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中考化学二轮复习《科学探究》专项试题
一、科学探究题
1.氢氧化钠是重要的工业原料,也是实验室的常用药品小明和小芳做了如下探究:
(1)小明查阅资料得知,氢氧化钠固体露置在空气中容易_________________,还容易和空气中的二氧化碳反应而变质,所以应该密封保存。
(2)小明向氢氧化钠溶液中加入稀硫酸,该中和反应的实质是_________ ;然后,对反应后废液的溶质进行了如下探究:
【提出问题】氢氧化钠溶液和稀硫酸反应后,溶质是什么
【查阅资料】硫酸钠溶液呈中性。
【猜想假设】
(3)猜想I 硫酸钠和氢氧化钠;猜想II 硫酸钠和硫酸;猜想III______。
【设计实验】
(4)
实验操作 实验现象 实验结论
①取少量废液于试管中,滴入几滴酚酞试液 溶液无明显变化 猜想_____不成立
②另取少量废液于试管中,滴入几滴氯化钡溶液 ____________ 猜想II成立
【反思与评价】
(5)小芳认为实验操作②得出的结论不成立。为了证明猜想II成立,可以向废液中加入少量氧化铜粉末,原因是_____________(用化学方程式表示)。
2.氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂,某探究小组的同学通过查阅资料得知,氢化钙(CaH2)遇水反应生成氢氧化钙和氢气,请写出该反应的化学方程式___________。
探究小组的同学把一定量的CaH2加入Na2CO3溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液,经检验滤渣的成分是碳酸钙。
【提出问题】滤液中溶质的成分是什么?
【猜想与假设】猜想一:NaOH; 猜想二:NaOH和Ca(OH)2;
猜想三:NaOH和___________。 猜想四:NaOH、Na2CO3和Ca(OH)2;
经过讨论,大家认为猜想四不合理,用化学方程式说明原因:___________。
【实验证明】实验现象与结论。
实验一:取滤液,向其中滴加少量碳酸钠溶液,___________,猜想二不成立。
实验二:另取溶液,向其中加入足量___________,若开始无明显现象,后来产生气泡,猜想___________成立。
【反思与拓展】
(1)向CaH2中加入NH4Cl溶液,产生的气体是___________。
(2)登山运动员常用CaH2作为能源提供剂,与氢气相比,其优点是便于携带。
3.小红同学将氢氧化钠的溶液和氢氧化钙的溶液分别加入试管A、C和B、D中,进行了如图所示的两组实验。根据实验逐步完成下列问题:
(1)证明酸和碱能发生中和反应的实验现象是:_______,写出稀盐酸和氢氧化钙溶液发生的化学方程式_______。
(2)试管C中无现象,试管D中有白色沉淀生成。为确定通入CO2后试管C中溶质的成分,小红进行了如下探究:
【提出猜想】
猜想一:溶质是氢氧化钠 猜想二:溶质是碳酸钠和氢氧化钠 猜想三:溶质是_____
【实验与结论】
实验操作 实验现象 结论
①取C中溶液少量于试管中,滴加过量的____溶液。 _______ 猜想二成立
②取步骤①中上层清液少许于试管中,滴加几滴酚酞溶液。 _______
【拓展应用】通过以上实验探究得出,实验室保存氢氧化钠需要_______保存。
4.实验室一瓶久置的氢氧化钠溶液可能发生变质(若发生变质,变质的结果是生成了Na2CO3),现在对该瓶氢氧化钠溶液进行分析检测。
猜测溶质 猜想一:溶液中溶质只有NaOH;
猜想二:溶液中溶质只有Na2CO3;
猜想三:溶液中溶质______。
查阅资料 ①某溶液能使无色酚酞变红,则该溶液可能是碱溶液或碱性溶液。
②Na2CO3溶液能使pH试纸变蓝,BaCl2溶液不能使pH试纸变色。
实验设计
实验方案一:
待检测溶液变红白色沉淀
实验方案二:
实验结论 根据实验方案一,你得出的结论是:溶液中的溶质一定有______,可排除猜想______。
根据实验方案二,你认为该瓶溶液中的溶质是______。
讨论 (1)实验方案一不能准确确定溶质一定含有NaOH的原因是______。
(2)实验室为防止NaOH溶液变质,你的措施是______(答一点即可)。
5.初三学生在学习浓硫酸性质时,老师提到浓硫酸与金属铜在加热条件下能产生气体,引起了同学们的兴趣,设计了实验进行探究:
【提出问题】铜与浓硫酸反应生成物是什么?其中气体是什么?
