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中考核心考点 科学探究题
一.科学探究题(共20小题)
1.(2025 天河区校级一模)某初三化学兴趣小组的同学为验证“复分解反应的条件”进行了如图所示的甲、乙、丙、丁四个实验:
(1)甲实验中,能够证明稀硫酸跟氢氧化钠发生了化学反应的明显现象是 。
(2)丙实验所用Na2CO3溶液中滴加酚酞,溶液变红,则Na2CO3溶液显 (填“酸性”、“碱性”或“中性”)。
(3)实验结束后,将上述4支试管里的剩余物倒入同一只烧杯中,后续实验及现象如图:
则红色溶液a中一定有的溶质是 (填化学式,不考虑酚酞)。
(4)欲进一步探究乙号试管中的两种物质是否发生了复分解反应,又补充了以下如图实验。
该实验证明两种物质不能发生复分解反应.请结合实验中的信息,回答下列问题:
①滴加石蕊溶液的目的是 。
②试剂X和试管H中的现象分别是 。
2.(2025春 淮安校级月考)学习化学开启了我们认识物质之旅,某同学对氢氧化钠的性质及应用进行了如下的探究。
探究一:溶解过程中的能量变化
(1)向20mL水中加入一定量的氢氧化钠固体,固体全部溶解,溶液温度 (填“升高”、“降低”或“不变”)。
探究二:氢氧化钠的化学性质
如图1所示,同学们用氢氧化钠溶液进行了下列实验,请分析并回答下列问题:
(2)A试管中观察到试液变红,是因为溶液中存在 (填微粒符号)。
(3)写出B试管中出现的现象 。
【提出问题】C试管中无明显现象,怎样证明C试管中发生了反应?
【分析讨论】
(4)同学们讨论后认为,可以用两种思路探究上述反应是否发生。
思路Ⅰ:验证反应物减少或消失;思路Ⅱ:验证 。
(5)为了证明C中已发生化学反应,同学们按照思路Ⅱ设计并进行了如下实验,请完成下列实验报告单。
实验操作 实验现象 实验结论
取少量通入二氧化碳一段时间后的溶液于试管中。向其中加入
氢氧化钠溶液与二氧化碳发生了反应
探究三:氢氧化钠的应用
(6)实验室中能用氢氧化钠溶液吸收的气体是 (填字母)。
a、二氧化碳 b、水蒸气 c、氯化氢 d、氧气 e、二氧化硫
吸收上述所选气体,一般不用氢氧化钙溶液,主要是因为氢氧化钠和氢氧化钙的 不同。
向H2SO3溶液中滴加NaOH溶液,测得溶液中含硫微粒的浓度随pH变化如图2.
(7)NaHSO3溶液呈 (填“酸性”、“中性”或“碱性”)。
(8)M点溶液所含的溶质有 (填化学式)。
(9)溶液的pH由0升至3的过程中,H2SO3与NaOH发生反应的化学方程式为 。
3.(2025 泗洪县模拟)化学实验兴趣小组的同学利用制备的二氧化碳做了如甲、乙图所示实验。
(1)甲实验中观察到 现象,由此判断二氧化碳与石灰水发生了化学反应。
乙实验中没有观察到任何实验现象。
【提出问题】二氧化碳与氢氧化钠发生化学反应了吗?
【证据推理】
(2)氢氧化钠与氢氧化钙都是碱,在水溶液中都能产生OH﹣,按结构与性质的关系推断,氢氧化钠也可以与二氧化碳发生化学反应,反应的化学方程式为 。
【寻找证】实验小组的同学分别就以上的问题和推理的结果,设计了丙、丁和戊的三个实验,请你一起参与他们的探究。
(3)丙实验中在液面下取出橡皮塞,能观察到 ,小红同学认为根据现象可以判断氢氧化钠与二氧化碳发生了化学反应。小花提出质疑,小花质疑的理由是 。请你设计实验解决小花的疑问 。
(4)小清同学向乙实验后的试管中滴加过量的稀盐酸,观察到 的现象,也可以说明氢氧化钠与二氧化碳发生了化学反应。
(5)小楚同学仔细研究甲、乙实验中现象的不同,原因是反应中的生成物在水中的溶解性的不同造成的。于是小楚同学通过网络查找资料,为自己的实验设计寻找理论依据,他查到的资料有①水和酒精是常见的溶剂;②碳酸钙难溶于水;③氢氧化钠易溶于水,也易溶于酒精;④碳酸钠易溶于水,但难溶于酒精。于是小楚同学设计了戊图的实验,可以观察到 ,得到了氢氧化钠与二氧化碳发生化学反应的结论。
【思维建模】
(6)对于没有明显实验现象的化学反应,通常可以从验证反应物的减少或 两方面入手来设计实验寻找证据。在实验小组设计的丙、丁、戊实验中, (填序号)两个实验的设计思路是相同的。
【思维拓展】
(7)已知:常温常压下,一体积水可以溶解一体积二氧化碳气体。实验小组结合上述的实验总结,经商讨后设计了如己图进行实验探究,若看到 现象,也可说明氢氧化钠与二氧化碳发生了化学反应。
4.(2025 襄州区二模)项目式学习小组以“判断化学反应是否发生”为主题开展了如下探究实验。
【实验分析】
(1)从生成物的角度分析:实验①中观察到澄清石灰水变浑浊,证明该过程发生了化学反应,反应的化学方程式为 。从反应物的角度分析:实验①中观察到溶液的颜色由红色变为无色,说明反应物中的氢氧化钙消失了,也可证明该过程发生了化学反应。
【方法提炼】
探究物质间是否发生化学反应,可从反应物的消失(减少)或有新物质生成两个角度开展。
【方法应用】
(2)实验②中从反应物的角度证明该过程发生了化学反应的现象是 。
【拓展探究1】
(3)实验③中未观察到明显现象,若从生成物的角度证明发生了化学反应,可取少量实验后的溶液,加入下列物质,其中可行的是 (填字母)。
A.稀盐酸
B.铁粉
C.BaCl2溶液
D.酚酞
【拓展探究2】
从反应物的角度证明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应,A同学设计了如图甲实验。
(4)经过讨论,小组同学一致认为A同学的实验方案不可行,其理由是 。
(5)B同学对实验进行改进,如图乙,并采用压强传感器测得瓶内气压变化。
①首先注入瓶中的试剂是 (选填“H2O”或“NaOH溶液”)。
②对比坐标图中的 两段曲线,可证明二氧化碳能与氢氧化钠反应。
5.(2025 前进区校级一模)在学习碱的化学性质时,某化学兴趣小组设计如下图实验:
(1)写出实验①反应的化学方程式: 。
【实验探究】针对实验②、③无明显现象的问题,小组同学继续展开探究
(2)为证明实验②中稀硫酸与NaOH溶液发生了反应,向反应后溶液中滴加无色酚酞溶液,观察到溶液仍为无色,判断依据是溶液中 (填“NaOH”或“H2SO4”)完全反应。
(3)为验证实验③中CO2与NaOH溶液反应,向反应后溶液中滴加足量稀硫酸,观察到有气泡产生,判断依据是实验③中反应生成了 (填化学式)。
【建立模型】
(4)通过上述实验可知,无明显现象的化学反应可通过以下两种方式验证:
①从反应物的角度:可检验反应物是否减少或消失;
②从生产物的角度:可检验 。
【拓展应用】
小组同学设计实验从反应物的角度验证CO2与NaOH溶液反应:向充满CO2的软质塑料瓶中加入一定量的液体,迅速盖紧瓶盖振荡,观察现象(如下图)。
(5)需要实验Ⅱ与I的现象对比才能得到正确结论,其原因是 。
【课后延伸】
(6)实验结束后,将实验①、②、③的剩余物质倒入同一烧杯中,得到蓝色澄清溶液。推测溶液中一定含有的溶质为 (填化学式)。为验证可能存在的其他溶质,可取少量溶液,加入 (填试剂名称),观察现象。
6.(2025 齐齐哈尔一模)甲、乙两位同学在探究氢氧化钠的化学性质时,设计并完成了以下实验:
【实验一】如图所示,向盛有氢氧化钠溶液的试管中加入稀盐酸,无明显现象。再向该试管中加入几滴无色酚酞溶液。
(1)观察到试管中溶液呈 色,证明氢氧化钠和稀盐酸发生了化学反应。该反应的微观实质是 。
(2)用pH试纸测得试管中溶液的pH=4。说明反应后所得溶液呈 (填“酸性”、“中性”或“碱性”)。
【实验二】如图所示,向盛有氢氧化钠溶液的试管中加入氯化铜溶液,观察到产生蓝色沉淀,振荡。再向该试管中滴加少量稀盐酸,无明显现象,测得上层清液的pH=12。
(3)产生蓝色沉淀时,所发生反应的化学方程式为 。
(4)甲同学通过“滴加少量稀盐酸,无明显现象”得出“盐酸不能与Cu(OH)2发生反应”的结论。乙同学认为甲同学的结论不正确,理由是 。
【实验探究】
(5)乙同学为了验证自己的想法利用现有试剂开展如下探究:
实验操作 实验现象 实验结论
取实验一反应后的溶液滴入实验二所得混合物中,边滴加边振荡,直至pH为7。
盐酸能与Cu(OH)2发生反应
继续滴加实验一反应后的溶液直至过量。
【反思拓展】
(6)探究结束后,所得溶液的溶质成分(酚酞除外)是 。
7.(2025 兴庆区二模)某校化学兴趣小组的同学设计实验探究氢氧化钠的化学性质,请你一起参与探究。
【实验过程与分析】
实验一 实验二 实验三 实验四
实验操作
实验现象 溶液变为红色 无明显现象 (1) 产生蓝色絮状沉淀
实验结论 氢氧化钠能与紫 色石蕊反应 氢氧化钠能与二氧化碳反应? 氢氧化钠能与硫酸反应 氢氧化钠能与硫酸铜反应
(1)实验三的实验现象: 。
(2)实验四中发生反应的化学方程式 。
【实验反思】
实验二将二氧化碳通入到氢氧化钠溶液中没有明显现象,那么二氧化碳与氢氧化钠是否发生了化学反应呢?
