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预习3 常见的碱
考点一、常见碱的特性
考点精要:
①氢氧化钠俗称烧碱或苛性钠,它是白色固体,极易溶于水,溶于水放热;易潮解,可作某些气体的干燥剂。它还具有较强的腐蚀性,使用时切不可接触皮肤。实验室可用NaOH溶液来吸收大量的CO2气体,该反应的化学方程式为2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O;
②氢氧化钙俗称熟石灰或消石灰,它是白色粉末状固体,微溶于水,其水溶液俗称石灰水。它也具有较强的腐蚀性,使用时切不可接触皮肤。实验室可用澄清石灰水来检验CO2气体,
该反应的化学方程式为Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O。
物质 氢氧化钠 氢氧化钙
化学式 NaOH Ca(OH)2
俗名 烧碱 熟石灰,消石灰
特性 具有强腐蚀性、吸水性(作干燥剂,密封保存) 具有腐蚀性
化学反应 用于吸收空气中的有毒气体:2NaOH+SO=NaSO(亚硫酸钠)+HO 。 氢氧化钙的水溶液可用于鉴别CO :Ca(OH) +CO =CaCO +H O 。
用途 制肥皂、造纸、纺织等,用作气体干燥剂 制NaOH、漂白粉,改良酸性土壤,配制波尔多液
典型案例:(2022九上·金华月考)下列关于氢氧化钙的描述中错误的是( )
A.微溶于水,能导电
B.水溶液能使紫色石蕊试液变红色
C.对皮肤、衣服等有腐蚀作用
D.将氢氧化钙与粘土、沙子混合,用做建筑材料
变式1:(2023九上·拱墅期末)下列有关氢氧化钠溶液的配制、保存和酸碱度测定的操作中,正确的是( )
A.称量NaOH固体 B.溶解NaOH固体 C.保存NaOH溶液 D.测NaOH溶液的pH
变式2:(2024九上·平湖期末)氢氧化钠是一种重要的化工原料,下列有关氢氧化钠的描述属于物理变化的是( )
A.氢氧化钠溶液吸收二氧化硫 B.氢氧化钠溶液溶解兔毛
C.氢氧化钠固体吸水潮解 D.氢氧化钠溶液久置变质
变式3:(2022九上·舟山期中)结合NaOH、Ca(OH)2的相关知识,回答下列问题
(1)可用来改变良酸性土壤的碱是 ;
(2)从微观角度看,它们的溶液具有相似化学性质的原因是 ;
考点二、碱的化学性质
考点精要:碱在水溶液中都能电离出自由移动的OH-,因而碱溶液具有相似的化学性质。
①碱溶液能使酸碱指示剂变色,例如氢氧化钠溶液和石灰水都能使紫色石蕊变蓝色,无色酚酞变红色;
②碱溶液能与非金属氧化物反应生成盐和水,实验室可用NaOH溶液来吸收大量的CO2气体,该反应的化学方程式为2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O;
③碱能酸反应生成盐和水;
④碱溶液能与某些盐反应生成新碱和新盐,例如:在两支试管中分别注入2~3 mLCuCl2溶液(溶液呈蓝色)和FeCl3溶液(溶液呈黄色);然后分别往上述两支试管中滴入足量的NaOH溶液和石灰水,可观察到盛CuCl2溶液的试管中出现蓝色絮状沉淀,盛FeCl3溶液的试管中出现红褐色沉淀,反应的化学方程式为CuCl2+2NaOH===Cu(OH)2↓+2NaCl、2FeCl3+3Ca(OH)2===2Fe(OH)3↓+3CaCl2。
向上述反应后所得沉淀中滴入足量的稀盐酸,观察到的现象是沉淀消失,说明碱和酸能发生化学反应。
典型案例:(2023九上·余姚期中)下列四个实验中,不能体现碱的通性的是( )
A. B.C. D.
变式1:(2023九上·温州期中)实验探究是获取证据的重要途径。某学习小组阅读资料获知氢氧化钡(Ba(OH)2)与氢氧化钙的化学性质相似,为了验证氢氧化钡的某些化学性质,他们设计如图所示实验。其中不能达到实验目的的是( )
A.实验①验证氢氧化钡溶液显碱性
B.实验②验证氢氧化钡能与酸反应
C.实验③验证氢氧化钡能与某些盐反应
D.实验④验证氢氧化钡能与某些非金属氧化物反应
变式2:小明研究氢氧化钙化学性质,进行了如下两个实验。
(1)实验过程中能观察到有白色沉淀生成的是实验 。(填写图中的序号)
(2)图乙表示实验③过程中溶液中离子种类在反应前后的变化,★表示的离子是 。
(3)实验结束后,将实验②和③试管中的废液倒入同一个烧杯中,发现沉淀消失,其原因是 。
变式3:归纳总结是学习科学的重要方法,小明同学用图甲总结了NaOH的四条化学性质(即NaOH与四类物质能够发生化学变化)。
(1)为了验证反应①,小明将紫色石蕊试液滴入NaOH溶液中,溶液变成 色。
(2)依据反应②说明 NaOH 必须密封保存,否则在空气中会变质,其化学方程式为 。(3)小明用微观示意图(如图乙)来说明反应③的发生,在反应过程中,没有发生变化的离子是 ;从该图中可以看出,反应后的溶液pH (填“>”、“<”或“=”)7。(4)为了验证反应④能够发生,你选择的物质是_________(填序号)。
A.Na2CO3 B.HCl C.CuSO4 D.NaCl
考点三、探究氢氧化钠变质
考点精要:
验证NaOH固体是否变质?(CO2 + 2NaOH = Na2CO3 +H2O)
假设:①可能变质(NaOH、Na2CO3) ②可能不变质(NaOH)
实质:检验固体中是否含有Na2CO3 过程:取该少量固体于试管中,加水溶解,振荡,往其中滴加稀HCl,若产生气泡,则变质;若不产生气泡,则不变质。
验证NaOH固体是否完全变质?