【猜想假设】同学们对产生的气体提出了猜想。
猜想一:氢气 猜想二:二氧化硫 猜想三:氢气和二氧化硫的混合物
【查阅资料】
(1)二氧化硫可以使品红溶液褪色,也能和碱溶液反应;
(2)H2 + CuOCu + H2O
【实验探究】师生设计了如下装置进行实验(部分仪器省略),请完成填空:
第一步:加热装置A一段时间,装置B中品红溶液褪色,证明有______气体产生;
第二步:点燃装置D处酒精灯,发现D玻璃管中______,则猜想二正确;
第三步:停止加热,将铜丝上提,向装置A中玻璃管鼓入空气;
第四步:冷却,将A中液体用水稀释,A中液体为_______色,则有硫酸铜生成。
【表达交流】请完成铜与浓硫酸反应的化学方程式: Cu + 2H2SO4(浓) CuSO4 + SO2 ↑ + 2 ______。
【反思拓展】
(1)装置C的作用:________;装置E的作用:①________、 ②阻止空气进入D装置;
(2)用碳代替铜与浓硫酸共热也会发生反应,产生两种既不能燃烧,也不支持燃烧的气体,其中一种气体是SO2,你认为另一种气体为 _______(写化学式)。
6.在学习复分解反应发生条件时,小红同学做了下表中的四个实验。
试管编号 ① ② ③ ④
试管内试剂 NaOH溶液 MgCl2溶液 Na2CO3溶液 Ba(NO3)2溶液
加入硫酸后的现象 无明显现象 无明显现象 产生气泡 白色沉淀生成
(1)根据以上实验,可以判断试管③④中发生了复分解反应。试管③中反应的化学方程式为______。
(2)小明同学向盛有NaOH溶液的试管中先加了一种试剂,再加稀硫酸,从而能说明试管①中也发生了反应,这种试剂是______。
为了验证试管②中是否发生复分解反应,小明同学进行了如下探究。
【提出猜想】猜想1:试管②中没有发生复分解反应,溶液中有MgCl2。即Mg2+和Cl-同时存在溶液中。
猜想2:试管②中发生了复分解反应,溶液中无MgCl2。
老师提示会对Cl-的检验有干扰,需要先除去,小明根据老师的提示和自己的猜想提出了以下实验方案。
【设计方案】
(3)沉淀A的化学式是______。
(4)老师评价该方案时指出:设计思路正确,但试剂选择有误,原因是______。
(5)小明按照修改后的方案进行了实验,最后得出的结论是猜想1正确,则步骤Ⅲ中发生化学反应的方程式是______。
(6)【实验反思】小明反思进行步骤Ⅲ时,加NaOH溶液采用了滴加的方式,但没有立即观察到任何现象,你认为其中的原因是______。
7.中和反应是化学核心概念之一。某化学兴趣小组对中和反应展开了探究。
【实验目的】证明氢氧化钠溶液与盐酸发生化学反应。
【实验步骤】
步骤一:取一定量稀氢氧化钠溶液于烧杯中,滴加2滴酚酞试液,溶液呈红色。
步骤二:用胶头滴管吸取稀盐酸向烧杯中逐滴加入,边滴加边用玻璃棒搅拌,红色变浅直至消失。
步骤三:向溶液中继续滴加稀盐酸至溶液呈酸性,用玻璃棒蘸取其中溶液,在酒精灯上加热至蒸干,有白色固体产生。
兴趣小组认为仅从上述步骤二的现象,难以证明盐酸与氢氧化钠发生了反应。
【查阅资料】酚酞试液在不同的pH时变化情况如下:
pH 0~8.2 8.2~10.0 10.0~14.0
颜色 无色 粉红色 红色
(1)氢氧化钠溶液的pH随浓度的降低而减小。该小组据此形成了对比实验方案以排除干扰,该对比实验方案是______。
(2)为确认步骤三中的白色固体是氯化钠而不是氢氧化钠,进行如下实验:
步 骤 现 象 结 论
将白色固体溶于水形成溶液,均分成两等份 向其中一份滴加CuSO4溶液,振荡、静置 ①无______色沉淀生成 白色固体不是NaOH。
向另一份滴加AgNO3溶液,振荡、静置 出现白色沉淀 ②白色固体是NaCl,反应的化学方程式为______。
【继续探究】
(3)图1是氢氧化钠与盐酸反应的微观示意图。从微观角度分析,氢氧化钠溶液和盐酸反应的实质是______。
(4)兴趣小组认为上述实验对反应实质缺少直观的验证。
査阅资料:变色硅胶为蓝色,吸水后呈红色。变色硅胶与NaOH固体充分混合,无明显现象;变色硅胶与无水醋酸(CH3COOH)充分混合,无明显现象。
兴趣小组据此设计了图2实验,验证中和反应有水生成:将无水醋酸迅速倒入装有NaOH固体和变色硅胶的试管中,并用玻璃棒在试管中不断搅拌,观察到变色硅胶由蓝色逐渐变为红色,U型管内液面左低右高。
①U型管内液面左低右高说明该反应热量______(填写“放出”或“吸收”)。
②无水醋酸由CH3COO-和H+构成。变色硅胶由蓝色变成红色的原因是:______(用化学方程式表示)。
8.做酸碱实验时,小敏将稀盐酸逐滴加到氢氧化钡溶液中,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有同学认为方案I的结论不合理,原因是______。
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
9.为研究锌和铝的金属活动性,某研究小组进行了如下探究。
(1)小明设计方案:向表面积相同的铝片和锌粒中分别加入等体积等浓度的盐酸,根据反应的快慢判断两者的活动性强弱。
(2)小芳将一砂纸打磨过的铝片放入一定量的盐酸中,发现有气泡产生,还观察到有“灰黑色沉淀”这一异常现象出现。
【提出问题】铝与盐酸反应出现的灰黑色沉淀的组成是什么?
