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第4讲 常见的酸和碱
考点1 常见的酸和碱
1.如图是我们常见的水果及其近似pH,其中酸性最强的是 ( )
2.不同品牌的洗手液pH一般不同,25 ℃时四种洗手液的pH如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.洗手液a用蒸馏水稀释后pH减小 B.洗手液b的酸性比a弱
C.洗手液c能使石蕊试液变蓝色 D.洗手液d和a混合液的pH可能等于7
3.盐酸在生产和生活中的用途很广,能与多种物质发生反应。下列物质与盐酸反应时,能观察到白色沉淀的是 ( )
4.某锥形瓶内盛有盐酸和氯化铜的混合溶液100 g,向其中加入溶质质量分数为10%的氢氧化钠溶液,锥形瓶内溶液质量m1与加入的氢氧化钠溶液质量m2的变化关系如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.反应至A点时,所加NaOH溶液的质量为40 g
B.反应至A点时,溶液中的溶质有CuCl2和NaCl
C.反应至B点时,锥形瓶内溶液的质量为280.4 g
D.反应至B点时,锥形瓶内溶液中NaCl的质量为23.4 g
5.物质结构决定性质,物质性质决定用途,反应本质决定变化现象。如图是小科构建的氢氧化钙部分知识网络。其中“—”表示相连物质能发生化学反应,X与图中所给物质的类别不同。请回答:
(1)酚酞试液在Ca(OH)2溶液中显红色,能使酚酞试液变红的离子是 ;
(2)列举熟石灰[Ca(OH)2]在工农业上的一种用途 ;
(3)X溶液能与Ca(OH)2溶液反应并产生蓝色絮状沉淀,写出产生该实验现象的一个化学方程式: 。
6.一种制备氢氧化镁的生产流程如图所示,MgCl2和NaOH按恰好完全反应的比例加料。
(1)写出步骤c中发生反应的化学方程式: 。
(2)x= 。
(3)过滤得到的粗产品还要经过洗涤,洗涤时主要除去的杂质是 。
(4)上述流程中若用下列物质代替氢氧化钠,也能制得氢氧化镁的是 。
①盐酸 ②氯化钙 ③氨水 ④硫酸镁
7.酸碱理论的发展如下:
(1)根据朴素的酸碱理论,Na2CO3属于 (选填“酸”或“碱”)。
(2)根据酸碱电离理论理解酸碱反应的实质是 。
(3)已知H2CO3HC+H+和HCC+H+,由酸碱质子理论,H2CO3的共轭碱是 。
(4)随着认知水平的不断提高,人们对酸碱理论的描述也在不断完善。下列对不同酸碱理论的分析合理的是 。
A.酸碱电离理论认为酸碱是两种不同的物质
B.酸碱电离理论认为氧元素是酸中必不可少的元素
C.酸碱质子理论认为碱可以是分子,也可以是离子
D.酸碱质子理论扩大了酸和碱的范围,不再具有局限性
考点2 中和反应、酸碱指示剂和酸碱度
8.取稀盐酸与氢氧化钠反应后的溶液进行实验。下列能说明稀盐酸、氢氧化钠恰好完全反应的是 ( )
A.加硝酸银溶液,有白色沉淀生成
B.加氢氧化镁固体,固体全部溶解
C.加酚酞试液,溶液显红色
D.测定溶液的pH,刚好显中性
9.为探究“稀盐酸和氢氧化钠溶液反应过程中,溶液的pH及温度随时间变化关系”,小科按图甲连接好实验装置,往盛有一种溶液的烧杯中滴入另一种初温相同的溶液,同时用玻璃棒搅拌。数字采集器和计算机实时显示数据和曲线(如图乙):横坐标表示时间,左边纵坐标表示pH,右边纵坐标表示溶液的温度。结合反应过程并分析曲线,回答下列问题:
(1)胶头滴管中的试剂是 ,150秒时烧杯中溶液含有的溶质是 ;
(2)烧杯中溶液的温度升高的原因是 。
10.做酸碱实验时,小敏将稀盐酸逐滴加到氢氧化钡溶液中(如图),发现一直无明显现象,突然想起忘记加无色酚酞试液。为探究反应的进程,过程如下:(已知BaCl2溶液呈中性)
【建立猜想】①氢氧化钡过量 ②盐酸过量 ③ 。
【实验设计】