假设:①可能完全变质(Na2CO3) ②可能不完全变质(NaOH 、Na2CO3)
实质:检验固体中是否含有NaOH(由于NaOH、Na2CO3都呈碱性,因此不能直接用酸碱指示剂,因此原则上要先把Na2CO3除尽,才可用酸碱指示剂)。
过程:取该少量固体于试管中,加水溶解,振荡,往其中加入过量/适量BaCl2或CaCl2,充分反应后,再滴加酚酞,若变红色,则含有NaOH,说明不完全变质;若不变色,则不含有NaOH,说明完全变质。
注意:在除去Na2CO3的过程中,不能用Ca(OH)2或Ba(OH)2来除,由于生成物中含有NaOH,会对NaOH的检验造成干扰;
氢氧化钠溶液能与大量CO2气体反应,因此可以吸收CO2气体,有多个实验方案
在探究“NaOH溶液与酸性气体能否发生反应时”需要同时设置对照组,同等体积的清水吸收二氧化碳的现象。
典型案例:一瓶完全变质的NaOH溶液,在变质前后溶液中存在的主要离子种类如图所示,其中“ ”表示________(填写离子的符号);检验此瓶试剂是否已完全变质的方法是:________。
变式1:(2023九上·余姚月考)为探究一瓶久置的氢氧化钠固体样品是否全部变质,小科将少量样品配制成溶液,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
(1)由甲图实验现象可以得出溶液呈 性。
(2)分析乙图实验的现象,可以确定样品的变质情况为 。(选填“未变质、部分变质、完全变质”)
(3)图乙中,滴加足量的BaCl2溶液的目的是 。
变式2:实验室中的试剂一般要密封保存,否则可能会与空气接触而变质。某研究性学习小组发现一瓶未密闭的Na0H固体,对其成分提出以下假设,并完成了实验探究,
假设1:只含NaOH;
假设2:含NaOH和Na2CO3
假设3:只含Na2CO3
(1)取少量样品于试管中,加入足量稀盐酸,观察到有气泡产生,说明假设 不成立。(选填数字)
(2)进一步探究的过程如下:
①“操怍1”中要用到玻璃棒,其作用是 。
②加入CaCl2溶液的作用是 。
③滴加酚酞检验“溶液B”的现象是 。
变式3:(2022九上·台州期末)为探究一瓶久置的氢氧化钠固体样品是否全部变质,小柯取少量的样品配制成溶液,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固体部分变质”。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 。
(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。请在丙图中画出“生成CO2的质量随加入稀盐酸质量变化”的大致图像。(图在答题纸上)
1.植物的生长对土壤的酸碱性有一定的要求。经测定,某地土壤的pH值为4.5,欲将其改良为接近中性的土壤,应施加的物质是( )
A.食盐 B.硫酸铜 C.石灰石 D.熟石灰
2.(2023九上·余姚期末)下列各组物质相互接触,能发生化学反应却无明显现象的是( )
A.氢氧化钠溶液与盐酸 B.氢氧化钡溶液与硫酸铜溶液
C.氧化铁与盐酸 D.石灰石与盐酸
3.(2022·浙江台州·九年级期末)在盛有氯化铁溶液的试管中,滴入氢氧化钠溶液能观察到现象是( )
A.无明显现象 B.有红褐色沉淀生成
C.有蓝色沉淀生成 D.溶液呈血红色
4.下列关于NaOH和Ca(OH)2的用途中错误的是( )
A.用Ca(OH)2制波尔多液 B.用Ca(OH)2改良酸性土壤
C.用NaOH溶液检验CO2 D.用NaOH固体干燥某些气体
5.下面是四位同学在讨论关于碱的四种说法,其中正确的是( )
A.凡是能电离出氢氧根离子的化合物都是碱 B.能使无色酚酞试液变为红色的化合物都是碱
C.溶液的pH大于7的化合物可能是碱 D.凡是能和酸反应生成盐和水的化合物都是碱
6.(2023九上·南浔期末)在①二氧化碳,②酚酞试液,③稀盐酸,④硫酸铜溶液这四种物质中,能和氢氧化钠作用且表现出了“碱的通性”的组合是( )
A.①②③④ B.①②③ C.②③④ D.①③④
7.下列是探究碱性质的实验,都能发生反应且反应中体现了“碱的通性”的组合是( )
A.①②③④ B.①②③ C.①②④ D.②③④
8.(2023九上·杭州期末)氢氧化钡(Ba(OH)2)与氢氧化钙的化学性质相似。实验小组为了验证氢氧化钡的某些化学性质,设计如图所示实验,其中不能达到实验目的的是( )
A.利用实验①验证氢氧化钡溶液显碱性
B.利用实验②验证氢氧化钡能与酸反应
C.利用实验③验证氢氧化钡能与某些盐反应
D.利用实验④验证氢氧化钡能与某些非金属氧化物反应
9.实验室有一瓶久置的氢氧化钠固体样品,为了检验其变质情况,实验员取少量该样品进行如下实验:
(1)氢氧化钠久置于空气中容易变质的原因是________;
(2)分析以上实验现象,样品变质情况是( )
A.未变质 B.部分变质 C.完全变质
10.(2023九上·金华期末)为探究一瓶久置的NaOH溶液样品是否变质,进行如下实验:
实验一:取少量样品于试管中,滴加1~2滴酚酞溶液,溶液显红色;
实验二:取少量样品于试管中,加入适量稀硫酸,有气泡放出;
实验三:取少量样品于试管中,加入足量的BaCl2溶液,有白色沉淀生成。过滤,向滤液中滴加1~2滴酚酞溶液,溶液显红色。回答下列问题:
(1)实验二的现象可以得出该NaOH溶液中含有
(2)经过以上三个实验,说明该NaOH溶液变质情况为. 变质。
11.对知识的归纳和总结是学好化学的重要方法。在学习了碱的性质后,小红同学总结了氢氧化钙的四条化学性质(如图所示),即氢氧化钙与图中四类物质能够发生化学反应。
(1)图中M所属的物质类别是 。
(2)性质②和性质③的化学反应都有相同的物质生成,该物质是 (填化学式)。
(3)利用性质②可以解释“用石灰浆粉刷墙壁,干燥后墙面就变硬了”的现象,反应的化学方程式为 。
12.(2022九上·舟山期中)实验桌上有瓶敞口放置已久NaOH溶液,小丽对其成分做如下探究:
【实验探究】小丽设计如下实验来验证自己的猜想,请根据表中内容填写实验时的现象:
实验步骤 现象 结论
取少量NaOH溶液样品于试管中,先滴加足量的CaCl2溶液,然后再滴加酚酞试液。 __________ NaOH溶液部分变质
(1)按小丽的实验方案进行实验,则你观察到的实验现象 。(2)滴加足量CaCl2溶液的目的是 。
(3)下列物质①BaCl2溶液、②Ca(NO3)2溶液、③Ca(OH)2溶液、④Ba(OH)2溶液,不能替代小丽实验中CaCl2溶液的是 (填序号)。
13.(2022九上·温州期中)请同学们根据常见的可溶性碱的性质回答下列问题:
(1)同时挤压图甲中A、B装置的胶头滴管,能证明氢氧化钠与二氧化碳发生反应的现象是 。(2)为了验证氢氧化钠能与盐反应,可选择的物质是 (可多选)。
A.碳酸钙 B.氯化铁 C.硝酸钡 D.硫酸铜
(3)为鉴别氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液,用如图乙所示的A,B,C三种方案(每种方案的两支试管中事先分别加入等量的上述两种溶液),其中可行的方案是 。
14.在学习碱的性质时,为了验证溶液中氢氧化钠能与二氧化碳反应,老师做了下面两个实验。
实验一:如图甲,将一支充满二氧化碳的试管倒扣在盛有氢氧化钠溶液的烧杯中,观察试管中的液面变化情况。
实验二:如图乙,向两个装满二氧化碳的同样规格的瓶中分别注入等量的氢氧化钠溶液和蒸馏水,振荡后放在水平的桌面上,观察U形管(装有红墨水)两端液面的变化情况。请问:
(1)实验一中观察到试管液面上升,请用化学方程式说明理由:________。
(2)实验二中若观察到U形管左端的液面________(填“升高”或“降低”),则证明溶液中氢氧化钠能与二氧化碳反应。
(3)与实验一相比,同学们认为实验二更合理,因为它能排除________对实验的干扰。
15.某科学兴趣小组在学完碱的化学性质时,进行了如图所示的实验:
实验1结束后,同学们对反应后的物质进行过滤,并对滤液中溶质的成分进行了探究。
【建立猜想】
猜想一:溶质为 ;
猜想二:溶质为NaOH和Na2CO3;
猜想三:溶质为NaOH和Ba(OH)2.
【实验探究】
组内同学采取不同的方法开展了实验2的研究,具体情况如下:
实验操作 实验现象 实验结论
甲同学:取少量滤液于试管中,向其中滴加适量的Na2CO3溶液。 无白色沉淀 ①
乙同学:取少量滤液于试管中,向其中滴加过量的盐酸溶液。 ② 猜想二成立
请将表格中的实验结论①与实验现象②补充完整。
【反思与评价】
①从微观分析,实验1中OH-并没有实质参与反应,无法准确得出可溶性碱能与盐反应这一化学通性。有同学提出可以将Na2CO3溶液更换为 溶液进行实验,让OH-实质参与反应来得出可溶性碱的这一化学通性。
②实验后的废液直接倒入下水道,会造成环境污染,需将废液处理后再排放。
16.(2021九上·义乌期中)实验课后,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,依次开展了以下探究,请完成其中的三个填空。
[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,向溶液中滴加足量的稀盐酸,并不断振荡。 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。
[实验探究2]
实验步骤 实验现象 实验结论
⑴取少量该溶液于试管中,向溶液中滴加过量的氯化钙溶液,并不断振荡。 有白色沉淀生成。 说明原溶液中一定有碳酸钠。
⑵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]该氢氧化钠溶液部分变质。猜想1正确。
[思考与讨论]有同学认为,探究1已经证明了碳酸钠的存在,所以实验探究2中的实验步骤(1)是多余,只要如实验步骤(2),样品溶于水后,直接滴入酚酞即可的。该同学的看法是否正确?为什么? 。
17.甲同学为了区别氢氧化钠和氢氧化钙溶液,设计如图的四组实验方案。
(1)其中能达到实验目的的是 。
(2)在D组实验中发生的化学方程式为 、 。
(3)实验结束后,甲同学将A、C组四支试管中的溶液倒入同一容器中。
①甲同学看到容器中看到产生浑浊,该现象说明有 物质生成。(填化学式)
②甲同学将上述混合物静置一段时间分层,再向上层清液中滴入酚酞后溶液呈红色,说明溶液呈碱性。使溶液呈碱性的物质是什么呢?