【查阅文献】铝在颗粒较小时为灰黑色,铝不溶于乙醇,AlCl3为无色透明晶体或白色而微带浅黄色的固体,易溶于水和乙醇。
【提出合理假设】假设a:该灰黑色沉淀可能含有______;
假设b:该灰黑色沉淀可能含有AlCl3;
假设c:该灰黑色沉淀可能含有难溶于酸的杂质。
【设计并完成实验】取灰黑色沉淀分别进行如下实验。
实验编号 实验操作 实验现象
① 加入适量稀盐酸 有微量气泡,固体全部溶解,得到澄清溶液
② 加入适量蒸馏水 固体部分溶解
③ 加入适量无水乙醇 固体部分溶解
【得出结论】由实验①可判断假设c______(填“成立”或“不成立”,)再结合②和③可得出该灰黑色沉淀的成分是______。
(3)你认为(1)中小明的实验能否比较锌和铝的金属活动性强弱?并分别从设计方法或操作可行性的角度,具体说明理由(一点即可)______。
10.化学课上同学们做氧化铜与稀盐酸反应的实验,该反应的化学方程式为___。实验结束时发现有的同学得到蓝色溶液,有的得到绿色溶液。同学们对这个现象进行探究。
实验1:探究影响氯化铜溶液颜色的因素
取浓度不同的氯化铜溶液各20mL置于同样的烧杯中,分别置于不同温度的水浴箱中加热(忽略溶剂蒸发)。待溶液温度恒定后,观察溶液颜色,记录如下:
烧杯编号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨
溶质质量分数/% 5 5 5 10 10 10 20 20 20
水浴箱温度/℃ 30 50 70 30 50 70 30 50 70
溶液颜色 浅蓝 浅蓝 蓝 蓝 蓝绿 翠绿 蓝绿 翠绿 墨绿
(1)根据实验④⑤⑥得出的结论是__________。
(2)实验③⑥⑨说明影响氯化铜溶液颜色的因素是__________。
实验2:探究室温下氯化铜溶液的变色浓度范围
室温下,配制不同浓度的氯化铜溶液,观察溶液颜色,记录如下:
溶质质量分数/% 30.6 25.5 21.9 19.2 17.0 15.3
溶液颜色 深绿 翠绿 蓝绿 蓝绿 蓝 浅蓝
(3)室温下,同学甲将20g氯化铜固体溶于80g水中,则此溶液的颜色为__________。
(4)室温下,同学乙配制了一杯质量分数为12%的氯化铜溶液,若要使此溶液向绿色转变,需进行的操作是_______________(填一种方法即可)。
【拓展延伸】
(5)氯化铜溶液变绿,是由于溶液中蓝色的水合铜离子【Cu(H2O)4】2+和黄色的四氯合铜络离子【CuCl4】n-混合导致的。【CuCl4】n-由Cu2+和Cl-结合形成的,n的值为_________。
实验3:探究铝片和溶质质量分数为19.2%的氯化铜溶液反应
向试管中加入足量打磨过的铝片,量取5mL溶质质量分数为19.2%的氯化铜溶液倒入其中。
(6)观察到的实验现象为_________,放出大量热。
(7)除了以上现象,同学们还发现有大量无色无味的气体产生,推测可能是氢气或氧气。同学丙将________置于试管口,发现气体被点燃,并发出轻微的爆鸣声,证明是氢气。
【反思评价】
(8)氯化铜溶液能与铝反应放出氢气,因为溶液显_________(填“酸性”、“碱性”或“中性”)。
11.CuSO4是一种常见的重要的化合物,多角度看物质可以提高对该物质的认识。
(1)从类别看,CuSO4属于________(填“酸”或“碱”或“盐”或“氧化物”).
(2)从用途看,CuSO4可配制一种农业上常用的杀菌剂波尔多液;
(3)从组成看,CuSO4、Na2SO4均属同一系列化合物,已知 Na2SO4溶于水显中性,那 CuSO4 溶于水显什么性呢?在探究金属活动性的实验课上,同学们把打磨光亮的铝片插入硫酸铜溶液中,过一会儿,发现了一个 “意外现象”:在铝片表面看到有红色固体析出的同时,还看到有少量的气泡冒出,写出生成红色固体的化学方程式____________;
【提出问题】该气体是什么呢?
【猜想与假设】猜想一:O2猜想二:H2猜想三:CO2猜想四:SO2
同学们经过讨论,一致认为猜想__________不成立,理由是__________。
【实验验证】
1有同学闻了一下该气体,发现无气味,证明猜想四也不成立,理由是_________。
2将产生的气体经________后,用导管导入到点燃的酒精灯火焰上,气体安静燃烧,产生淡蓝色火焰。
【实验结论】该气体是 H2。
【反思与交流】CuSO4溶液可能显_________性(填“酸”或“碱”或“中”);要使由硫酸和硫酸铜组成的混合溶液中的溶质只有硫酸铜,可向其中加入过量的物质有多种,例如___________(用化学方程式表示)。
(4)宏观辨识与微观探析是重要的化学学科核心素养之一,请你从微观上探析CuSO4溶液的酸碱性的初步原因:
实验步骤 实验现象 实验结论
取适量 Na2SO4 溶液于试管中, 滴加石蕊试液,振荡 ___________ Na+和与溶液的酸碱性无关,说明CuSO4 溶液的酸碱性与_______(写离子符号)有关。
12.小明将打磨好的锌片放入盛有硫酸的试管中,发现锌片表面有气泡冒出,同时闻到刺激性气味。小明对这一异常现象展开探究:
【查阅资料】当硫酸浓度过大时与锌反应能生成SO2气体,SO2有刺激性气味,能与水反应生成亚硫酸。
【提出问题】锌与硫酸反应除生成氢气外,同时还可能生成什么气体呢?
