的早点,中国油条的传统加工配方是用明矾(KAl(SO4)2)作为膨松剂,明矾常引起铝残留影响人体健康问题,现在的膨松剂常用臭粉(碳酸氢铵)、小苏打。
(1)油条中的主要营养素是油脂和
(2)“铝残留影响人体健康”中的铝是指 (选填“原子”或“元素”或“单质”)
(3)已知某膨松剂含碳酸氢铵、碳酸氢钠中的一种或两种,兴趣小组对该膨松剂进行如下探究:
【查阅资料】① 2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑; NH4HCO3 NH3↑+H2O+CO2↑。
②氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。浓硫酸可用于吸收氨气。
③ 碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物,能作干燥剂,和二氧化碳反应,不与氨气反应。
实验I:探究膨松剂的成分
按下图所示连接好装置。
实验记录
实验操作 |
主要实验现象 |
实验结论 及解释 |
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① |
检查装置的气密性 |
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装置的气密性良好 |
② |
点燃酒精灯。 |
试管中白色固体减少,红色石蕊试纸 ,澄清石灰水变浑浊。 |
有二氧化碳和氨气生成 |
③ |
继续充分 加热 |
试管中仍有固体。 |
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得出结论:该膨松剂的成分为 (写出化学式)。
实验II:探究产生气体的量
①测定二氧化碳的质量:如下图所示装置(气密性良好,各装置中的试剂为足量)。
将8g膨松剂装入装置B中,加热前,先对已连接好的装置A、B和C通一段时间的空气,再连接装置D、E;加热过程中,装置C的作用是 ;停止加热后,继续通入一段时间的空气,目的是 。实验中,测定实验前后装置 (填字母序号)的质量,其质量差即为样品产生的二氧化碳气体的质量。若没有装置A,可能会造成测定结果 (填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
②测定氨气的质量:将上图装置中 (填字母序号) 的连接顺序为对调。另取8g膨松剂装入装置B中,通过测定实验前后盛有浓硫酸的试管质量,其质量差即为样品产生的氨气的质量。若该装置的质量增加了1.36g,则同时共产生二氧化碳质量是多少? (有计算过程,结果精确到0.01)
同学们在学习Ca(OH)2的化学性质时,对Ca(OH)2溶液和Na2CO3溶液反应后过滤得到的滤液的成分进行探究。请你一同探究并回答下列问题:
【提出问题】 滤液中的溶质是什么物质?
【猜想假设】 猜想Ⅰ:只含有NaOH;
猜想Ⅱ:可能含有 ;
猜想Ⅲ:可能含有NaOH Na2CO3;
猜想Ⅳ:可能含有NaOH Ca(OH)2 Na2CO3;
【分析讨论】经分析和讨论,全体同学认为猜想 肯定不合理,理由是 。
【实验设计】现实验室仅提供稀盐酸、氯化钙溶液、酚酞溶液和必要的仪器,设计一个实验来验证猜想Ⅲ是正确的。请在空格内写出实验操作、预计现象和结论。通过查阅资料知道:①氯化钙溶液呈中性;②碳酸钠(俗名纯碱)的水溶液呈碱性。
实验操作 |
预期现象和结论 |
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二氧化硫与二氧化碳具有某些相似的化学性质。为研究二氧化硫的性质,化学小组同学用如图所示装置进行实验。
关闭K1、K2,将燃烧匙中硫粉在空气中点燃,迅速伸入如图所示瓶中,可以观察到火焰呈蓝紫色,则瓶内的气体是 ,硫燃烧反应的化学方程式是 。瓶内的石蕊溶液由紫色变为红色,原因是 。
(1)若只打开K1,烧杯内的兵乓球被吸在漏斗口,原因是 。
(2)若注射器中盛有溶液A,只打开K2,可观察到的现象是 ,瓶内溶液变为蓝色,溶液A一定具有的性质是 。
(3)若注射器中盛有澄清石灰水,打开K1、K2,向外拉注射器,可观察到澄清石灰水变浑浊,反应的化学方程式是 。