
?專題6 物質(zhì)的組成
1.小蘇打和食鹽是廚房中常見物質(zhì)?,F(xiàn)有一包白色固體,可能由碳酸氫鈉、氯化鈉中的一種或兩種物質(zhì)組成。某科學(xué)小組同學(xué)展開了系列研究。
(一)定性分析
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹看_定白色固體的組成
【實(shí)驗(yàn)方案】如圖所示:
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】小明同學(xué)經(jīng)過上述實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論:該白色固體由碳酸氫鈉、氯化鈉兩種物質(zhì)組成。
(1)步驟①發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。步驟③發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。
(2)步驟②中的澄清石灰水也可以用其他堿溶液代替,如 。
(3)科學(xué)小組認(rèn)真研究討論后認(rèn)為,此方案不能得出小明同學(xué)的結(jié)論。理由是:
一致認(rèn)為將上述方案中使用的一種試劑進(jìn)行調(diào)換,如仍出現(xiàn)上述現(xiàn)象,則小明同學(xué)的結(jié)論正確。調(diào)換措施是 。
【答案】(1)NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑
NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3、HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3
(2)氫氧化鋇溶液
(3)碳酸氫鈉和鹽酸反應(yīng)會(huì)生成氯化鈉,生成的氯化鈉和過量的鹽酸都能與硝酸銀反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀,無法證明原白色固體中是否含有氯化鈉;把稀鹽酸改為稀硝酸
【解析】(1)步驟①中,碳酸氫鈉和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是:NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑。
加入過量稀鹽酸后的溶液中含有氯化鈉、氯化氫,再加入硝酸銀溶液時(shí),氯化鈉和硝酸銀反應(yīng)生成氯化銀白色沉淀和硝酸鈉、鹽酸和硝酸銀反應(yīng)生成氯化銀白色沉淀和硝酸;故填:NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3、HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3;
(2)步驟②中的澄清石灰水也可以用其它堿溶液代替,如氫氧化鋇溶液,這是因?yàn)闅溲趸^能和二氧化碳反應(yīng)生成白色沉淀碳酸鋇和水。
(3)因?yàn)樘妓釟溻c和鹽酸反應(yīng)會(huì)生成氯化鈉,生成的氯化鈉和過量的鹽酸都能與硝酸銀反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀,所以無法證明原白色固體中是否一定含有氯化鈉,這對氯化鈉的檢驗(yàn)產(chǎn)生了干擾;調(diào)換措施是把稀鹽酸改為稀硝酸,這樣能夠防止過量鹽酸或反應(yīng)生成的氯化鈉對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生影響。
2.同學(xué)們對燒烤用的“錫紙”產(chǎn)生了濃厚興趣,那么“錫紙”中的金屬是什么呢?
【猜想與假設(shè)】同學(xué)們結(jié)合金屬的顏色、活動(dòng)性、價(jià)格等因素。猜想:可能是錫、鋁、鎂、鐵、中的一種。
【查閱資料】
1、氧化鋁的熔點(diǎn) 2045℃;
2、錫(Sn)與酸或鹽溶液反應(yīng)生成+2價(jià)的錫鹽;
3、金屬鋅似晶體狀,鋅粉是一種深灰色固體,室溫下,鋅較硬且相當(dāng)脆。
【初步探究】同學(xué)們結(jié)合金屬的主要的物理和化學(xué)特性設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):
序號(hào)
實(shí)驗(yàn)方案
現(xiàn)象
結(jié)論
1
無明顯現(xiàn)象
金屬不可能是鐵
2
用坩堝鉗夾取打磨后的“錫紙”
條,放在酒精燈上點(diǎn)燃。
“錫紙”條熔化但沒
有滴落,也沒燃燒。
金屬不可能是
【深入探究】同學(xué)們對于“錫紙”到底是什么金屬。進(jìn)行了深入的實(shí)驗(yàn)探究。