【提出猜想】猜想一:还可能生成SO2:猜想二:可能还会生成O2:
【进行实验】
(1)小明将润湿的蓝色石蕊试纸放在试管口,观察到______,则猜想一成立。
(2)小明刚要用点燃的木条验证另一个猜想,却被小光及时制止了,原因是______。
实验证明:混合气体中不含有O2等其他气体。
【实验改进】
为了收集到较纯净、干燥的氢气,兴趣小组同学对装置进行了改进,如图:
B(U形管)内的固体可能是______。该装置的位置是否正确,若不正确,应如何调整______。
【评价与反思】
小亮认为只需对药品进行改进即可,装NaOH溶液的C(广口瓶)可以省略,小亮的做法是______。
【数字化探究】兴趣小组的同学按小亮的意见,将未打磨的锌片与稀硫酸放入密闭容器中,用压强传感器和温度传感器分别测得数据如下图所示,请回答下列问题:
(1)AB段没有氢气放出,但密闭容器中压强却逐渐增大,可能的原因是:______。
(2)CD段曲线明显减缓的原因是:______;写出该处发生反应的化学方程式______。
13.某化学兴趣小组模拟工业上以菱铁矿(主要成分为 FeCO3,不考虑杂质)为原料制备纳米级单质铁,其反应为。该小组对反应后剩余固体的成分进行探究。
【提出问题】剩余固体的成分是什么?
【查阅资料】①白色的无水硫酸铜粉末遇水变蓝色;
②碳酸亚铁可与酸发生反应:
【做出猜想】剩余固体的成分:
猜想一:Fe 猜想二:______ 猜想三:Fe 和 FeCO3
【实验探究】该化学兴趣小组利用如图装置,对剩余固体成分进行探究,实验操作及现象如下。
向装置 A 中加入稀硫酸后,A 中产生气泡且溶液变成浅绿色,B 中溶液变浑浊,D中黑色粉末变红色。
回答下列问题:
(1)仪器 a 的名称是______;
(2)装置 C 的作用是______;
(3)装置 B 中反应的化学方程式为______;
(4)甲同学根据装置 A 中现象判断猜想一正确,乙同学认为甲同学的判断不合理,理由是______。
【实验结论】猜想______正确。
【反思交流】如果将装置 E 去掉,______(填“能”或“不能”)验证剩余固体中含有 Fe。
14.化学科技小组的同学进行了某探究实验:将一定量的锌粉投入到硝酸铜和硝酸银的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液。
(1)写出锌粉与硝酸铜反应的化学方程式是______。
(2)探究滤液的成分
【提出问题】滤液中溶质的成分是什么?
【作出猜想】猜想一:Zn(NO3)2 猜想二:Zn(NO3)2和Cu(NO3)2 猜想三:______。
上述猜想中,该小组有同学直接判断猜想一不合理,理由是______。
【实验设计】为进一步验证上述猜想,科技小组的同学设计了如下实验。
实验操作 实验现象 实验结论
取少量蓝色溶液于试管中,滴加______ ______ 猜想二成立
【结论分析】猜想二成立,则滤渣中一定含有______。
15.实验室有一瓶白色固体,可能由Ba(NO3)2、NaCl、Na2CO3、Na2SO4中的两种或两种以上组成,某兴趣小组为确定其成分,进行了如下实验探究,请你参与并完成相关问题。
Ⅰ.初步探究。兴趣小组实验设计及现象如下:
【初步结论】原白色固体中一定有_______________(填化学式,下同),一定没有_______。
【交流讨论】为确定原固体的成分,需对溶液M中的溶质进行确认。
Ⅱ.继续探究。
【提出问题】溶液M中溶质的成分是什么?
【提出猜想】猜想一:NaNO3; 猜想二:NaNO3、Na2CO3;
猜想三:NaNO3、NaCl; 猜想四:________________;
【实验与结论】
实验步骤 现象 结论
1.取适量溶液M于试管中,滴加过量稀硝酸 _____________________ 猜想一、三不成立
2.向实验步骤1所得溶液中滴加_____ 产生白色沉淀 猜想四成立
【实验总结】同学们经过讨论、交流、实验,圆满完成了这次探究活动。
请写出步骤1中所用的化学方程式:__________________________________。
16.化学课上老师做了碳酸钠溶液和澄清石灰水反应的实验,实验后老师将浑浊液过滤,得到了澄清的滤液。请你一起探究。
(1)请写出碳酸钠溶液和澄清石灰水反应的化学方程式:___________。
【提出问题】
过滤后的滤液的溶质成分是什么?