甲同学进一步推测:溶液中呈碱性的物质可能是碳酸钠、氢氧化钙和 三种物质中的一种或两种。
③为了验证推测,甲同学查阅资料,获悉氯化钡溶液呈中性,并设计如下实验加以验证。请根据要求完成下列空白:
实验内容 预测现象 结论
取少量容器中的上层溶 液于试管中,加入过量 的氯化钡溶液,静置 Ⅰ、若有白色沉淀生成,溶液呈无色 呈碱性物质是碳酸钠
Ⅱ、若无沉淀生成, 溶液呈红色 呈碱性物质是氢氧化钙
III、若有白色沉淀生成, 溶液呈红色 。
④乙同学认为甲同学第Ⅱ步验证的结论不严密,原因是 。
18.(2023九上·舟山开学考)小组同学探究一瓶敞口放置的NaOH溶液是否变质,进行了下述实验:
同学 甲 乙 丙
操作 各取一支相同规格的试管,在试管中加入一定量的待测溶液
滴入无色酚酞试液 加入足量的 ? 加入足量的BaCl2溶液
现象 变红 产生气泡 产生白色沉淀
结论。 没变质 变质 变质
(1)乙同学加入的“?”是 。
(2)乙同学认为甲同学的实验和结论不正确,理由是 。
(3)丙同学将沉淀过滤、洗涤、干燥,称量质量为1.97g。已知丙同学所取的待测溶液质量为10g,请根据化学方程式计算,该待测溶液中变质生成物的质量分数。
19.(2022·浙江温州·一模)小明用如图装置确定氢氧化钠固体的变质情况。加入反应物前,电子天平的示数为215.3克。分别用不同质量固体与稀硫酸充分反应,记录相关数据如下表。
实验序号 1 2 3
固体质量(克) 6 12 18
稀硫酸质量(克) 50 50 50
电子天平示数(克) 270.2 275.1 281.1
(1)敞口放置的氢氧化钠会变质的原因是______。
(2)计算固体中碳酸钠的质量分数。
(3)进一步分析发现通过这种方法测得的碳酸钠质量分数偏小,其原因是______。
20.(2022九上·舟山期中)含CuCl2和HCl的100g混合溶液中,逐滴加入溶质质量分数为10%NaOH溶液,参加反应的NaOH溶液质量与生成沉淀质量关系如图,据图回答:(结果保留0.1%)
(1)写出PM段所观察到现象 。
(2)P点时溶液中的溶质是 。
(3)求M点溶液中溶质的质量。
(4)求出m1的值
举一反三
举一反三
举一反三
课后练习
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预习3 常见的碱
考点一、常见碱的特性
考点精要:
①氢氧化钠俗称烧碱或苛性钠,它是白色固体,极易溶于水,溶于水放热;易潮解,可作某些气体的干燥剂。它还具有较强的腐蚀性,使用时切不可接触皮肤。实验室可用NaOH溶液来吸收大量的CO2气体,该反应的化学方程式为2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O;
②氢氧化钙俗称熟石灰或消石灰,它是白色粉末状固体,微溶于水,其水溶液俗称石灰水。它也具有较强的腐蚀性,使用时切不可接触皮肤。实验室可用澄清石灰水来检验CO2气体,
该反应的化学方程式为Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O。
物质 氢氧化钠 氢氧化钙
化学式 NaOH Ca(OH)2
俗名 烧碱 熟石灰,消石灰
特性 具有强腐蚀性、吸水性(作干燥剂,密封保存) 具有腐蚀性
化学反应 用于吸收空气中的有毒气体:2NaOH+SO=NaSO(亚硫酸钠)+HO 。 氢氧化钙的水溶液可用于鉴别CO :Ca(OH) +CO =CaCO +H O 。
用途 制肥皂、造纸、纺织等,用作气体干燥剂 制NaOH、漂白粉,改良酸性土壤,配制波尔多液
典型案例:(2022九上·金华月考)下列关于氢氧化钙的描述中错误的是( )
A.微溶于水,能导电
B.水溶液能使紫色石蕊试液变红色
C.对皮肤、衣服等有腐蚀作用
D.将氢氧化钙与粘土、沙子混合,用做建筑材料
【答案】B
【解析】氢氧化钙微溶于水电离出钙离子和氢氧根离子,具有碱的通性:①能使紫色石蕊试液变蓝,②与酸性氧化物反应,③与酸发生中和反应,④能和某些盐发生复分解反应。
【解答】A、氢氧化钙微溶于水,电离出自由移动的离子,能导电;
B、氢氧化钙属于碱,具有碱的通性,能使紫色石蕊试液变蓝,可以用这一现象检验OH-;
C、氢氧化钙对皮肤、衣服等有腐蚀作用,使用时应注意安全;
D、氢氧化钙能与空气中的二氧化碳反应,生成坚硬的碳酸,利用这一性质,将氢氧化钙、黏土和沙子混合,用来做建筑材料。故答案为:B
变式1:(2023九上·拱墅期末)下列有关氢氧化钠溶液的配制、保存和酸碱度测定的操作中,正确的是( )
A.称量NaOH固体 B.溶解NaOH固体 C.保存NaOH溶液 D.测NaOH溶液的pH
【答案】D
【解析】A、根据氢氧化钠的腐蚀性分析;
B、根据量筒的应用分析;
C、根据液体保存在细口瓶中分析;
D、根据pH试纸的使用方法分析。
【解答】A、氢氧化钠具有腐蚀性,不能直接放约片上称量,不符合题意;
B.量筒不能用于溶解氢氧化钠,不符合题意;
C.氢氧化钠溶液应放在细口瓶中,不能放广口瓶中,不符合题意;
D. 测溶液pH需用玻璃棒蘸到少量液体滴在试纸上,然后读值,符合题意;
变式2:(2024九上·平湖期末)氢氧化钠是一种重要的化工原料,下列有关氢氧化钠的描述属于物理变化的是( )
A.氢氧化钠溶液吸收二氧化硫 B.氢氧化钠溶液溶解兔毛
C.氢氧化钠固体吸水潮解 D.氢氧化钠溶液久置变质
【答案】C
【解析】 物理变化指的是没有新物质生成的变化过程。多种纯物质混合成混合物,是物理变化;从混合物中分离出纯物质,亦是物理变化。
【解答】A.氢氧化钠溶液吸收二氧化硫,产生新物质亚硫酸钠,属于化学变化,A错误;
B.氢氧化钠溶液溶解兔毛,兔毛变成其他物质,属于化学变化,B错误;
C.氢氧化钠固体吸水潮解, 潮解是指某些物质(多指固体)从空气中吸收或吸附水分,使得表面逐渐变得潮湿、滑润,最后物质就会从固体变为该物质的溶液的现象。这一过程是物理变化,因为潮解仅涉及物质的物理状态变化,即从固体变为溶液,而没有涉及化学成分的改变 ,C正确;
D.氢氧化钠溶液久置变质,是氢氧化钠与二氧化碳产生碳酸钠的缘故,D错误;
故答案为:C。
变式3:(2022九上·舟山期中)结合NaOH、Ca(OH)2的相关知识,回答下列问题
(1)可用来改变良酸性土壤的碱是 ;
(2)从微观角度看,它们的溶液具有相似化学性质的原因是 ;
【答案】(1)氢氧化钙或Ca(OH)2(2)都有氢氧根
【解析】(1)根据氢氧化钙的用途分析;
(2)根据碱的溶液中都含氢氧根离子分析。
【解答】(1)氢氧化钙是用于改良酸性土壤的碱;
(2)氢氧化钠和氢氧化钙溶液中都含氢氧根离子,所以化学性质相似;
考点二、碱的化学性质
考点精要:碱在水溶液中都能电离出自由移动的OH-,因而碱溶液具有相似的化学性质。
①碱溶液能使酸碱指示剂变色,例如氢氧化钠溶液和石灰水都能使紫色石蕊变蓝色,无色酚酞变红色;
②碱溶液能与非金属氧化物反应生成盐和水,实验室可用NaOH溶液来吸收大量的CO2气体,该反应的化学方程式为2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O;
③碱能酸反应生成盐和水;
④碱溶液能与某些盐反应生成新碱和新盐,例如:在两支试管中分别注入2~3 mLCuCl2溶液(溶液呈蓝色)和FeCl3溶液(溶液呈黄色);然后分别往上述两支试管中滴入足量的NaOH溶液和石灰水,可观察到盛CuCl2溶液的试管中出现蓝色絮状沉淀,盛FeCl3溶液的试管中出现红褐色沉淀,反应的化学方程式为CuCl2+2NaOH===Cu(OH)2↓+2NaCl、2FeCl3+3Ca(OH)2===2Fe(OH)3↓+3CaCl2。
向上述反应后所得沉淀中滴入足量的稀盐酸,观察到的现象是沉淀消失,说明碱和酸能发生化学反应。
典型案例:(2023九上·余姚期中)下列四个实验中,不能体现碱的通性的是( )
