微专题六 无明显实验现象反应的探究
学习探究 理解本质
化学反应的实质是有新物质生成,无论是否有明显实验现象,任何化学变化都是朝着反应物减少、生成物增多的方向进行。故而探究无明显实验现象的反应是否发生的方法有两种:(1)设计实验证明反应物减少或消失;(2)设计实验证明有新物质生成。
考向通关 直击考什么
考向1 探究二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应
例1 化学反应往往伴随着一些现象发生,但与溶液的反应没有明显的现象。为了通过一些现象说明与发生了反应,某班同学做了如图所示的探究实验:
(1) 实验现象:图A为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,图B为_ _ _ _ _ _ _ _ ,图C为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(2) 同学们经过分析讨论,认为产生图A实验现象的原因可能有两种。一种是因为与溶液中的反应,消耗了,你认为另一种原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(3) 为了进一步证实与溶液已经发生了反应,他们设计了如下方案:取上述实验后的溶液,第一组同学滴加_ _ _ _ _ _ _ _ ,现象为_ _ _ _ _ _ _ _ ;第二组同学滴加_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,现象为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。他们虽然看到的现象不同,但都可以证实与溶液已经发生了反应。
方法总结 考向1
1.压强差法(证明反应物消失)密闭容器中,二氧化碳和氢氧化钠反应,容器内气压减小;在大气压的作用下,液体、外界空气等会进入容器中 如例1题中图A、。
【实验补充】
因为 能溶于水,不能排除由于 溶于水而使容器内压强变小的可能;故实验应将氢氧化钠溶液换成等体积水,做对比实验。
2.加试剂法(证明生成物存在)①产生沉淀:滴加适量可溶性钡盐等,产生白色沉淀;
②产生气体:滴加过量稀盐酸或稀硫酸,产生气泡。
考向2 中和反应的探究
例2 2024河南备用卷改编 图甲为某中和反应的示意图。
图甲
(1) 图甲中的阴离子符号为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;写出如图所示反应的化学方程式:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;该反应的微观实质是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(2) 在实际操作中,将盐酸加入氢氧化钠溶液中,看不到明显实验现象,化学小组设计实验证明发生了化学反应。请你写出一个实验方案进行证明。
(3) 数字化实验 一化学小组利用数字化设备,测定氢氧化钠溶液与盐酸反应时溶液的变化,实验结果如图乙所示。
图乙
① A点表示的溶液中的溶质是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
② 区分B点和C点所对应的溶液,可以选择的一种试剂是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
思路分析
虽然该反应没有明显的实验现象,但溶液的酸碱性发生了改变,根据酸碱指示剂的颜色变化,即可证明酸和碱发生了反应(因为反应物氢氧化钠消失)。实验过程如图所示:
1.实验现象:向氢氧化钠溶液中滴入无色酚酞溶液,溶液变红,再滴加稀盐酸,溶液红色逐渐变浅,最终变为无色。
2.曲线上各点对应溶液中的溶质
化学方程式为。开始滴加后,是生成物,溶液中一定存在;当 时,碱过量,图乙中 点溶质是、;当 时,恰好完全反应,图乙中 点溶质是;当 时,酸过量,图乙中 点溶质是、。
3.反应产物的判断方法
取样,滴加紫色石蕊溶液。若紫色石蕊溶液变蓝,则碱过量,溶质是、;若紫色石蕊溶液不变色,说明二者恰好完全反应,溶质是;若紫色石蕊溶液变红,则酸过量,溶质是、。
方法总结 考向2
1.指示剂法
一般选用无色酚酞溶液不选用紫色石蕊溶液的原因是紫色石蕊溶液在紫色、蓝色之间的转变不易观察。
2.加试剂法(证明反应物消失)
①可以用 等与碱反应产生明显现象的试剂证明碱是否完全反应。
②可以用活泼金属、氧化铜、碳酸盐等与酸反应产生明显现象的试剂证明酸是否完全反应。
3.数字化实验·中和反应
曲线
反应前溶液显碱性,反应后溶液显酸性,证明是将酸滴入碱溶液中(即最后显酸性,则滴入的是酸)。
②温度曲线
中和反应放出热量,可通过用温度传感器测定温度变化来证明氢氧化钠与盐酸发生了化学反应,温度最高时恰好完全反应。考向3 探究二氧化碳与水的反应
例3 教材实验改编 为探究二氧化碳溶于水的过程中,是否发生化学变化,学习小组进行了如图实验过程(实验所用三朵纸花为石蕊溶液染成紫色的干燥纸花)。
(1) 写出能证明二氧化碳与水发生反应的实验现象。
(2) 设计实验A与实验B的作用是什么?
(3) 请从以下所给问题中任选一个回答。
① 实验B的目的是什么?