【作出猜想】
(2)组内3位同学提出以下猜想,请你完成丙、丁同学的猜想:
甲同学:滤液的溶质可能有NaOH和Na2CO3;
乙同学:滤液的溶质可能只有___________。
丙同学:滤液的溶质可能有___________。
【实验与结论】
(3)a、甲同学为了验证自己的猜想,设计了以下实验方案:
实验步骤 实验现象 实验结论
取少量滤液于试管中,加入过量的稀盐酸,观察现象 ___________ 甲同学猜想错误
b、丙同学设计了以下方案进行实验验证:
实验步骤 实验现象 实验结论
取少量滤液于试管中,_______,观察现象 溶液变浑浊 丙同学猜想正确
(4)向甲同学实验后的试管中逐滴滴加碳酸钠溶液,测得试管内溶液的pH随反应时间的变化如右图所示。AB段的实验现象是___________,BC段的实验现象是___________,D点对应溶液的溶质有___________种。
17.在探究“复分解反应发生的条件”时,某化学兴趣小组做了如图所示的三个实验:
(提示:BaCl2溶液呈中性)
(1)祺祺:向试管I中慢慢滴入MgCl2溶液,并不断振荡,至溶液颜色恰好变为无色,同时还看到________。
雯雯:分别完成试管I和II中的两个实验后,接着进行如下探究,请分析后作答:
(2)雯雯经过分析推断,试管Ⅲ反应后所得溶液中一定含有的溶质是_______;
(3)祺祺把沉淀M、N混合后加入AgNO3溶液和过量的稀硝酸,观察到的实验现象是:________;发生反应方程式为________。
(4)实验结束,祺祺把反应后的剩余物全部倒入废液缸中,则废液缸内上层清液中,除酚酞外一定含有的溶质有_________。
18.在校园“消防日”活动中,老师带领学生使用干粉灭火器进行模拟灭火演练。化学兴趣小组收集灭火后残留的白色固体,探究其成分(不考虑杂质的影响)。
【查阅资料】
①干粉灭火器的主要成分为碳酸氢钠。
②碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水;碳酸钠受热不分解。
③碳酸氢钠溶液显碱性,且不与氯化钡溶液发生反应。
【提出猜想】
猜想一:固体成分为碳酸氢钠;
猜想二:固体成分为______;
猜想三:固体成分为碳酸氢钠和碳酸钠。
【进行实验】
实验步骤 实验现象 实验结论
取少量白色固体于试管中,加水溶解,滴入无色酚酞试液 无色酚酞试液变红 猜想一成立
【提出质疑】甲同学认为上述实验得出的结论不准确,理由是______。
【实验探究】兴趣小组的同学继续进行实验:
实验步骤 实验现象 实验结论
①少量白色固体于试管中,加热,将可能生成的气体通入澄清石灰水中 ______ 固体中含有碳酸氢钠
②另取少量白色固体于试管中,加水使之完全溶解,再滴加BaCl2溶液 ______ 固体中含有碳酸钠
【实验结论】猜想三正确。
【拓展延伸】上述实验步骤②中发生反应的化学方程式为______;其中BaCl2溶液______(选填“能”或“不能”)用Ba(NO3)2溶液代替,理由是:______。
19.某化学活动小组在一次实验中进行如图所示实验:
U型管左侧发生反应的化学方程式为:___________;观察U型管右侧产生的现象是:___________。
实验后,小组同学充分振荡U型管,发现管内仍有白色固体残留,将混合物过滤后,同学们对滤液中溶质的成分产生了浓厚的兴趣,于是进行了进一步的探究活动。
【提出问题】滤液中可能含有哪些溶质?
【猜想与假设】
猜想一:溶质为NaCl
猜想二:溶质为NaCl和BaCl2
猜想三:溶质为NaCl、BaCl2和HCl
【评价与交流】你认为以上猜想___________不合理,理由是(用化学方程式表示)___________;则你的猜想是___________;
【实验探究】为验证你的猜想正确请填写下表
实验过程 实验现象 实验结论
取少量滤液于试管中,加入试剂____ ___________ 你的猜想成立
20.兴趣小组的同学在学习了金属的化学性质后,把一小块钠放入硫酸铜溶液中,观察到有气泡冒出,但未观察到红色固体,而是看到了有蓝色沉淀产生,并进行了如下探究。
【查阅资料】钠是一种活泼金属,常温下能与氧气、水等物质发生反应:钠与水反应的化学方程式为 。
【提出问题】钠与硫酸铜溶液反应后溶液中溶质的成分是什么?