(3)甲同学设计了如图所示实验,滴入NaOH溶液,观察到气球膨胀现象时,仅凭此现象 (填“能”或“不能”)说明两者发生了化学反应。于是大家讨论后对该实验进行再探究,请你写出实验设计的步骤、现象 。
(4)乙同学重新设计实验:取NaOH溶液于试管中,通入少量CO2,然后向所得溶液中加入 溶液,当观察到 现象时,也能证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应。
【再探究】
上述探究活动分别从反应物减少(或消失)和有新物质生成的角度证明化学反应的发生。同学们继续使用数字化实验利用压强传感器研究蒸馏水或NaOH溶液吸收CO2的效果,注射器内各装有等体积的液体,同时等速度注入各自锥形瓶中,一段时间后,同时振荡锥形瓶,如图所示。
(5)图中表示注入氢氧化钠溶液后装置内的压强变化是 (填“曲线1”或“曲线2”)。
【反思评价】
(6)综上所述对“无明显实验现象时是否发生化学反应”的实验探究核心思路有 (填字母)。
A.设计对比实验
B.控制实验条件
C.获取事实证据
D.逻辑推理判断
8.(2025 海珠区一模)通过观察和实验等方法获取证据是科学探究的重要环节。
(1)甲同学通过指示剂变色判断酸碱中和反应是否发生。
步骤 操作 现象
1 向装有10%的NaOH溶液的烧杯A中滴加2滴酚酞溶液 溶液先变红,逐渐变为无色
【资料】酚酞在碱性条件下会与空气中氧气发生反应而失效。
【实验】
步骤 操作 现象
2 向装有10%的NaOH溶液的烧杯B中滴加2滴酚酞溶液,立即逐滴滴加HCl溶液 溶液先变红,逐滴滴加HCl溶液,溶液恰好变为无色
【猜想】溶液变成无色的原因:
①发生 (写化学方程式)反应,溶液变为无色。
②酚酞失效变成无色。
【实验】限选试剂:10%NaOH溶液,HCl溶液,酚酞溶液
步骤 操作 现象与结论
3 取少量步骤2的无色溶液于烧杯C中, 若 则猜想1成立;若溶液依然为无色则猜想2成立。
(2)乙同学借助电导率传感器探究KOH与HCl反应。
【资料】电导率越大溶液导电性越强。常温下三种物质的电导率与质量分数关系如图
【分析】
根据图像信息:
③其他条件相同,导电能力:OH﹣ Cl﹣(填“>”或“<”); >K+(填离子符号)。
④下列说法正确的是 (填选项)。
A.溶液的导电能力还与温度有关
B.溶液的导电能力还与溶质质量分数有关
C.溶液的导电能力还与离子所带电荷数有关
D.溶质质量分数最大值与该温度下溶质的溶解度有关
(3)如图1所示,分别向10%KOH溶液、10%KCl溶液中缓慢通入HCl气体,测定该过程中溶液导电能力的变化,实验结果如图2。(溶液体积、温度的变化可忽略)
向10%KOH溶液中通入HCl气体所得图像为曲线 (填“a”或“b”)。理由是 。
(4)除了使用指示剂和测量溶液导电性,你还能怎样设计实验获得酸碱发生中和反应的证据 。
9.(2025 建邺区一模)某实验小组小组对“二氧化碳与氢氧化钠的反应”进行再探究。
【实验探究1】甲同学用图Ⅰ装置证明二氧化碳能与氢氧化钠发生反应。测得一段时间内压强变化如图Ⅱ所示。
(1)首先注入瓶中的试剂是 (填“H2O”或“NaOH溶液”)。
(2)对比图Ⅱ中的 和 两段曲线,可证明二氧化碳能与氢氧化钠发生反应。
(3)上述实验后,打开瓶塞,向瓶内加入足量稀盐酸,观察到 ,也可证明二氧化碳能与氢氧化钠发生反应。
(4)上述实验从 角度证明了二氧化碳与氢氧化钠发生了反应。
【实验探究2】乙同学用图Ⅲ装置进一步探究二氧化碳与氢氧化钠的反应产物,测得相关数据如图Ⅳ所示。
已知:①2%NaOH溶液的密度约为1.0g/cm3。
②此实验条件下Na2CO3溶液的pH≈12.2,NaHCO3溶液的pH≈9.9。
(1)OA段发生反应的化学方程式为 。
(2)B点对应溶液中的溶质是 。
(3)C点对应溶液中的溶质质量为 。
10.(2025 昆明模拟)中国古代壁画是文化遗产的重要组成部分,壁画保护工作非常重要。酥碱病害是壁画保护工作中的常见问题。
任务一认识酥碱病害机理
(1)酥碱病害:酥碱指建筑材料中的盐类(如NaCl、Na2SO4、Na2CO3等)随温度变化反复溶出、聚集,致使墙体逐层酥软脱落的现象。图1为NaCl、Na2SO4两物质的溶解度曲线,25℃时,将等质量NaCl、Na2SO4的饱和溶液,降温至10℃时,析出晶体较多的物质是 。
任务二探究修复酥碱壁画的方法
【查阅资料】
Ⅰ.强酸、强碱对壁画有腐蚀性。
Ⅱ.根据《古现场土壤化学检测指标规范》规定,要求考古现场的土壤pH范围为6.5﹣7.5。
Ⅲ.高吸水树脂是一种修复材料。利用高吸水树脂吸附盐分(主要成分为NaCl)能有效防治壁画酥碱病害。
【实验方案】
方案一:利用石灰乳(主要成分氢氧化钙)除去酥碱中的Na2CO3。
(2)该反应的化学方程式为 ,有同学认为该方案不合理,理由是 。
方案二:利用高吸水树脂吸附酥碱中的盐
小组同学取了六种修复材料(样品编号为1~6),分别对六种修复材料的酸碱度和吸盐水含量进行测定,测定数据如图表所示。
表:六种修复材料的酸碱度测试结果
样品编号 pH
1 7.2
2 7.3
3 7.2
4 6.9
5 8.5
6 7.2
(3)根据如表、图2相关数据,最宜选择的修复材料编号为 号,理由是 。
【实验结论】
修复酥碱壁画除需要考察材料的性质,同时还要结合实际要求,发挥化学学科在壁画文物保护中的重要作用。
11.(2025 日照校级一模)学习小组对碱与CO2的反应进行了探究。
【实验探究】
(1)如图1所示,分别打开分液漏斗活塞,将相同体积的氢氧化钠饱和溶液和氢氧化钙饱和溶液分别全部加入锥形瓶中,立即关闭活塞,振荡锥形瓶。可观察到装置A中无明显现象,装置C中 。一段时间后同时打开弹簧夹K1、K2,可观察到A、C装置中都出现了明显的实验现象,其中装置A中的现象是 。
【得出结论】
(2)碱能与二氧化碳发生反应,写出氢氧化钠溶液与二氧化碳反应的化学方程式 。
【反思交流】
(3)小组同学认为A中产生的现象不能说明碱能与CO2反应。在不改变装置的前提下,设计实验证明NaOH与CO2确实发生了反应。下列实验方案可行的是 (填字母)。
A.将C中氢氧化钙溶液更换为等量的水,重新完成实验,并对比实验;
B.将B中的水更换为NaCl溶液,重新完成实验;
C.将B中的水更换为氯化钙溶液,重新完成实验;
D.实验结束后,向装置A中加入足量稀盐酸。
【拓展探究】为进一步证明NaOH与CO2确实发生了反应,小组同学决定利用更为精准的传感技术,从定量的角度进行相关数据的测量证明反应发生。具体操作如图2所示:
(4)通过图3温度变化的曲线说明,二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应是 反应(填“吸热”或“放热”)。图4中曲线 (填“a”或“b”)属于二氧化碳与氢氧化钠溶液反应的数据。
12.(2025 瑶海区二模)某小组以“酸碱中和反应”为探究主题开展项目式学习。请你回答下列问题。
【项目一】探究酸和碱的反应。
(1)小组同学将稀硫酸与氢氧化钠溶液混合后,发现忘了滴加无色酚酞溶液,随即往反应后的溶液中补加2滴无色酚酞溶液,发现溶液依然无色,于是得出酸碱恰好完全反应的结论。是否正确? (填“是”或“否”),理由是 。
【项目二】酸碱中和反应的曲线表征。
小组同学又用pH传感器探究稀盐酸和氢氧化钠溶液的反应过程,实验操作和测定结果如图1、图2所示。
(2)图1中发生反应的化学方程式为 。
(3)乙溶液为 。
(4)丙的微粒符号为 。
【注意:若答对第(5)小题奖励3分,化学试卷总分不超过40分。】
【项目三】拓展探究。
电导率是衡量溶液导电能力大小的物理量。在相同条件下,电导率与离子浓度(单位体积内的离子数)成正比,如下图是利用数据传感技术测定氢氧化钠溶液与稀盐酸反应的电导率变化过程。
(5)M点的意义是 ;P点和N点的电导率相同,对应溶液中的离子相同吗?为什么?
13.(2025 成华区二模)成华区某化学兴趣小组分别从不同角度“可视化”探究酸碱中和反应。
(1)用浓盐酸和蒸馏水配制实验所需盐酸,不需要使用的是 (填序号)。
①胶头滴管
②量筒
③烧杯
④托盘天平
⑤玻璃棒
【探究一】利用指示剂证明
(2)向滴有酚酞的NaOH溶液中滴加稀盐酸,观察到的现象 。某同学认为该现象不能证明酸碱发生了中和反应,她又补充实验: ,证明酸碱发生了中和反应。
【探究二】从能量变化的角度证明
(3)用图1装置进行实验,用温度传感器测出溶液温度变化如图2中曲线a所示;把溶液B换成蒸馏水重复上述实验,得到图2中曲线b。第二次实验的目的 。
【探究三】从有新物质生成的角度证明
(4)向NaOH溶液中滴加稀盐酸,取反应后少量溶液于一支试管,先加入足量稀硝酸,再加入AgNO3溶液,产生AgCl白色沉淀, (填“能”或“不能”)证明酸和碱发生反应。
【探究四】从pH变化的角度证明
用如图1所示装置探究NaOH溶液和稀盐酸的反应,并用pH传感器测得烧杯中溶液的pH随滴加液体体积的变化如图3所示。下列说法正确的是 。
A.溶液B是NaOH溶液
B.b点时,加入的A、B溶液体积相等
C.a、b、c三点溶液中,Na+的质量一定相等
D.b点→c点反应的化学方程式:NaOH+HCl═NaCl+H2O
【探究五】从电导率变化的角度证明
(5)电导率是衡量溶液导电能力大小的物理量,在相同条件下,电导率与离子浓度(单位体积内离子数)成正比。如图1,向盐酸中滴加离子浓度相同的NaOH溶液,测得溶液电导率变化如图4。
①LM段电导率下降的原因 ,②MN段电导率上升的原因 。
【反思总结】
(6)从微观角度认识中和反应的实质,按图5中反应物比例关系,在图6中画出反应后的微观示意图。
14.(2025 榆次区一模)探究氢氧化钙的性质,巩固认识物质性质的思路。
实验过程:
①在室温下,向四支洁净干燥的试管中分别加入适量的饱和氢氧化钙溶液。在1号试管中滴入几滴X溶液,观察到溶液变红,X是 ;向2号试管中滴入碳酸钠(Na2CO3)溶液,发生反应的化学方程式为 。
②向3号试管中通入CO2观察到的现象是 。
③将4号试管放入盛有热水的烧杯中,溶液变浑浊,原因是 。
【思考与交流】
在上述探究后,同学们对碱的化学性质进行了梳理,氢氧化钙还可以和酸发生化学反应。其在工业或农业上的用途是 (写1条)。
15.(2024秋 鄠邑区期末)某学习小组的同学将氢氧化钙溶液与稀盐酸两种溶液混合,发现无明显现象。
为证明氢氧化钙溶液与稀盐酸是否发生了反应,他们进行了以下探究。
【查阅资料】
氯化钙溶液呈中性。
【设计实验】
为证明氢氧化钙溶液与稀盐酸发生了反应,小组设计如下三种方案进行探究:
(1)甲方案:测定溶液pH的变化。实验过程中测得溶液pH变化如图1所示,则该方案是将 (填字母)。
A.氢氧化钙溶液滴入稀盐酸中
B.稀盐酸滴入氢氧化钙溶液中
(2)图1中c点所示溶液中溶质的化学式为 。
(3)乙方案:测定混合过程中的温度变化。实验过程中测得,混合溶液的温度变化如图2所示,说明稀盐酸与氢氧化钙溶液发生的反应是 (选填“吸热”或“放热”)反应。
(4)丙方案:借助酸碱指示剂。借助无色酚酞试液,按图3所示进行实验,能说明盐酸和氢氧化钙溶液发生反应的实验现象是 。
【实验结论】
(5)氢氧化钙溶液与稀盐酸发生了中和反应,图1中a点到b点pH变化的微观本质是 。
16.(2025 池州二模)化学反应通常伴有吸热、放热、发光等现象,这些现象可以帮助我们判断是否发生了化学反应。但有些化学反应往往没有明显的现象。化学兴趣小组同学们对此进行了探究。
(1)下列实验操作,均没有明显的现象,其中有化学反应发生的是 。
A.氧气通入水
B.氮气通入水中
C.CO2通入水中
D.稀盐酸滴入氢氧化钠溶液中
【查阅资料】二氧化碳和氢氧化钠溶液反应,没有明显的现象。
【提出问题】如何证明二氧化碳和氢氧化钠溶液反应呢?
