探究酸碱的主要性质-2021年中考科学实验探究题提分(教师版含解析).pdf
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1、专练06 探究酸碱的主要性质.化学兴趣小组的同学为了探究氢氧化钠的化学性质,做了如图所示实验。卜硫酸铜溶液0才氢氧化钠溶满丙【查阅资料】a.硫酸钠溶液呈中性;b.氢氧化镁是难溶于水的白色固体。(1)甲实验试管中观察到的现象是,此实验不足以证明氢氧化钠和二 氧 化 碳 发 生 了 化 学 反 应,因 此 需 补 充 一 个 对 比 实 验,请 简 要 写 出 补 充 的 实验:。乙实验试管中发生反应的化学方程式是,其中酚酗溶液的作用是o(3)丙实验观察到试管中有蓝色沉淀生成,上层溶液为无色。证明氢氧化钠和硫酸铜发生了化学反应。(4)实验结束后,小组同学对丙实验试管中无色溶液中溶质的成分展开了探究
2、。【提出问题】试管中无色溶液溶质的成分是什么?【猜想假设】猜想一:硫酸钠和氢氧化钠;猜想二:【设计实验】要证明猜想一成立,下 列 试 剂 中 能 达 到 实 验 目 的 是(填 字 母 序 号)。A.石蕊溶液B.氯化钢溶液C.氯化镁溶液【拓展延伸】小组同学总结了氢氧化钠的化学性质,又联想到学过的氢氧化钙,发现二者化学性质相似,原 因 是 在 它 们 的 溶 液 中 都 含 有 相 同 的(用 符 号 表 示)【答案】试管内液面上升,将氢氧化钠溶液换成等体积的水,重复上述实验;(2)2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O,通过溶液颜色的变化证明反应的发生;(4)【猜想假设】硫酸钠;【设计
3、实验】AC:【拓展延伸】O H,【解析】(1)二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,导致试管内的压强小于外界大气压,所以甲实验试管中观察到的现象是:试管内液面上升,二氧化碳也溶于水,简要写出补充的实验是:将氢氧化钠溶液换成等体积的水,重复上述实验:(2)氢氧化钠和硫酸反应生成硫酸钠和水,化学方程式为:2 N a O H+H 2 s O 4=N a 2 S C U+2 H 2 O,酚酸遇碱性溶液变红色,遇酸性、中性溶液不变色,所以酚敷溶液的作用是:通过溶液颜色的变化证明反应的发生;(4)【猜想假设】丙实验试管中发生的反应是氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,反应后上层溶液为无色,说明溶
4、液中一定没有硫酸铜,一定含有硫酸钠,可能含有氢氧化钠,所以猜想二是:硫酸钠;【设计实验】紫色石蕊试液遇碱变蓝色,硫酸根离子和铁离子反应会生成硫酸钢沉淀,氢氧根离子和镁离子会生成氢氧化镁沉淀,故选:A C;【拓展延伸】碱在水溶液中电离出的阴离子全部是氢氧根离子,所以原因是在它们的溶液中都含有相同的 O H 一。2.为了探究碱的化学性质,同学们进行了如图所示的实验。二氧化碳【实验操作】夹紧弹簧夹,将注射器中的氢氧化钠溶液全部注入锥形瓶中。锥形瓶中发生反应的化学方程式为。反 应 一 段 时 间 后,打 开 弹 簧 夹,观察到的现象为,锥形瓶底部有白色沉淀生成。【废液处理】(1)将反应后锥形瓶内的物质
5、全部倒入烧杯B中,然后滴入几滴无色酚儆溶液,充分混合后,烧杯内的液体为_ _ _ _ _ 色。(2)再向烧杯中倒入一定量的稀盐酸,充分反应后,烧杯内得到无色澄清溶液,则该无色溶液中一定含有的溶质是。请 写 出 该 烧 杯 内 发 生 中 和 反 应 的 化 学 方 程 式(写一个)。最 后 烧 杯 内 的 无 色 溶 液 能 否 直 接 排 放,请 阐 述 你 的 观 点 并 说 明 理【反思交流】上述实验活动验证了碱可以与某些物质发生化学反应。【答案】【实验操作】2 N a O H+C O 2=N a z C C h+H z O;烧杯中的石灰水进入锥形瓶内;【废液处理】(1)红;N a O