【做出猜想】猜想I:Na2SO4
猜想Ⅱ:Na2SO4、NaOH;
猜想Ⅲ:___________。
猜想Ⅳ: Na2SO4、NaOH、CuSO4。
小林认为猜想Ⅳ一定不成立,其原因是_________(用化学方程式表示)。
【实验探究】
实验 实验操作 实验现象 实验结论
实验1 取反应后的溶液于试管中,观察溶液颜色 溶液为无色 猜想Ⅲ不成立
实验2 向实验1所取的溶液中滴入氯化钡溶液 __________ 猜想Ⅱ成立
实验3 另取反应后的溶液于试管中,向其中滴加少量__________。 溶液变为红色 猜想Ⅱ成立
【讨论分析】
(1)同学们认为实验2不合理,其原因是____________。
(2)混有一定量空气或氧气的氢气遇明火可能会发生爆炸,因此点燃氢气前一定要检验其__________。
(3)金属钠在储存过程中意外着火时__________(选填“能”或“不能)用水来扑灭。
21.如图所示为实验室中常见气体制备、净化、干燥、收集和性质实验的部分仪器(组装实验装置时,可重复选择仪器),某化学小组的同学欲利用其进行下列各实验。
(1)若以石灰石和稀盐酸为原料,在实验室制备并收集一瓶干燥的,不含氯化氢的二氧化碳气体。(提示:盐酸中挥发出的少量HCl气体,可用饱和碳酸氢钠溶液进行吸收)
①所选仪器的连接顺序为A________________F (填写装置顺序字母)。
②实验室制取二氧化碳的化学方程式为_________。
(2)某氧化铁样品20g,用一氧化碳气体(含少量水蒸气),测定样品中氧化铁的纯度(杂质不与CO反应),所选仪器按“一氧化碳气体→E→D→B→尾气处理”的顺序连接,实验前检查装置的气密性。实验过程中,观察现象,充分吸收后,收集有关实验数据。(假设所发生的化学反应都充分反应)
①反应前后,D处大玻璃管内,可观察到的现象为红棕色粉末变为________色。
②若经过充分反应,测量反应前、后装置B的质量增加13.2克,则原氧化铁样品中氧化铁的纯度为________。
③通过测量反应前、后D处大玻璃管的质量变化,来计算氧化铁样品的纯度。若实验结束后大玻璃管中的物质里还有少许红色氧化铁。则计算出样品中氧化铁纯度的结果将_________ (填“偏大”“偏小”“不影响”之一)。
22.纯碱是一种重要的化工原料,广泛用于玻璃、造纸、纺织和洗涤剂的生产。某化学兴趣小组对纯碱的制备、性质及用途等开展项目式学习。
任务一 了解纯碱的制备——“侯氏制碱法”
“侯氏制碱法”主要化学原理是利用饱和氯化钠溶液吸收两种气体,生成碳酸氢钠和氯化铵(NH4Cl),再加热碳酸氢钠即可制得纯碱。
(1)纯碱属于_______(填“酸”“碱”或“盐”)。
(2)饱和氯化钠溶液吸收的两种气体是____(填字母序号)。
A.Cl2 B.NH3 C.SO2 D.CO2
任务二 探究纯碱的性质—Na2CO3溶液呈碱性
【查阅资料】①溶液呈碱性,是因为溶液中存在较多的OH-。
②Na2CO3在水中全部解离出Na+和。
③CaCl2溶液呈中性,Ca2+、Cl-对溶液的酸碱性没有影响。
【提出猜想】猜想一:H2O单独起作用,产生较多的OH-,使溶液呈碱性。
猜想二:Na+与H2O作用,产生较多的OH-,使溶液呈碱性。
猜想三:_______。
【实验探究】
实验操作 实验现象 实验结论
向试管中加入一定量的蒸馏水,滴入2滴酚酞溶液 溶液无明显变化 猜想一不成立
向试管中加入一定量的NaCl溶液,滴入2滴酚酞溶液 溶液无明显变化 猜想二不成立
①向试管中加入一定量的Na2CO3溶液,滴入2滴酚酞溶液②往①所得溶液中逐滴加入CaCl2溶液至过量 ①溶液由无色变红色②_______ 猜想三成立
【解释与结论】同学们和老师交流,得知和H2O作用,产生较多的OH-和另一种阴离子。
【拓展与延伸】结合任务二的所有信息和结论,运用初中化学所学知识,经过分析推理可得出:Na2CO3溶液中含有的阴离子是_______。
任务三 探究纯碱的用途—用于生产洗涤剂
【查阅资料】Na2CO3可用于生产洗涤剂。Na2CO3溶液呈碱性,可清洗油污,溶液碱性越强,去油污效果越好。
【实验探究】兴趣小组继续对影响Na2CO3溶液去油污效果的因素进行探究。
用不同温度的水,配制溶质质量分数分别为2%、6%和10%的Na2CO3溶液,并测定溶液pH,记录数据如下表:
实验编号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨
溶质质量分数 2% 2% 2% 6% 6% 6% 10% 10% 10%
溶液温度(℃) 20 40 60 20 50 60 20 40 70
溶液pH 10.90 11.18 11.26 11.08 11.27 11.30 11.22 11.46 11.50
【解释与结论】(3)实验①、②、③对比,可得出的结论是_______。
(4)要证明Na2CO3溶液的溶质质量分数变化与pH变化关系,可选择的3个实验的编号是_______。
【拓展与应用】下列物质可用于去油污的是_______(填字母序号)。
A.NaCl B.NaOH C.K2CO3 D.CaCO3
23.关于酸的研究是一项重要的课题。某小组以“研究硝酸(HNO3)的性质”为主题开展了以下项目式学习。
【任务一】硝酸的物理性质
(1)同学们通过查阅资料可知,纯硝酸为无色透明液体,有窒息性刺激气味。浓硝酸含量为68%左右,无色透明,易挥发,在空气中产生白雾(与浓盐酸相同),浓硝酸敞口放置浓度会________(填“变大”、“不变”或“变小”)。
【任务二】硝酸的化学性质
(2)①不稳定性:浓、稀硝酸性质相差很大,如稀硝酸相对稳定,但浓硝酸不稳定,遇光或热会分解而放出二氧化氮、水和某助燃单质。请写出浓硝酸受热发生的反应化学方程式为________。
②强酸性:稀硝酸具有酸的通性,将氧化铁加入装有稀硝酸的试管中,观察到的现象是_______。
③强氧化性:小组同学将紫色石蕊溶液滴到装有浓硝酸的试管中,发现石蕊溶液先变红后褪色。
【提出问题】石蕊溶液褪色的原因
【猜想假设】甲同学:石蕊变质。乙同学:_______。
【实验与结论】同学们认为甲同学猜测不合理,理由是_____。
为了验证自己的猜想是否正确,乙同学设计了如下实验方案。
实验步骤 实验现象 实验结论
分别取2mL稀硝酸和浓硝酸于2支试管中,依次滴加2滴紫色石蕊溶液 稀硝酸:变红浓硝酸:变红后褪色 乙同学猜想正确
【拓展研究】
(3)已知一种金属加入到比它弱的两种金属盐溶液的混合液中,先置换出最弱的金属。小组同学向一定质量的硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入锌粉,溶液质量与加入锌的质量关系如图所示。那么,在 A 点时,溶液里含的盐有_____种;BC 段发生的化学反应方程式为________;D 点得到的固体成分为_______。
24.小明对酸性锌锰干电池进行研究
[实验探究一]小明首先探究电池的锌皮,查阅资料可知:锌皮为金属锌(含有少量的铁)。
(1)取一块锌皮放入盛有适量稀盐酸的烧杯中
①实验中可观察到的现象是______;该反应属于基本反应类型中的______反应。
②下列各组物质混合后,也能生成ZnCl2的有______(填字母序号)。
A.ZnO与稀盐酸 B.ZnSO4溶液与BaCl2溶液
C.ZnCO3与NaCl溶液 D.Zn(NO3)2溶液与NH4Cl溶液
(2)另取一块锌皮放入盛有一定量CuSO4溶液的烧杯中,充分反应后得到溶液和固体。当溶液中只含有一种溶质时,该溶质是______(填化学式);当固体中只含一种物质时,溶液E中最少含有______种溶质。
(3)若将6.5g锌皮与足量稀硫酸完全反应,则生成氢气的质量______0.2g(选填“<”、“=”或“>”)。
[实验探究二]小明继续对干电池内的黑色糊状物(MnO2、C、可溶性糊状物和水)进行探究
(4)取黑色糊状物溶于水,过滤、洗涤、干燥,得到黑色不溶物。再经过______处理,即可得到纯净的MnO2;
(5)取(1)中过滤得到的滤液,分为两份,一份加入烧碱溶液,加热产生一种刺激性气味的气体,该气体的水溶液pH>7,且常用作化肥,则该气体的化学式为______;另一份加入AgNO3溶液,产生白色沉淀,滴加稀HNO3沉淀不溶解,则可推知糊状物的化学式为______。
25.亮亮同学在做“中和反应”实验时,向盛有氢氧化钠溶液的烧杯中滴加稀硫酸,一会儿后发现忘了滴加酸碱指示剂,于是他停止滴加稀硫酸。同学们对反应后溶液中含有哪些溶质展开了讨论。
【提出问题】
(1)上述实验中发生反应的化学方程为________________________,那反应后溶液中的溶质是什么?