A. B.C. D.
【答案】A
【解析】碱的通性包括:
①碱使指示剂变色;
②碱 + 酸 = 盐 + 水
③碱 + 某些非金属氧化物= 盐 + 水
④碱 + 某些盐 = 新碱 + 新盐
【解答】A.氢氧化钙和碳酸钠反应生成白色沉淀碳酸钙,是钙离子和碳酸根离子的结合,碱的共性是氢氧根离子显示的性质,故A错误,符合题意;
B.2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2↓,体现碱的通性:碱 + 某些盐 = 新碱 + 新盐,故B不合题意;
C.石灰水(Ca(OH)2)能使无色的酚酞试液变红色,体现碱的通性:碱使指示剂变色,故C不合题意;
D.NaOH+CO2=Na2CO3+H2O,体现碱的通性:碱 + 某些非金属氧化物= 盐 + 水,故D不合题意。
故选:A
变式1:(2023九上·温州期中)实验探究是获取证据的重要途径。某学习小组阅读资料获知氢氧化钡(Ba(OH)2)与氢氧化钙的化学性质相似,为了验证氢氧化钡的某些化学性质,他们设计如图所示实验。其中不能达到实验目的的是( )
A.实验①验证氢氧化钡溶液显碱性
B.实验②验证氢氧化钡能与酸反应
C.实验③验证氢氧化钡能与某些盐反应
D.实验④验证氢氧化钡能与某些非金属氧化物反应
【答案】B
【解析】根据四个试管中各物质与氢氧化钡反应的现象结合各物质类别分析。
【解答】A、 实验①通过酚酞溶液变红,可验证氢氧化钡溶液显碱性 ,不符合题意;
B、 实验②氢氧化钡与盐酸反应无明显现象,不能验证氢氧化钡能与酸反应 ,符合题意;
C、 实验③碳酸钠与氢氧化钡反应产生碳酸钡沉淀和氢氧化钠,可验证氢氧化钡能与某些盐反应 ,不符合题意;
D、 实验④二氧化碳与氢氧化钡反应产生碳酸钡沉淀,可验证氢氧化钡能与某些非金属氧化物反应 ,不符合题意;
故选B。
变式2:小明研究氢氧化钙化学性质,进行了如下两个实验。
(1)实验过程中能观察到有白色沉淀生成的是实验 。(填写图中的序号)
(2)图乙表示实验③过程中溶液中离子种类在反应前后的变化,★表示的离子是 。
(3)实验结束后,将实验②和③试管中的废液倒入同一个烧杯中,发现沉淀消失,其原因是 。
【答案】① Ca2+ 实验②后,试管中存在过量的稀盐酸
【详解】(1)氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,和稀盐酸反应生成氯化钙和水,和氯化铁反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钙,则实验过程中能观察到有白色沉淀生成的是实验①;
(2)稀盐酸和氢氧化钙反应生成氯化钙和水,反应的实质是氢离子和氢氧根离子结合生成水分子,图乙表示实验③过程中溶液中离子种类在反应前后的变化,★表示的离子是钙离子;
(3)③试管中生成的沉淀是氢氧化铁,氢氧化铁能与酸反应,实验结束后,将实验②和③试管中的废液倒入同一个烧杯中,发现沉淀消失,是因为氢氧化铁和稀盐酸反应生成了氯化铁和水。
变式3:归纳总结是学习科学的重要方法,小明同学用图甲总结了NaOH的四条化学性质(即NaOH与四类物质能够发生化学变化)。
(1)为了验证反应①,小明将紫色石蕊试液滴入NaOH溶液中,溶液变成 色。
(2)依据反应②说明 NaOH 必须密封保存,否则在空气中会变质,其化学方程式为 。(3)小明用微观示意图(如图乙)来说明反应③的发生,在反应过程中,没有发生变化的离子是 ;从该图中可以看出,反应后的溶液pH (填“>”、“<”或“=”)7。(4)为了验证反应④能够发生,你选择的物质是_________(填序号)。
A.Na2CO3 B.HCl C.CuSO4 D.NaCl
【答案】(1)蓝 (2)2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O (3)Na+、SO42-;> (4)C
【解析】(1)根据氢氧化钠溶液呈碱性分析;
(2)根据氢氧化钠能与空气中二氧化碳反应生成碳酸钠而变质分析;
(3)根据酸和碱反应是氢离子和氢氧根离子结合成水分子,反应后氢氧根离子有剩余,溶液呈碱性分析;
(4)根据盐是由金属离子和酸根离子形成的化合物及复分解反应条件分析。
【解答】(1)氢氧化钠溶液呈碱性,能使石蕊试液变蓝色。
(2)氢氧化钠能与空气中二氧化碳反应生成碳酸钠而变质,所以需密封保存,反应方程式为 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 。
(3)反应 ③ 为硫酸和氢氧化钠生成硫酸钠和水的反应,反应前后钠离子和硫酸根离子没变,只是氢离子和氢氧根离子结合成水分子,反应后氢氧根离子剩余,说明碱过量,则反应后溶液呈碱性,pH大于7.
(4)碳酸钠与氢氧化钠不反应,A错误;盐酸属于酸,B错误;硫酸铜为盐,且能与氢氧化钠反应,C正确;氯化钠不与氢氧化钠反应,D错误。
考点三、探究氢氧化钠变质
考点精要:
验证NaOH固体是否变质?(CO2 + 2NaOH = Na2CO3 +H2O)
假设:①可能变质(NaOH、Na2CO3) ②可能不变质(NaOH)
实质:检验固体中是否含有Na2CO3 过程:取该少量固体于试管中,加水溶解,振荡,往其中滴加稀HCl,若产生气泡,则变质;若不产生气泡,则不变质。
验证NaOH固体是否完全变质?