6、H+H C I=N a C I+H2O【或 C a(O H)2+2 H C I=C a C 1 2+H 2。】;(2)氯化钙和氯化钠;(3)不能,该溶液可能为酸性溶液会产生污染。【解析】【实验操作】二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,化学方程式为:2 N a O H+C O 2=N a 2 C O 3+H 2。;二氧化碳被氢氧化钠溶液吸收,使锥形瓶内气体压强减少,在外界大气压的作用下烧杯中的石灰水进入锥形瓶内;碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和氢氧化钠;【废液处理】(1)因为烧杯内的液体显碱性,所以滴入几滴无色酚麟溶液,充分混合后液体显红色;(2)再向烧杯中倒入一定量的稀盐酸,充分反应
7、后,烧杯内得到无色澄清溶液,其中的反应可能有:氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水;氢氧化钙和盐酸反应生成氯化钙和水;碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳;碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,所以则该无色溶液中一定含有的溶质是氯化钙和氯化钠;该烧杯内发生中和反应的化学方程式有:N a O H+H C l=N a C I+H2O1或C a(O H)2+2 H C I=C a C l2+H2O;(3)溶液不中性的时候不能直接排放可能会污染水源。所以最后烧杯内的无色溶液不能直接排放,该溶液可能为酸性溶液会产生污染。3.科学探究是学习化学重要而有效的学习方法。某校化学兴趣小组的同学做实验,向盛有
8、少量N a O H溶液的试管中通入C 0 2,未看到明显的实验现象。同学们对N a O H与C 0 2能否反应进行验证,并对废液的成分进行探究。活动一同学们经过讨论,设计了甲装置并进行实验,请你把实验现象补充完整。实验步骤 实验现象 猜测如图甲,向集满二氧化碳的软 C 0 2溶于N a O H溶液中塑料瓶中滴加足量的氢氧化钠溶液,振荡C02与 NaOH反应活动二兴趣小组的同学对猜测进行如下探究实验(1)取软塑料瓶中的液体于三支试管中,三位同学分别完成如图所示实验。稀盐酸 CaCh溶 洒Ca(OH):溶满(2)同学们观察到A 试管中有气泡冒出,B、C 试管中均有白色沉淀生成。请你写出A 试管中生
9、成气体的化学反应方程式 o 以 上 三 个 实 验 均 能 证 明 C 0 2 与 N aO H 发 生 了 反 应。请写出甲装置中发生反应的化学方程式活动三实验结束后,同学们将三支试管中反应后的剩余物倒入一个洁净的大烧杯中(如图),充分搅拌、静置,观察到烧杯内上层是无色溶液,下层有白色沉淀。请你分析烧杯上层溶液中一定不含有的离子是(填离子符号)。小组同学对烧杯内上层溶液中可能含有的离子进行如下探究。无 色 _ _ _ _ _【提出问题】烧杯内上层溶液中可能含有哪些离子?【猜想与假设】上层溶液中可能含有OH CO32 Ca?+中的一种或几种。【进行实验】实验步骤实验现象实验结论取烧杯内无色溶液
10、少许于试管中,滴加_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _,静置有白色沉淀生成有 C O 3 2,无 Ca2+取中反应后的上层清液少许于试管中,滴加.有 0 彳【反 思 评 价】(指示剂除外)(1)经过综合分析,最 终 确 定 烧 杯 内 上 层 溶 液 中 一 定 存 在 的 离 子 有(填 离 子 符 号)。(2)将烧杯内的物质过滤,滤渣回收,向 滤 液 中 加 入 适 量 的(填 名 称)进 行 处 理 后 再 排 放,可以有效防止水体污染。注射器一圉N a O H溶液软塑料瓶,6:C O:6_ k 一J o甲【答 案】活动一塑料瓶变瘪;活动二(2)Na2co3+2HC