【设计方案】同学们经过讨论设计了如下两种方案。
序号 实验操作 实验现象 实验结论
方案一
如图所示,用软塑料瓶收集一瓶CO2,倒入少量的氢氧化钠溶液,盖紧瓶盖,振荡 软塑料瓶变瘪 二氧化碳和氢氧化钠发生反应
方案二
如图所示,向NaOH溶液中通入一段时间CO2,再滴入足量的X溶液 有气泡产生
(2)请你写出方案一中发生反应的化学方程式: 。
(3)有同学对实验方案一有质疑,原因是 。
(4)方案二中X溶液可以是 。
A.稀盐酸
B.KCl溶液
C.Ba(OH)2溶液
(5)上述方案验证发生化学反应的原理是验证反应物的消失(减少)或 。
【拓展探究】同学们在老师的指导下,设计了如图1所示的装置继续进行探究实验。向集满CO2的三颈烧瓶中先挤入50mL水,振荡,用压强传感器测定瓶中气压变化曲线如图2。
(6)该装置可以通过向外拉动注射器活塞来检查其气密性,若 (填现象)说明气密性良好。
(7)请解释图2中ab段变化趋势的原因: 。再挤入50mLNaOH溶液,振荡,瓶中压强继续变化,请在图2上将瓶中压强随时间的变化趋势补充完整 。
17.(2025 西安模拟)在整理归纳碱的化学性质时,同学们发现CO2与NaOH溶液反应无明显现象,于是进行以下实验探究。
【提出问题】怎样证明CO2与NaOH溶液发生了反应?
思路Ⅰ:验证反应物减少或消失。
【进行实验】小明设计如图1装置进行实验,打开活塞,将NaOH溶液加入锥形瓶中,关闭活塞,观察到U形管中红墨水左侧液面 (填“降低”或“升高”),证明CO2与NaOH溶液发生反应。
【学习交流】小红提出小明的实验不严谨。于是对原装置进行改进,改进后的装置如图2所示(装置气密性良好)。注射器内所装液体体积为10mL,实验过程中具体数据如表(不考虑加入液体的体积):
液体 实验前量筒读数/mL 实验后量筒读数/mL
实验一 水 20 12
实验二 NaOH溶液 20 a
【分析讨论】
(1)实验一可得出1体积水中大约能消耗 体积的CO2。
(2)当a (填“>”“<”或“=”)12时,证明CO2与NaOH溶液发生了反应,反应的化学方程式为
。
思路Ⅱ:验证有新物质生成。
【查阅资料120℃时,NaOH易溶于乙醇,Na2CO3几乎不溶于乙醇。
【设计方案】
(1)方案一:向图1实验后的锥形瓶中滴加过量的 ,观察到有气泡产生。
(2)方案二:在20℃时,向图3装置缓慢通入CO2,观察到装置A中 ,装置B中无明显现象。
18.(2025 黄埔区一模)无明显现象反应的可视化是一项重要的课题。某小组同学以酸碱中和为例进行实验探究。
活动一:验证新物质的生成
【文献资料】变色硅胶吸水后由蓝色变为红色。无水醋酸能与氢氧化钠反应生成醋酸钠和水。
小组同学根据资料设计实验如图1所示:
(1)能证明无水醋酸与氢氧化钠反应生成水的现象是 。
(2)设置A、B、C三个实验的目的是 。
活动二:验证反应物的消失
(3)甲同学向滴有酚酞的氢氧化钠溶液逐滴加入稀盐酸直至过量,发现溶液颜色 ,说明氢氧化钠与盐酸发生了反应。
(4)乙同学向滴有酚酞的稀盐酸滴入几滴氢氧化钠溶液并振荡,发现溶液没有变红,证明反应物中的 (填离子符号)消失了,可判断氢氧化钠与盐酸发生了反应。
活动三:手持技术数字化反应过程
小组同学根据图2进行相关实验,利用电导率传感器分别测试A、B试管反应过程中溶液的电导率变化如图3。(已知电导率越大,溶液中自由移动的离子浓度越大)
(5)A试管中反应的化学方程式为 。
(6)图3中表示B试管电导率变化的是 (填“甲”或“乙”),C点表示的溶液中溶质为 。
19.(2025 前郭县校级三模)某实验小组同学对氢氧化钠的化学性质进行探究(如图1)。
【实验现象】
(1)A、B试管中观察到的现象分别是 。C、D试管中均无明显现象。
【问题思考】C、D试管中是否发生了化学反应?同学们设计以下实验继续进行探究。
【探究】NaOH溶液与CO2能否发生化学反应?
(2)方案一:小红同学改变实验装置,设计实验方案如图2所示,软塑料瓶变瘪程度较大的是 (填“甲”或“乙”),说明两者发生了化学反应。
(3)方案二:小明同学为证明试管C中已经发生了化学反应,向该试管中再加入足量稀盐酸,用肉眼观察到试管中 (填实验现象),说明两者发生了化学反应。写出加入稀盐酸后产生该现象的化学方程式: 。
【探究二】稀盐酸与NaOH溶液能否发生化学反应?
(4)方案一:先用pH试纸测定NaOH溶液的pH,再逐滴滴加稀盐酸,振荡,同时多次测定混合溶液的pH,若测定的pH ,则能说明两者发生了化学反应。
(5)方案二:利用如图3装置证明两者发生了化学反应。整个实验过程中无明显现象,也可证明氢氧化钠溶液和稀盐酸能发生化学反应,则步骤Ⅱ中所加试剂为 。
【归纳与总结】同学们经讨论后认为,对于无明显现象的化学反应,可以用两种思路探究反应是否发生。
思路①:验证有新物质生成。思路②:验证反应物减少或消失。
【拓展延伸】
(6)中和反应在生产、生活中有广泛的应用,请至少列举两条: 。
20.(2025 静安区二模)氢氧化钙溶液和氢氧化钠溶液都是无色溶液,都能与二氧化碳发生反应。
实验探究:向充满二氧化碳的同规格塑料瓶中分别倒入等体积的水、饱和澄清石灰水、饱和氢氧化钠溶液。
(1)如甲瓶变瘪能否说明二氧化碳和水发生了化学反应。结论和理由是 。
(2)能证明氢氧化钙与二氧化碳发生反应的证据有 ,氢氧化钠与二氧化碳发生反应的化学方程式是 。
(3)小孙同学设计了如下3个方案:证明了CO2和NaOH发生了反应。
方案一:取塑料瓶丙中反应后的溶液,滴加 ,产生气泡。
方案二:取塑料瓶丙中反应后的溶液,利用图1实验中提供的某种试剂进行实验。写出发生反应的化学方程式 。
方案三:如图2所示,A中为氯化钡溶液,若A中没有现象,B中出现白色浑浊。该装置B溶液中的溶质是 。
(4)最后兴趣小组同学测得丙中剩余溶液的pH大于7,有同学认为溶液中还含有NaOH,该结论是否正确?请说明理由 。
中考核心考点 科学探究题
参考答案与试题解析
一.科学探究题(共20小题)
1.(2025 天河区校级一模)某初三化学兴趣小组的同学为验证“复分解反应的条件”进行了如图所示的甲、乙、丙、丁四个实验:
(1)甲实验中,能够证明稀硫酸跟氢氧化钠发生了化学反应的明显现象是 溶液由红色变为无色 。
(2)丙实验所用Na2CO3溶液中滴加酚酞,溶液变红,则Na2CO3溶液显 碱性 (填“酸性”、“碱性”或“中性”)。
(3)实验结束后,将上述4支试管里的剩余物倒入同一只烧杯中,后续实验及现象如图:
则红色溶液a中一定有的溶质是 NaOH和NaCl (填化学式,不考虑酚酞)。
(4)欲进一步探究乙号试管中的两种物质是否发生了复分解反应,又补充了以下如图实验。
该实验证明两种物质不能发生复分解反应.请结合实验中的信息,回答下列问题:
①滴加石蕊溶液的目的是 检验溶液是否含有氢离子 。
②试剂X和试管H中的现象分别是 试剂X是氯化钡,现象为产生白色沉淀 。
【考点】复分解反应发生的条件.
【专题】科学探究.
【答案】(1)溶液由红色变为无色;
(2)碱性;
(3)NaOH和NaCl;
(4)检验溶液是否含有氢离子;试剂X是氯化钡,现象为产生白色沉淀。
【分析】(1)根据酸碱中和反应的现象来分析甲实验中的明显现象。
(2)根据酚酞在碱性溶液中的变色情况来分析丙实验中Na2CO3溶液的酸碱性。
(3)根据实验现象及复分解反应的条件来分析红色溶液a中一定有的溶质。
(4)根据实验目的及实验现象来分析滴加石蕊溶液的目的以及试剂X和试管H中的现象。
【解答】解:(1)氢氧化钠能使酚酞变红,当溶液由红色变为无色时,说明稀硫酸跟氢氧化钠发生了化学反应;
(2)酚酞遇碱性溶液变红,Na2CO3溶液中滴加酚酞,溶液变红,则Na2CO3溶液显碱性;
(3)溶液a为红色,说明溶液显碱性,则溶液中存在硫酸和盐酸,碳酸钠能与氯化钡反应生成碳酸钡白色沉淀和氯化钠,硫酸钠能与氯化钡反应生成白色沉淀硫酸钡和氯化钠,红色溶液a中加入过量的氯化钡,产生白色沉淀,溶液为红色,说明溶液中不存在碳酸钠,一定存在氢氧化钠,故红色溶液a中一定有的溶质是NaOH和NaCl;
(4)①酸性溶液中能使是蕊溶液变红,滴加石蕊溶液的目的是检验溶液是否含有氢离子;
②试剂X是检验溶液中的硫酸根离子,故X为氯化钡,硫酸根能与钡离子结合产生硫酸钡沉淀,故实验现象是产生白色沉淀。
故答案为:(1)溶液由红色变为无色;
(2)碱性;
(3)NaOH和NaCl;
(4)检验溶液是否含有氢离子;试剂X是氯化钡,现象为产生白色沉淀。
【点评】本题主要考查了复分解反应的条件、酸碱中和反应的现象以及溶液酸碱性的判断。解答此题的关键是明确复分解反应的条件是生成沉淀、气体或水,同时要理解酸碱中和反应的现象以及酚酞和石蕊试液在不同酸碱性溶液中的变色情况。
2.(2025春 淮安校级月考)学习化学开启了我们认识物质之旅,某同学对氢氧化钠的性质及应用进行了如下的探究。
探究一:溶解过程中的能量变化
(1)向20mL水中加入一定量的氢氧化钠固体,固体全部溶解,溶液温度 升高 (填“升高”、“降低”或“不变”)。
探究二:氢氧化钠的化学性质
如图1所示,同学们用氢氧化钠溶液进行了下列实验,请分析并回答下列问题:
(2)A试管中观察到试液变红,是因为溶液中存在 OH﹣ (填微粒符号)。
(3)写出B试管中出现的现象 产生蓝色沉淀 。
【提出问题】C试管中无明显现象,怎样证明C试管中发生了反应?