假设:①可能完全变质(Na2CO3) ②可能不完全变质(NaOH 、Na2CO3)
实质:检验固体中是否含有NaOH(由于NaOH、Na2CO3都呈碱性,因此不能直接用酸碱指示剂,因此原则上要先把Na2CO3除尽,才可用酸碱指示剂)。
过程:取该少量固体于试管中,加水溶解,振荡,往其中加入过量/适量BaCl2或CaCl2,充分反应后,再滴加酚酞,若变红色,则含有NaOH,说明不完全变质;若不变色,则不含有NaOH,说明完全变质。
注意:在除去Na2CO3的过程中,不能用Ca(OH)2或Ba(OH)2来除,由于生成物中含有NaOH,会对NaOH的检验造成干扰;
氢氧化钠溶液能与大量CO2气体反应,因此可以吸收CO2气体,有多个实验方案
在探究“NaOH溶液与酸性气体能否发生反应时”需要同时设置对照组,同等体积的清水吸收二氧化碳的现象。
典型案例:一瓶完全变质的NaOH溶液,在变质前后溶液中存在的主要离子种类如图所示,其中“ ”表示________(填写离子的符号);检验此瓶试剂是否已完全变质的方法是:________。
【答案】CO32-;取少量待检溶液于试管中,加入足量BaCl2溶液,静置;在上层清液中滴加酚酞试液;若观察到有白色沉淀生成,酚酞试液不变色,则说明其已完全变质(合理即可)。
【解析】根据氢氧化钠变质是与二氧化碳反应生成碳酸钠和水及碳酸钠和氢氧化钠的溶液都呈碱性,要证明碳酸钠中不含氢氧化钠,需先除去碳酸钠再证明氢氧化钠分析。
【解答】氢氧化钠变质是与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,所以变质前溶液中离子为钠离子和氢氧根离子,变质后为钠离子和碳酸根离子,根据反应前后粒子种类可知, “ ”表示 CO32- ;要检验试剂完全变质,即需证明不含氢氧化钠,要先加氯化钙或氯化钡溶液等将碳酸钠除去,然后利用氢氧化钠的碱性加以验证。
变式1:(2023九上·余姚月考)为探究一瓶久置的氢氧化钠固体样品是否全部变质,小科将少量样品配制成溶液,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
(1)由甲图实验现象可以得出溶液呈 性。
(2)分析乙图实验的现象,可以确定样品的变质情况为 。(选填“未变质、部分变质、完全变质”)
(3)图乙中,滴加足量的BaCl2溶液的目的是 。
【答案】(1)碱
(2)部分变质
(3)检验并除去碳酸钠
【解析】(1)无色酚酞试液遇到酸或中性溶液不变色,遇到碱性溶液变红色;
(2)碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,而氢氧化钠溶液呈碱性,根据现象分析解答;
(3)根据实验过程分析滴入足量氯化钡的目的。
【解答】(1)根据甲图可知,滴入无色酚酞试液后变成红色,说明溶液呈碱性;
(2)根据以图可知,加入足量的氯化钡溶液后,其中的碳酸钠和氯化钡完全反应生成碳酸钡沉淀,从而除去其中的碳酸钠。在得到的清液中加入酚酞试液后,溶液变成红色,说明溶液呈碱性,即还存在氢氧化钠,那么样品为部分变质。
(3)图乙中,滴加足量的BaCl2溶液的目的是检验并除去碳酸钠。
变式2:实验室中的试剂一般要密封保存,否则可能会与空气接触而变质。某研究性学习小组发现一瓶未密闭的Na0H固体,对其成分提出以下假设,并完成了实验探究,
假设1:只含NaOH;
假设2:含NaOH和Na2CO3
假设3:只含Na2CO3
(1)取少量样品于试管中,加入足量稀盐酸,观察到有气泡产生,说明假设 不成立。(选填数字)
(2)进一步探究的过程如下:
①“操怍1”中要用到玻璃棒,其作用是 。
②加入CaCl2溶液的作用是 。
③滴加酚酞检验“溶液B”的现象是 。
【答案】(1)1 (2)引流;除尽Na2CO3;溶液呈现红色
【解析】(1)氢氧化钠能和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水;
(2)碳酸钠能和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳;
(3)过滤可以把不溶于水的物质除去;
(4)氯化钙能和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠;
(5)氢氧化钠溶液显碱性,能使酚酞试液变红色。
【解答】(1) Na2CO3 和稀盐酸反应产生气泡,取少量样品于试管中,加入足量稀盐酸,观察到有气泡产生,说明 假设1:只含Na0H不成立。
(2)①“操怍1”中要用到玻璃棒,其作用是引流 。
②氯化钙能和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,加入CaCl2溶液的作用是除尽Na2CO3 。
③溶液B显碱性,滴加酚酞检验“溶液B”的现象是溶液呈现红色 。
变式3:(2022九上·台州期末)为探究一瓶久置的氢氧化钠固体样品是否全部变质,小柯取少量的样品配制成溶液,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固体部分变质”。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 。
(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。请在丙图中画出“生成CO2的质量随加入稀盐酸质量变化”的大致图像。(图在答题纸上)
【答案】(1)不正确,无论氢氧化钠是否全部变质,都能让无色酚酞变红色 (2)部分变质
(3)
【解析】(1)氢氧化钠和空气中的二氧化碳反应,生成碳酸钠和水。碳酸钠虽然是盐,但是它的水溶液却呈碱性,也能使酚酞试液变红,则无论氢氧化钠是否变质,酚酞试液都会呈现红色。
(2)白色沉淀应该是碳酸钠和氯化钡反应生成的碳酸钡沉淀,上层清液滴入酚酞呈红色,说明溶液中还存在氢氧化钠。既然碳酸钠和氢氧化钠同时存在,那么肯定固体部分变质。
(3)根据稀盐酸与二者的反应过程分析解答。
【解答】(1)我认为小柯观点不正确,理由:无论氢氧化钠是否全部变质,都能让无色酚酞变红色。
(2)分析乙图实验的现象,可以确定样品的变质情况为部分变质。
(3)稀盐酸先与氢氧化钠反应,生成氯化钠和水,此时没有气体生成。当氢氧化钠完全反应后,稀盐酸再与碳酸钠反应,生成氯化钠、水和二氧化碳气体。当碳酸钠完全反应后,气体的质量保持不变,如下图所示:
1.植物的生长对土壤的酸碱性有一定的要求。经测定,某地土壤的pH值为4.5,欲将其改良为接近中性的土壤,应施加的物质是( )
A.食盐 B.硫酸铜 C.石灰石 D.熟石灰
【答案】D
【解析】A、食盐不与酸反应,不符合题意;
B、硫酸铜不与酸反应,不符合题意;
C、石灰石能与酸反应,但该物质不溶不适合改良酸性土壤,不符合题意;
D、熟石灰呈碱性,能与酸发生中和反应,常用于改良酸性土壤,符合题意;故答案为:D
2.(2023九上·余姚期末)下列各组物质相互接触,能发生化学反应却无明显现象的是( )
A.氢氧化钠溶液与盐酸 B.氢氧化钡溶液与硫酸铜溶液
C.氧化铁与盐酸 D.石灰石与盐酸
【答案】A
【解析】A.氢氧化钠溶液与盐酸反应,生成氯化钠和水,没有明显现象,故A符合题意;
B.氢氧化钡溶液与硫酸铜溶液反应,生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钡白色沉淀,故B不合题意;
C.氧化铁与盐酸反应,生成氯化铁和水,溶液变成黄色,故C不合题意;
D.石灰石与盐酸反应,生成二氧化碳气体,故D不合题意。
3.(2022·浙江台州·九年级期末)在盛有氯化铁溶液的试管中,滴入氢氧化钠溶液能观察到现象是( )
A.无明显现象 B.有红褐色沉淀生成
C.有蓝色沉淀生成 D.溶液呈血红色