11、1=2NaCl+H2O+CO2 T ;(3)2NaOH+CO2=Na2cO3+H2O;活动三H+;【进 行 实 验】滴加过量的氯化钙溶液(或氟化钏溶液);硫酸铜溶液;蓝色沉淀生成;【反思评价】Na+、C l、CCh2 一 和 OH;盐 酸。【解 析】活动一如图甲,向集满二氧化碳的软塑料瓶中滴加足量的氢氧化钠溶液,振 荡,二氧化碳和氢氧化钠反应,使瓶内压强降低,在外界大气压的作用下塑料瓶变瘪;活动二(2)碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,化学方程式为:Na2CO3+2HCI=2NaCl+H2O+CO2t;(3)在甲装置中,二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,化学方程式为:2NaOH+C
12、O2=Na2CO3+H2O;活动三由于碳酸钙和盐酸不能共存,所以烧杯上层溶液中一定不含有的离子是H+;【进行实验】因为溶液中含有C O 3 2 要检验COS?、可用氯化钙或氯化钢溶液进行检验,为了不干扰氢氧根离子的检验,要把C03?一完全除去;所以取烧杯内无色溶液少许于试管中,滴加过量的氯化钙溶液(或氯化钢溶液);因为有溶液中OH,可用硫酸铜溶液检验。取中反应后的上层清液少许于试管中,滴加几滴硫酸铜溶液,观察到溶液变浑浊,有蓝色沉淀生成;【反思评价】(1)经过综合分析,最终确定烧杯内上层溶液中一定存在的离子有:Na+、C l CO32和 OH;(2)排放的污水要大致呈中性,否则会污染水源,将烧
13、杯内的物质过滤,滤渣回收,向滤液中加入适量的盐酸中和掉过量的氢氧化钠。4.甲、乙两组同学为探究氢氧化钙的化学性质,分别做了如下相同的四个实验:酚酎试液稀盐酸碳酸钠溶液 9Ca(OH)?溶淹fCa(OH)?溶液fCa(OH)濡液fCa(OH)2 溶流fBCD请回答下列问题:(1)试管D 中的现象是。(2)以上实验中,能发生反应但无明显现象的化学方程式。【继续探究】实验结束后,甲、乙两组同学分别将本组A、B、C、D 四支试管中的物质各倒入一个洁净的大烧杯中,充分反应后静置,发现:甲组烧杯底部有白色沉淀,上层清液为无色。则上层清液中一定含有的溶质是(指示剂除外),可能 含 有 的 溶 质 是。乙组烧
14、杯底部有白色沉淀,上层清液为红色,则上层清液中一定没有的离子是 o【拓展延伸】甲、乙两组同学共同讨论后一致认为两个烧杯底部的白色沉淀为同一物质,请写出本实验过程中产生该白色沉淀的化学方程式(写一个即可)。【答案】(1)澄清石灰水变浑浊,有白色沉淀生成;(2)Ca(O H)2+2HCl=Ca CI2+2H2O;【继续探究】N a Cl;Ca C1 2;H+:【拓展延伸】【解析】解(1)二氧化碳和氢氧化钙溶液反应生成不溶于水的白色沉淀,故现象为:澄清石灰水变浑浊,有白色沉淀生成;(2)氢氧化钙和盐酸反应生成氯化钙和水,化学方程式为:Ca(O H)2+2HCI=Ca Cl 2+2H2O;【继续探究】
15、甲组烧杯底部有白色沉淀,上层清液为无色,则上层清液中一定不含有的碳酸钠、氢氧化钠和盐酸,一定含有氯化钠,可能含有氯化钙;乙组烧杯底部有白色沉淀,上层清液为红色,则上层清液呈碱性,清液中一定没有氢离子;【拓展延伸】氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙和氢氧化钠,化学方程式为:Ca(O H)2+N a 2CO3=Ca CO 3 1+2N a O H;氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙和氯化钠,化学方程式为:Ca Cb+N a 2c O 3=Ca CO 3 j+2N a Cl。Ca(O H)2+N a 2c O 3=Ca C0 3 J+2N a 0 H。5.学习盐酸的化学性质后,小娟做如下实验:【实验探究】实验