② 实验结束后,将实验C集气瓶中的纸花取出吹干,写出发生反应的化学方程式。
方法总结 考向3
1.指示剂法(证明生成物存在)
根据紫色石蕊遇酸变红,遇碱变蓝的性质,可以使用紫色石蕊纸花验证二氧化碳与水发生反应。
2.控制变量法
“将二氧化碳气体通入紫色石蕊溶液中,溶液变为红色”,该实验无法验证二氧化碳是否与水发生反应。需要控制单一变量,设立对比实验,如“水与干燥紫色石蕊纸花”“二氧化碳与干燥紫色石蕊纸花”,排除两者对实验结果的干扰。
真题精练 聚焦怎么考
1.[2025山东烟台]为验证溶液和稀盐酸能够发生反应,兴趣小组用图1所示装置进行实验,烧杯内溶液的随滴入溶液体积变化的曲线如图2所示。下列说法错误的是( )
图1 图2
A.溶液是稀盐酸
B.点时溶液和稀盐酸恰好完全反应
C.点时烧杯内的溶液能使石蕊试液变红
D.、、三点对应的烧杯内溶液中的质量为:
2.[2025吉林]在化学学习过程中,我们探索了诸多物质的变化,感受着变化之趣及变化之美。下面我们将对物质的化学变化进行项目式学习。
【项目主题】通过现象识别物质的化学变化
【任务设计与实施】
任务一 感知化学变化
观察思考:
(1) 生活中处处存在化学变化。例如水果变质时,常伴随的现象有_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(2) 在以下四个实验过程中,能观察到有发光、放热现象的是_ _ _ _ 。
形成结论:感知变化中的显性现象,可以帮助我们判断物质是否发生化学变化。
任务二 探索化学变化
提出问题:将氢氧化钠溶液和稀盐酸混合后无明显现象,如何证明发生化学变化
图1 图2
图3
进行实验:如图1,在烧杯中加入稀氢氧化钠溶液,滴入几滴酚酞溶液,然后用滴管慢慢滴入稀盐酸,并不断搅拌溶液。
(3) 当观察到溶液由红色变为无色时,可证明发生化学变化。写出该反应的化学方程式_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
改进实验:如图2,小组同学对图1实验进行改进。观察到滴有酚酞的氢氧化钠稀溶液由红色变为无色,也可证明发生化学变化。
(4) 分析图2实验设计,依据浓盐酸的两条性质是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
数字化实验:用传感器测定向稀氢氧化钠溶液中滴入稀盐酸过程中的变化。测定结果如图3。
(5) 分析A、C两点的,说明溶液从碱性变成_ _ _ _ 性,证明发生化学变化。
(6) B、C两点所对应的溶液中,氯化钠的质量大小关系是_ _ _ _ _ _ 。
形成结论:有些化学变化发生时,并没有明显的现象,需要结合物质性质设计实验,“转化”为明显现象,从而使反应可视化。
任务三 梳理项目成果
汇报展示:小组同学构建的思维模型如下
(7) 思维模型“”处,应填写的内容是_ _ _ _ _ _ 。
通过对现象的观察、分析,可以帮助我们更好地识别物质的化学变化。
微专题六 无明显实验现象反应的探究
考向通关 直击考什么
考向1 探究二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应
例1 (1) 试管内液面上升; 小气球胀大; 软塑料瓶变瘪
(2) 二氧化碳能溶于水,也能和水反应
(3) 过量稀盐酸; 有气泡生成; 氯化钡溶液(或氢氧化钡溶液); 有白色沉淀生成
考向2 中和反应的探究
例2 (1) 、; ;
(2) 向氢氧化钠溶液中滴入无色酚酞溶液,溶液变红,再滴加稀盐酸,溶液红色逐渐变浅,最终变为无色,证明氢氧化钠和盐酸发生了化学反应。
(3) ① 和
② 碳酸钠溶液(合理即可)
例3 (1) 实验A、B中的紫色纸花不变色,实验C中紫色纸花变为红色。
(2) 形成对照实验。
(3) ① 验证不能使干燥的紫色石蕊纸花变色。
②
真题精练 聚焦怎么考
1.D
[解析]由题图2可知,最开始时溶液,显碱性,最终溶液,显酸性,则该操作是将稀盐酸加入氢氧化钠溶液中,即溶液为稀盐酸,正确;点时溶液,显中性,则此时溶液和稀盐酸恰好完全反应,正确;点时溶液,显酸性,能使紫色石蕊试液变红,正确;氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水,点时两者恰好完全反应,则氯化钠的质量:,不正确。故选。
2.(1) 水果变色(或产生异味、腐烂变软等,合理即可)
(2) C
[解析]二氧化碳通入紫色石蕊溶液,紫色石蕊溶液变红,不符合题意;二氧化碳通入澄清石灰水,生成白色沉淀,不符合题意;白磷在热水且通入氧气条件下燃烧,会发光、放热,符合题意;镁与稀盐酸反应会放热,但不会发光,不符合题意。
(3)
(4) 挥发性、能与氢氧化钠反应
(5) 酸
[解析]点大于7,溶液呈碱性;点小于7,溶液呈酸性,说明随着稀盐酸加入,溶液从碱性变为酸性,证明氢氧化钠和盐酸发生了反应。
(6)
[解析]点等于7,稀盐酸与氢氧化钠恰好完全反应;点到点过程中,稀盐酸过量,反应不再发生,没有氯化钠生成,所以点对应溶液中氯化钠质量等于点。
(7) 新物质
[解析]化学变化的本质特征是有新物质生成,通过判断是否有新物质生成或反应物是否消失,来识别化学变化。