第一組同學(xué):
(1)將“錫紙”條卷成和鐵釘一樣粗細(xì),先在20%的鹽酸中浸泡至產(chǎn)生較多氣泡,再取蒸餾水清洗,然后浸在蒸餾水中備用。
(2)將打磨后的鐵釘和備用的“錫紙”條分別放入到裝有5mL15%的稀鹽酸中,觀察到“錫紙”條表面產(chǎn)生的氣泡速率比鐵釘快。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】制作“錫紙”的金屬是 。
第二組同學(xué):取備用 的“錫紙”條放入試管中,滴加 溶液,“錫紙”表面有深灰色固體析出,也得出和第一組相同的結(jié)論,寫出它們的化學(xué)方程式 。
【交流與反思】(1)“錫紙”在酒精燈上加熱,“錫紙”熔化但沒有滴落的原因是 。
(2)同學(xué)們在老師的幫助下,將3克烘干的備用“錫紙”片放入裝有硫酸鋅溶液的試管中,5分鐘后,取出“錫紙”片,洗滌、烘干、稱量。反應(yīng)后金屬質(zhì)量范圍是 。
【答案】【初步探究】把磁鐵靠近“錫紙”;鎂
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】鋁;氯化鋅;2Al+3ZnCl2=3Zn+2AlCl3
【交流與反思】(1)鋁和氧氣反應(yīng)生成氧化鋁,氧化鋁熔點(diǎn)高不能熔化,形成膜兜住液態(tài)鋁;(2)3g~10.83g
【解析】【初步探究】
把磁鐵靠近“錫紙”,無明顯現(xiàn)象,說明不是鐵;
用坩堝鉗夾取打磨后的“錫紙”條,放在酒精燈上點(diǎn)燃,“錫紙”沒燃燒,說明不是鎂,實(shí)驗(yàn)過程如下所示:
序號(hào)
實(shí)驗(yàn)方案
現(xiàn)象
結(jié)論
1
把磁鐵靠近“錫紙”
無明顯現(xiàn)象
金屬不可能是鐵
2
用坩堝鉗夾取打磨后的“錫紙”條,放在酒精燈上點(diǎn)燃。
“錫紙”條熔化但沒有滴落,也沒燃燒。
金屬不可能是鎂
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】觀察到“錫紙”條表面產(chǎn)生的氣泡速率比鐵釘快,說明“錫紙”中的金屬比鐵活潑,而鋁比鐵活潑,鐵比錫活潑,因此制作“錫紙”的金屬是鋁;
第二組同學(xué):鋁比鋅活潑,所以打磨后的“錫紙”片放入試管中,滴加氯化鋅溶液。若有深灰色固體析出則為鋁,鋁與氯化鋅反應(yīng)生成鋅和氯化鋁;反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+3ZnCl2=3Zn+2AlCl3;
【交流與反思】(1)“錫紙”在酒精燈上加熱,“錫紙”熔化但沒有滴落的原因是:鋁和氧氣反應(yīng)生成氧化鋁,氧化鋁熔點(diǎn)高不能熔化,形成膜兜住液態(tài)鋁。
(2)設(shè)3g鋁和硫酸鋅完全反應(yīng)生成鋅質(zhì)量為x,
2Al+3ZnSO4═Al2(SO4)3+3Zn,
54 195
3g x
x=10.83g,
反應(yīng)后金屬質(zhì)量范圍是3g~10.83g。
3.(一)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)了一瓶標(biāo)簽殘缺的無色溶液(如圖甲所示),為確認(rèn)其中的溶質(zhì),他設(shè)計(jì)并進(jìn)行了如下探究活動(dòng),請回答下列問題。
【猜想與假設(shè)】
其溶質(zhì)可能為NaCl、NaOH、Na2CO3和NaHCO3中的一種。
【資料查閱】上述四種物質(zhì)的相關(guān)信息如下:
物質(zhì)
NaCl
NaOH
Na2CO3
NaHCO3
常溫下的溶解度/g
36
109
21.5
9.6
常溫下某稀溶液的pH
7
13
11
9
【探究過程】
如圖乙所示,在操作①后可確定溶質(zhì)不是NaCl,則實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象應(yīng)是 ;在進(jìn)行操作②時(shí)有無色無味得到氣體產(chǎn)生,由此又可排除
假設(shè)物質(zhì)中的 。
【探究結(jié)論】
你認(rèn)為該溶液中的溶質(zhì)可能是上述假設(shè)物質(zhì)中的 ,你的判斷依據(jù)是
。
【探究反思】若上述探究結(jié)論是正確的,操作②產(chǎn)生的氣體應(yīng)是 ?。▽懟瘜W(xué)式),實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)該氣體的原理是(用化學(xué)方程式表示) 。
(二)興趣小組同學(xué)在做鎂條和鹽酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn),試管外壁很燙,試管口出現(xiàn)白霧。白霧是什么呢?