【分析讨论】
(4)同学们讨论后认为,可以用两种思路探究上述反应是否发生。
思路Ⅰ:验证反应物减少或消失;思路Ⅱ:验证 有新物质生成 。
(5)为了证明C中已发生化学反应,同学们按照思路Ⅱ设计并进行了如下实验,请完成下列实验报告单。
实验操作 实验现象 实验结论
取少量通入二氧化碳一段时间后的溶液于试管中。向其中加入 氯化钙溶液
产生白色沉淀
氢氧化钠溶液与二氧化碳发生了反应
探究三:氢氧化钠的应用
(6)实验室中能用氢氧化钠溶液吸收的气体是 ace (填字母)。
a、二氧化碳 b、水蒸气 c、氯化氢 d、氧气 e、二氧化硫
吸收上述所选气体,一般不用氢氧化钙溶液,主要是因为氢氧化钠和氢氧化钙的 溶解性 不同。
向H2SO3溶液中滴加NaOH溶液,测得溶液中含硫微粒的浓度随pH变化如图2.
(7)NaHSO3溶液呈 酸性 (填“酸性”、“中性”或“碱性”)。
(8)M点溶液所含的溶质有 NaHSO3、Na2SO3 (填化学式)。
(9)溶液的pH由0升至3的过程中,H2SO3与NaOH发生反应的化学方程式为 H2SO3+NaOH=NaHSO3+H2O 。
【考点】探究酸碱的主要性质;溶解时的吸热或放热现象.
【专题】科学探究.
【答案】(1)升高;
(2)OH﹣;
(3)产生蓝色沉淀;
(4)有新物质生成;
(5)氯化钙溶液(合理即可);产生白色沉淀;
(6)ace;溶解性;
(7)酸性;
(8)NaHSO3、Na2SO3;
(9)H2SO3+NaOH=NaHSO3+H2O。
【分析】(1)根据氢氧化钠溶于水温度升高分析;
(2)根据碱的构成分析;
(3)根据硫酸铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀分析;
(4)根据验证反应发生的两种思路分析;
(5)根据氢氧化钠和二氧化碳发生反应生成碳酸钠分析;
(6)根据碱能与酸、非金属氧化物反应分析;
(7)根据NaHSO3溶液的pH<7分析;
(8)根据图像分析;
(9)根据反应物、生成物和反应条件书写化学方程式。
【解答】解:(1)向20mL水中加入一定量的氢氧化钠固体,氢氧化钠固体全部溶解,放出热量,溶液温度升高;故答案为:升高;
(2)氢氧化钠溶液显碱性,能使无色酚酞溶液变红色,A试管中观察到试液变红,是因为溶液中存在氢氧根离子,表示为OH﹣;故答案为:OH﹣;
(3)B试管中硫酸铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,可观察到产生蓝色沉淀;故答案为:产生蓝色沉淀;
(4)C试管中二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水;C试管中无明显现象,证明C试管中发生了反应,可通过思路Ⅰ:验证反应物减少或消失;思路Ⅱ:验证有新物质生成;故答案为:有新物质生成;
(5)思路Ⅱ:验证有新物质生成;可通过验证碳酸钠的生成证明C试管中发生反应;若二氧化碳可以和氢氧化钠反应,则溶液中会有碳酸钠的存在,验证碳酸钠时,可取少量通入二氧化碳一段时间后的溶液于试管中,向其中加入氯化钙溶液,观察到产生白色沉淀,说明溶液中含有碳酸钠,即可验证氢氧化钠和二氧化碳发生了反应;故答案为:氯化钙溶液(合理即可);产生白色沉淀;
(6)氢氧化钠溶液呈碱性,能与酸、非金属氧化物反应,可以用来吸收酸性气体。二氧化碳、氯化氢、二氧化硫可用氢氧化钠溶液吸收,氧气和水蒸气都不能被氢氧化钠溶液吸收,故选ace;从溶解性上分析,氢氧化钙微溶于水,氢氧化钙溶液浓度小,不利于吸收,氢氧化钠易溶于水,溶液浓度大,利于吸收;故答案为:ace;溶解性;
(7)根据图像分析,在pH<7时存在,说明NaHSO3溶液的pH<7,因此溶液显酸性;故答案为:酸性;
(8)根据图像分析,M点溶液含有阴离子是,则溶质主要为NaHSO3、Na2SO3;故答案为:NaHSO3、Na2SO3;
(9)根据图像分析,溶液的pH由0升至3的过程中产生的阴离子是,即H2SO3与NaOH反应产生硫酸氢钠和水,化学方程式为H2SO3+NaOH=NaHSO3+H2O。故答案为:H2SO3+NaOH=NaHSO3+H2O。
【点评】此题主要考查常见物质的性质,主要利用物质的性质来分析和解决有关问题,结合各方面的条件得出正确结论。
3.(2025 泗洪县模拟)化学实验兴趣小组的同学利用制备的二氧化碳做了如甲、乙图所示实验。
(1)甲实验中观察到 澄清石灰水变浑浊 现象,由此判断二氧化碳与石灰水发生了化学反应。
乙实验中没有观察到任何实验现象。
【提出问题】二氧化碳与氢氧化钠发生化学反应了吗?
【证据推理】
(2)氢氧化钠与氢氧化钙都是碱,在水溶液中都能产生OH﹣,按结构与性质的关系推断,氢氧化钠也可以与二氧化碳发生化学反应,反应的化学方程式为 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O 。
【寻找证】实验小组的同学分别就以上的问题和推理的结果,设计了丙、丁和戊的三个实验,请你一起参与他们的探究。
(3)丙实验中在液面下取出橡皮塞,能观察到 试管中的液面上升 ,小红同学认为根据现象可以判断氢氧化钠与二氧化碳发生了化学反应。小花提出质疑,小花质疑的理由是 二氧化碳能溶于水且与水反应 。请你设计实验解决小花的疑问 将丙实验中的氢氧化钠溶液更换成水,观察试管内的液面上升高度 。
(4)小清同学向乙实验后的试管中滴加过量的稀盐酸,观察到 有大量气泡产生 的现象,也可以说明氢氧化钠与二氧化碳发生了化学反应。
(5)小楚同学仔细研究甲、乙实验中现象的不同,原因是反应中的生成物在水中的溶解性的不同造成的。于是小楚同学通过网络查找资料,为自己的实验设计寻找理论依据,他查到的资料有①水和酒精是常见的溶剂;②碳酸钙难溶于水;③氢氧化钠易溶于水,也易溶于酒精;④碳酸钠易溶于水,但难溶于酒精。于是小楚同学设计了戊图的实验,可以观察到 出现白色沉淀 ,得到了氢氧化钠与二氧化碳发生化学反应的结论。
【思维建模】
(6)对于没有明显实验现象的化学反应,通常可以从验证反应物的减少或 检验生成物 两方面入手来设计实验寻找证据。在实验小组设计的丙、丁、戊实验中, 丁、戊 (填序号)两个实验的设计思路是相同的。
【思维拓展】
(7)已知:常温常压下,一体积水可以溶解一体积二氧化碳气体。实验小组结合上述的实验总结,经商讨后设计了如己图进行实验探究,若看到 澄清石灰水不变浑浊 现象,也可说明氢氧化钠与二氧化碳发生了化学反应。
【考点】探究酸碱的主要性质.
【专题】科学探究.
【答案】(1)澄清石灰水变浑浊;
(2)CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O;
(3)试管中的液面上升;二氧化碳能溶于水且与水反应;将丙实验中的氢氧化钠溶液更换成水,观察试管内的液面上升高度;
(4)有大量气泡产生;
(5)出现白色沉淀;
(6)检验生成物;丁、戊;
(7)澄清石灰水不变浑浊。
【分析】(1)根据二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀分析;
(2)根据反应物、生成物和反应条件书写化学方程式;
(3)根据二氧化碳能溶于水且与水反应分析;
(4)根据碳酸钠与盐酸反应生成二氧化碳气体分析;
(5)根据碳酸钠难溶于乙醇分析;
(6)根据没有明显实验现象的化学反应,从检验生成物或验证反应物的减少证明反应发生分析;
(7)根据常温常压下,一体积水可以溶解一体积二氧化碳气体分析。
【解答】解:(1)向盛有少量澄清石灰水的试管中通入一定量二氧化碳,观察到澄清石灰水变浑浊,证明二氧化碳与澄清石灰水发生了反应,因为二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水。故答案为:澄清石灰水变浑浊;
(2)二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,化学方程式为CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,故答案为:CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O;
(3)丙实验中在液面下取出橡皮塞,能观察到试管中的液面上升,小红同学认为根据现象可以判断氢氧化钠与二氧化碳发生了化学反应;小花提出质疑,小花质疑的理由是二氧化碳能溶于水且与水反应,也能出现同样的现象;为解决小花的疑问,可以设计以下实验方案:将丙实验中的氢氧化钠溶液更换成水,观察试管内的液面上升高度;故答案为:试管中的液面上升;二氧化碳能溶于水且与水反应;将丙实验中的氢氧化钠溶液更换成水,观察试管内的液面上升高度;
(4)氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,小清同学向乙实验后的试管中滴加过量的稀盐酸,因为碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,观察到有大量气泡产生,也可以说明氢氧化钠与二氧化碳发生了化学反应,故答案为:有大量气泡产生;
(5)氢氧化钠易溶于乙醇中,碳酸钠几乎不溶于乙醇,二氧化碳与氢氧化钠反应生成的碳酸钠难溶于乙醇,二氧化碳通入氢氧化钠的乙醇溶液中,若观察到溶液中出现白色沉淀,说明氢氧化钠与二氧化碳发生了化学反应,故答案为:出现白色沉淀;
(6)对于没有明显实验现象的化学反应,通常可以从检验生成物或验证反应物的减少两方面入手来设计实验寻找证据。在实验小组设计的丙、丁、戊实验中,丁、戊两个实验都是检验生成物,设计思路是相同的。故答案为:检验生成物;丁、戊;
(7)将500mL二氧化碳气体(远大于氢氧化钠溶液体积)通入如己图进行实验探究,常温常压下,一体积水可以溶解一体积二氧化碳气体,若看到澄清石灰水不变浑浊,也可说明氢氧化钠与二氧化碳发生了化学反应,故答案为:澄清石灰水不变浑浊。
【点评】此题主要考查常见物质的性质,主要利用物质的性质来分析和解决有关问题,结合各方面的条件得出正确结论。
4.(2025 襄州区二模)项目式学习小组以“判断化学反应是否发生”为主题开展了如下探究实验。
【实验分析】
(1)从生成物的角度分析:实验①中观察到澄清石灰水变浑浊,证明该过程发生了化学反应,反应的化学方程式为 Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O 。从反应物的角度分析:实验①中观察到溶液的颜色由红色变为无色,说明反应物中的氢氧化钙消失了,也可证明该过程发生了化学反应。
【方法提炼】
探究物质间是否发生化学反应,可从反应物的消失(减少)或有新物质生成两个角度开展。
【方法应用】
(2)实验②中从反应物的角度证明该过程发生了化学反应的现象是 蓝色溶液逐渐变为无色 。
【拓展探究1】
(3)实验③中未观察到明显现象,若从生成物的角度证明发生了化学反应,可取少量实验后的溶液,加入下列物质,其中可行的是 AC (填字母)。
A.稀盐酸
B.铁粉
C.BaCl2溶液
D.酚酞
【拓展探究2】
从反应物的角度证明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应,A同学设计了如图甲实验。
(4)经过讨论,小组同学一致认为A同学的实验方案不可行,其理由是 二氧化碳能溶于水且与水反应,也能使塑料瓶内压强减小,导致塑料瓶变瘪 。
(5)B同学对实验进行改进,如图乙,并采用压强传感器测得瓶内气压变化。
①首先注入瓶中的试剂是 H2O (选填“H2O”或“NaOH溶液”)。
②对比坐标图中的 bc和de 两段曲线,可证明二氧化碳能与氢氧化钠反应。
【考点】探究酸碱的主要性质.