【答案】B
【解析】氯化铁能和氢氧化钠反应生成氯化钠和氢氧化铁沉淀,所以实验现象为有红褐色沉淀生成,
4.下列关于NaOH和Ca(OH)2的用途中错误的是( )
A.用Ca(OH)2制波尔多液 B.用Ca(OH)2改良酸性土壤
C.用NaOH溶液检验CO2 D.用NaOH固体干燥某些气体
【答案】C
【详解】A、氢氧化钙与硫酸铜反应,在农业上可用于制波尔多液,故选项说法正确;
B、氢氧化钙具有碱性,可与土壤中的酸性物质反应,能用于改良酸性土壤,故选项说法正确;
C、因为氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,这一反应无明显现象,所以不能用NaOH溶液检验CO2,故选项说法错误;
D、氢氧化钠具有吸水性,可以用于干燥某些气体,故选项说法正确。
5.下面是四位同学在讨论关于碱的四种说法,其中正确的是( )
A.凡是能电离出氢氧根离子的化合物都是碱 B.能使无色酚酞试液变为红色的化合物都是碱
C.溶液的pH大于7的化合物可能是碱 D.凡是能和酸反应生成盐和水的化合物都是碱
【答案】C
【详解】A、凡是能电离出氢氧根离子的化合物就是碱错误,如碱式氯化镁属于盐,故说法错误;
B、能使无色酚酞变红的化合物一定呈碱性,但不一定是碱,如碳酸钠溶液显碱性也能使无色酚酞变红,但属于盐类,故说法错误;
C、碱的水溶液的pH一定大于7,溶液pH大于7的溶液可能是碱也可能是某些盐的溶液如碳酸钠,故说法正确;
D、能和酸反应生成盐和水的化合物不一定是碱,例如氧化铁,故说法错误。
故选C。
6.(2023九上·南浔期末)在①二氧化碳,②酚酞试液,③稀盐酸,④硫酸铜溶液这四种物质中,能和氢氧化钠作用且表现出了“碱的通性”的组合是( )
A.①②③④ B.①②③ C.②③④ D.①③④
【答案】A
【解析】 与①二氧化碳、②酚酞试液、③稀盐酸、④硫酸铜溶液反应都是碱中氢氧根离子的作用,体现了碱的通性;
【解答】根据反应时消耗氢氧根离子体现了碱的通性分析。
7.下列是探究碱性质的实验,都能发生反应且反应中体现了“碱的通性”的组合是( )
A.①②③④ B.①②③ C.①②④ D.②③④
【答案】C
【详解】①氢氧化钡溶液、氢氧化钙溶液都能和氯化铜溶液反应生成氢氧化铜沉淀,能体现碱的通性;
②氢氧化钡溶液、氢氧化钙溶液都能使酚酞溶液变红,能体现碱的通性;
③氢氧化钡溶液、氢氧化钙溶液都能和碳酸钾溶液反应生成白色沉淀,但氢氧根离子在反应前后没有改变,不能体现碱的通性;
④氢氧化钡溶液、氢氧化钙溶液都能和二氧化硫反应生成盐和水,能体现碱的通性。
故选C。
8.(2023九上·杭州期末)氢氧化钡(Ba(OH)2)与氢氧化钙的化学性质相似。实验小组为了验证氢氧化钡的某些化学性质,设计如图所示实验,其中不能达到实验目的的是( )
A.利用实验①验证氢氧化钡溶液显碱性
B.利用实验②验证氢氧化钡能与酸反应
C.利用实验③验证氢氧化钡能与某些盐反应
D.利用实验④验证氢氧化钡能与某些非金属氧化物反应
【答案】B
【解析】A.无色酚酞试液遇到碱性溶液变成红色,故A正确不合题意;
B.氢氧化钡与稀盐酸反应,生成氯化钡和水,但是没有明显的现象,故B错误符合题意;
C.氢氧化钡与硫酸钠反应,生成硫酸钡沉淀和氢氧化钠,故C正确不合题意;
D.氢氧化钡和二氧化碳反应,生成碳酸钡沉淀和水,故D正确不合题意。
9.实验室有一瓶久置的氢氧化钠固体样品,为了检验其变质情况,实验员取少量该样品进行如下实验:
(1)氢氧化钠久置于空气中容易变质的原因是________;
(2)分析以上实验现象,样品变质情况是( )
A.未变质 B.部分变质 C.完全变质
【答案】(1)氢氧化钠固体潮解并与二氧化碳反应(2)B
【解析】(1)氢氧化钠能与空气中二氧化碳反应生成碳酸钠和水而变质;
(2)样品中加入过量氯化钙有白色沉淀,说明变质,过量氯化钙能除去碳酸钠,向溶液中加配合酞溶液,溶液变红,说明还有氢氧化钠,即样品部分变质;
10.(2023九上·金华期末)为探究一瓶久置的NaOH溶液样品是否变质,进行如下实验:
实验一:取少量样品于试管中,滴加1~2滴酚酞溶液,溶液显红色;
实验二:取少量样品于试管中,加入适量稀硫酸,有气泡放出;
实验三:取少量样品于试管中,加入足量的BaCl2溶液,有白色沉淀生成。过滤,向滤液中滴加1~2滴酚酞溶液,溶液显红色。回答下列问题:
(1)实验二的现象可以得出该NaOH溶液中含有
(2)经过以上三个实验,说明该NaOH溶液变质情况为. 变质。
【答案】(1)碳酸钠(2)部分(或不完全)
【解析】根据氢氧化钠与硫酸反应无明显现象,碳酸钠与硫酸反应会产生二氧化碳气体,加入氯化钡溶液证明碳酸钠同时除去碳酸钠,然后利用氢氧化钠的碱性证明其存在分析。
【解答】(1)氢氧化钠与硫酸反应无明显现象,碳酸钠与硫酸反应会产生二氧化碳气体,由实验二产生气泡的现象可知,该NaOH溶液中含有碳酸钠;
(2)实验二得出样品中含有碳酸钠,实验三向样品中加入足量氯化钡溶液,有白色沉淀产生,证明了碳酸钠的存在同时除去了碳酸钠,向滤液中加酚酞,溶液呈红色,由此说明样品中还含氢氧化钠,说明该氢氧化钠溶液部分变质;
11.对知识的归纳和总结是学好化学的重要方法。在学习了碱的性质后,小红同学总结了氢氧化钙的四条化学性质(如图所示),即氢氧化钙与图中四类物质能够发生化学反应。
(1)图中M所属的物质类别是 。
(2)性质②和性质③的化学反应都有相同的物质生成,该物质是 (填化学式)。
(3)利用性质②可以解释“用石灰浆粉刷墙壁,干燥后墙面就变硬了”的现象,反应的化学方程式为 。
【答案】酸 H2O CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
【详解】(1)结合图示,根据碱的化学性质可知,M所属的物质类别是酸;
(2)性质②和性质③,与非金属氧化物反应生成盐和水,与酸反应生成盐和水,化学反应都有相同的物质生成,该物质是水,其化学式为H2O;
(3)石灰浆中的氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,反应的化学方程式为:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。
12.(2022九上·舟山期中)实验桌上有瓶敞口放置已久NaOH溶液,小丽对其成分做如下探究:
【实验探究】小丽设计如下实验来验证自己的猜想,请根据表中内容填写实验时的现象:
实验步骤 现象 结论
取少量NaOH溶液样品于试管中,先滴加足量的CaCl2溶液,然后再滴加酚酞试液。 __________ NaOH溶液部分变质
(1)按小丽的实验方案进行实验,则你观察到的实验现象 。(2)滴加足量CaCl2溶液的目的是 。
(3)下列物质①BaCl2溶液、②Ca(NO3)2溶液、③Ca(OH)2溶液、④Ba(OH)2溶液,不能替代小丽实验中CaCl2溶液的是 (填序号)。
【答案】(1)溶液中产生白色沉淀,加入酚酞试液后溶液变红
(2)完全除去碳酸钠,避免碳酸钠对后面的实验产生干扰 (3)③④
【解析】根据氢氧化钠溶液部分变质,则溶液中成分为氢氧化钠和碳酸钠,要验证二者存在需先检验碳酸钠,并将碳酸钠除去,然后利用氢氧化钠碱性验证氢氧化钠分析。
【解答】(1) 氢氧化钠溶液部分变质,则溶液中成分为氢氧化钠和碳酸钠,取少量NaOH溶液样品于试管中,先滴加足量的CaCl2溶液,氯化钙与碳酸钠反应会产生碳酸钙白色沉淀,然后再滴加酚酞试液,氢氧化钠未与氯化钙反应,所以溶液仍呈碱性,酚酞试液变红色;
(2)碳酸钠和氢氧化钠溶液都呈碱性,加入足量氯化钙是为了完全除去碳酸钠,避免碳酸钠对后面的实验产生干扰;
