1、题型分类突破(五)科学探究题|类型一反应后物质成分的探究|1.2019昆明 小晨同学从课外读物中得知:在加热条件下,钠与CO2反应的产物可能有C、CO、Na2CO3、Na2O。于是设计实验对产物成分进行探究。查阅资料 BaCl2溶液呈中性;4Na+O22Na2O;Na2O+H2O2NaOH;2Na+2H2O2NaOH+H2;CO通入PdCl2溶液中有黑色沉淀生成。提出问题 在加热条件下,钠与CO2反应的产物有哪些?猜想假设 猜想一:产物中一定有C;猜想二:产物中一定有CO;猜想三:产物中一定有Na2CO3;猜想四:产物中一定有Na2O。实验验证 用如图T5-1所示装置(夹持装置已略去)进行实验
2、探究。图T5-1装置A中发生反应的化学方程式为;装置C的作用是。序号实验操作实验现象实验结论(1)待钠完全反应后,将装置D中的固体置于烧杯中,加蒸馏水溶解有黑色不溶物猜想 正确(2)将实验(1)所得混合物过滤,取滤液,加入过量BaCl2溶液猜想三正确(3)猜想二正确反思与评价 小晨同学向实验(2)所得溶液中滴入几滴酚酞溶液,溶液呈红色。 于是得出结论:在加热条件下,钠与CO2反应一定产生Na2O。该结论是否严谨?(填“是”或“否”),理由是 。2.2018德阳草酸存在于自然界的植物中。草酸晶体(H2C2O42H2O)无色,熔点为101 ,易溶于水,受热脱水、升华,170 以上分解。草酸能与氢氧
3、化钙反应生成沉淀:H2C2O4+Ca(OH)2CaC2O4+2H2O。请回答下列问题。(1)甲组同学按照如图T5-2所示的装置,通过实验检验草酸晶体的分解产物。仪器a的名称是。装置B的主要作用是。装置C中有气泡逸出,澄清石灰水变浑浊。由此可知草酸晶体分解的产物中一定有。图T5-2(2)乙组同学认为草酸晶体分解的产物中含有CO,为进行验证,选用甲组实验中的装置A、B和图T5-3所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。图T5-3乙组同学的实验装置依次连接的合理顺序为ABIDH。装置I中盛有的氧化铁发生了颜色变化,欲证明草酸晶体分解的产物中有CO,乙组同学需要两次使用装置D,其现象分别是。3.201
4、9滨州钙元素是一种重要的金属元素。它可组成氢化钙、氢氧化钙等多种物质。(1)氢化钙(CaH2)固体是登山运动员常用的能源提供剂。某实验探究小组的同学通过查阅资料得知,氢化钙在常温下能与水反应生成氢氧化钙和氢气,请你写出该反应的化学方程式:。(2)该实验探究小组将Na2CO3溶液滴加到Ca(OH)2溶液中,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣,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,原因是。实验过程实验步骤现象结论步骤:取
5、滤液,向其中滴加适量Na2CO3溶液猜想二不成立步骤:另取滤液,向其中加入足量溶液产生气泡猜想成立拓展延伸 在分析反应后所得物质的成分时,除考虑生成物外,还需要考虑。4.2019齐齐哈尔某班同学为验证碳酸钠的化学性质,向盛有碳酸钠的试管中加入一定量的稀盐酸,迅速用带导管的橡胶塞塞紧试管口,并将导管另一端通入盛有澄清石灰水的试管中(如图T5-4所示)。请回答下列问题。图T5-4(1)右侧试管中澄清石灰水变浑浊,写出该反应的化学方程式: 。(2)实验结束后,将两支试管中的所有物质倒入同一个废液缸中,充分反应后得到澄清溶液。同学们对废液中溶质的成分进行如下探究(忽略二氧化碳的影响)。提出问题废液中溶
6、质的成分是什么?作出猜想猜想一:CaCl2、NaCl和HCl;猜想二:CaCl2、NaCl和Na2CO3;猜想三:。进行讨论经过讨论,同学们一致认为猜想是错误的。设计实验 请完成实验报告。实验步骤实验现象实验结论取少量废液于试管中,加入猜想一成立反思拓展最终同学们确认了废液中溶质的成分。若将废液直接排入铸铁管道引起的危害是,你认为该废液的处理方法是。5.2018山西化学实验过程经常会产生一定量的废液,经过无害化处理可有效防止水体污染。在一次实验课上,兴趣小组的同学们完成了NaOH溶液和Na2CO3溶液的鉴别,并对废液成分展开探究。图T5-5活动一:通过小组合作,同学们完成了如图T5-5所示的三
7、组小实验。实验中生成白色沉淀的化学方程式是_(写一个)。活动二:小雪将六支试管中的剩余物倒入一个洁净的大烧杯中(如图T5-6), 充分搅拌、静置。观察到杯内上层是无色溶液,下层有白色沉淀。由此可以确定:上层清液中一定不含有的离子是,以及一定含有的离子。小组同学对上层清液中还可能含有的离子进行了如下探究。图T5-6提出问题 上层清液中还可能含有什么离子?猜想与假设 上层清液中还可能含有OH-、CO32-、Ca2+中的一种或几种。进行实验 实验步骤实验现象实验结论取少量溶液于试管中,滴加无色酚酞溶液继续滴加稀盐酸溶液变红产生气泡有OH-有CO32-、无Ca2+取少量溶液于试管中,(指示剂除外)有C