步骤一:取少量反应后的溶液于试管中,滴入几滴无色酚酞试液,溶液不变色,得出猜想①错误。
步骤二:继续探究
实验方案 实验操作 实验现象 实验结论
Ⅰ 重新取样,滴加少量AgNO3溶液 白色沉淀 猜想②正确
Ⅱ 重新取样,滴加足量Na2CO3溶液 猜想②正确
白色沉淀 猜想③正确
(1)对方案Ⅰ的结论进行评价: 。
(2)表格空白处的实验现象是 。
【表达交流】为确定猜想②是否正确,还可以选择的试剂有 。
A.紫色石蕊试液 B.铜片 C.铁锈
A组 基础题组
1.分析推理是科学学习和研究中常用的思维方法。下列分析推理正确的是 ( )
A.中和反应有盐和水生成,因此有盐和水生成的反应一定是中和反应
B.碱溶液的pH都大于7,因此pH大于7的溶液一定是碱溶液
C.硫酸溶液与BaCl2溶液反应产生白色沉淀,因此能与BaCl2溶液反应产生白色沉淀的一定是硫酸溶液
D.稀硫酸滴入石蕊试液后溶液变红,因此盐酸滴入石蕊试液后溶液也变红
2.为了研究氢氧化钙的性质,教材中设计了如图所示实验,关于氢氧化钙与图中物质反应的相关说法错误的是 ( )
A.与稀硫酸反应,是因为它能电离出氢氧根离子
B.与稀盐酸反应产生不溶于水的氯化钙,体现了碱的通性
C.与碳酸钠溶液反应,是因为它能电离出钙离子
D.与氯化铁反应生成氢氧化铁和氯化钙,体现了碱的通性
3.物质的性质决定用途,下列关于氢氧化钠的四种用途中,主要利用了其物理性质的是 ( )
A.用氢氧化钠吸收二氧化硫
B.用氢氧化钠固体干燥气体
C.用氢氧化钠处理酸性污水
D.电解氢氧化钠制取金属钠
4.某校化学小组在利用盐酸和氢氧化钾溶液探究酸碱中和反应时,利用数字化传感器测得将一溶液逐滴滴加到烧杯中,烧杯中溶液pH的变化图像如图所示。
(1)根据图像分析实验前烧杯中盛有 溶液。
(2)向图中c点所示溶液中加入一定量的碳酸钠溶液,待完全反应后所得溶液中一定含有的溶质是 。
B组 提升题组
5.向盛有HCl和CuCl2混合溶液的烧杯中逐滴加入NaOH溶液至过量。在该过程中,下列4个图像能正确反映烧杯内物质的某些量变化趋势的是 ( )
A.①③ B.①②④ C.②④ D.①②③
6.小徐为判断酸碱中和反应是否进行完全,往20 g 10%的氢氧化钠溶液中滴加10%的盐酸,装置如图甲。
图甲
实验中温度变化如表所示。
加入盐酸的体积V/mL 5 11 18 23 19
溶液温度t/℃ 28.7 34.1 37.8 35.3 33.4
(1)判断方法一:利用指示剂颜色变化判断。溶液红色消失,因为中和反应的结果是酸和碱各自的特性都消失,图乙描述的是氢氧化钠与盐酸反应的微观实质,请用符号或文字表示酸碱反应的实质: 。
图乙
(2)根据表格数据分析,当温度为 ℃时表明中和反应完全进行。由此得出判断方法二:利用 变化来判断是否完全中和。
(3)判断方法三:通过计算获取准确的数据来判断,当加入盐酸的质量为 g时反应完全进行。
7.实验室有一瓶敞口放置一段时间的氢氧化钠固体,为测定这瓶样品中氢氧化钠的质量分数做如下实验:现取W g样品(已充分干燥)放入盛有足量水的烧杯中(充分溶解),向烧杯中逐滴加入一定溶质质量分数的稀盐酸。实验数据如图所示:
试分析计算回答:
(1)P点对应的溶液溶质是 。
(2)W g样品中氢氧化钠的质量分数是多少 (精确到0.1%)
思维亮剑
1.甲、乙、丙三种物质有如下转化关系:甲乙丙。在不断搅拌下,往装有甲溶液的容器中逐滴加入稀盐酸依次发生了①、②反应,同时测定容器中液体的透光强度(液体越浑浊,透光强度越小),结果如图。下列分析错误的是 ( )
A.乙难溶于水
B.甲可能是NaOH
C.QM段对应反应②
D.E、F对应的液体组成不同
2.铝在地壳中主要以铝土矿的形式存在,铝土矿的主要成分为Al2O3(含有少量Fe2O3、SiO2等杂质)。工业上冶炼铝的工艺流程见下图:
(1)铝土矿中的SiO2不溶于水,也不与盐酸反应,操作①的目的是 ;