【专题】科学探究.
【答案】(1)Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O;
(2)蓝色溶液逐渐变为无色;
(3)AC;
(4)二氧化碳能溶于水且与水反应,也能使塑料瓶内压强减小,导致塑料瓶变瘪
(5)①H2O;
②bc和de。
【分析】(1)根据反应物、生成物和反应条件书写化学方程式;
(2)根据硫酸钠溶液为无色,硫酸铜溶液为蓝色分析;
(3)根据二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水分析;
(4)根据二氧化碳能溶于水且与水反应分析;
(5)根据图像对比分析。
【解答】解:(1)实验①中观察到澄清石灰水变浑浊,证明该过程发生了化学反应,发生的反应是二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,化学方程式为Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O;故答案为:Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O;
(2)实验②中硫酸铜与氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,硫酸钠溶液为无色,硫酸铜溶液为蓝色,则从反应物的角度证明该过程发生了化学反应的现象是蓝色溶液逐渐变为无色;故答案为:蓝色溶液逐渐变为无色;
(3)实验③中二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,无明显现象,若从生成物的角度证明发生了化学反应,即验证是否含有碳酸钠;
A、碳酸钠与稀盐酸反应生成二氧化碳、水、氯化钠,有气泡产生,说明实验③中二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应,符合题意;
B、铁与碳酸钠不反应,无明显现象,不能说明实验③中二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应,不符合题意;
C、碳酸钠与氯化钡反应生成氯化钠和碳酸钡沉淀,产生白色沉淀,说明实验③中二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应,符合题意;
D、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液均显碱性,均能使酚酞变红色,不能说明实验③中二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应,不符合题意。
故选:AC;
(4)经过讨论,小组同学一致认为A同学的实验方案不可行,理由是二氧化碳能溶于水且与水反应,也能使塑料瓶内压强减小,导致塑料瓶变瘪;故答案为:二氧化碳能溶于水且与水反应,也能使塑料瓶内压强减小,导致塑料瓶变瘪;
(5)①先注入水,对二氧化碳进行挤压,瓶内气压增大,二氧化碳能溶于水且与水反应,气体减少,压强减小;再注入NaOH溶液,对二氧化碳进行挤压,瓶内气压增大,由于二氧化碳与氢氧化钠反应,比二氧化碳与水反应消耗的二氧化碳更多,所以瓶内压强会进一步迅速减小,且减小幅度比二氧化碳溶于水且与水反应更大,完全反应后,压强不再变化,由图可知,de段压强减小的幅度比bc段大,说明首先注入瓶中的试剂是H2O;故答案为:H2O;
②由上述分析可知,ab段曲线压强增大,是加入了水,bc段压强减小,是因为二氧化碳能溶于水且与水反应;cd段曲线压强增大,是加入了氢氧化钠溶液,de段压强减小,是因为二氧化碳和氢氧化钠反应,所以瓶内压强会进一步迅速减小,且减小幅度比 二氧化碳溶于水且与水反应更大,则比较bc和de两段曲线,可证明二氧化碳能与氢氧化钠反应。故答案为:bc和de。
【点评】本题主要考查了酸碱的化学性质以及二氧化碳气体的检验等知识,解答时抓住酸和碱的化学性质及发生的反应即可解答。
5.(2025 前进区校级一模)在学习碱的化学性质时,某化学兴趣小组设计如下图实验:
(1)写出实验①反应的化学方程式: CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4 。
【实验探究】针对实验②、③无明显现象的问题,小组同学继续展开探究
(2)为证明实验②中稀硫酸与NaOH溶液发生了反应,向反应后溶液中滴加无色酚酞溶液,观察到溶液仍为无色,判断依据是溶液中 NaOH (填“NaOH”或“H2SO4”)完全反应。
(3)为验证实验③中CO2与NaOH溶液反应,向反应后溶液中滴加足量稀硫酸,观察到有气泡产生,判断依据是实验③中反应生成了 Na2CO3 (填化学式)。
【建立模型】
(4)通过上述实验可知,无明显现象的化学反应可通过以下两种方式验证:
①从反应物的角度:可检验反应物是否减少或消失;
②从生产物的角度:可检验 是否有新物质生成 。
【拓展应用】
小组同学设计实验从反应物的角度验证CO2与NaOH溶液反应:向充满CO2的软质塑料瓶中加入一定量的液体,迅速盖紧瓶盖振荡,观察现象(如下图)。
(5)需要实验Ⅱ与I的现象对比才能得到正确结论,其原因是 二氧化碳能溶于水且与水反应,也会使软塑料瓶变瘪,所以需要设计实验Ⅱ对比以排除水的影响 。
【课后延伸】
(6)实验结束后,将实验①、②、③的剩余物质倒入同一烧杯中,得到蓝色澄清溶液。推测溶液中一定含有的溶质为 CuSO4、Na2SO4 (填化学式)。为验证可能存在的其他溶质,可取少量溶液,加入 锌(答案不唯一) (填试剂名称),观察现象。
【考点】探究酸碱的主要性质.
【专题】科学探究.
【答案】(1)CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4;
(2)NaOH;
(3)Na2CO3;
(4)是否有新物质生成;
(5)二氧化碳能溶于水且与水反应,也会使软塑料瓶变瘪,所以需要设计实验Ⅱ对比以排除水的影响。
(6)CuSO4、Na2SO4;锌(答案不唯一)。
【分析】(1)根据反应物、生成物和反应条件书写化学方程式;
(2)根据无色酚酞溶液遇碱性溶液变红色分析;
(3)根据碳酸钠能与稀盐酸反应生成二氧化碳分析;
(4)根据验证化学反应发生的原理分析;
(5)根据对比实验法分析;
(6)根据剩余物质倒入同一烧杯中,得到蓝色澄清溶液分析。
【解答】解:(1)实验①中发生的反应是硫酸铜与氢氧化钠反应生成硫酸钠和氢氧化铜沉淀,化学方程式为CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4;故答案为:CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4;
(2)无色酚酞溶液遇酸性或中性溶液不变色,遇碱性溶液变红色,氢氧化钠溶液显碱性,能使无色酚酞溶液变红,为证明实验②中稀硫酸与NaOH溶液发生了反应,向反应后溶液中滴加无色酚酞溶液,观察到溶液仍为无色,说明稀硫酸与NaOH溶液发生了反应,判断依据是溶液中NaOH完全反应;故答案为:NaOH;
(3)二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,稀盐酸与碳酸钠反应生成二氧化碳、水、氯化钠,为验证实验③中CO2与NaOH溶液反应,向反应后溶液中滴加足量稀硫酸,观察到有气泡产生,说明CO2与NaOH溶液发生了反应,判断依据是实验③中反应生成了Na2CO3;故答案为:Na2CO3;
(4)通过上述实验可知,无明显现象的化学反应可通过以下两种方式验证:①从反应物的角度:可检验反应物是否减少或消失;②从生产物的角度:可检验是否有新物质生成;故答案为:是否有新物质生成;
(5)设计实验从反应物的角度验证CO2与NaOH溶液反应,需要实验Ⅱ与I的现象对比才能得到正确结论,其原因是二氧化碳能溶于水且与水反应,也会使软塑料瓶变瘪,所以需要设计实验Ⅱ对比以排除水的影响;故答案为:二氧化碳能溶于水且与水反应,也会使软塑料瓶变瘪,所以需要设计实验Ⅱ对比以排除水的影响;
(6)实验①中发生的反应是氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,实验②中发生的反应是氢氧化钠与硫酸反应生成硫酸钠和水,实验③中发生的反应是氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,实验结束后,将实验①、②、③的剩余物质倒入同一烧杯中,得到蓝色澄清溶液,说明溶液中含有铜离子,则溶液中不可能有碳酸钠、氢氧化钠,是因为碳酸根离子能与铜离子反应生成碳酸铜沉淀,氢氧根离子能与铜离子反应生成氢氧化铜沉淀,与题干信息不符,则溶液中一定含有的溶质是硫酸铜、硫酸钠,其化学式分别是CuSO4、Na2SO4;可能含有的溶质是硫酸;硫酸能与活泼金属反应生成氢气,产生气泡,因此为验证可能存在的其他溶质,可取少量溶液,加入锌,观察现象。故答案为:CuSO4、Na2SO4;锌(答案不唯一)。
【点评】本题主要考查了酸碱的化学性质以及二氧化碳气体的检验等知识,解答时抓住酸和碱的化学性质及发生的反应即可解答。
6.(2025 齐齐哈尔一模)甲、乙两位同学在探究氢氧化钠的化学性质时,设计并完成了以下实验:
【实验一】如图所示,向盛有氢氧化钠溶液的试管中加入稀盐酸,无明显现象。再向该试管中加入几滴无色酚酞溶液。
(1)观察到试管中溶液呈 无 色,证明氢氧化钠和稀盐酸发生了化学反应。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 。
(2)用pH试纸测得试管中溶液的pH=4。说明反应后所得溶液呈 酸性 (填“酸性”、“中性”或“碱性”)。
【实验二】如图所示,向盛有氢氧化钠溶液的试管中加入氯化铜溶液,观察到产生蓝色沉淀,振荡。再向该试管中滴加少量稀盐酸,无明显现象,测得上层清液的pH=12。
(3)产生蓝色沉淀时,所发生反应的化学方程式为 2NaOH+CuCl2=Cu(OH)2↓+2NaCl 。
(4)甲同学通过“滴加少量稀盐酸,无明显现象”得出“盐酸不能与Cu(OH)2发生反应”的结论。乙同学认为甲同学的结论不正确,理由是 加入的稀盐酸量太少,可能被氢氧化钠完全消耗,无法与氢氧化铜反应 。
【实验探究】
(5)乙同学为了验证自己的想法利用现有试剂开展如下探究:
实验操作 实验现象 实验结论
取实验一反应后的溶液滴入实验二所得混合物中,边滴加边振荡,直至pH为7。
溶液先变红色,然后又逐渐变成无色,蓝色沉淀逐渐溶解,溶液逐渐变为蓝色
盐酸能与Cu(OH)2发生反应
继续滴加实验一反应后的溶液直至过量。
蓝色沉淀完全溶解,溶液变为蓝色
【反思拓展】
(6)探究结束后,所得溶液的溶质成分(酚酞除外)是 NaCl、CuCl2、HCl 。
【考点】探究酸碱的主要性质.