【提出猜想】
(2)猜想一:溶质是Na2SO4
猜想二:溶质是Na2SO4 和NaOH
猜想三:溶质是_____。
【查阅资料】Na2SO4 溶液呈中性
【实验探究】
(3)亮亮同学设计如下的实验方案
方法步骤 实验现象 实验结论
方案一 取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中,滴入几滴无色酚酞溶液 酚酞不变红色 猜想一正确猜想二不正确
方案二 取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中,滴加BaCl2溶液 ____ 猜想三正确
方案三 取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中,加入少量的黑色CuO粉末,振荡 粉末溶解,溶液由无色变蓝色 ____正确
【方案评价】
(4)同学们对小聪的实验方案讨论后认为:
①方案一存在缺陷,该方案不能证明猜想一是正确的,其原因是_____________________。
②方案二也不能证明猜想三是正确的,理由是_____________________________________。
③同学们经过讨论,一致认为方案三能够证明猜想三是正确的,并讨论除此方案外,还可以向烧杯的溶液中加入 ___________等物质进行证明。
【实验反思】
在分析化学反应后所得物质成分时,还需考虑_____________。
参考答案
1.(1)潮解
(2)氢离子与氢氧根离子结合生成水
(3)硫酸钠
(4) I 有白色沉淀生成
(5)
2.CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑ Na2CO3 Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH 无明显现象 稀盐酸 三 氢气和氨气(或H2和NH3)
3.A、B试管中溶液由红色逐渐变为无色 2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O 碳酸钠 CaCl2 有白色沉淀生成 溶液变红色 密封
4.NaOH与Na2CO3 碳酸钠##Na2CO3 一 NaOH与Na2CO3 氢氧化钠与碳酸钠的溶液都呈碱性 密封保存
5.二氧化硫##SO2 无明显现象 蓝 H2O 吸收水蒸气,防止对检验氢气产生影响 吸收二氧化硫 CO2
6.(1)
(2)无色酚酞溶液
(3)BaSO4
(4)加入氯化钡会引进氯离子
(5)2NaOH+MgCl2=Mg(OH)2↓+2NaCl
(6)经过步骤Ⅰ后溶液中有硝酸,会先和氢氧化钠发生反应
7.(1)用相同量的蒸馏水代替稀盐酸进行步骤二实验,如红色不消失,则可排除水的影响
(2) 蓝 NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3
(3)H+和OH-结合生成H2O
(4) 放出 CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O
8.氢氧化钡和盐酸恰好完全反应 结论错误,盐酸和氢氧化钡生成氯化钡和水,氯化钡和硝酸银生成氯化银沉淀,无论盐酸是否过量都会产生白色沉淀 先出现气体,后生成沉淀 AC
9.小颗粒铝(或铝和氯化铝的混合物) 不成立 小颗粒铝和氯化铝 不能,小明的实验方案未控制金属的纯度等相关变量(操作中难以做到铝片和锌粒的表面积相同)
(1),温度是影响溶液颜色的一种因素。
(2)溶液溶质质量分数的大小。
(3)蓝绿色
(4)升高溶液温度70℃(加入氯化铜固体使之溶解,提高溶液的溶质质量分数)
(5)2
(6)白色铝片上有红色固体出现。
(7)燃着的木条
(8)酸性
11.盐 2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu 三 反应物中没有C,则生成物中也不会有含C的化合物 二氧化硫具有刺激性气味 验纯 酸 CuO+H2SO4=CuSO4+H2O 紫色石蕊试剂不变色 Cu2+
12.润湿的蓝色石蕊试纸变红 氢气具有可燃性,如氢气不纯,点燃时会发生爆炸 碱石灰 将装置B、C位置对换 将装置A中硫酸换为浓度较小的稀硫酸 氧化锌与硫酸反应,使温度升高,装置中的压强增大 稀硫酸的浓度降低 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
13.碳酸亚铁##FeCO3 长颈漏斗 除去进入D装置的气体中的水
根据B 中溶液变浑浊,说明有二氧化碳生成,但铁不能与酸反应生成二氧化碳 三 能
14.Zn+Cu(NO3)2=Cu + Zn(NO3)2 Zn(NO3)2、Cu(NO3)2和AgNO3 滤液显蓝色,肯定含有硝酸铜 稀盐酸 无白色沉淀生成 Ag##银
15.Ba(NO3)2、Na2CO3##Na2CO3、Ba(NO3)2 Na2SO4 NaNO3、Na2CO3、NaCl 溶液中有气泡冒出 适量的硝酸银溶液
16.(1)
(2) NaOH##氢氧化钠 NaOH和Ca(OH)2
(3) 无气泡产生 通入二氧化碳气体(或滴加Na2CO3溶液)
(4) 产生大量气泡 产生白色沉淀 2##两##二
17.(1)有白色沉淀生成
(2)氯化钠、碳酸钠(或NaCl、Na2CO3)
(3)沉淀部分溶解,有气泡产生 、
(4)硝酸钠、硝酸钡、硝酸镁、硝酸(或NaNO3、Ba(NO3)2、Mg(NO3)2、HNO3)
18.碳酸钠##Na2CO3 碳酸钠溶液也显碱性 试管内壁有水珠,石灰水变浑浊 有白色沉淀产生 能 硝酸钡也可以与碳酸钠反应产生白色沉淀。
19. 产生气泡 三 NaCl和Na2CO3 稀盐酸 有气泡产生
20.Na2SO4、CuSO4 2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4 产生白色沉淀 无色酚酞试剂 猜想I中加入BaCl2也会产生白色沉淀 纯度 不能
21.(1) C E CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2
(2) 黑 80% 偏小
22.盐 BD 与H2O作用,产生较多的OH-,使溶液呈碱性 产生白色沉淀,溶液由红色变为无色 、、OH- 溶质质量分数相同的条件下,碳酸钠溶液的温度越高,pH越大,碱性越强,去油污效果越好 ①④⑦ BC
23.(1)变小
(2) 固体溶解,溶液变为黄色 浓硝酸的强氧化性使其褪色 浓硝酸的酸性仍可使其褪色
(3) 3 Ag、Cu、Zn
24.(1) 锌的表面有气泡产生 置换 AB
(2)ZnSO4 二##2
(3)>
(4)灼烧
(5)NH3 NH4Cl
25.(1)2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
(2)Na2SO4和H2SO4
(3)有白色沉淀产生 猜想三
(4)硫酸呈酸性不能使无色酚酞变红,猜想三的溶液组合也不能使无色酚酞变色 三种猜想中都含有硫酸根离子,无论哪种猜想在溶液中加入氯化钡都能产生白色沉淀 Zn(或者Fe、Mg)
(5)反应物的用量
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