Ⅰ.同學(xué)們作出猜想
猜想一:是小水滴。因?yàn)辂}酸溶液中的水受熱會(huì)汽化上升,在試管口 (填物態(tài)變化名稱)成小水滴。
猜想二:是鹽酸小液滴。因?yàn)闈恹}酸具有 性,可能實(shí)驗(yàn)中使用的鹽酸濃度過高,試管口就會(huì)形成鹽酸小液滴。
同學(xué)們將干燥的藍(lán)色石蕊試紙放在內(nèi)有正在反應(yīng)的鎂條和鹽酸的試管口,試紙變紅,證明猜想二是合理的。
Ⅱ.小柯提出質(zhì)疑
為什么剛才打開盛放實(shí)驗(yàn)所用鹽酸的試劑瓶,瓶口沒有白霧,卻在反應(yīng)過程中出現(xiàn)白霧?小柯聯(lián)系反應(yīng)時(shí)試管外壁很燙,于是猜想:白霧的形成可能與溫度有關(guān)。
他用試管取少量鹽酸,將干燥的藍(lán)色石蕊試紙放在試管口,試紙不變紅;然后
?。ㄌ畈僮鳎?,試紙變紅。
得出結(jié)論:這種鹽酸濃度并不高,是因 促使鹽酸形成白霧。
【答案】(一)【探究觀察】滴加石蕊試液會(huì)變成藍(lán)色;氫氧化鈉
【探究結(jié)論】碳酸鈉;碳酸氫鈉飽和溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不可能達(dá)到10%,而碳酸鈉溶液可以
【探究反思】CO2;Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O
(二)Ⅰ、猜想一:液化;猜想二:揮發(fā)
Ⅱ、加熱試管,將干燥的藍(lán)色石蕊試紙放在試管口;放熱
【解析】(一)【探究觀察】NaCl、NaOH、Na2CO3和NaHCO3中只有氯化鈉溶液為中性,而其余的溶液都顯堿性,若溶質(zhì)不是NaCl,則石蕊試液會(huì)變成藍(lán)色;在進(jìn)行操作②滴加稀鹽酸時(shí)有無色無味的氣體產(chǎn)生,說明不是氫氧化鈉,因?yàn)闅溲趸c和鹽酸反應(yīng)無明顯現(xiàn)象;
【探究結(jié)論】根據(jù)計(jì)算可以知道在20℃時(shí)飽和碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:×100%=8.8%,而題目中標(biāo)注的溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%,所以這瓶試劑不可能的是碳酸氫鈉溶液,而碳酸鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以等于10%,因此可能是碳酸鈉;
【探究反思】假設(shè)碳酸鈉成立,則碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生二氧化碳,檢驗(yàn)二氧化碳可以將氣體通入石灰水,石灰水變渾濁,化學(xué)方程式為Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O;
(二)Ⅰ、猜想一:水受熱,由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài),在試管口遇冷液化為液態(tài)的水;
猜想二:濃鹽酸具有揮發(fā)性,揮發(fā)出來的氯化氫氣體與空氣中的水蒸氣結(jié)合成鹽酸的小液滴;
Ⅱ、根據(jù)猜想可知,升高溫度后,將干燥的藍(lán)色石蕊試紙放在試管口觀察是否變紅色來檢驗(yàn)。
得出結(jié)論:這種鹽酸濃度并不高,是因放熱促使鹽酸形成白霧。
4.實(shí)驗(yàn)室中有一瓶標(biāo)簽受損的無色液體,如圖所示。這瓶無色液體是什么呢?某化學(xué)小組的學(xué)生進(jìn)行了討論
(1)大家討論后一致認(rèn)為不可能是蒸餾水,請說出理由是 蒸餾水是純凈物 。
實(shí)驗(yàn)操作
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
步驟一:取該液體適量于試管中,向其中加入少量 粉末。
沒有氣泡產(chǎn)生。
該液體不是過氧化氫溶液。
步驟二:取該液體適量于試管中,向其中滴加少量氯化鋇溶液。
該液體是稀硫酸。
(2)如果該液體可以用來制取氧氣,寫出反應(yīng)的方程式
(3)甲同學(xué)測定該液體能使紫色的石蕊試液變紅,則該液體可能是 (寫一種符合條件的化學(xué)式)
(4)吸附劑中主要物質(zhì)為SiO2和CaCl2,CaCl2中鈣、氯元素的質(zhì)量比為 。
【答案】(1)蒸餾水是純凈物;二氧化錳;產(chǎn)生白色沉淀
(2)2H2O22H2O+O2↑
(3)H2SO4
(4)40:71
【解析】(1)水是純凈物,不含有溶質(zhì),故不會(huì)出現(xiàn)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù),故不可能是蒸餾水;
過氧化氫在二氧化錳的催化作用下會(huì)分解生成水和氧氣,所以步驟一:取該液體適量于試管中,向其中加入少量二氧化錳粉末,沒有氣泡產(chǎn)生,證明該液體不是過氧化氫溶液;
硫酸能與氯化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇白色沉淀和鹽酸,所以取該液體適量于試管中,向其中滴加少量氯化鋇溶液,會(huì)產(chǎn)生白色沉淀;
(2)在實(shí)驗(yàn)室中,若用液體來制取氧氣則為過氧化氫在二氧化錳的催化作用下會(huì)分解生成水和氧氣;故填:2H2O22H2O+O2↑;
(3)該液體能使紫色的石蕊試液變紅,則該液體是一種酸,如硫酸;故填:H2SO4;
(4)CaCl2中鈣、氯元素的質(zhì)量比為40:(35.5×2)=40:71。
5.一次趣味化學(xué)活動(dòng)中,王老師向同學(xué)們展示了一瓶標(biāo)簽受損的無色溶液,如圖所示。要求同學(xué)們進(jìn)行探究:確認(rèn)這瓶溶液到底是什么溶液?