8、O32-、无Ca2+有OH-反思与评价 (1)小明同学对方案一提出质疑, 他的理由是 。(2)经过综合分析,最终确定上层清液中肯定存在的离子有 。(3)将烧杯内物质过滤,滤渣回收,向滤液中加入适量进行处理后再排放。6.为了区别氢氧化钠和氢氧化钙溶液,甲同学设计了如图T5-7所示的四组实验方案。图T5-7(1)其中能达到实验目的是(填字母)。(2)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,看到溶液变浑浊,该现象说明有_(填化学式)生成。(3)在(2)中溶液内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
9、钙和三种物质中的一种,或是三种物质中的两种组成的混合物。(4)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。请根据要求填写下表: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,静置若有白色沉淀,溶液呈无色物质是碳酸钠若无沉淀生成,溶液呈红色物质是氢氧化钙若有白色沉淀,溶液呈红色_(5)乙同学认为甲同学第步验证的结论不严密,原因是 。|类型二物质组成成分的探究|7.2019深圳 为探究某塑料的组成元素,设计了实验和。回答下列问题。.制取氧气图T5-8(1)若用一种暗紫色固体制取O2,发生反应的化学方程式为,发生装置应选择上述装置(填字母)。
10、(2)欲制取干燥的O2,装置合理的连接顺序为:发生装置C(填字母)。连接装置时,发生装置的出气口应与装置C中(填“a”或“b”)端相连。.组成探究(3)定性检测(已知:无水CuSO4遇水变蓝色)图T5-9实验操作实验现象结论连接装置,检查气密性,装入药品并按图T5-9进行实验。通入O2,一段时间后,点燃J处酒精灯装置K中无水CuSO4变为色塑料燃烧产物中有H2O装置L中塑料燃烧产物中有CO2由上述实验可知,该塑料一定含有的元素是(填元素符号)。(4)定量测定为进一步确定组成,将1.4 g该塑料在足量O2中完全燃烧,共产生了4.4 g CO2和1.8 g H2O,依据质量守恒定律,可判断该塑料(
11、填“含有”或“不含”)除上述中结论之外的元素。8.2019衢州 某兴趣小组为探究锡纸中的金属成分(锡纸中以一种金属为主,其他成分对实验无干扰),开展了以下探究活动。提出问题 锡纸中的金属是什么?建立猜想 根据锡纸有银白色金属光泽,并结合金属活动性、价格等因素,猜想其中的金属可能是锌、铁、铝、锡中的一种。探究过程 步骤活动内容收集证据分析并得出结论步骤一查阅资料:金属锌在常温下很脆取锡纸反复折叠锡纸未破损锡纸中金属不是锌步骤二用磁铁靠近锡纸锡纸没有被磁铁吸引锡纸中金属不是步骤三取锡纸条放入浓度为20%的盐酸中除去可能存在的氧化膜。当观察到时,取出锡纸条并用蒸馏水清洗将处理过的锡纸条放入试管中,加
12、入饱和硫酸锌溶液,静置观察中锡纸条表面无明显现象说明锡纸中的金属活动性比锌弱,则锡纸中金属不是铝,而是锡交流评价 小科对实验结论提出质疑:“无明显现象”并不代表没有发生反应,因为铝与硫酸锌反应2Al+3ZnSO43Zn+Al2(SO4)3生成的金属锌为银白色,与铝颜色相同,因此无法得出结论。请在不改变反应原理的前提下运用定量方法完善实验方案,并根据预期结果得出相应结论: 。继续探究 运用完善后的方案进行实验,分析实验结果,得出初步结论:锡纸中金属是铝。9.2018青岛某兴趣小组在实验室里准备常见酸、碱、盐的性质实验时, 发现实验台上摆放的药品中,有一瓶未盖瓶塞且标签破损的溶液(如图T5-10)
13、, 他们决定对这瓶溶液的成分进行探究。图T5-10提出问题 这瓶溶液的溶质是什么?获得信息 (1)酸、碱、盐的性质实验中用到含钠元素的物质有氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠。(2)实验室里盛放碱性溶液的试剂瓶通常使用橡胶塞。(3)碳酸氢钠溶液与氯化钡溶液不反应;氯化钡溶液呈中性。提出猜想 猜想一:氢氧化钠; 猜想二:碳酸钠; 猜想三:碳酸氢钠。实验探究 (1)小军取少量样品滴加稀盐酸有产生,得出结论:该溶液的溶质是碳酸钠或者是。(2)小军另取少量样品加入过量的氯化钡溶液,观察到有产生,进而得出结论:该溶液的溶质是碳酸钠。(3)小华认为小军的结论不完全正确,理由是 。 小组同学讨论后一致认为还
14、需要进行如下实验:(4)取小军第二次实验后的上层清液,滴入无色酚酞溶液,溶液呈红色。实验结论 这瓶溶液的原溶质是 。探究启示 实验中取用液体药品时,应注意 。10.高博同学为了验证鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙,设计了如图T5-11所示的实验。图T5-11实验现象 (1)实验过程中看到的现象是鸡蛋壳表面冒出气泡,澄清石灰水变浑浊,说明鸡蛋壳主要成分中含有_(填离子符号)。实验反思 (2)高博认为该实验方案不完整,还需验证鸡蛋壳主要成分属于钙盐,方法是取反应后的上层清液加入_ (填序号)。A.Na2CO3溶液B.AgNO3溶液C.BaCl2溶液D.Ca(OH)2溶液实验拓展 (3)高博同学设计了除去氯