16、步骤实验操作实验现象结论或解释黑色固体完全溶解,溶盐酸与氧化铜发生了氧化铜后液呈 色 化学反应酎液酚溶加入稀盐酸后,未观察盐酸与氢氧化钠未发到明显现象;滴入酚酰 生化学反应后,溶液变红色氧钠液氨化溶有沉淀生成,溶液仍为生成沉淀的原因(用化红色 学方程式解释);所得溶液中溶质的成分_(酚酰除外)【实验反思】小勇认为小娟实验步骤H的结论不正确,理由是,于是小娟另取试管重新做了步骤H的实验,在滴入酚酰溶液变红色后,继续滴加稀盐酸。边滴边振荡。当观察到 时,说明盐酸与氢氧化钠发生了反应。从微观角度看,此反应的实质是。实验结束后,小娟将步骤HI烧杯中的溶液进行了过滤,并向所得溶液中加入 再倒掉,以防止环
17、境污染。【答案】【实验探究】蓝(或蓝绿);Cu Cl2+2N a O H=Cu(O H)21+2N a Cl;N a Cl、N a O H【实验反思】氢氧化钠过量(或盐酸的量不足);溶液红色恰好褪去;氢离子和氢氧根粒子反应生成了水分子;硼酸(或醋酸)【解析】【实验探究】I .向氧化铜中滴加稀盐酸,会生成氯化铜和水,发生反应的化学方程式为:CUO+2HC1=CUC12+H2O,黑色固体完全溶解,生成蓝色的氯化铜溶液;HI.将步骤I、H的废液混合有沉淀生成,溶液仍为红色,说明步骤 中生成的氯化铜与步骤II中剩余的匆氧化钠反应,生成了蓝色的火氧化铜沉淀,发生反应的化学方程式为:Cu Cl2+2N a
18、 O H=Cu(O H)2i+2N a Cl;山反应后溶液仍呈红色知且氢氧化钠溶液有剩余,因此反应后所得溶液中的溶质为Na。、NaOH【实验反思】盐酸遇疑氧化钠一定发生酸碱中和反应,实验步骤I【中滴加无色酚敷后变红,是因为械氧化钠过量;为使盐酸与氢氧化钠反应的现象更明显,可在氢氧化钠溶液中先滴入无色酚儆,此时酚酬变红,然后边滴加稀盐酸边振荡,直到溶液红色恰好褪去,说明盐酸与氢氧化钠发生了反应;从微观角度看,中和反应前后金属离子和酸根离子均为发生改变,因此中和反应的实质都是气离子和氢氧根粒子反应生成了水分子;由上述分析知,步骤川的烧杯中含有级氧化钠,为减小其对环境的污染,应用硼酸或者醋酸将其中和
19、后再倒掉。6.小 杨 往 NaOH溶液中滴加稀硫酸,溶液无明显变化,他和小组同学以“酸与碱能否发生反应”为课题进行了科学探究,请回答下列问题。实蛤一 实蛤二【实验一】(1)向 NaOH溶液中先滴入几滴酚酥溶液,振荡,再滴入稀硫酸,观察到溶液由_ _ _ _ _ _ 色变为无色,该反应的化学方程式为。(2)继续往上述试管逐滴滴入NaOH溶液,不断振荡,如果观察到 现象,证明了滴加的稀硫酸过量。【实验二】按照“证明反应后NaOH消失了”这个角度,同学们又设计了实验二,利用NaOH溶液、CuSO4溶液、稀盐酸同样证明了酸和碱能发生反应,其 中 试 剂 丙 是。【拓展延伸】C02通入NaOH溶液中也无
20、明显现象,C02与 NaOH溶液能否发生化学反应呢?小组同学对此继续探究。【查阅资料】常温下NaOH、Na2c03在水、乙醉中的溶解性如下表所示:溶质 氢氧化钠 碳酸钠溶解性溶剂水极易溶易溶乙醇易溶微溶【实验三】小组同学设计了多角度验证C 0 2与N a O H溶液反应的实验,如实验三图所示(装置已连接好,气密性良好,止水夹a和b已关闭,部分仪器已略去)。【温馨提示】C O 2与乙醇不反应,本实验条件下C O 2在乙醇中的溶解忽略不计。把 注 射 器I中 氢 氧 化 钠 的 乙 醇 溶 液 注 入 充 满C O2的三口烧瓶中,轻轻振荡,观察到的现象是0写出该反应的化学方程式 把 导 管d移 出