提出猜想:王老師提示:這瓶無色溶液只能是以下四種溶液中的一種:
①硫酸鎂溶液、②硫酸鈉溶液、③硫酸溶液、④硫酸銨溶液。
【查閱資料】:A:常溫下,相關(guān)物質(zhì)的溶解度如下
物質(zhì)
MgSO4
Na2SO4
(NH4)2SO4
H2SO4
溶解度
35.1g
19.5g
75.4g
與水任意比互溶
B:(NH4)2SO4的水溶液顯酸性
【實(shí)驗(yàn)探究】(1)通過查閱資料,小明同學(xué)認(rèn)為猜想 ?。ㄌ钚蛱?hào))不成立,原因是 。
(2)為確定其它幾種猜想是否正確,小明同學(xué)繼續(xù)進(jìn)行探究:
實(shí)驗(yàn)步驟
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
a.取該溶液少許于試管中,向其中滴加幾滴氫氧化鈉溶液
猜想①不成立
b.取該溶液少許于試管中,向其中滴加幾滴紫色石蕊溶液
猜想③成立
小芳同學(xué)認(rèn)為小明實(shí)驗(yàn)步驟b的結(jié)論不正確,她的理由是 ??;
(3)請你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,確認(rèn)該溶液是硫酸銨溶液并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告:
實(shí)驗(yàn)操作
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取該溶液少許于試管中,再往該溶液
加入 溶液,加熱。
猜想④成立,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
【答案】(1)②;常溫下Na2SO4溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)不可能達(dá)到20%
(2)沒有白色沉淀產(chǎn)生;紫色石蕊溶液變紅色;(NH4)2SO4溶液也呈酸性
(3)NaOH;有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生;(NH4)2SO4+2NaOHNa2SO4+2NH3↑+2H2O
【解析】(1)一定溫度下,飽和溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大,而在飽和狀態(tài)下,溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù),所以在20℃時(shí),飽和硫酸鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)=16.3%,小于20%,所以猜想②不能成立。
(2)在a中結(jié)論為猜想①不正確,說明不含有硫酸鎂,而驗(yàn)證鎂離子可以利用氫氧根,兩者反應(yīng)有氫氧化鎂沉淀產(chǎn)生,所以加入氫氧化鈉溶液后,不產(chǎn)生沉淀,說明不含有氫氧化鈉;在b中加入石蕊溶液,結(jié)論③正確,說明溶液顯酸性,因此會(huì)出現(xiàn)溶液變紅的現(xiàn)象;根據(jù)題目信息可知,硫酸銨溶液也顯酸性,所以加入石蕊溶液,溶液變紅,不能說明是硫酸還是硫酸銨。
(3)硫酸銨含有銨根離子,其與氫氧根離子可以在加熱條件下反應(yīng)生成氨氣,氨氣為有刺激性氣味的氣體,通過氣體氣味判斷是否含有硫酸銨,所以加入氫氧化鈉溶液,聞到有刺激性氣味氣體,說明為硫酸銨;硫酸銨與氫氧化鈉在加熱條件下反應(yīng)生成硫酸鈉、氨氣和水,據(jù)此書寫方程式。
6.某?;瘜W(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)了一瓶標(biāo)簽受到腐蝕的溶液(如圖).他們對該溶液是什么產(chǎn)生了興趣.開始探究這瓶溶液究竟是什么?經(jīng)過詢問實(shí)驗(yàn)老師得知,這瓶無色溶液應(yīng)該是碳酸鈉、碳酸氫鈉、氯化鈉、硫酸鈉、硝酸鈉中的一種,為了確定該藥品,他們首先根據(jù)標(biāo)簽上殘留的信息進(jìn)行了分析:
(1)小明認(rèn)為既然組成中含有氧元素,該溶液一定不是 溶液.