(2)操作③得到的Al(OH)3受热分解生成Al2O3,该反应的化学方程式为 ,铝土矿经过操作①~④的目的是 ;
(3)在冰晶石作助熔剂条件下,高温电解Al2O3得到金属铝,该反应的化学方程式为 。
3.在化学学习和研究中有很多规律可循。应用规律可以让我们获取新知识。
(1)碱性强弱规律:
大量实验证明:金属越活泼,其对应的碱的碱性越强(碱的碱性强弱与碱的溶解性无关)。下列关于碱性强弱判断正确的是 。(填字母序号)
A.KOH>NaOH>Ca(OH)2
B.KOH>Ca(OH)2>NaOH
C.NaOH>Ca(OH)2>KOH
(2)强酸制备弱酸规律:
较强酸能制备较弱酸。已知酸性强弱:HCl>H2SO3>H2CO3>H2S,则下列反应不可能发生的是 。(填字母序号)
A.K2CO3+2HCl 2KCl+H2O+CO2↑
B.Na2SO3+2HCl 2NaCl+H2O+SO2↑
C.Na2CO3+H2S Na2S+H2O+CO2↑
(3)物质命名规律:
某些类别的物质命名与化合价有关。如:HClO4(高氯酸)、HClO3(氯酸)、HClO2(亚氯酸)、HClO(次氯酸)。磷的含氧酸有H3PO4、H3PO3、H3PO2,其中H3PO4为磷酸,则H3PO2的名称为 。
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第4讲 常见的酸和碱
考点1 常见的酸和碱
1.如图是我们常见的水果及其近似pH,其中酸性最强的是 ( )
答案 C
解析 酸性越强,pH越小,故选C。
2.不同品牌的洗手液pH一般不同,25 ℃时四种洗手液的pH如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.洗手液a用蒸馏水稀释后pH减小 B.洗手液b的酸性比a弱
C.洗手液c能使石蕊试液变蓝色 D.洗手液d和a混合液的pH可能等于7
答案 A
解析 洗手液a呈酸性,稀释后pH变大,A错误;洗手液a的pH比洗手液b的pH小,B正确;洗手液c pH大于7,呈碱性,C正确;洗手液a的pH小于7,洗手液d的pH大于7,两者混合后pH可能等于7,D正确。
3.盐酸在生产和生活中的用途很广,能与多种物质发生反应。下列物质与盐酸反应时,能观察到白色沉淀的是 ( )
答案 C
解析 紫色石蕊试液遇稀盐酸变红,A错误;稀盐酸与生锈的铁钉反应,溶液变色,产生气泡,B错误;稀盐酸和硝酸银反应生成氯化银白色沉淀,C正确;稀盐酸与氢氧化钠反应无明显现象,D错误。
4.某锥形瓶内盛有盐酸和氯化铜的混合溶液100 g,向其中加入溶质质量分数为10%的氢氧化钠溶液,锥形瓶内溶液质量m1与加入的氢氧化钠溶液质量m2的变化关系如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.反应至A点时,所加NaOH溶液的质量为40 g
B.反应至A点时,溶液中的溶质有CuCl2和NaCl
C.反应至B点时,锥形瓶内溶液的质量为280.4 g
D.反应至B点时,锥形瓶内溶液中NaCl的质量为23.4 g
答案 D
解析 由题图中数据可知,反应至A点时加入氢氧化钠溶液的质量为140 g-100 g=40 g,故A说法正确。反应至A点时,溶液中盐酸恰好完全反应,溶液中的溶质有CuCl2和NaCl,故B说法正确。由题图可知,与氯化铜反应的氢氧化钠溶液的质量为200 g-40 g=160 g。设生成的氢氧化铜的质量为x,生成的氯化钠的质量为y。
CuCl2+2NaOH Cu(OH)2↓+2NaCl
80 98 117
160 g×10% x y
== 解得:x=19.6 g y=23.4 g
反应至B点时,锥形瓶内溶液的质量为100 g+200 g-19.6 g=280.4 g,故C说法正确。设40 g 10%氢氧化钠溶液与盐酸反应生成的氯化钠的质量为z。