(3)①BaCl2溶液、②Ca(NO3)2溶液 可代替氯化钙验证碳酸钠并除去碳酸钠, ③Ca(OH)2溶液、④Ba(OH)2溶液会引入氢氧根离子,在该实验中不能代替氯化钙,否则会干扰氢氧化钠验证。
13.(2022九上·温州期中)请同学们根据常见的可溶性碱的性质回答下列问题:
(1)同时挤压图甲中A、B装置的胶头滴管,能证明氢氧化钠与二氧化碳发生反应的现象是 。(2)为了验证氢氧化钠能与盐反应,可选择的物质是 (可多选)。
A.碳酸钙 B.氯化铁 C.硝酸钡 D.硫酸铜
(3)为鉴别氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液,用如图乙所示的A,B,C三种方案(每种方案的两支试管中事先分别加入等量的上述两种溶液),其中可行的方案是 。
【答案】(1)A中气球大于B中气球 (2)B,D (3)A
【解析】根据二氧化碳与氢氧化钠反应会使容器内压强明显减小,碱和盐的反应为复分解反应,交换成分后生成物不气体或沉淀或水生成复分解反应才能发生,二氧化碳、盐酸、酚酞与氢氧化钠和氢氧化钙反应的现象分析。
【解答】(1)二氧化碳与氢氧化钠反应、二氧化碳与水反应都会使锥形瓶内压强减小,但与氢氧化钠反应压强减少更明显,所以通过观察到 A中气球大于B中气球,可证明二氧化碳与氢氧化钠发生反应;
(2)碳酸钙与氢氧化钠不反应,A错误;氯化铁与氢氧化钠反应产生氢氧化铁沉淀,B正确;硝酸钡与氢氧化钠不反应,C错误;硫酸铜与氢氧化钠反应产生蓝色沉淀,D正确;
(3)通入二氧化碳,产生浑浊的为氢氧化钙,无现象的为氢氧化钠,A可以鉴别;加入盐酸,氢氧化钠和氢氧化钙反应都无明显现象,B不可以鉴别,加入酚酞,氢氧化钠和氢氧化钙溶液都会使酚酞变红,C不可以鉴别;
14.在学习碱的性质时,为了验证溶液中氢氧化钠能与二氧化碳反应,老师做了下面两个实验。
实验一:如图甲,将一支充满二氧化碳的试管倒扣在盛有氢氧化钠溶液的烧杯中,观察试管中的液面变化情况。
实验二:如图乙,向两个装满二氧化碳的同样规格的瓶中分别注入等量的氢氧化钠溶液和蒸馏水,振荡后放在水平的桌面上,观察U形管(装有红墨水)两端液面的变化情况。请问:
(1)实验一中观察到试管液面上升,请用化学方程式说明理由:________。
(2)实验二中若观察到U形管左端的液面________(填“升高”或“降低”),则证明溶液中氢氧化钠能与二氧化碳反应。
(3)与实验一相比,同学们认为实验二更合理,因为它能排除________对实验的干扰。
【答案】(1)2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O (2)升高 (3)水与二氧化碳反应/水对实验的干扰
【解析】(1)氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,据此写出反应的化学方程式;
(2)二氧化碳不但溶于水还能与碳酸钠反应,因此U形管左侧的液面上方的气压肯定小于右侧的气压,那么左端液面肯定上升,右端液面肯定下降;
(3)二氧化碳溶于水和二氧化碳与氢氧化钠反应,都能使试管内气压减小,实验甲无法确定是哪个因素引起的,而实验乙通过对照实验可以排除水对实验的干扰。
据此解答即可。
【解答】(1)实验一中观察到试管液面上升,那么原因是: 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O ;
(2)实验二中若观察到U形管左端的液面升高,则证明溶液中氢氧化钠能与二氧化碳反应;
(3)与实验一相比,同学们认为实验二更合理,因为它能排除水对实验的干扰。
15.某科学兴趣小组在学完碱的化学性质时,进行了如图所示的实验:
实验1结束后,同学们对反应后的物质进行过滤,并对滤液中溶质的成分进行了探究。
【建立猜想】
猜想一:溶质为 ;
猜想二:溶质为NaOH和Na2CO3;
猜想三:溶质为NaOH和Ba(OH)2.
【实验探究】
组内同学采取不同的方法开展了实验2的研究,具体情况如下:
实验操作 实验现象 实验结论
甲同学:取少量滤液于试管中,向其中滴加适量的Na2CO3溶液。 无白色沉淀 ①
乙同学:取少量滤液于试管中,向其中滴加过量的盐酸溶液。 ② 猜想二成立
请将表格中的实验结论①与实验现象②补充完整。
【反思与评价】
①从微观分析,实验1中OH-并没有实质参与反应,无法准确得出可溶性碱能与盐反应这一化学通性。有同学提出可以将Na2CO3溶液更换为 溶液进行实验,让OH-实质参与反应来得出可溶性碱的这一化学通性。
②实验后的废液直接倒入下水道,会造成环境污染,需将废液处理后再排放。
【答案】NaOH 猜想三不成立 刚开始不产生气泡,后产生气泡 MgSO4
【详解】[建立猜想]丙图实验中氢氧化钡和碳酸钠反应生成碳酸钡和氢氧化钠,如果恰好完全反应,则溶质为氢氧化钠,如果氢氧化钡过量,则溶质为氢氧化钠、氢氧化钡,如果碳酸钠过量,则溶质为碳酸钠、氢氧化钠,故猜想一:溶质为NaOH;
[实验探究]甲同学:取少量滤液于试管中,向其中滴加适量的Na2CO3溶液,无白色沉淀,说明不含氢氧化钡,故猜想三不成立;
乙同学:猜想二成立,溶质为NaOH和Na2CO3,取少量滤液于试管中,向其中滴加过量的稀盐酸,一开始无现象(稀盐酸与氢氧化钠反应),一段时间后有气泡产生(稀盐酸与碳酸钠反应);
[反思与评价]硫酸镁与氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化镁沉淀,从微观分析,实验1中OH-并没有实质参与反应,无法准确得出可溶性碱能与盐反应这一化学通性,可以将Na2CO3溶液更换为MgSO4溶液进行实验,让OH-实质参与反应来得出可溶性碱的这一化学通性。
16.(2021九上·义乌期中)实验课后,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,依次开展了以下探究,请完成其中的三个填空。
[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,向溶液中滴加足量的稀盐酸,并不断振荡。 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。
[实验探究2]
实验步骤 实验现象 实验结论
⑴取少量该溶液于试管中,向溶液中滴加过量的氯化钙溶液,并不断振荡。 有白色沉淀生成。 说明原溶液中一定有碳酸钠。
⑵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]该氢氧化钠溶液部分变质。猜想1正确。
[思考与讨论]有同学认为,探究1已经证明了碳酸钠的存在,所以实验探究2中的实验步骤(1)是多余,只要如实验步骤(2),样品溶于水后,直接滴入酚酞即可的。该同学的看法是否正确?为什么? 。
【答案】产生气泡;氢氧化钠;不正确,因为碳酸钠溶液显碱性,也能使酚酞试液变红色
【解析】根据氢氧化钠发生变质是与二氧化碳反应生成碳酸钠,碳酸钠溶液呈碱性,且能与酸反应产生二氧化碳气体分析。
【解答】氢氧化钠发生变质,则会与二氧化碳反应生成碳酸钠,碳酸钠与盐酸反应产生二氧化碳气体,观察到有气泡产生;
加入过量的氯化钙溶液,产生白色沉淀,验证出碳酸钠的同时,并将碳酸钠除去,再向溶液中加入酚酞,溶液变红色,说明原溶液中一定有氢氧化钠;
因碳酸钠溶液也显碱性,也能使酚酞试液变红色 ,所以实验步骤(1)不多余;
17.甲同学为了区别氢氧化钠和氢氧化钙溶液,设计如图的四组实验方案。
(1)其中能达到实验目的的是 。
(2)在D组实验中发生的化学方程式为 、 。
(3)实验结束后,甲同学将A、C组四支试管中的溶液倒入同一容器中。
①甲同学看到容器中看到产生浑浊,该现象说明有 物质生成。(填化学式)
②甲同学将上述混合物静置一段时间分层,再向上层清液中滴入酚酞后溶液呈红色,说明溶液呈碱性。使溶液呈碱性的物质是什么呢?