15、化镁粉末中混有的少量氯化钡、氯化钠和硫酸钾的方案,如图T5-12。滤液C中一定含有的阴离子是,步骤中乙溶液是(填化学式)溶液。图T5-1211.2019绥化 新能源的开发和利用是人类社会可持续发展的重要课题。氢、氧燃料电池是一种新型能源,从空气中获得所用的氧气的方法是。空气中的氧气按体积计算,大约是空气总体积的。氢气可用天然气制取,这种方法制取的氢气中往往混有二氧化碳和一氧化碳,为了证明混合气体中H2、CO2、CO三种气体都存在,某化学实验小组设计了图T5-13所示实验。图T5-13阅读提示 实验前,装置内的空气已排尽。实验过程中的尾气已处理。无水硫酸铜是白色粉末,吸水后变蓝。请回答下列问题。
16、(1)A装置的作用是 。(2)C装置中的实验现象是 。(3)E装置中盛放的试剂应该是 ,该装置中发生反应的化学方程式为。(4)证明氢气存在的实验现象是。(5)另一小组同学利用上述实验装置(把其中的E装置换成装有碱石灰的干燥管),仿照上述实验过程,通过定量的方法确定一氧化碳存在,记录实验数据如下:(注:反应生成的水蒸气被D装置完全吸收,不考虑其他水蒸气对实验结果的影响)实验前C装置玻璃管内固体总质量/gm1实验后C装置玻璃管内固体总质量/gm2实验前D装置总质量/gn1实验后D装置总质量/gn2利用上表数据,计算出能证明CO存在的质量关系是(用m1、m2、n1、n2表示)。12.2019鄂尔多斯
17、 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,进行了如下实验研究,请你参与完成相关问题。.初步探究 兴趣小组的实验设计及现象如下:图T5-14初步结论 (1)原白色固体中一定有(填化学式,下同),一定没有。(2)溶液M中的溶质一定有NaNO3,一定没有。交流讨论 为确定原固体的成分,需对溶液M中的溶质进行进一步确认。.继续研究提出问题 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:NaNO3、Na2CO3、NaCl;实验与结论实验
18、步骤现象结论一取适量溶液M于试管中,滴加少量稀硝酸有气泡产生猜想一、三不成立二取实验一所得溶液于试管中,滴加适量硝酸银溶液产生白色沉淀猜想四成立反思与评价兴趣小组内有同学认为得出“猜想四成立”的实验设计不合理,原因是,改进措施是 。实验结论 同学们经过讨论、实验,圆满完成了这次探究活动。|类型三影响物质变化因素的探究|13.铝是重要的轻金属,广泛应用于航空、电信和建筑领域。铝亦有其特殊的性质,试根据以下信息回答问题。(1)按金属的活动性顺序,铝比锌,但是将铝片和锌粒分别投入稀硫酸中,铝片表面产生的气泡却比锌粒少而慢。为了探究铝与酸反应的规律,小强用相同质量、相同形状的光亮铝片设计如下实验。实验
19、操作实验现象铝片表面产生气泡很少且慢铝片表面产生大量气泡铝片表面产生大量气泡铝片表面产生大量气泡且快(2)比较实验三、实验四说明铝与酸反应产生氢气的速率与有关。(3)比较实验一、实验二说明铝与酸反应产生氢气的速率,可能与(填粒子符号)有关。(4)写出实验一中发生反应的化学方程式:。(5)小芳将长条状铝片的一端放在酒精灯火焰上灼烧片刻,轻轻摇动铝条,受热一端会左右摇晃,却不像蜡烛那样滴落。为探究其原因,小芳查阅资料得知:铝的熔、沸点分别是660 、2 460 ;氧化铝的熔、沸点分别为2 054 、2 980 。试解释上述实验现象: 。14.2018青岛对比归纳是学习化学的重要方法。请你参与下列探
20、究活动并回答问题。探究活动一 探究影响木炭燃烧剧烈程度的因素木炭在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈,说明影响木炭燃烧剧烈程度的因素是探究活动二 探究影响物质溶解性的因素同学们做了A试管和B试管的对比实验,发现B试管中固体可溶,A试管中固体几乎不溶。该对比实验说明了影响物质溶解性的因素是 同学们又补充了C试管所示实验,他们想探究的影响因素是 探究活动三 探究二氧化碳能否与碱溶液反应分别振荡三个软质塑料瓶,观察到塑料瓶变瘪的程度由大到小的顺序为对比A瓶与瓶的实验现象,可证明二氧化碳能与氢氧化钠溶液发生反应|类型四物质性质的探究|15.2019徐州 某兴趣小组对氨气(NH3)的某些性质进行探究。图T5
21、-15实验回顾 (1)按图T5-15甲所示,在小烧杯A中盛有少量浓氨水,小烧杯B中盛有少量含酚酞溶液的蒸馏水,几分钟后,B中溶液变红,原因是浓氨水挥发出的氨分子进入溶液中与水作用产生了(填离子符号)。若取少许B中变红后的溶液在试管中加热,你认为溶液的颜色会(填“变深”“变浅”或“不变”)。(2)图乙是该小组对图甲装置的改进,和图甲相比,其优点有(任写一条)。提出问题 氨气在水中的溶解性如何?查阅资料 常温常压下,氨气极易溶于水。进行实验 步骤1:按图T5-16连接装置,检查装置气密性。图T5-16步骤2:在干燥的烧瓶内充满氨气,塞上带有玻璃管和胶头滴管(预先吸入少量水)的胶塞,把玻璃管插入烧杯