【专题】科学探究.
【答案】(1)无;氢离子和氢氧根离子结合生成水分子;
(2)酸性;
(3)2NaOH+CuCl2=Cu(OH)2↓+2NaCl;
(4)加入的稀盐酸量太少,可能被氢氧化钠完全消耗,无法与氢氧化铜反应
(5)溶液先变红色,然后又逐渐变成无色,蓝色沉淀逐渐溶解,溶液逐渐变为蓝色;蓝色沉淀完全溶解,溶液变为蓝色;
(6)NaCl、CuCl2、HCl。
【分析】(1)根据中和反应的原理分析;
(2)根据溶液的pH=4分析;
(3)根据反应物、生成物和反应条件书写化学方程式;
(4)根据稀盐酸量太少被氢氧化钠完全消耗分析;
(5)根据稀盐酸和氢氧化铜反应生成氯化铜和水分析;
(6)根据继续滴加实验一反应后的溶液直至过量分析。
【解答】解:(1)酚酞试液遇碱性溶液变红,遇酸性或中性溶液为无色,向盛有氢氧化钠溶液的试管中加入稀盐酸,无明显现象。再向该试管中加入几滴无色酚酞溶液,观察到试管中的溶液呈无色,说明氢氧化钠被消耗,则能证明盐酸和氢氧化钠发生了化学反应;氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水,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;故答案为:无;氢离子和氢氧根离子结合生成水分子;
(2)用pH试纸测得试管中溶液的pH=4<7,说明反应后所得溶液呈酸性;故答案为:酸性;
(3)氯化铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和氯化钠,化学方程式为2NaOH+CuCl2=Cu(OH)2↓+2NaCl;故答案为:2NaOH+CuCl2=Cu(OH)2↓+2NaCl;
(4)因为若加入的稀盐酸量太少,可能被氢氧化钠完全消耗,无法与氢氧化铜反应,所以甲同学通过“滴加少量稀盐酸,无明显现象”得出“盐酸不能与Cu(OH)2发生反应”的结论不正确;故答案为:加入的稀盐酸量太少,可能被氢氧化钠
完全消耗,无法与氢氧化铜反应;
(5)实验一中最终溶液的pH=4<7,显酸性,说明稀盐酸过量,则溶质为NaCl、HCl、酚酞,溶液为无色;实验二中向盛有氢氧化钠溶液的试管中加入氯化铜溶液,观察到产生蓝色沉淀(氢氧化钠和氯化铜反应生成氢氧化铜沉淀和氯化钠),振荡。再向该试管中滴加少量稀盐酸,无明显现象,测得上层清液的pH=12>7,显碱性,说明上层清液中含有氢氧化钠、氯化钠;根据实验结论盐酸能与氢氧化铜发生反应,取实验一反应后的溶液滴入实验二所得混合物中,边滴加边振荡,直至pH为7,实验二中的溶液呈碱性会使实验一中的酚酞变红色,此过程中盐酸先与氢氧化钠反应生成氯化钠和水,随着溶液的加入,红色又逐渐消失,待氢氧化钠反应完全,溶液变为无色,稀盐酸和氢氧化铜反应生成氯化铜和水,可观察到蓝色沉淀逐渐溶解,溶液逐渐变为蓝色;继续滴加实验一反应后的溶液直至过量,可观察到蓝色沉淀完全消失,同时溶液变为蓝色。故答案为:溶液先变红色,然后又逐渐变成无色,蓝色沉淀逐渐溶解,溶液逐渐变为蓝色;蓝色沉淀完全溶解,溶液变为蓝色;
(6)由(5)分析可知,续滴加实验一反应后的溶液直至过量,氢氧化铜反应完全,则所得溶液中的溶质成分除酚酞外,还有氯化铜、氯化钠和氯化氢。故答案为:NaCl、CuCl2、HCl。
【点评】此题主要考查常见物质的性质,主要利用物质的性质来分析和解决有关问题,结合各方面的条件得出正确结论。
7.(2025 兴庆区二模)某校化学兴趣小组的同学设计实验探究氢氧化钠的化学性质,请你一起参与探究。
【实验过程与分析】
实验一 实验二 实验三 实验四
实验操作
实验现象 溶液变为红色 无明显现象 (1) 溶液由红色变成无色 产生蓝色絮状沉淀
实验结论 氢氧化钠能与紫 色石蕊反应 氢氧化钠能与二氧化碳反应? 氢氧化钠能与硫酸反应 氢氧化钠能与硫酸铜反应
(1)实验三的实验现象: 溶液由红色变成无色 。
(2)实验四中发生反应的化学方程式 2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4 。
【实验反思】
实验二将二氧化碳通入到氢氧化钠溶液中没有明显现象,那么二氧化碳与氢氧化钠是否发生了化学反应呢?
(3)甲同学设计了如图所示实验,滴入NaOH溶液,观察到气球膨胀现象时,仅凭此现象 不能 (填“能”或“不能”)说明两者发生了化学反应。于是大家讨论后对该实验进行再探究,请你写出实验设计的步骤、现象 选取同样的装置,向锥形瓶内加入等量的蒸馏水,观察到滴有氢氧化钠溶液的锥形瓶内气球变得更瘪 。
(4)乙同学重新设计实验:取NaOH溶液于试管中,通入少量CO2,然后向所得溶液中加入 足量的稀盐酸 溶液,当观察到 有气泡产生 现象时,也能证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应。
【再探究】
上述探究活动分别从反应物减少(或消失)和有新物质生成的角度证明化学反应的发生。同学们继续使用数字化实验利用压强传感器研究蒸馏水或NaOH溶液吸收CO2的效果,注射器内各装有等体积的液体,同时等速度注入各自锥形瓶中,一段时间后,同时振荡锥形瓶,如图所示。
(5)图中表示注入氢氧化钠溶液后装置内的压强变化是 曲线2 (填“曲线1”或“曲线2”)。
【反思评价】
(6)综上所述对“无明显实验现象时是否发生化学反应”的实验探究核心思路有 ABCD (填字母)。
A.设计对比实验
B.控制实验条件
C.获取事实证据
D.逻辑推理判断
【考点】探究酸碱的主要性质.
【专题】科学探究.
【答案】(1)溶液由红色变成无色;
(2)2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4;
(3)不能;选取同样的装置,向锥形瓶内加入等量的蒸馏水,观察到滴有氢氧化钠溶液的锥形瓶内气球变得更瘪;
(4)足量的稀盐酸;有气泡产生;
(5)曲线2;
(6)ABCD。
【分析】(1)根据氢氧化钠溶液显碱性,能使酚酞溶液变红氢氧化钠与硫酸发生中和反应生成硫酸钠和水来分析解答;
(2)根据氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠来分析解答;
(3)根据二氧化碳能溶于水且能与水反应,也会使装置内压强减小,导致气球膨胀来分析解答;根据对比实验的要求来分析解答;
(4)根据碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水来分析解答;
(5)根据二氧化碳能与氢氧化钠溶液发生反应,导致装置内压强减小的幅度比二氧化碳溶于水时大来分析解答;
(6)根据无明显实验现象时是否发生化学反应”实验探究核心思路有设计对比实验、控制实验条件、获取事实证据、逻辑推理判断来分析解答。
【解答】解:(1)在实验三中,氢氧化钠溶液显碱性,能使酚酞溶液变红,加入硫酸后,氢氧化钠与硫酸发生中和反应生成硫酸钠和水,随着硫酸的加入,氢氧化钠逐渐被消耗,溶液由碱性逐渐变为中性甚至酸性,所以溶液由红色变成无色;
(2)实验四中,氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠,反应的化学方程式为2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4;
(3)滴入NaOH溶液,观察到气球膨胀现象时,仅凭此现象不能证明两者发生了化学反应,因为二氧化碳能溶于水且能与水反应,也会使装置内压强减小,导致气球膨胀,
(4)取NaOH溶液于试管中,通入少量CO2,然后向所得溶液中加入足量的稀盐酸,如果二氧化碳与氢氧化钠发生了反应会生成碳酸钠,碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,所以当观察到有气泡产生现象时,也能证明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应;
(5)因为二氧化碳能与氢氧化钠溶液发生反应,导致装置内压强减小的幅度比二氧化碳溶于水时大,曲线2压强减小的幅度更大,所以图中表示注入氢氧化钠溶液后装置内的压强变化是曲线2;
(6)A、设计对比实验,如本题中用氢氧化钠溶液和蒸馏水作对比,能更好地证明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应,故A正确;
B、控制实验条件,在实验中保证除了反应物不同,其他条件相同,能使实验结果更具说服力,故B正确;
C、获取事实证据,通过观察气球的变化、有无气泡产生、压强的变化等证据来证明反应的发生,故C正确;
D、逻辑推理判断,根据实验现象和已知的化学知识进行逻辑推理,判断反应是否发生,故D正确;
故选:ABCD。
故答案为:(1)溶液由红色变成无色;
(2)2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4;
(3)不能;选取同样的装置,向锥形瓶内加入等量的蒸馏水,观察到滴有氢氧化钠溶液的锥形瓶内气球变得更瘪;
(4)足量的稀盐酸;有气泡产生;
(5)曲线2;
(6)ABCD。
【点评】本题主要考查物质的性质,解答时要根据各种物质的性质,结合各方面条件进行分析、判断,从而得出正确的结论。
8.(2025 海珠区一模)通过观察和实验等方法获取证据是科学探究的重要环节。
(1)甲同学通过指示剂变色判断酸碱中和反应是否发生。
步骤 操作 现象
1 向装有10%的NaOH溶液的烧杯A中滴加2滴酚酞溶液 溶液先变红,逐渐变为无色
【资料】酚酞在碱性条件下会与空气中氧气发生反应而失效。
【实验】
步骤 操作 现象
2 向装有10%的NaOH溶液的烧杯B中滴加2滴酚酞溶液,立即逐滴滴加HCl溶液 溶液先变红,逐滴滴加HCl溶液,溶液恰好变为无色
【猜想】溶液变成无色的原因:
①发生 NaOH+HCl=NaCl+H2O (写化学方程式)反应,溶液变为无色。
②酚酞失效变成无色。
【实验】限选试剂:10%NaOH溶液,HCl溶液,酚酞溶液
步骤 操作 现象与结论
3 取少量步骤2的无色溶液于烧杯C中, 滴加10%NaOH溶液 若 溶液变红 则猜想1成立;若溶液依然为无色则猜想2成立。
(2)乙同学借助电导率传感器探究KOH与HCl反应。
【资料】电导率越大溶液导电性越强。常温下三种物质的电导率与质量分数关系如图
【分析】
根据图像信息:
③其他条件相同,导电能力:OH﹣ > Cl﹣(填“>”或“<”); H+ >K+(填离子符号)。
④下列说法正确的是 ABCD (填选项)。
A.溶液的导电能力还与温度有关
B.溶液的导电能力还与溶质质量分数有关
C.溶液的导电能力还与离子所带电荷数有关
D.溶质质量分数最大值与该温度下溶质的溶解度有关
(3)如图1所示,分别向10%KOH溶液、10%KCl溶液中缓慢通入HCl气体,测定该过程中溶液导电能力的变化,实验结果如图2。(溶液体积、温度的变化可忽略)
向10%KOH溶液中通入HCl气体所得图像为曲线 b (填“a”或“b”)。理由是 KOH与HCl反应生成KCl和H2O,反应过程中钾离子和氯离子不变,氢离子和氢氧根离子生成水分子,离子总数基本不变,但氯离子代替了氢氧根离子,氢氧根离子导电能力大于氯离子,所以溶液导电能力逐渐减弱 。
(4)除了使用指示剂和测量溶液导电性,你还能怎样设计实验获得酸碱发生中和反应的证据 测量反应前后溶液的温度,若酸碱混合后溶液温度升高,说明酸碱发生了中和反应 。
【考点】探究酸碱的主要性质;中和反应相关实验与计算.