(2)小英提出,碳酸氫鈉、硝酸鈉也不可能,你認(rèn)為她的依據(jù) .
(3)為了確定該溶液究竟是剩余兩種鹽的哪一種,他們設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):取少量樣品于試管中,慢慢滴加BaCl2溶液,發(fā)現(xiàn)有白色沉淀產(chǎn)生.為了進(jìn)一步檢驗(yàn)該沉淀究竟是哪種物質(zhì),他們又向沉淀中滴加稀鹽酸,結(jié)果發(fā)現(xiàn)沉淀溶解并產(chǎn)生大量氣泡.由此他們得到的結(jié)論是:這瓶溶液是 ,生成沉淀的反應(yīng)化學(xué)方程式為 ?。?br />
(4)在總結(jié)反思本次探究活動(dòng)時(shí),小強(qiáng)認(rèn)為這個(gè)檢測實(shí)驗(yàn)還可簡化,照樣可達(dá)到目的.小強(qiáng)的做法是 .
【答案】(1)氯化鈉;(2)碳酸氫鈉和硝酸鈉的化學(xué)式中鈉元素右下角的數(shù)字為1
(3)碳酸鈉溶液,Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl
(4)向溶液中加入鹽酸,碳酸鈉能與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w,而硫酸鈉不能與鹽酸反應(yīng)
【解析】(1)氯化鈉是由鈉元素和氯元素組成的,不含有氧元素,故一定不會(huì)是氯化鈉溶液。
(2)此標(biāo)簽中鈉元素右下角的數(shù)字為2,而碳酸氫鈉的化學(xué)式為NaHCO3,硝酸鈉的化學(xué)式為NaNO3,故不會(huì)是碳酸氫鈉和硝酸鈉;
(3)硫酸鈉能與氯化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀,但是硫酸鋇沉淀不溶于鹽酸,滴加鹽酸不會(huì)出現(xiàn)溶解的情況,故不會(huì)是硫酸鈉;碳酸鈉與氯化鋇湖反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀,碳酸鋇沉淀能溶于鹽酸且產(chǎn)生氣體,故該瓶溶液是碳酸鈉溶液,故填:碳酸鈉溶液,Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl;
(4)碳酸鈉能與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w,而硫酸鈉不能與鹽酸反應(yīng),故可以直接向溶液中加入鹽酸,觀察是否產(chǎn)生氣泡。
7.在整理實(shí)驗(yàn)室時(shí),同學(xué)發(fā)現(xiàn)7瓶不同的無色溶液(見如圖所示),其中2、3、7號(hào)試劑瓶標(biāo)簽完全破損,4、5號(hào)試劑瓶標(biāo)簽部分破損。查閱藥品記錄單可知,2、3、4、5、7號(hào)溶液分別是10% NaOH溶液、飽和石灰水、10% Na2CO3溶液、10% CaCl2溶液、10%稀鹽酸中的一種。化學(xué)小組同學(xué)進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)探究。
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹竣俳o試劑瓶貼上正確的標(biāo)簽;②探究部分溶液混合發(fā)生的反應(yīng)。
【查閱資料】①CaCl2溶液呈中性,能與Na2CO3發(fā)生復(fù)分解反應(yīng);
②Ca(OH)2+NaHCO3═CaCO3↓+NaOH+H2O NaOH+NaHCO3═Na2CO3+H2O
【實(shí)驗(yàn)探究】
(1)分別取2、3、4、5、7號(hào)溶液于5支試管中,向其中分別滴加1號(hào)溶液,發(fā)現(xiàn)3、4、5號(hào)溶液變紅色,說明這3種溶液呈 (填“酸性”、“堿性”或“中性”),由該實(shí)驗(yàn)可確定的溶液為 ?。▽懗鲈噭┢烤幪?hào)及相應(yīng)的溶液名稱);
(2)分別取2號(hào)5.55g和7號(hào)3.65g溶液,混合均勻后,逐滴加入5號(hào)溶液。首先觀察到有氣泡冒出,然后有沉淀析出。加入5號(hào)溶液的質(zhì)量與產(chǎn)生氣體或沉淀的質(zhì)量關(guān)系如圖1所示,加入5號(hào)溶液的質(zhì)量與溶液pH的變化關(guān)系如圖2所示。根據(jù)圖示完成下列問題:
①7號(hào)溶液是 (填名稱);
②圖1中b點(diǎn)數(shù)據(jù)為 g;
③圖2中h→k段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(3)取3號(hào)溶液于試管中,逐滴加入一定量的6號(hào)溶液,觀察到溶液變渾濁,過濾,則濾液中含有的溶質(zhì)可能為①NaOH;②Na2CO3;③NaOH、Na2CO3;④NaOH、Ca(OH)2;⑤ 。
【實(shí)驗(yàn)反思】分析上述實(shí)驗(yàn),下列說法不正確的是 (填字母序號(hào))。
A.5號(hào)試劑可能是部分變質(zhì)的氫氧化鈉溶液
B.該實(shí)驗(yàn)無法確定各種試劑,沒有完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康蘑?br />
C.圖1中b→c段反應(yīng)過程中溶液的pH變化情況可用圖2中h→k段表示
D.碳酸氫鈉既能與堿反應(yīng),又能與酸反應(yīng)
【答案】【實(shí)驗(yàn)探究】(1)堿性;3號(hào);飽和石灰水
(2)①稀鹽酸;②5.3;③Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl
(3)Na2CO3、NaHCO3
【實(shí)驗(yàn)反思】AB。
【解析】(1)無色酚酞溶液遇酸性溶液不變色,遇堿性溶液變紅,分別滴加1號(hào)溶液,發(fā)現(xiàn)3、4、5號(hào)溶液變紅色,說明這3種溶液呈堿性。氫氧化鈉、碳酸鈉溶液、飽和石灰水顯堿性,由該實(shí)驗(yàn)可確定的溶液為3號(hào)溶液,為飽和石灰水。
(2)①分別取2號(hào)5.55g和7號(hào)3.65g溶液,混合均勻后,逐滴加入5號(hào)溶液。首先觀察到有氣泡冒出,然后有沉淀析出。由碳酸鈉溶液能與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳,碳酸鈉溶液能與氯化鈣溶液反應(yīng)生成碳酸鈣白色沉淀和氯化鈉,則5號(hào)溶液是碳酸鈉溶液,7號(hào)溶液是稀鹽酸。
②設(shè)需要碳酸鈉溶液的質(zhì)量為x
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑
106 44
10%x 0.22g
x=5.3g
③圖2中h→k段,溶液的pH等于7,發(fā)生的是碳酸鈉與氯化鈣溶液反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl。
(3)取3號(hào)溶液于試管中,逐滴加入一定量的6號(hào)溶液,觀察到溶液變渾濁,是因?yàn)榘l(fā)生了Ca(OH)2+NaHCO3═CaCO3↓+NaOH+H2O,同時(shí)可能發(fā)生了NaOH+NaHCO3═Na2CO3+H2O,則濾液中含有的溶質(zhì)可能為氫氧化鈉;氫氧化鈉和氫氧化鈣;碳酸鈉;氫氧化鈉和碳酸鈉;還可能是Na2CO3、NaHCO3。
(4)A.5號(hào)試劑不可能是部分變質(zhì)的氫氧化鈉溶液,若是部分變質(zhì)的氫氧化鈉溶液,不可能出現(xiàn)h→k段pH等于7這種情況。
B.由上述分析,該實(shí)驗(yàn)可以確定各種試劑,可以完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康蘑佟?br />
C.圖1中b→c段反應(yīng)過程,即碳酸鈉與氯化鈣溶液反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉,溶液的pH變化情況可用圖2中h→k段表示。
D.Ca(OH)2+NaHCO3═CaCO3↓+NaOH+H2O,碳酸氫鈉能與酸反應(yīng),則碳酸氫鈉既能與堿反應(yīng),又能與酸反應(yīng)。
8.草木灰為植物燃燒后的灰燼,是一種來源廣泛、成本低廉、養(yǎng)分齊全、肥效顯著的五級(jí)農(nóng)家肥,其中含量最多的是鉀元素,通常以碳酸鹽的形式存在。某化學(xué)興趣小組的同學(xué)對草木灰的成分產(chǎn)生興趣,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)探究。
【提出問題】草木灰的主要成分是碳酸鉀嗎?