22、的水中。步骤3:打开橡皮管上的止水夹,(填具体操作),使少量水进入烧瓶。观察到的现象是,产生该现象的原因是。实验完毕,向烧瓶内的氨水中加入少量稀硫酸将其转化为可用作氮肥的(NH4)2SO4,该反应的化学方程式为 。反思拓展 实验后请教老师知道,氨水中的NH3大部分与H2O结合成一水合氨(NH3H2O),则氨水中含有的分子有H2O、(均填化学式)。16.2019广东 某化学兴趣小组用石灰石和盐酸制取一瓶CO2,验满后,将澄清石灰水倒入集气瓶中,发现没有变浑浊。兴趣小组对这个异常现象进行了探究。提出问题 澄清石灰水为什么没有变浑浊?查阅资料 (1)CO2过量时,CaCO3沉淀会转化为可溶于水的Ca
23、(HCO3)2。(2)AgCl不溶于稀硝酸。提出猜想 .石灰水已完全变质;.;.CO2中混有HCl。实验方案 兴趣小组用原药品继续制取CO2,并进行探究。制备CO2的化学方程式为 。步骤实验操作实验现象结论及化学方程式(1)取少量澄清石灰水于试管中,加入溶液产生白色沉淀猜想不成立(2)将少量气体通入盛有澄清石灰水的试管中 猜想不成立(3)将气体通入盛有溶液的试管中,再加稀硝酸 猜想成立。反应方程式为 实验结论 制取的CO2气体中混入了HCl,所以澄清石灰水没有变浑浊。交流讨论 若要收集到纯净、干燥的CO2,需将混合气体依次通入饱和NaHCO3溶液和中。拓展思考 回忆课本中收集呼出气体的操作后,
24、同学们尝试用排水法收集一瓶CO2,倒入澄清石灰水后,石灰水变浑浊。你认为该实验成功的原因是(写一点)。17. 2018河北小明怀疑自家菜地因施用硫酸铵出现了较为严重的土壤酸化问题,于是和化学兴趣小组的同学对此进行了探究。图T5-17查阅产品说明 小组同学根据图T5-17所示产品说明书中的和硫酸铵的组成,推测硫酸铵受热可能会分解生成氨气,使肥效降低。探究 土壤的酸碱性实验1:按图T5-18所示溶解土样,玻璃棒搅拌的目的是;用pH试纸测得土样浸出液的pH约为4,说明土壤呈酸性。图T5-18图T5-19探究 硫酸铵具有哪些性质实验2:25 时,将30 g硫酸铵加入50 g水中,完全溶解,此时所得溶液
25、对应图T5-19中(填序号)点的状态,测得其pH约为5。实验3:为证明硫酸铵受热分解生成了氨气,小组同学进行了如图T5-20所示的实验,观察到的实验现象为硫酸铵固体减少;用酚酞溶液浸湿的滤纸;小气球胀大。小明依据现象和,小红只依据,都得出了“硫酸铵受热分解”的结论。小组同学认为小红的依据不合理,小气球胀大可能是装置中的空气受热膨胀所致。若要通过小气球的变化得出“硫酸铵受热分解”的结论,还需继续进行观察,若,才能得出这一结论。图5-20图5-21实验4:按图T5-21所示进行实验,闻到刺激性气味,说明硫酸铵能与熟石灰发生反应。拓展应用 (1)为保证铵态氮肥的肥效,不能高温暴晒,不能。(2)硫酸铵
26、中氮元素被植物吸收后,剩余的硫酸使得土壤酸化,可用熟石灰进行改良,反应的化学方程式为 。 18. 2018泰州为探究CO2与NaOH溶液发生的反应,某兴趣小组尝试用不同的方式进行实验。查阅资料 .20 时,几种物质在水中的溶解度见下表:物质Na2CO3NaHCO3Ca(OH)2Ba(OH)2溶解度/g21.59.60.1653.89.本实验条件下,Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH分别约为11.0和8.5。实验探究 (1)实验一:小雨取一充满CO2的矿泉水瓶,加入一定量的水,立即拧紧瓶盖,振荡,发现瓶子变瘪;小雨另取一相同的充满CO2的矿泉水瓶,向其中加入与水等体积的NaOH溶液,立即拧
27、紧瓶盖,振荡,得到溶液X,此时观察到的现象是。实验中,小雨采用两个矿泉水瓶做对比实验的目的是 。(2)实验二:为检验CO2与NaOH溶液反应的产物,小亮取实验一所得溶液X少许,向其中滴加BaCl2溶液,有白色沉淀产生,该反应的化学方程式为。实验中不宜将BaCl2溶液换成CaCl2溶液的原因是 。(3)实验三:小华取实验一所得溶液X少许,向其中加入过量的BaCl2溶液,振荡,静置,取上层清液,滴入1滴酚酞溶液,发现溶液呈色,证明溶液X中有NaOH剩余。实验中,小华没有直接向少量溶液X中滴入酚酞溶液,理由是。(4)实验四:兴趣小组将CO2持续通入一定浓度一定量的NaOH溶液中,用数字化实验技术测定
28、反应过程中溶液的pH和温度变化,结果如图T5-22所示。图T5-22图甲中,BC段发生反应的化学方程式为。图乙中,DE段温度变化的原因是 。反思感悟 (5)实验从CO2减少、NaOH减少,Na2CO3生成等物质的变化,以及转化等视角多维度探究CO2与NaOH发生了反应,对于现象不明显的化学反应,可以通过现代技术手段进行数据测定,实现反应过程的“可视化”。【参考答案】类型一1.实验验证 CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2吸收水蒸气(合理即可)(1)一(2)产生白色沉淀(3)E中产生黑色沉淀 反思与评价 否实验装置中可能有空气,钠与空气中的氧气反应也产生Na2O(合理即可)解析 实验验