【专题】科学探究.
【答案】(1)①NaOH+HCl=NaCl+H2O;
②滴加10%NaOH溶液;溶液变红;
(2)③>;H+;
④ABCD;
(3)b;KOH与HCl反应生成KCl和H2O,反应过程中钾离子和氯离子不变,氢离子和氢氧根离子生成水分子,离子总数基本不变,但氯离子代替了氢氧根离子,氢氧根离子导电能力大于
氯离子,所以溶液导电能力逐渐减弱;
(4)测量反应前后溶液的温度,若酸碱混合后溶液温度升高,说明酸碱发生了中和反应。
【分析】(1)依据酸碱中和反应的原理,确定氢氧化钠与盐酸反应的化学方程式;根据猜想设计实验,利用氢氧化钠溶液和酚酞溶液检验溶液变色情况来判断猜想是否成立;
(2)通过观察电导率与质量分数关系图,比较OH﹣和Cl﹣、K+的导电能力;分析各因素对溶液导电能力的影响,判断选项的正确性;
(3)结合氢氧化钾与盐酸反应的实质,分析反应过程中离子浓度变化对溶液导电能力的影响,从而确定向10%KOH溶液中通入HCl气体所得图像;
(4)从酸碱中和反应的热效应或反应产物的角度,思考其他证明酸碱发生中和反应的实验设计方法。
【解答】解:(1)①氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水,化学方程式为NaOH+HCl=NaCl+H2O。故答案为:NaOH+HCl=NaCl+H2O;
②取少量步骤2的无色溶液于烧杯C中,滴加10%NaOH溶液。若溶液变红,则猜想1成立;若溶液依然为无色则猜想2成立。故答案为:滴加10%NaOH溶液;溶液变红;
(2)③由图像可知,其他条件相同,质量分数相同时,KOH溶液电导率大于KCl溶液,KOH溶液中含有OH﹣,KCl溶液中含有Cl﹣,所以导电能力:OH﹣>Cl﹣;同理可知,导电能力:H+>K+。故答案为:>;H+;
④A.一般情况下,温度会影响溶液中离子的运动速率,从而影响溶液的导电能力,故A选项说法正确
B.从图像中可知,不同质量分数下物质的电导率不同,溶液的导电能力与溶质质量分数有关,故B选项说法正确;
C.离子所带电荷数不同,对溶液导电能力有影响,如Ca2+所带电荷数比K+多,在其他条件相同时,含Ca2+的溶液导电能力可能更强,故C选项说法正确;
D.溶解度越大,能达到的溶质质量分数可能越大,溶质质量分数最大值受该温度下溶质的溶解度限制,故D选项说法正确。
故选:ABCD;
(3)向10%KOH溶液中通入HCl气体所得图像为曲线b。理由是:KOH与HCl反应生成KCl和H2O,反应过程中钾离子和氯离子不变,氢离子和氢氧根离子生成水分子,离子总数基
本不变,但氯离子代替了氢氧根离子,氢氧根离子导电能力大于氯离子,所以溶液导电能力逐渐减弱。故答案为::b;KOH与HCl反应生成KCl和H2O,反应过程中钾离子和氯离子不变,氢离子和氢氧根离子生成水分子,离子总数基本不变,但氯离子代替了氢氧根离子,氢氧根离子导电能力大于氯离子,所以溶液导电能力逐渐减弱;
(4)可以测量反应前后溶液的温度变化,若酸碱混合后溶液温度升高,说明酸碱发生了中和反应(因为中和反应一般放热)。故答案为:测量反应前后溶液的温度,若酸碱混合后溶液
温度升高,说明酸碱发生了中和反应。
【点评】本题主要考查物质的性质条件进行分析、判断,从而得出正确的结论。
9.(2025 建邺区一模)某实验小组小组对“二氧化碳与氢氧化钠的反应”进行再探究。
【实验探究1】甲同学用图Ⅰ装置证明二氧化碳能与氢氧化钠发生反应。测得一段时间内压强变化如图Ⅱ所示。
(1)首先注入瓶中的试剂是 H2O (填“H2O”或“NaOH溶液”)。
(2)对比图Ⅱ中的 bc 和 de 两段曲线,可证明二氧化碳能与氢氧化钠发生反应。
(3)上述实验后,打开瓶塞,向瓶内加入足量稀盐酸,观察到 有气泡产生 ,也可证明二氧化碳能与氢氧化钠发生反应。
(4)上述实验从 有新物质生成 角度证明了二氧化碳与氢氧化钠发生了反应。
【实验探究2】乙同学用图Ⅲ装置进一步探究二氧化碳与氢氧化钠的反应产物,测得相关数据如图Ⅳ所示。
已知:①2%NaOH溶液的密度约为1.0g/cm3。
②此实验条件下Na2CO3溶液的pH≈12.2,NaHCO3溶液的pH≈9.9。
(1)OA段发生反应的化学方程式为 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O 。
(2)B点对应溶液中的溶质是 Na2CO3、NaHCO3 。
(3)C点对应溶液中的溶质质量为 0.84g 。
【考点】探究酸碱的主要性质.
【专题】科学探究.
【答案】【实验探究1】(1)H2O;
(2)bc;de;
(3)有气泡产生;
(4)有新物质生成;
【实验探究2】(1)CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O;
(2)Na2CO3、NaHCO3;
(3)0.84g。
【分析】【实验探究1】(1)根据bc压强减小较小,de段压强减小更大来分析解答;
(2)根据bc段是二氧化碳溶于水且与水反应导致的压强变化,de段是二氧化碳与氢氧化钠反应导致的压强变化来分析解答;
(3)根据二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠,碳酸钠与稀盐酸反应会产生二氧化碳气体来分析解答;
(4)根据加入稀盐酸产生气泡,说明生成了新物质二氧化碳来分析解答;
【实验探究2】(1)根据二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水来分析解答;
(2)根据OA段二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠,继续通入二氧化碳,碳酸钠会与二氧化碳和水反应生成碳酸氢钠,B点时二氧化碳过量来分析解答;
(3)根据氢氧化钠的质量和方程式来分析解答。
【解答】解:【实验探究1】(1)要证明二氧化碳能与氢氧化钠发生反应,由图Ⅱ可知,bc压强减小较小,de段压强减小更大,则先注入瓶中的试剂应该是水,二氧化碳能溶于水且与水反应导致压强变化较小,二氧化碳与氢氧化钠反应会使瓶内压强明显减小;
(2)图Ⅱ中bc段是二氧化碳溶于水且与水反应导致的压强变化,de段是二氧化碳与氢氧化钠反应导致的压强变化,对比bc和de两段曲线,de段压强减小更明显,可证明二氧化碳能与氢氧化钠发生反应;
(3)二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠,碳酸钠与稀盐酸反应会产生二氧化碳气体,观察到有气泡产生,说明瓶中有碳酸钠,也就证明了二氧化碳与氢氧化钠发生了反应;
(4)因为加入稀盐酸产生气泡,说明生成了新物质二氧化碳,从有新物质生成的角度证明了二氧化碳与氢氧化钠发生了反应;
【实验探究2】(1)此实验条件下Na2CO3溶液的pH≈12.2,由图Ⅳ可知,OA段是二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,反应的化学方程式为CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O;
(2)OA段二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠,继续通入二氧化碳,碳酸钠会与二氧化碳和水反应生成碳酸氢钠,B点时二氧化碳过量,所以对应溶液中的溶质是Na2CO3、NaHCO3;
(3)NaHCO3溶液的pH≈9.9,C点时pH=9.9,说明C点对应溶液中的溶质为NaHCO3,20.0mL 2%的NaOH溶液中NaOH的质量为20.0mL×1.0g/mL×2%=0.4g,
由化学方程式CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O、CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3可得关联式2NaOH~Na2CO3~2NaHCO3,
设生成碳酸氢钠的质量为x,
2NaOH~Na2CO3~2NaHCO3
80 168
0.4g x
x=0.84g
即C点对应溶液中的溶质质量为0.84g。
故答案为:【实验探究1】(1)H2O;
(2)bc;de;
(3)有气泡产生;
(4)有新物质生成;
【实验探究2】(1)CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O;
(2)Na2CO3、NaHCO3;
(3)0.84g。
【点评】本题主要考查物质的性质,解答时要根据各种物质的性质,结合各方面条件进行分析、判断,从而得出正确的结论。
10.(2025 昆明模拟)中国古代壁画是文化遗产的重要组成部分,壁画保护工作非常重要。酥碱病害是壁画保护工作中的常见问题。
任务一认识酥碱病害机理
(1)酥碱病害:酥碱指建筑材料中的盐类(如NaCl、Na2SO4、Na2CO3等)随温度变化反复溶出、聚集,致使墙体逐层酥软脱落的现象。图1为NaCl、Na2SO4两物质的溶解度曲线,25℃时,将等质量NaCl、Na2SO4的饱和溶液,降温至10℃时,析出晶体较多的物质是 Na2SO4 。
任务二探究修复酥碱壁画的方法
【查阅资料】
Ⅰ.强酸、强碱对壁画有腐蚀性。
Ⅱ.根据《古现场土壤化学检测指标规范》规定,要求考古现场的土壤pH范围为6.5﹣7.5。
Ⅲ.高吸水树脂是一种修复材料。利用高吸水树脂吸附盐分(主要成分为NaCl)能有效防治壁画酥碱病害。
【实验方案】
方案一:利用石灰乳(主要成分氢氧化钙)除去酥碱中的Na2CO3。
(2)该反应的化学方程式为 Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓ ,有同学认为该方案不合理,理由是 反应生成的氢氧化钠是强碱,对壁画有腐蚀性,且可能使土壤pH超出规定范围 。
方案二:利用高吸水树脂吸附酥碱中的盐
小组同学取了六种修复材料(样品编号为1~6),分别对六种修复材料的酸碱度和吸盐水含量进行测定,测定数据如图表所示。
表:六种修复材料的酸碱度测试结果
样品编号 pH
1 7.2
2 7.3
3 7.2
4 6.9
5 8.5
6 7.2
(3)根据如表、图2相关数据,最宜选择的修复材料编号为 4 号,理由是 4号修复材料的pH为 6.9,在规定的 6.5﹣7.5 范围内,且其吸附NaCl的量为180mg,相对较高,能较好地吸附盐分 。
【实验结论】
修复酥碱壁画除需要考察材料的性质,同时还要结合实际要求,发挥化学学科在壁画文物保护中的重要作用。
【考点】盐的化学性质;书写化学方程式、文字表达式、电离方程式;晶体和结晶的概念与现象;固体溶解度曲线及其作用;溶液的酸碱性与pH的关系.
【专题】溶液、浊液与溶解度;常见的盐 化学肥料.