甲同学进一步推测:溶液中呈碱性的物质可能是碳酸钠、氢氧化钙和 三种物质中的一种或两种。
③为了验证推测,甲同学查阅资料,获悉氯化钡溶液呈中性,并设计如下实验加以验证。请根据要求完成下列空白:
实验内容 预测现象 结论
取少量容器中的上层溶 液于试管中,加入过量 的氯化钡溶液,静置 Ⅰ、若有白色沉淀生成,溶液呈无色 呈碱性物质是碳酸钠
Ⅱ、若无沉淀生成, 溶液呈红色 呈碱性物质是氢氧化钙
III、若有白色沉淀生成, 溶液呈红色 。
④乙同学认为甲同学第Ⅱ步验证的结论不严密,原因是 。
【答案】CD CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O CaCO3+CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓+ H2O CaCO3 氢氧化钠/NaOH 碳酸钠和氢氧化钠或Na2CO3和NaOH 氢氧化钠溶液也显碱性,使溶液呈碱性的物质还可能是氢氧化钠或氢氧化钠和氢氧化钙的混合物
【详解】(1)根据氢氧化钠和氢氧化钙的性质可知,它们都能够和稀盐酸反应且都没有现象,都能使酚酞变红,氢氧化钠不能和碳酸钠反应,但是氢氧化钙可以和碳酸钠反应生成白色沉淀,氢氧化钠和氢氧化钙都能二氧化碳反应,但是氢氧化钠反应没有现象,和氢氧化钙反应生成白色沉淀,所以能够实现目的实验为C和D;
(2)二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,反应的化学方程式分别为:CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O、CaCO3;CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓+ H2O;
(3)氢氧化钙可以和碳酸钠反应生成白色碳酸钙沉淀和氢氧化钠,根据题意生成的白色沉淀只能是碳酸钙,其化学式为CaCO3;
(4)根据题意可知,在溶液中可能含有氢氧化钠,其化学式为:NaOH;
(5)能够和氯化钡溶液反应生成白色沉淀为碳酸钠,而氢氧化钙不能和碳酸钠共存,所以可以判断使溶液变红的是氢氧化钠,即该溶液中含有碳酸钠和氢氧化钠;
(6)氢氧化钠溶液也呈碱性,也可以使酚酞变红,所以不能仅仅根据溶液变红就判断溶液中只是氢氧化钙。氢氧化钠溶液也显碱性,乙同学认为甲同学第Ⅱ步验证的结论不严密,原因是氢氧化钠溶液也显碱性,使溶液呈碱性的物质还可能是氢氧化钠或氢氧化钠和氢氧化钙的混合物。
18.(2023九上·舟山开学考)小组同学探究一瓶敞口放置的NaOH溶液是否变质,进行了下述实验:
同学 甲 乙 丙
操作 各取一支相同规格的试管,在试管中加入一定量的待测溶液
滴入无色酚酞试液 加入足量的 ? 加入足量的BaCl2溶液
现象 变红 产生气泡 产生白色沉淀
结论。 没变质 变质 变质
(1)乙同学加入的“?”是 。
(2)乙同学认为甲同学的实验和结论不正确,理由是 。
(3)丙同学将沉淀过滤、洗涤、干燥,称量质量为1.97g。已知丙同学所取的待测溶液质量为10g,请根据化学方程式计算,该待测溶液中变质生成物的质量分数。
【答案】(1)稀盐酸(或稀硫酸、稀硝酸)
(2)氢氧化钠溶液和变质产生的碳酸钠溶液均呈碱性,均能使无色酚酞试液变红色
(3)设10g待测溶液中碳酸钠的质量分数为x
Na2CO3+BaCl2= BaCO3↓+2NaCl
106 197
10gx 1.97g
X=10.6%
【解析】(1)氢氧化钠在空气中变质,即和二氧化碳反应生成碳酸钠。碳酸钠和酸反应,生成新盐、水和二氧化碳气体。
(2)碳酸钠和氢氧化钠的水溶液都呈碱性;
(3)写出碳酸钠和氯化钡反应的化学方程式,根据质量之间的比例关系,利用沉淀氯化钡的质量列式计算处待测溶液中碳酸钠的质量分数即可。
【解答】(1)根据题意可知,乙同学加入的“?”应该为稀盐酸(或稀硫酸、稀硝酸)。
(2)乙同学认为甲同学的实验和结论不正确,理由是:氢氧化钠溶液和变质产生的碳酸钠溶液均呈碱性,均能使无色酚酞试液变红色。
19.(2022·浙江温州·一模)小明用如图装置确定氢氧化钠固体的变质情况。加入反应物前,电子天平的示数为215.3克。分别用不同质量固体与稀硫酸充分反应,记录相关数据如下表。
实验序号 1 2 3
固体质量(克) 6 12 18
稀硫酸质量(克) 50 50 50
电子天平示数(克) 270.2 275.1 281.1
(1)敞口放置的氢氧化钠会变质的原因是______。
(2)计算固体中碳酸钠的质量分数。
(3)进一步分析发现通过这种方法测得的碳酸钠质量分数偏小,其原因是______。
【答案】(1)氢氧化钠与空气中的二氧化碳反应;
(2)解:第一次实验中生成的二氧化碳气体为(6+50+215.3-270.2)g=1.1g,第二次加入固体质量为第一次的两倍,产生二氧化碳质量为(12+50+215.3-275.1)g=2.2g,说明6g固体中的碳酸钠完全反应生成二氧化碳质量为1.1g。
设6g固体中碳酸钠的质量为x
x=2.65g
固体中碳酸钠的质量分数为:
(3)反应后,部分二氧化碳残留在锥形瓶中,且二氧化碳密度比空气大
【解析】(1)氢氧化钠与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,所以变质。
(2)解析见答案。
(3)因为反应后,部分二氧化碳残留在锥形瓶中,且二氧化碳密度比空气大,所以会导致测出二氧化碳的质量偏小,计算出来的碳酸钠质量分数也偏小。
20.(2022九上·舟山期中)含CuCl2和HCl的100g混合溶液中,逐滴加入溶质质量分数为10%NaOH溶液,参加反应的NaOH溶液质量与生成沉淀质量关系如图,据图回答:(结果保留0.1%)
(1)写出PM段所观察到现象 。
(2)P点时溶液中的溶质是 。
(3)求M点溶液中溶质的质量。
(4)求出m1的值
【答案】(1)产生蓝色絮状沉淀
(2)CuCl2和NaCl
(3)解:由图像可知,氢氧化钠与氯化铜反应生成氢氧化铜质量为9.8g,设生成氯化钠质量为x
CuCl2 +2NaOH=Cu(OH)2 +2NaCl
98 117
9.8g x
98:117=9.8g:x x=11.7g
与盐酸反应的氢氧化钠质量为40g×10%=4g,依据钠元素质量守恒可知,此时生成氯化钠质量为,则 M点溶液中溶质的质量 5.85g+11.7g=17.55g ;
(4)解:设与氯化铜反应消耗氢氧化钠溶液质量为y
CuCl2 +2NaOH=Cu(OH)2 +2NaCl
80 98
10%y 9.8g
80:98=10%y:9.8g y=80g
则 m1 =40g+80g=120g.
【解析】(1)根据向氯化铜和盐酸的混合溶液中加入氢氧化钠,氢氧化钠先与盐酸反应,然后再与氯化铜反应,氯化铜与氢氧化钠的反应生成氢氧化铜沉淀分析;
(2)根据p点盐酸恰好完全反应分析;
(3)根据生成氢氧化铜沉淀质量及方程式中物质间质量关系计算生成氯化钠质量,由与盐酸反应的氢氧化钠质量计算生成氯化钠质量,M点对应溶质为两份氯化钠之和分析;
(4)根据氢氧化铜质量计算出与氯化铜反应的氢氧化钠溶液质量,再由图像确定与盐酸反应的氢氧化钠溶液质量,从而计算m1数值分析。
【解答】(1)向氯化铜和盐酸的混合溶液中加入氢氧化钠,氢氧化钠先与盐酸反应,然后再与氯化铜反应,PM段为氯化铜与氢氧化钠的反应,现象是产生蓝色沉淀;
(2)P点为盐酸恰好与氢氧化钠反应的点,溶液中溶质为氯化钠和氯化铜;
举一反三
举一反三
举一反三
课后练习
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