29、证 大理石与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,装置A中发生反应的化学方程式为CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2;浓硫酸有吸水性,装置C的作用是吸收水蒸气。(1)钠完全反应后,将装置D中的固体置于烧杯中,加蒸馏水溶解,有黑色不溶物,则产物中一定有碳,猜想一正确。(2)根据结论“猜想三正确”,说明产物中有碳酸钠,则向滤液中加入过量BaCl2溶液,会有白色沉淀生成。(3)由资料“CO通入PdCl2溶液中有黑色沉淀生成”,如果猜想二正确,则现象是E中产生黑色沉淀。2.(1)酒精灯防止升华的草酸进入C中,影响CO2的检验CO2(或二氧化碳)(2)FDG第一次D中无明显变化,第二次D中澄清石
30、灰水变浑浊解析 (1)仪器a为酒精灯。装置B中盛有冰水,温度较低,可以防止升华的草酸进入C中,影响CO2的检验。二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,由装置C中有气泡逸出,澄清石灰水变浑浊,可知草酸晶体分解的产物中一定有二氧化碳。(2)证明草酸晶体分解的产物中含有CO,需要通过一氧化碳还原氧化铁后生成二氧化碳来证明,需要除去草酸晶体分解产物中含有的二氧化碳,因此在装置A、B后,先连接F装置,除去产物中的二氧化碳,再连接D装置,证明二氧化碳已经除尽,通过G装置除去水分。还原氧化铁时气体中不能含有二氧化碳,第一次由于二氧化碳气体已被NaOH溶液吸收,D装置中澄清石灰水无明显变化;I装置中反应后有二氧化碳生
31、成,第二次D装置中澄清石灰水变浑浊。3.(1)CaH2+2H2OCa(OH)2+2H2(2)Na2CO3碳酸钠与氢氧化钙能够反应,不能共存(合理即可)无明显现象(或无沉淀产生)盐酸(或稀盐酸,合理即可)三反应物是否过量解析 (1)由题意可知氢化钙与水反应,反应物为氢化钙、水,反应条件为常温,生成物为氢氧化钙、氢气,根据质量守恒定律写出该反应的化学方程式为CaH2+2H2OCa(OH)2+2H2。(2)猜想与假设将碳酸钠溶液滴入氢氧化钙溶液中,会反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,由于不知反应物是否都反应完,所以滤液的成分可能为氢氧化钠(完全反应),氢氧化钠、碳酸钠(碳酸钠过量),氢氧化钠、氢氧化钙(
32、氢氧化钙过量)。实验过程步骤中,向滤液中滴加碳酸钠溶液,验证是否有氢氧化钙,由于结论为猜想二不成立,所以加入碳酸钠后无明显现象。步骤中,由现象“产生气泡”可知,加入的溶液为酸,说明滤液中含有碳酸钠。拓展延伸 由本题可知,在分析反应后所得物质的成分时,除考虑生成物,还需要考虑反应物是否过量。4.(1)Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2O作出猜想 CaCl2、NaCl进行讨论 二设计实验 锌粒(合理即可)产生气泡(合理即可)反思拓展 污染地下水,腐蚀管道(合理即可)加入适量石灰石处理(合理即可)解析 (1)右侧试管中澄清石灰水变浑浊,是二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,对应的化学方程式为C
33、a(OH)2+CO2CaCO3+H2O。作出猜想 两支试管中发生的反应分别为Na2CO3+HCl2NaCl+H2O+CO2,Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2O,混合后得到澄清溶液,则发生反应CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2,反应后溶质中一定有CaCl2、NaCl,可能有HCl。进行讨论 猜想二是错误的,因为氯化钙和碳酸钠不能共存。设计实验 实际就是确定废液是否含有盐酸,也就是检验氢离子的存在,方法很多,如加活泼金属、加金属氧化物、加碳酸盐等。反思拓展 由于是酸性废液,所以若将废液直接排入铸铁管道引起的危害是污染地下水或腐蚀管道,处理方法是加入适量石灰石等,处理达标再排放。5
34、.活动一: Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3+2NaOH(或CaCl2+Na2CO3CaCO3+2NaCl)活动二:H+(或氢离子) 进行实验 滴加过量的BaCl2溶液,静置,继续滴加CuCl2溶液或滴加过量的Ca(NO3)2溶液,静置,继续滴加FeCl3溶液,合理即可产生白色沉淀产生蓝色沉淀(或产生白色沉淀产生红褐色沉淀,合理即可)反思与评价 (1)溶液中有CO32-(Na2CO3中的CO32-)也会使酚酞变红,无法判断是否含OH-或溶液中有CO32-(Na2CO3中的CO32-),溶液也显碱性,无法判断是否含OH-,合理即可(2)Na+、 Cl-、OH-、CO32- (或钠离子、氯离