【查閱資料】
①碳酸鉀呈無色晶體狀或白色顆粒狀固體,易溶于水,水溶液呈堿性。
②鉀離子的檢驗(yàn)方法:用鉑絲蘸取試樣在酒精燈上灼燒,透過藍(lán)色鈷玻璃觀察火焰顏色,若火焰呈紫色,則證明試樣中含有鉀離子。
③氯化鈣的水溶液呈中性。
【實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備】取少量草木灰放入一潔凈的燒杯中,加入足量的水充分?jǐn)嚢?,靜置,待用。
活動(dòng)一:將鉑絲蘸取燒杯中上層清液少許在酒精燈火焰上灼燒,透過藍(lán)色鈷玻璃觀察火焰顏色呈紫色,溶液中含有 (填離子符號(hào))。
活動(dòng)二:
實(shí)驗(yàn)步驟
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取燒杯中少量上層清液于試管中,滴加足量稀鹽酸。
溶液中含有CO32﹣離子。
【交流研討】有同學(xué)認(rèn)為:要證明CO32﹣存在,還需要進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明
,該實(shí)驗(yàn)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
活動(dòng)三:用pH試紙測定測定上層溶液的酸堿度,具體的操作方法是
,讀出pH為11,得出結(jié)論:草木灰的主要成分為碳酸鉀。
【提出質(zhì)疑】溶液pH>7,也可能還有氫氧化鉀。
【能力發(fā)展】取少量上層溶液于試管中,滴加足量CaCl2溶液,充分反應(yīng)后過濾,向?yàn)V液中滴入幾滴 溶液,觀察到 ,證明溶液中無氫氧化鉀。
【反思提高】植物通常適宜在偏中性的土壤中生長,據(jù)此草木灰可在 性的土壤中施用。
【答案】活動(dòng)一:K+ 活動(dòng)二:有氣泡產(chǎn)生
【交流研討】取少量清液于試管中,滴加氯化鈣溶液,有沉淀生成,說明含有碳酸根;K2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2KCl
活動(dòng)三:玻璃棒蘸取溶液,滴加到干燥的pH試紙上,對照標(biāo)準(zhǔn)比色卡進(jìn)行讀數(shù)
【能力發(fā)展】酚酞;溶液不變色
【反思提高】酸
【解析】活動(dòng)一:火焰顏色呈紫色,可知含有鉀離子。
活動(dòng)二:碳酸根與鹽酸中氫離子反應(yīng)生成了二氧化碳,所以可以觀察到氣泡;
【交流研討】為了進(jìn)一步驗(yàn)證碳酸根的存在,可以加入氯化鈣,根據(jù)碳酸根與鈣離子反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀的性質(zhì),斷定碳酸根的存在;
故答案為:取少量清液于試管中,滴加氯化鈣溶液,有沉淀生成,說明含有碳酸根;K2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2KCl。
活動(dòng)三:測定溶液pH值時(shí),不能直接將試紙插入溶液中,避免污染溶液,應(yīng)用玻璃棒蘸取溶液滴加到試紙上,帶顯色后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡讀數(shù),確定pH;
【能力發(fā)展】清液中加入足量的氯化鈣溶液,碳酸鉀與氯化鈣生成碳酸鈣沉淀和氯化鉀,沉淀不顯酸堿性,氯化鉀溶液為中性,所以若存在氫氧化鉀,此時(shí)為堿性,加入酚酞,通過觀察顏色變化,就可以判斷是否存在氫氧化鉀。
【反思提高】根據(jù)題目信息,植物已在中興土壤中生存,而碳酸鉀顯堿性,所以加入到酸性土壤中,可以中和酸,利于植物生長。
9.市場上出現(xiàn)了一些不添加防腐劑的綠色食品,這種食品中有一個(gè)單獨(dú)包裝的保鮮劑,不會(huì)危害食品安全。某同學(xué)找來一種在空氣中放置一段時(shí)間的食品保鮮劑,對它的成分進(jìn)行探究。
【查找資料】(1)食物腐敗是因?yàn)槲⑸镌谑澄锷仙L。如圖所示,微生物只要得到養(yǎng)分,再加上充足的氧氣和水,在適當(dāng)?shù)臈l件下就會(huì)迅速生長。因此,只要缺少一種條件,就可以防止食物腐敗。
(2)常見的具有吸水性的物質(zhì)有以下幾種:
①濃硫酸 ②生石灰 ③氫氧化鈉固體 ④鐵粉
⑤硅膠(化學(xué)式 SiO2?nH2O,無色透明粒狀固體,無毒無害)
(3)鐵與氯化鐵溶液在常溫下發(fā)生反應(yīng)生成氯化亞鐵。
【活動(dòng)與探究】
(1) 初步判斷:你認(rèn)為①~⑤的物質(zhì)中,不適合做食品干燥劑的物質(zhì)及理由是
。
(2)實(shí)驗(yàn)探究:
實(shí)驗(yàn)
主要現(xiàn)象