NaOH+HCl NaCl+H2O
40 58.5
40 g×10% z
= 解得:z=5.85 g
反应至B点时,锥形瓶内溶液中NaCl的质量为5.85 g+23.4 g=29.25 g,故D说法错误。
分析思路 向盛有盐酸和氯化铜的混合溶液中加入氢氧化钠溶液时,所加入的氢氧化钠溶液先与盐酸发生中和反应,之后与氯化铜反应生成氢氧化铜沉淀;A点表示氢氧化钠与盐酸恰好完全反应,B点表示氢氧化钠与氯化铜恰好完全反应;根据参加反应的氢氧化钠的质量,结合化学方程式计算反应后生成的氯化钠的质量,进一步计算B点时锥形瓶内所得溶液的溶质质量。
5.物质结构决定性质,物质性质决定用途,反应本质决定变化现象。如图是小科构建的氢氧化钙部分知识网络。其中“—”表示相连物质能发生化学反应,X与图中所给物质的类别不同。请回答:
(1)酚酞试液在Ca(OH)2溶液中显红色,能使酚酞试液变红的离子是 ;
(2)列举熟石灰[Ca(OH)2]在工农业上的一种用途 ;
(3)X溶液能与Ca(OH)2溶液反应并产生蓝色絮状沉淀,写出产生该实验现象的一个化学方程式: 。
答案 (1)OH- (2)中和酸性土壤(或中和酸性废液等) (3)CuSO4+Ca(OH)2Cu(OH)2↓+CaSO4(X是可溶性铜盐即可)
解析 (1)Ca(OH)2属于碱,其水溶液呈碱性,能使酚酞试液变红,其原因是Ca(OH)2能在水中电离出OH-;(2)熟石灰[Ca(OH)2]水溶液呈碱性,所以在工农业上常用来中和酸性土壤或酸性废液;(3)由题意可知X溶液应该是一种可溶性铜盐,以CuSO4溶液为例,反应的化学方程式可表示为CuSO4+Ca(OH)2CaSO4+Cu(OH)2↓。
6.一种制备氢氧化镁的生产流程如图所示,MgCl2和NaOH按恰好完全反应的比例加料。
(1)写出步骤c中发生反应的化学方程式: 。
(2)x= 。
(3)过滤得到的粗产品还要经过洗涤,洗涤时主要除去的杂质是 。
(4)上述流程中若用下列物质代替氢氧化钠,也能制得氢氧化镁的是 。
①盐酸 ②氯化钙 ③氨水 ④硫酸镁
答案 (1)MgCl2+2NaOH Mg(OH)2↓+2NaCl
(2)280
(3)氯化钠(或NaCl)
(4)③
解析 (1)步骤c中氯化镁和氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,发生反应的化学方程式为MgCl2+2NaOH Mg(OH)2↓+2NaCl。
(2)根据题意知,每分钟反应的氯化镁质量为332.5 g/L×0.1 L=33.25 g,
MgCl2 + 2NaOH Mg(OH)2↓+2NaCl
95 80
33.25 g x g/L×0.1 L
=
x=280。
(3)过滤得到的粗产品还要经过洗涤,洗涤时主要除去的杂质是反应生成的氯化钠。
(4)氢氧化钠能用氨水代替,NH3·H2O也能和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化铵。
7.酸碱理论的发展如下:
(1)根据朴素的酸碱理论,Na2CO3属于 (选填“酸”或“碱”)。
(2)根据酸碱电离理论理解酸碱反应的实质是 。
(3)已知H2CO3HC+H+和HCC+H+,由酸碱质子理论,H2CO3的共轭碱是 。
(4)随着认知水平的不断提高,人们对酸碱理论的描述也在不断完善。下列对不同酸碱理论的分析合理的是 。
A.酸碱电离理论认为酸碱是两种不同的物质
B.酸碱电离理论认为氧元素是酸中必不可少的元素
C.酸碱质子理论认为碱可以是分子,也可以是离子
D.酸碱质子理论扩大了酸和碱的范围,不再具有局限性
答案 (1)碱 (2)酸电离出的氢离子和碱电离出的氢氧根离子结合成水的过程(或H++OH-H2O) (3)HC (4)AC