35、子、氢氧根离子、碳酸根离子)(3)稀硫酸(或稀盐酸或酸,合理即可)解析 活动一:实验2中氯化钙溶液和碳酸钠溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,实验3中氢氧化钙溶液和碳酸钠溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠。活动二:六支试管中的剩余物倒入大烧杯中,静置后,烧杯底部的白色沉淀仍然是碳酸钙,碳酸钙不能与盐酸共存,所以,上层清液中一定不含盐酸,即一定不含氢离子(H+)。进行实验 根据猜想,要证明溶液中含有碳酸根离子,可向溶液中加入过量可溶性的钡盐或钙盐,产生白色沉淀即可证明含有碳酸根离子,且能除去溶液中的碳酸根离子,接着向溶液中加入铜盐溶液或铁盐溶液,产生有颜色的沉淀,即可证明有氢氧根离子存在。因此,实验步
36、骤是取少量溶液于试管中,滴加过量的氯化钡溶液,静置,继续加入氯化铜溶液;实验现象是产生白色沉淀,证明溶液中含有碳酸根离子,因为钡离子和碳酸根离子结合成碳酸钡沉淀,所以溶液中有碳酸根离子存在,一定没有钙离子存在,所以得出结论;现象是产生蓝色沉淀,证明溶液中含有氢氧根离子,因为铜离子和氢氧根离子结合生成蓝色的氢氧化铜沉淀,由于第步中加入的是过量的氯化钡,碳酸钠已完全反应,所以,有蓝色沉淀生成,证明溶液中一定含有氢氧根离子,得出结论。反思与评价 (1)方案一中先向溶液中滴加无色酚酞溶液,溶液变红,并不能证明溶液中含有OH-,因为当溶液中含有CO32-时,溶液呈碱性,也能使无色酚酞溶液变红。(2)实验
37、中有氯化钠生成,因此,溶液中一定含有钠离子、氯离子;经上述实验方案二证明溶液中一定含有氢氧根离子和碳酸根离子,所以,溶液中一定含有钠离子、氯离子、氢氧根离子和碳酸根离子。(3)由于溶液中含有氢氧根离子、碳酸根离子,溶液呈碱性,直接排放会造成水污染和土壤污染,应将废水处理呈中性再排放,处理方法是向废液中加入适量的稀硫酸或稀盐酸,将碱性溶液处理成中性,再排放。6.(1)CD(2)CaCO3(3)氢氧化钠(4)物质是碳酸钠和氢氧化钠的混合物(5)氢氧化钠溶液也显碱性,还可能是氢氧化钠或氢氧化钠和氢氧化钙的混合物解析 (1)区别两种碱,需要借助差异性,而不是共性,所以要从钠离子和钙离子入手。盐酸虽然都
38、可以与氢氧化钠和氢氧化钙反应,但是没有反应现象,无法鉴别;酚酞遇碱变红,氢氧化钠和氢氧化钙都是碱,无法鉴别;碳酸钠与氢氧化钠不反应,和氢氧化钙反应生成白色沉淀,可以鉴别;二氧化碳与氢氧化钙反应出现白色沉淀,与氢氧化钠反应无明显现象,可以鉴别。(2)根据题意生成的白色沉淀只能是碳酸钙,其化学式为CaCO3。(3)根据题意可知,在溶液中可能含有氢氧化钠。(4)能够和氯化钡溶液反应生成白色沉淀的是碳酸钠,而氢氧化钙和碳酸钠不能共存,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。(5)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有氢氧化钙。类型二
39、7.(1)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2A(2)Fa(3)蓝澄清石灰水变浑浊H、C(4)不含解析 (1)暗紫色固体是高锰酸钾,用高锰酸钾制取氧气,化学方程式是2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2,发生装置采用的是固固加热型装置,实验时试管口要放棉花,防止加热时高锰酸钾粉末进入导管使导管堵塞。(2)氧气的密度大于空气,要收集干燥的氧气可选用向上排空气法收集,所以收集装置选用F;干燥氧气使用浓硫酸,气体应长进短出,所以连接a端。(3)根据提示无水CuSO4遇水变蓝,结论是产物中有水,由此可以推测出实验现象是无水CuSO4变蓝;二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊;根据质量守恒定律,反应前后元
40、素种类不变,结合实验现象可知,产物中有氧、氢、碳三种元素,氧气参加了反应,可以提供氧元素,所以该塑料中一定含有的元素是氢和碳。(4)根据质量守恒定律,反应前后元素种类、质量不变,4.4 g CO2中碳元素的质量是1.2 g,1.8 g H2O中氢元素的质量是0.2 g,产物中碳、氢元素的质量和为1.4 g,与塑料的质量相等,所以塑料中不含氧元素。8.探究过程 铁锡纸表面产生较多气泡(或锡纸表面产生气泡)交流评价 取一定量锡纸,用盐酸除去可能存在的氧化膜,取出后用蒸馏水清洗并晾干,称得质量记为m1;将锡纸放入烧杯中,加入一定量饱和ZnSO4溶液浸没锡纸,充分反应后,取出锡纸用蒸馏水清洗并晾干,再
41、次称得锡纸总质量记为m2;如果m2m1,则锡纸中金属为铝;如果m2=m1,则锡纸中金属为锡解析 探究过程 步骤二用磁铁靠近锡纸,锡纸没有被磁铁吸引说明锡纸中金属不是铁,因为铁具有磁性,能被磁铁吸引;步骤三用盐酸去除可能存在的氧化膜后,金属直接与酸接触,由于锌、铝、锡三种金属活动性都比氢强,都能与盐酸反应产生氢气,故锡纸表面能产生较多气泡。交流评价 运用定量方法就是根据化学反应前后某一物质的质量变化来设计实验,可根据反应前后锡纸条的质量变化来判断反应是否发生。9.实验探究 (1)气泡碳酸氢钠(2)白色沉淀(3)若溶液中溶质是氢氧化钠,会与空气中的CO2反应生成碳酸钠,也会产生上述现象 (4)实验