結(jié)論與解釋
實(shí)驗(yàn)1:打開這種保鮮劑的包裝袋,取少量樣品于試管中,進(jìn)行觀察
該樣品為黑色固體
該保鮮劑一定不是
實(shí)驗(yàn)2:向?qū)嶒?yàn)1的試管中加入過量的稀鹽酸,振蕩
固體逐漸溶解,有氣泡產(chǎn)生
該保鮮劑中一定含有的物質(zhì)是
實(shí)驗(yàn)3:另取該保鮮劑進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)
澄清石灰水變渾濁
【活動(dòng)反思】
(1)實(shí)驗(yàn)2充分反應(yīng)后,所得溶液中的溶質(zhì)一定有 。
(2)請根據(jù)食物腐敗的條件分析,我們除可以使用這些保鮮劑外,還可以采用的保鮮方法是 ?。▽懗鲆环N即可)。
【答案】【活動(dòng)與探究】(1)①③,濃硫酸和氫氧化鈉固體具有強(qiáng)烈的腐蝕性
(2)硅膠和生石灰;Fe和Fe2O3
【活動(dòng)反思】(1)HCl、FeCl2
(2)抽真空(或在食品袋中充氮?dú)狻⒍趸嫉龋?br />
【解析】【活動(dòng)與探究】
(1)因?yàn)闈饬蛩?、氫氧化鈉固體具有強(qiáng)烈的腐蝕性,不能用作食品干燥劑。
(2)實(shí)驗(yàn)探究:實(shí)驗(yàn)1:該保鮮劑一定不是生石灰和硅膠。因?yàn)闃悠肥呛谏模液凸枘z是無色的,該保鮮劑一定不是生石灰和硅膠;
實(shí)驗(yàn)2:向試管中加入稀鹽酸有氣泡產(chǎn)生,說明樣品中有鐵粉;
實(shí)驗(yàn)3:一氧化碳與保鮮劑反應(yīng)產(chǎn)生使石灰水變渾濁的二氧化碳,說明保鮮劑部分變質(zhì)成氧化鐵,因此該保鮮劑中有:鐵和氧化鐵。
【活動(dòng)反思】
(1)保鮮劑中一定含有的物質(zhì)是Fe和Fe2O3.實(shí)驗(yàn)2充分反應(yīng)后,氧化鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵,鐵能與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氯化亞鐵,鐵與氯化鐵溶液在常溫下發(fā)生反應(yīng)生成氯化亞鐵,一定會(huì)生成是溶液呈淺綠色的氯化亞鐵,還有鹽酸剩余;故溶液中一定有的溶質(zhì)是:HCl、FeCl2,可能有FeCl3。
(2)食物保鮮還可以減低其呼吸作用,可以采用的保鮮方法有:抽真空(或在食品袋中充氮?dú)狻⒍趸嫉龋?br />
10.(2019?山東臨沂)老師給了同學(xué)們一包紅色粉末,該粉末可能是銅粉和氧化鐵(Fe2O3)粉末中的一種或兩種.同學(xué)們對該粉末進(jìn)行了定性與定最研究.
(1)定性實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)方案
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取少量紅色粉末放入試管中,滴加足量的稀鹽酸振蕩
紅色粉末全部消失,溶液呈棕黃色
粉末為Fe2O3
_____________
粉末為銅
寫出“紅色粉末全部消失”發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式__________________.
(2)定量實(shí)驗(yàn):取該粉末4g放入硬質(zhì)玻璃管中,先通CO,然后再用酒精噴燈加熱一段時(shí)間,停止
加熱繼續(xù)通入CO至裝置冷卻.實(shí)驗(yàn)裝置如圖:
①實(shí)驗(yàn)時(shí),先通CO再加熱的目的是_________________.
②若該粉末全部是氧化鐵,在硬質(zhì)玻璃管中觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是____________.B裝置
是用于吸收二氧化碳并收集CO,其中盛放的試劑最好是_____________________.
A.NaOH溶液 B.稀鹽酸 C.水
如果該實(shí)驗(yàn)沒有裝置B、 C,實(shí)驗(yàn)造成的危害是___________________.
③若該粉末為銅粉和氧化鐵的混合物.待裝置完全冷卻至室溫,稱量硬質(zhì)玻璃管內(nèi)剩余固體的質(zhì)量為mg.則m的取值范圍是____________________.
【答案】(1)無現(xiàn)象 Fe2O3+6HCl=3H2O+ Fe Cl3
(2)①排出管內(nèi)的空氣,防止加熱時(shí)爆炸② 紅棕色的粉末變黑,澄清石灰水變渾濁 A 尾氣逸散到空氣中會(huì)污染空氣
③2.8g
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