解析 (1)碳酸钠水溶液呈碱性。(3)由H2CO3HC +H+可知H2CO3的共轭碱就是HC。(4)酸碱电离理论说明酸电离的阳离子全是氢离子,碱电离的阴离子全部是氢氧根离子,所以酸和碱是不同种物质,A正确;酸碱电离理论说明酸电离的阳离子全是氢离子,没有提到氧元素,B错误;酸碱质子理论说明给出质子的物质都是酸,这个物质可以是分子、原子、离子,C正确;理论是一个不断完善的过程,不可能没有局限性,D错误。
考点2 中和反应、酸碱指示剂和酸碱度
8.取稀盐酸与氢氧化钠反应后的溶液进行实验。下列能说明稀盐酸、氢氧化钠恰好完全反应的是 ( )
A.加硝酸银溶液,有白色沉淀生成
B.加氢氧化镁固体,固体全部溶解
C.加酚酞试液,溶液显红色
D.测定溶液的pH,刚好显中性
答案 D
解析 盐酸与氢氧化钠反应生成NaCl和H2O,可通过检验H+和OH-的存在,判断二者是否恰好反应。加入硝酸银溶液,产生白色沉淀,只能说明有氯离子,无法判断有无氢离子或氢氧根离子,A错误;加入氢氧化镁固体,固体溶解,说明有氢离子,盐酸过量,B错误;加入酚酞试液,溶液变红,说明有氢氧根离子,氢氧化钠过量,C错误;测定溶液的pH,刚好显中性,说明稀盐酸与氢氧化钠恰好反应,D正确。
9.为探究“稀盐酸和氢氧化钠溶液反应过程中,溶液的pH及温度随时间变化关系”,小科按图甲连接好实验装置,往盛有一种溶液的烧杯中滴入另一种初温相同的溶液,同时用玻璃棒搅拌。数字采集器和计算机实时显示数据和曲线(如图乙):横坐标表示时间,左边纵坐标表示pH,右边纵坐标表示溶液的温度。结合反应过程并分析曲线,回答下列问题:
(1)胶头滴管中的试剂是 ,150秒时烧杯中溶液含有的溶质是 ;
(2)烧杯中溶液的温度升高的原因是 。
答案 (1)稀盐酸 NaCl和HCl
(2)盐酸与氢氧化钠反应放出热量,溶液温度逐渐上升,完全反应时,溶液温度升到最高
解析 (1)由题图乙可知溶液的初始pH>7,所以是将稀盐酸滴入氢氧化钠溶液中,所以胶头滴管中的试剂是稀盐酸。150秒时,溶液pH<7,稀盐酸过量,所以溶液中的溶质肯定有HCl,稀盐酸与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为HCl+NaOHNaCl+H2O,所以溶液中肯定有反应生成的NaCl。(2)稀盐酸与氢氧化钠溶液之间的反应是放热反应,随着反应的进行不断放出热量,当两者完全反应时,放热停止,溶液温度最高。
10.做酸碱实验时,小敏将稀盐酸逐滴加到氢氧化钡溶液中(如图),发现一直无明显现象,突然想起忘记加无色酚酞试液。为探究反应的进程,过程如下:(已知BaCl2溶液呈中性)
【建立猜想】①氢氧化钡过量 ②盐酸过量 ③ 。
【实验设计】
步骤一:取少量反应后的溶液于试管中,滴入几滴无色酚酞试液,溶液不变色,得出猜想①错误。
步骤二:继续探究
实验方案 实验操作 实验现象 实验结论
Ⅰ 重新取样,滴加少量AgNO3溶液 白色沉淀 猜想②正确
Ⅱ 重新取样,滴加足量Na2CO3溶液 猜想②正确
白色沉淀 猜想③正确
(1)对方案Ⅰ的结论进行评价: 。
(2)表格空白处的实验现象是 。
【表达交流】为确定猜想②是否正确,还可以选择的试剂有 。
A.紫色石蕊试液 B.铜片 C.铁锈
答案 【建立猜想】③恰好完全反应
【实验设计】(1)不正确,反应生成的氯化钡也能和硝酸银反应生成白色沉淀 (2)先产生气泡,后出现白色沉淀
【表达交流】AC
解析 【建立猜想】向氢氧化钡溶液中滴加稀盐酸,过程中可能出现氢氧化钡过量、盐酸过量、恰好完全反应三种情况。
【实验设计】重新取样,滴加少量AgNO3溶液,因为氯化钡能和硝酸银反应生成白色沉淀氯化银,所以不能证明盐酸过量;重新取样,滴加足量Na2CO3溶液,若产生气泡,说明溶液中含有HCl,HCl与碳酸钠反应生成了二氧化碳。