42、结论 氢氧化钠 探究启示 标签朝向手心,用后立即盖好瓶塞 解析 实验探究 (1)碳酸钠、碳酸氢钠都能与盐酸反应生成二氧化碳气体,所以小军取少量样品滴加稀盐酸有气泡产生,得出结论:该溶液的溶质是碳酸钠或者是碳酸氢钠。(2)碳酸钠能与氯化钡反应生成碳酸钡白色沉淀和氯化钠,所以小军另取少量样品加入过量的氯化钡溶液,观察到有白色沉淀产生,进而得出结论:该溶液的溶质是碳酸钠。(3)如果该瓶试剂是氢氧化钠溶液,由于该试剂敞口放置于空气中,氢氧化钠会和空气中的二氧化碳反应变质生成碳酸钠,所以,小军的结论不完全正确。(4)实验结论 取小军第二次实验后的上层清液,滴入无色酚酞溶液,溶液呈红色,说明溶液中还存在氢
43、氧化钠,即原溶液中的溶质是氢氧化钠。探究启示 为防止试剂瓶标签破损,取用液体药品时需要注意标签朝向手心;为防止药品变质,实验时取完药品后应立即盖好瓶塞。10.(1)CO32-(2)A(3)OH-、Cl-HCl11.分离液态空气21%(或15)(1)验证并除去(或吸收)二氧化碳(2)玻璃管内黑色粉末变红(或黑色粉末变红,管壁有水珠出现,合理即可)(3)澄清石灰水(或氢氧化钙溶液)Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2O(4)D中无水硫酸铜变蓝(或C中黑色粉末变红,D中无水硫酸铜变蓝)(5)m1-m289(n2-n1)12.初步结论 (1)Na2CO3、Ba(NO3)2Na2SO4(2)Ba(NO
44、3)2反思与评价 实验一滴加的少量稀硝酸未将Na2CO3除尽,对NaCl的鉴别造成影响(合理即可)将实验一中的少量稀硝酸改为足量稀硝酸(或向实验二产生的白色沉淀中加入足量稀硝酸,观察白色沉淀是否部分溶解,合理即可)类型三13.(1)活泼(2)酸的浓度(3)Na+、Cl-(4)2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2(5)铝表面易形成致密的氧化铝薄膜,酒精灯火焰温度能使金属铝熔化,但不能使表面的氧化铝薄膜熔化解析 (1)在金属活动性顺序中,铝位于锌的前面,故活动性比锌强,即铝比锌活泼。(2)比较实验三、实验四,除酸的浓度不同,其他因素都相同,可得出铝与酸反应产生氢气的速率与酸的浓度有关。(
45、3)比较实验一、实验二,不同之处是实验二中加入了NaCl固体,从而导致产生气泡的速率加快,因此铝与酸反应产生氢气的速率可能与构成氯化钠的粒子钠离子、氯离子有关。(4)实验一中发生的反应是铝和稀硫酸的反应,化学方程式为2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2。(5)由题所给信息可知,铝的熔、沸点低于氧化铝的熔、沸点,而铝表面易形成致密的氧化铝薄膜,加热时,内部的铝温度先达到熔点而熔化,外部包裹的氧化铝薄膜因未达到熔点而不熔化,故会观察到氧化铝薄膜包裹熔化的铝,形成左右摇晃而不滴落的现象。14.探究活动一 氧气的浓度探究活动二 溶剂种类溶质种类探究活动三 ABCC解析 本题主要考查的是物质的
46、性质。探究活动一 氧气中只含有氧气一种物质,而空气中氧气约占五分之一。木炭在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈,说明影响木炭燃烧剧烈程度的因素是氧气的浓度。探究活动二 A试管和B试管中所加溶质相同, A试管中溶剂是水,B试管中溶剂是酒精,溶剂种类不同,发现B中固体可溶,A中几乎不溶。该对比实验说明了影响物质溶解性的因素是溶剂种类。同学们补充了C试管所示实验,与A进行比较,溶剂都是水,溶质分别是碘和高锰酸钾,溶质不同,可知探究的影响因素是溶质种类。探究活动三 氢氧化钠易溶于水,氢氧化钙微溶于水,所以等体积的饱和氢氧化钠溶液吸收的二氧化碳比饱和石灰水吸收的二氧化碳多,水吸收的二氧化碳最少;分别振荡三个
47、软质塑料瓶,观察到塑料瓶变瘪的程度为ABC;对比A瓶与C瓶的实验现象,可以说明二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应。类型四15.实验回顾 (1)OH-变浅(2)环保(合理即可)进行实验 挤压胶头滴管的胶帽烧杯中的水被吸入烧瓶中氨气溶于水,使烧瓶内气压小于大气压2NH3H2O+H2SO4(NH4)2SO4+2H2O反思拓展 NH3H2ONH3解析 实验回顾 (1)酚酞在碱性溶液中才能变成红色,故溶液中含有OH-;由于加热时氨气易挥发,溶液的碱性会随着氨气的挥发而减弱,故溶液颜色变浅。(2)图乙实验是在密闭容器中进行,可避免实验中氨气扩散到空气中,比较环保。进行实验 挤压胶头滴管的胶帽,即可将滴管内的水加
48、入烧瓶中,由于氨气极易溶于水,烧瓶内气体减少、压强变小,大气压将烧杯中的水压入烧瓶内;氨水中的一水合氨与硫酸反应生成硫酸铵和水,故化学方程式为2NH3H2O+H2SO4(NH4)2SO4+2H2O。反思拓展 氨气溶于水后,水溶液中会存在被溶解的氨气以及氨气与水反应生成的一水合氨,即溶液中除水分子外,还有氨分子和一水合氨分子。16.提出猜想 二氧化碳过量(或石灰水不足)实验方案 CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2(1)碳酸钠(或可溶性碳酸盐)(2)澄清石灰水变浑浊(3)AgNO3(或硝酸银)产生白色沉淀AgNO3+HClAgCl+HNO3交流讨论 浓硫酸拓展思考 排水过程中除掉了HC