【答案】(1)Na2SO4;
(2)Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓;反应生成的氢氧化钠是强碱,对壁画有腐蚀性,且可能使土壤pH超出规定范围;
(3)4;4号修复材料的pH为 6.9,在规定的 6.5﹣7.5 范围内,且其吸附NaCl的量为180mg,相对较高,能较好地吸附盐分。
【分析】(1)根据溶解度曲线的性质进行分析。对于溶解度随温度变化较大的物质,在降温时会有较多晶体析出。通过观察NaCl、Na2SO4的溶解度曲线,比较它们在25℃到10℃之间溶解度变化的幅度,从而判断析出晶体较多的物质。
(2)依据复分解反应的原理,确定石灰乳(氢氧化钙)与Na2CO3反应的生成物,写出化学方程式。再结合资料中强酸、强碱对壁画有腐蚀性以及考古现场土壤pH范围的规定,分析该方案不合理的原因。
(3)根据修复材料的选择要求,既要考虑材料的酸碱度符合考古现场土壤pH范围(6.5﹣7.5),又要考虑其吸盐水含量较高。通过分析图表中六种修复材料的酸碱度和吸盐水含量数据,找出最符合要求的修复材料。
【解答】解:(1)观察NaCl、Na2SO4的溶解度曲线可知,Na2SO4的溶解度随温度变化比NaCl大。在25℃时,将等质量NaCl、Na2SO4的饱和溶液降温至10℃,溶解度变化大的物质析出晶体较多,所以析出晶体较多的物质是Na2SO4。
(2)石灰乳(主要成分氢氧化钙)与Na2CO3反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,化学方程式为Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓,该方案不合理的理由是:反应生成的氢氧化钠是强碱,根据资料,强酸、强碱对壁画有腐蚀性,会对壁画造成损害;且生成的氢氧化钠会使土壤的碱性增强,可能超出考古现场土壤pH范围(6.5﹣7.5)。
(3)根据图表数据,最宜选择的修复材料编号为4号。理由是:从酸碱度来看,4号修复材料的pH为 6.9,在考古现场土壤 pH 范围(6.5﹣7.5)内;从吸盐水含量来看,在六种修复材料中,4号修复材料吸附NaCl的量为180mg,相对较高,能较好地吸附酥碱中的盐分,综合这两个因素,4号修复材料最适合用于修复酥碱壁画。
故答案为:
(1)Na2SO4;
(2)Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓;反应生成的氢氧化钠是强碱,对壁画有腐蚀性,且可能使土壤pH超出规定范围;
(3)4;4号修复材料的pH为 6.9,在规定的 6.5﹣7.5 范围内,且其吸附NaCl的量为180mg,相对较高,能较好地吸附盐分。
【点评】本题围绕壁画酥碱病害展开,综合考查了溶解度曲线的应用、化学方程式书写以及根据实际需求选择合适材料等知识。通过这些问题,有助于学生将化学知识与文物保护实际相结合,提升对化学知识的综合运用能力,同时增强学生对文化遗产保护的关注和理解。
11.(2025 日照校级一模)学习小组对碱与CO2的反应进行了探究。
【实验探究】
(1)如图1所示,分别打开分液漏斗活塞,将相同体积的氢氧化钠饱和溶液和氢氧化钙饱和溶液分别全部加入锥形瓶中,立即关闭活塞,振荡锥形瓶。可观察到装置A中无明显现象,装置C中 产生白色沉淀 。一段时间后同时打开弹簧夹K1、K2,可观察到A、C装置中都出现了明显的实验现象,其中装置A中的现象是 B中的水倒吸入A中 。
【得出结论】
(2)碱能与二氧化碳发生反应,写出氢氧化钠溶液与二氧化碳反应的化学方程式 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 。
【反思交流】
(3)小组同学认为A中产生的现象不能说明碱能与CO2反应。在不改变装置的前提下,设计实验证明NaOH与CO2确实发生了反应。下列实验方案可行的是 ACD (填字母)。
A.将C中氢氧化钙溶液更换为等量的水,重新完成实验,并对比实验;
B.将B中的水更换为NaCl溶液,重新完成实验;
C.将B中的水更换为氯化钙溶液,重新完成实验;
D.实验结束后,向装置A中加入足量稀盐酸。
【拓展探究】为进一步证明NaOH与CO2确实发生了反应,小组同学决定利用更为精准的传感技术,从定量的角度进行相关数据的测量证明反应发生。具体操作如图2所示:
(4)通过图3温度变化的曲线说明,二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应是 放热 反应(填“吸热”或“放热”)。图4中曲线 b (填“a”或“b”)属于二氧化碳与氢氧化钠溶液反应的数据。
【考点】探究酸碱的主要性质.
【专题】科学探究.
【答案】(1)产生白色沉淀;B中的水倒吸入A中;
(2)2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O;
(3)ACD;
(4)放热;b。
【分析】(1)根据氢氧化钙饱和溶液与二氧化碳反应会生成碳酸钙白色沉淀来分析解答;根据二氧化碳与氢氧化钠反应,气体体积减小,装置A内压强减小来分析解答;
(2)根据氢氧化钠溶液与二氧化碳反应生成碳酸钠和水来分析解答;
(3)根据实验设计的目的来分析解答;
(4)根据随着反应进行,温度升高来分析解答;根据二氧化碳和氢氧化钠反应后气压减小比二氧化碳溶水减小得多来分析解答。
【解答】解:(1)装置C中的氢氧化钙饱和溶液与二氧化碳反应会生成碳酸钙白色沉淀,所以可观察到装置C中产生白色沉淀,装置A一段时间后的现象是因为二氧化碳与氢氧化钠反应,气体体积减小,装置A内压强减小,外界大气压将B中的水会倒吸入A;
(2)氢氧化钠溶液与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,反应的化学方程式为2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O;
(3)A、将C中氢氧化钙溶液更换为等量的水,变量只有氢氧化钠,重新完成实验,B中水流入A中更多,可以证明氢氧化钠和二氧化碳反应,该方案可行,故A符合题意;
B、将B中的水更换为NaCl溶液,氯化钠与二氧化碳、氢氧化钠、碳酸钠均不反应,不能证明NaOH与CO2发生了反应,该方案不可行,故B不符合题意;
C、将B中的水更换为氯化钙溶液,重新完成实验。若NaOH与CO2反应生成了Na2CO3,打开弹簧夹后,氯化钙溶液会与Na2CO3反应生成碳酸钙白色沉淀,可证明NaOH与CO2发生了反应,该方案可行,故C符合题意;
D、实验结束后,向装置A中加入足量稀盐酸,若NaOH与CO2反应生成了Na2CO3,加入稀盐酸会产生二氧化碳气体,有气泡产生,可证明NaOH与CO2发生了反应,该方案可行,符合题意;
故选:ACD;
(4)从图3温度变化曲线可知,随着反应进行,温度升高,说明二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应是放热反应,二氧化碳和氢氧化钠反应后气压减小比二氧化碳溶水减小得多,图4中曲线b属于二氧化碳与氢氧化钠溶液反应的数据。
故答案为:(1)产生白色沉淀;B中的水倒吸入A中;
(2)2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O;
(3)ACD;
(4)放热;b。
【点评】本题主要考查物质的性质,解答时要根据各种物质的性质,结合各方面条件进行分析、判断,从而得出正确的结论。
12.(2025 瑶海区二模)某小组以“酸碱中和反应”为探究主题开展项目式学习。请你回答下列问题。
【项目一】探究酸和碱的反应。
(1)小组同学将稀硫酸与氢氧化钠溶液混合后,发现忘了滴加无色酚酞溶液,随即往反应后的溶液中补加2滴无色酚酞溶液,发现溶液依然无色,于是得出酸碱恰好完全反应的结论。是否正确? 否 (填“是”或“否”),理由是 如果稀硫酸滴加过量,滴入无色酚酞溶液也不变色 。
【项目二】酸碱中和反应的曲线表征。
小组同学又用pH传感器探究稀盐酸和氢氧化钠溶液的反应过程,实验操作和测定结果如图1、图2所示。
(2)图1中发生反应的化学方程式为 HCl+NaOH=NaCl+H2O 。
(3)乙溶液为 稀盐酸 。
(4)丙的微粒符号为 H2O 。
【注意:若答对第(5)小题奖励3分,化学试卷总分不超过40分。】
【项目三】拓展探究。
电导率是衡量溶液导电能力大小的物理量。在相同条件下,电导率与离子浓度(单位体积内的离子数)成正比,如下图是利用数据传感技术测定氢氧化钠溶液与稀盐酸反应的电导率变化过程。
(5)M点的意义是 氢氧化钠溶液与稀盐酸恰好完全反应 ;P点和N点的电导率相同,对应溶液中的离子相同吗?为什么?
【考点】探究酸碱的主要性质;中和反应相关实验与计算;溶液的酸碱性与pH的关系.
【专题】科学探究.
【答案】(1)否;如果稀硫酸滴加过量,滴入无色酚酞溶液也不变色;
(2)HCl+NaOH=NaCl+H2O;
(3)稀盐酸;
(4)H2O;
(5)氢氧化钠溶液与稀盐酸恰好完全反应;不相同,P点时盐酸过量,溶液中的离子有Na+、H+、Cl﹣,N点时氢氧化钠过量,溶液中的离子有Na+、Cl﹣、OH﹣。
【分析】(1)根据中性或酸性溶液不能使酚酞溶液变色来分析解答;
(2)根据稀盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水来分析解答;
(3)根据随着甲溶液的加入,溶液的pH逐渐增大,最后pH>7,说明是向酸性溶液中加入碱性溶液来分析解答;
(4)根据稀盐酸和氢氧化钠反应的实质是氢离子和氢氧根离子结合生成水分子,再结合图3中的信息来分析解答;
(5)根据恰好完全反应时,电导率最低,P点时盐酸过量,溶液中的离子有Na+、H+、Cl﹣,N点时氢氧化钠过量,溶液中的离子有Na+、Cl﹣、OH﹣来分析解答。
【解答】解:(1)无色酚酞溶液在酸性或中性溶液中都不变色,稀硫酸与氢氧化钠溶液混合后补加无色酚酞溶液不变色,有可能是酸碱恰好完全反应(此时溶液呈中性),也有可能是稀硫酸滴加过量(此时溶液呈酸性),则不能得出酸碱恰好完全反应的结论,理由是如果稀硫酸滴加过量,滴入无色酚酞溶液也不变色;
(2)图1中发生的反应是稀盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,反应的化学方程式为HCl+NaOH=NaCl+H2O;
(3)从图2中可以看到,随着甲溶液的加入,溶液的pH逐渐增大,最后pH>7,说明是向酸性溶液中加入碱性溶液,已知是稀盐酸和氢氧化钠溶液的反应,所以甲溶液为氢氧化钠溶液,乙溶液为稀盐酸;
(4)稀盐酸和氢氧化钠反应的实质是氢离子和氢氧根离子结合生成水分子,在反应过程中,溶液中的钠离子和氯离子不参与反应,从图3可知,稀盐酸和氢氧化钠恰好完全反应,溶液中的溶质为氯化钠,则丙的微粒符号为H2O;
(5)稀盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,反应过程中,氢离子和氢氧根离子结合生成水分子,离子浓度降低,电导率降低,当恰好完全反应时,电导率最低,M点电导率最低,说明此时溶液中离子浓度最低,则M点的意义是氢氧化钠溶液与稀盐酸恰好完全反应,对于P点和N点,电导率相同,但对应溶液中的离子不同,P点时盐酸过量,溶液中的