【表达交流】A项,紫色石蕊试液遇酸性溶液变红,如果溶液中含有HCl,滴加紫色石蕊试液时溶液会变红,因此可以用紫色石蕊试液检验;B项,铜不能和稀盐酸反应,因此不能用铜片检验;C项,铁锈的主要成分是氧化铁,氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水,反应过程中固体溶解,溶液由无色变成黄色,因此可以用铁锈检验。
A组 基础题组
1.分析推理是科学学习和研究中常用的思维方法。下列分析推理正确的是 ( )
A.中和反应有盐和水生成,因此有盐和水生成的反应一定是中和反应
B.碱溶液的pH都大于7,因此pH大于7的溶液一定是碱溶液
C.硫酸溶液与BaCl2溶液反应产生白色沉淀,因此能与BaCl2溶液反应产生白色沉淀的一定是硫酸溶液
D.稀硫酸滴入石蕊试液后溶液变红,因此盐酸滴入石蕊试液后溶液也变红
答案 D
解析 A项,中和反应是指酸和碱反应生成盐和水的反应,但生成盐和水的反应不一定是酸和碱的反应,金属氧化物与酸反应也能生成盐和水,错误;B项,有些盐的水溶液也呈碱性,如碳酸钠溶液,错误;C项,能与BaCl2溶液反应产生白色沉淀,该溶液中可能含有硫酸根离子或碳酸根离子,也可能含有银离子,错误;D项,酸的溶液都能使石蕊试液变红,故盐酸能使石蕊试液变红,正确。
2.为了研究氢氧化钙的性质,教材中设计了如图所示实验,关于氢氧化钙与图中物质反应的相关说法错误的是 ( )
A.与稀硫酸反应,是因为它能电离出氢氧根离子
B.与稀盐酸反应产生不溶于水的氯化钙,体现了碱的通性
C.与碳酸钠溶液反应,是因为它能电离出钙离子
D.与氯化铁反应生成氢氧化铁和氯化钙,体现了碱的通性
答案 B
解析 与稀硫酸反应,本质是氢离子和氢氧根离子反应,故A正确;氯化钙易溶于水,故B错误;与碳酸钠反应,本质是钙离子和碳酸根离子反应,故C正确;与氯化铁反应,本质是铁离子和氢氧根离子反应,故D正确。
3.物质的性质决定用途,下列关于氢氧化钠的四种用途中,主要利用了其物理性质的是 ( )
A.用氢氧化钠吸收二氧化硫
B.用氢氧化钠固体干燥气体
C.用氢氧化钠处理酸性污水
D.电解氢氧化钠制取金属钠
答案 B
解析 用氢氧化钠吸收二氧化硫,是因为二者反应生成亚硫酸钠和水,利用的是化学性质,故A错误;用氢氧化钠固体干燥气体,利用氢氧化钠的吸水性,为物理性质,故B正确;用氢氧化钠处理酸性污水,是因为酸碱中和生成水,利用的是化学性质,故C错误;电解氢氧化钠制取金属钠,为化学性质,故D错误。
4.某校化学小组在利用盐酸和氢氧化钾溶液探究酸碱中和反应时,利用数字化传感器测得将一溶液逐滴滴加到烧杯中,烧杯中溶液pH的变化图像如图所示。
(1)根据图像分析实验前烧杯中盛有 溶液。
(2)向图中c点所示溶液中加入一定量的碳酸钠溶液,待完全反应后所得溶液中一定含有的溶质是 。
答案 (1)KOH (2)KCl、NaCl
解析 (1)由题图可知,开始时溶液显碱性,说明是把盐酸滴加到氢氧化钾溶液中。(2)c点所示的溶液中一定有KCl和盐酸,加一定量碳酸钠溶液,则盐酸会和Na2CO3反应生成NaCl,而Na2CO3和盐酸的量无法确定,所以一定有的溶质是KCl、NaCl。
审题技巧 观察题图中曲线的起点来判断容器中原有溶液和添加溶液的种类。
B组 提升题组
5.向盛有HCl和CuCl2混合溶液的烧杯中逐滴加入NaOH溶液至过量。在该过程中,下列4个图像能正确反映烧杯内物质的某些量变化趋势的是 ( )
A.①③ B.①②④ C.②④ D.①②③
答案 B