49、l(合理即可)解析 提出猜想 资料中显示,二氧化碳过量时,碳酸钙沉淀会转化为可溶于水的碳酸氢钙,所以收集二氧化碳后倒入澄清石灰水,没有变浑浊,可能是二氧化碳过量或石灰水量不足。实验方案 用石灰石或大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳,生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2。(1)猜想不成立,则石灰水没有变质,澄清石灰水中加入碳酸钠溶液,氢氧化钙与碳酸钠反应产生白色沉淀,证明石灰水未完全变质。(2)猜想不成立,则将少量气体通入盛有澄清石灰水的试管中,澄清石灰水会变浑浊。(3)猜想成立,则证明气体中有氯化氢气体。将气体通入硝酸银溶液中,再加稀硝酸,有白色沉淀
50、生成,证明有氯离子存在,进而证明二氧化碳中混有氯化氢气体,化学方程式为AgNO3+HClAgCl+HNO3。交流讨论 二氧化碳可用浓硫酸干燥,所以要收集到纯净、干燥的二氧化碳,将混合气体通入饱和碳酸氢钠溶液中除去杂质氯化氢,再通入浓硫酸中进行干燥。拓展思考 实验成功的原因是虽然二氧化碳能溶于水,但如果反应产生的二氧化碳足够多,可用排水法收集一瓶二氧化碳;因为HCl易溶于水,在排水过程中除掉了HCl。17.查阅产品说明 贮存条件探究 加快溶解速率探究 C变红冷却至室温后气球仍然处于胀大状态拓展应用 (1)与碱性物质混合施用(2)H2SO4+Ca(OH)2CaSO4+2H2O解析 查阅产品说明 从
51、说明书中贮存条件要阴凉干燥,推测硫酸铵受热可能会分解。探究 溶解时玻璃棒的作用就是搅拌,以加快溶解速率。探究 从溶解度曲线可以看出,25 时,硫酸铵的溶解度大于70 g,所以将30 g硫酸铵加入50 g 水中形成的是不饱和溶液,在溶解度曲线的下方,对应的是C点的状态。氨气是碱性气体,可以使酚酞溶液变红。若是装置中空气受热膨胀导致气球胀大,则装置冷却后气球将恢复原状,若冷却至室温后不恢复原状,说明硫酸铵受热分解生成了气体。18.(1)矿泉水瓶变瘪,且比装水的更瘪证明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了化学反应(2)Na2CO3+BaCl2BaCO3+2NaCl如果NaOH溶液有剩余,会与CaCl2形成微
52、溶于水的Ca(OH)2,也会有白色沉淀(3)红碳酸钠溶液显碱性,也能使酚酞溶液变红(4)Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3二氧化碳与氢氧化钠生成碳酸钠和水的反应是放热反应(5)能量解析(1)实验一:二氧化碳溶与水且与水反应,使矿泉水瓶内压强减小,瓶子变瘪;二氧化碳与氢氧化钠溶液反应,也会使矿泉水瓶内压强减小,瓶子变瘪,但氢氧化钠溶液中也有水,所以瓶子变瘪不能直接说明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应;需要通过对比实验,如果加入与水等体积的NaOH溶液的瓶子变得比加水的瓶子更瘪,说明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应。(2)实验二:二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸
53、钡沉淀和氯化钠,反应的化学方程式为Na2CO3+BaCl2BaCO3+2NaCl;由于氢氧化钙的溶解度很小,如果溶液中氢氧化钠有剩余,会与加入的氯化钙溶液形成氢氧化钙,也会得到沉淀,不能确定CO2与NaOH溶液反应后的产物。(3)实验三:二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,静置,取上层清液,若溶液X中含有氢氧化钠,滴加酚酞溶液,溶液会变红;由于碳酸钠溶液呈碱性,直接向少量溶液X中滴加酚酞溶液,溶液也会变红,故无法说明氢氧化钠是否有剩余。(4)实验四:图甲中B点的pH为11.0,C点的pH约为8.5,本实验条件下,Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH分别约为11.0和8.5,所以从B点开始碳酸钠被逐渐消耗,生成碳酸氢钠,根据质量守恒定律可知有水参加反应,故反应的化学方程式为Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3;图甲和图乙对比可知DE段发生的反应是二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,此过程温度升高,说明此反应为放热反应。(5)四个实验分别从 CO2减少、NaOH减少,Na2CO3生成等物质的变化和能量转化视角多维度探究CO2与NaOH发生了反应。