21、 石 灰 水,打 开 止 水 夹a、b,再 从 导 管C端 往 三 口 烧 瓶 中 鼓 入N2,目的是.过了一段时间后,先把导管d放入澄清石灰水中,接着关闭止水夹a,再把注射器U中的稀盐酸注入三口烧瓶内,观察到三口烧瓶中产生气泡,烧杯中的澄清石灰水变浑浊。此实验从 角度证明了 C 0 2与N a O H溶液发生了反应。【总结归纳】对于无明显现象的反应,可以通过改变实验装置,创设新的情境,观察到明显的反应现象,从而判断反应的发生。【答案】【实验一】无色变红色,又由红;2 N a O H+H2 sC U=N a 2 S O 4+2 H2 O;(2)过一会儿后溶液才变成红色;【实验二】C uS C
22、U溶液;【实验三】(1)生成白色沉淀、气球逐渐变大;C O2+2 N a O H=N a2C O31+H2O:(2)排出装置内的二氧化碳;生成物;【解析】【实验一】(1)向N a O H溶液中先滴入几滴酚S t溶液,振荡,再滴入稀硫酸,观察到溶液由红色变为无色,因为氢氧化钠和硫酸反应生成硫酸钠和水,配平即可;故答案为:无色变红色,又由红;2 N a O H+H2 so 4=N a 2 so 4+2出0 ;(2)继续往上述试管逐滴滴入N a O H溶液,不断振荡,如果观察到过一会儿后溶液才变成红色的现象,证明了滴加的稀硫酸过量;故答案为:过一会儿后溶液才变成红色;【实验二】把氢氧化钠溶液、稀盐酸
23、混合在一起,然后滴加C uS O 4溶液,没有蓝色沉淀生成,说明氢氧化钠和盐酸发生了反应,因此丙是C uS O 4溶液;故答案为:C uS O 4溶液;【实验三】(1)把注射器】中氢氧化钠的乙醉溶液注入充满C 0 2的三口烧瓶中,轻轻振荡,观察到的现象是:生成白色沉淀、气球逐渐变大;因为二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,碳酸钠在酒精中微溶;故答案为:生成白色沉淀、气球逐渐变大;C O?+2 N a O H=N a2C O 3 1+H2O;(2)把导管d移出石灰水,打开止水夹a、b,再从导管C端往三口烧瓶中鼓入N 2,目的是排出装置内的二氧化碳;此实验从生成物角度证明了 C O 2与N a
24、O H溶液发生了反应;故答案为:排出装置内的二氧化碳;生成物;7.化学兴趣小组的同学按图示装置及步骤验证氢氧化钠的化学性质。【实验步骤】I,将注射器内的液体注入A中的锥形瓶。H.打 开K i,观察到C中部分红色溶液沿导管倒溶液吸入A,片刻后回流停止。HI.打开K 2,观察到B中溶液倒吸入A、C中,液面稳定后观察到A中溶液仍为红色,C中溶液变为无色。同学们对相关问题分组展开如下探究。探究环节甲组的探究乙组的探究【提出问题】A中使酚献变为红色的物质是什么?C中溶液为什么变成无色?【做出猜想】猜想一:N a 2c。3猜想二:N a 2c 0 3 和 N a OH猜想一:实验过程中酚儆变质了猜想二:溶
25、液中的N a OH反应完了【实验验证】小鹏取少量A中溶液于试管中,向其中滴加过量B a C b溶液,若观察到_ _ _ _ _ _ _ _,证明猜想二成立。小丽认为用(1)取少量C中溶液于试管中,向其中滴加N a OH溶液,溶液又变为红色,证明猜想一不成立。B a(OH)2溶液也可证明猜想二(2)用 p H 试纸测定C中溶液的成立,小鹏认为小丽的方案不酸碱度,若 pH,证明猜合理,理由 想二成立。是。【反思交流】(1)甲、乙两组同学的实验证明了 N a O H 能与稀盐酸、C O 2 发生反应;A 中溶液里一定还存在 N a C l.写出N a O H 与 C 02发生反应的化学方程式。(2)
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