解析 向盛有HCl和CuCl2混合溶液的烧杯中逐滴加入NaOH溶液至过量时,氢氧化钠溶液先与HCl反应生成氯化钠和水;当HCl充分反应后,氢氧化钠溶液再与氯化铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和氯化钠。①由以上分析可知,开始滴加氢氧化钠溶液时,没有沉淀产生;当HCl充分反应后,氢氧化钠溶液再与氯化铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀;当氯化铜完全反应后,沉淀的质量不再改变,正确。②由质量守恒定律可知,化学反应前后元素的种类及其质量保持不变,所以反应过程中氯元素的质量保持不变,正确。③氢氧化钠溶液先与HCl反应生成氯化钠和水,此时溶液中溶质的质量增大;当氢氧化钠溶液与氯化铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和氯化钠时,溶质的质量减小,当CuCl2完全反应后,溶质的质量增大,错误。④氢氧化钠溶液先与HCl反应生成氯化钠和水,此时溶液中溶剂的质量增大;当氢氧化钠溶液与氯化铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和氯化钠的过程中,溶剂的质量增大,但是增大的幅度减小,正确。
关键点拨 这是一道图像坐标与化学知识相结合的综合题,解题的关键是结合所涉及的化学知识,正确分析各变化的过程,注意分析坐标轴表示的意义、曲线的起点、折点及变化趋势,进而确定正确的图像。
6.小徐为判断酸碱中和反应是否进行完全,往20 g 10%的氢氧化钠溶液中滴加10%的盐酸,装置如图甲。
图甲
实验中温度变化如表所示。
加入盐酸的体积V/mL 5 11 18 23 19
溶液温度t/℃ 28.7 34.1 37.8 35.3 33.4
(1)判断方法一:利用指示剂颜色变化判断。溶液红色消失,因为中和反应的结果是酸和碱各自的特性都消失,图乙描述的是氢氧化钠与盐酸反应的微观实质,请用符号或文字表示酸碱反应的实质: 。
图乙
(2)根据表格数据分析,当温度为 ℃时表明中和反应完全进行。由此得出判断方法二:利用 变化来判断是否完全中和。
(3)判断方法三:通过计算获取准确的数据来判断,当加入盐酸的质量为 g时反应完全进行。
答案 (1)H++OH-H2O或酸中的氢离子和碱中的氢氧根离子结合生成水 (2)37.8 温度 (3)18.25
解析 (2)中和反应是放热反应,所以溶液温度最高即37.8 ℃时,表明中和反应完全进行。
(3)设当加入盐酸的质量为x时反应完全进行。
HCl + NaOHNaCl + H2O
36.5 40
10%x 20 g×10%
=
x=18.25 g
即加入盐酸的质量为18.25 g时反应完全进行。
7.实验室有一瓶敞口放置一段时间的氢氧化钠固体,为测定这瓶样品中氢氧化钠的质量分数做如下实验:现取W g样品(已充分干燥)放入盛有足量水的烧杯中(充分溶解),向烧杯中逐滴加入一定溶质质量分数的稀盐酸。实验数据如图所示:
试分析计算回答:
(1)P点对应的溶液溶质是 。
(2)W g样品中氢氧化钠的质量分数是多少 (精确到0.1%)
答案 (1)NaCl、NaOH、Na2CO3
(2)解:设样品中Na2CO3的质量为x,稀盐酸的溶质质量分数为y。
Na2CO3 + 2HCl2NaCl+H2O+CO2↑
106 73 44
x 50 g×y 2.2 g
= x=5.3 g
= y=7.3%
设样品中氢氧化钠的质量为z。
NaOH + HClNaCl+H2O
40 36.5
z 150 g×7.3%
= z=12 g
样品中氢氧化钠的质量分数是×100%≈69.4%
答:W g样品中氢氧化钠的质量分数为69.4%。
解析 (1)稀盐酸先与氢氧化钠反应,生成氯化钠和水,再与碳酸钠反应,生成氯化钠、水和二氧化碳。P点时,没有生成气体,因此发生的是稀盐酸与氢氧化钠的反应,根据反应产物和剩余的物质分析溶质种类。(2)根据题图可知,反应生成二氧化碳的质量为2.2 g,而与碳酸钠反应的稀盐酸的质量为200 g-150 g=50 g,根据碳酸钠和稀盐酸反应的方程式,计算出参加反应的碳酸钠的质量以及稀盐酸的溶质质量分数。与氢氧化钠反应的稀盐酸的质量为150 g,根据稀盐酸和氢氧化钠反应的化学方程式计算出参加反应的氢氧化钠的质量,将碳酸钠和氢氧化钠的质量相加得到总质量,最后计算样品中氢氧化钠的质量分数即可。
思维亮剑
1.甲、乙、丙三种物质有如下转化关系:甲乙丙。在不断搅拌下,往装有甲溶液的容器中逐滴加入稀盐酸依次发生了①、②反应,同时测定容器中液体的透光强度(液体越浑浊,透光强度越小),结果如图。下列分析错误的是 ( )
A.乙难溶于水
B.甲可能是NaOH
C.QM段对应反应②
D.E、F对应的液体组成不同
答案 B
解析 由题图可知,容器中液体的透光强度在Q点接近于零,故可判断甲和稀盐酸反应生成的乙难溶于水,A正确;由于氢氧化钠和稀盐酸反应生成的氯化钠易溶于水,容器中液体的透光强度不会下降至接近于零,故甲不可能是氢氧化钠,B错误;由于容器中液体的透光强度先下降至接近于零,后又增大,而容器中依次发生反应①②,故PQ段对应反应①,QM段对应反应②,C正确;E点对应的液体中有未反应完的甲和生成的乙,F点对应的液体中含有乙和生成的丙,所以E和F对应的液体组成不同,D正确。
2.铝在地壳中主要以铝土矿的形式存在,铝土矿的主要成分为Al2O3(含有少量Fe2O3、SiO2等杂质)。工业上冶炼铝的工艺流程见下图:
(1)铝土矿中的SiO2不溶于水,也不与盐酸反应,操作①的目的是 ;
(2)操作③得到的Al(OH)3受热分解生成Al2O3,该反应的化学方程式为 ,铝土矿经过操作①~④的目的是 ;
(3)在冰晶石作助熔剂条件下,高温电解Al2O3得到金属铝,该反应的化学方程式为 。
答案 (1)除去SiO2 (2)2Al(OH)3 Al2O3+3H2O
得到纯净的Al2O3 (3)2Al2O3 4Al+3O2↑
解析 (1)SiO2不溶于水,也不与盐酸反应,Al2O3、Fe2O3和盐酸反应,所以操作①的目的是除去SiO2。(2)氢氧化铝受热分解生成氧化铝和水,化学方程式为2Al(OH)3 Al2O3+3H2O;铝土矿经过操作①~④,除去SiO2、Fe2O3等杂质,得到纯净的Al2O3。(3)在冰晶石作助熔剂条件下,高温电解氧化铝生成铝和氧气,化学方程式为2Al2O3 4Al+3O2↑。
3.在化学学习和研究中有很多规律可循。应用规律可以让我们获取新知识。
(1)碱性强弱规律:
大量实验证明:金属越活泼,其对应的碱的碱性越强(碱的碱性强弱与碱的溶解性无关)。下列关于碱性强弱判断正确的是 。(填字母序号)
A.KOH>NaOH>Ca(OH)2
B.KOH>Ca(OH)2>NaOH
C.NaOH>Ca(OH)2>KOH
(2)强酸制备弱酸规律:
较强酸能制备较弱酸。已知酸性强弱:HCl>H2SO3>H2CO3>H2S,则下列反应不可能发生的是 。(填字母序号)
A.K2CO3+2HCl 2KCl+H2O+CO2↑
B.Na2SO3+2HCl 2NaCl+H2O+SO2↑
C.Na2CO3+H2S Na2S+H2O+CO2↑
(3)物质命名规律:
某些类别的物质命名与化合价有关。如:HClO4(高氯酸)、HClO3(氯酸)、HClO2(亚氯酸)、HClO(次氯酸)。磷的含氧酸有H3PO4、H3PO3、H3PO2,其中H3PO4为磷酸,则H3PO2的名称为 。
答案 (1)B (2)C (3)次磷酸
解析 (1)K、Ca、Na三种金属的活动性依次减弱,其对应的碱的碱性强弱为KOH>Ca(OH)2>NaOH,故选B。(2)由题知,酸性强弱:A中HCl>H2CO3,B中HCl>H2SO3,均符合较强酸制备较弱酸的反应规律;而C中H2S>H2CO3,不符合较强酸制备较弱酸的反应规律,故选C。(3)H3PO4中磷元素的化合价是+5,H3PO3中磷元素的化合价是+3,H3PO2中磷元素的化合价是+1,则H3PO2的名称为次磷酸。
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