1、 中考化学 （广东专用） 第六部分 专题拓展 专题十六 科学探究题 1.(2020广东广州,29,9分)将化学物质进行合理分类是研究物质及其变化的常用方法。 (1)以下物质的分类对于预测其化学性质没有帮助的是 (填标号)。 A.二氧化硫属于非金属氧化物 B.锌属于“氢前金属” C.氢氧化锰属于白色固体 D.硫酸亚铁属于硫酸盐 (2)碳酸锂(Li2CO3)广泛应用于陶瓷和医药等领域,是一种微溶于水的白色固体。结合所学知识预测, Li2CO3能与 (填物质类别)反应,验证预测的实验操作与预期现象是:取Li2CO3固体于试管中, 。 方案 原料1 原料2 预期反应的化学方程式 依据的反应规律 Li2
2、SO4溶液 两种盐反应生成两 种新盐,生成物中有 沉淀 (3)依据各类物质之间的反应规律,设计两种制备Li2CO3的方案(要求依据两种不同的反应规律),完成下表: 答案答案 (1)C (2)酸 加入足量稀盐酸(或稀硫酸),固体溶解,有气泡产生 (3)Na2CO3溶液 Na2CO3+Li2SO4 Li2CO3+Na2SO4 LiOH溶液 CO2 2LiOH+CO2 Li2CO3+ H2O 非金属氧化物与碱反应生成盐和水 解析解析 (1)非金属氧化物能与碱反应,故A有帮助;“氢前金属”能与稀盐酸、稀硫酸反应产生氢气,故B 有帮助;物质的颜色为物理性质,故C没有帮助;硫酸盐中含有硫酸根离子,可与钡离
3、子结合生成沉淀,故D 有帮助。(2)碳酸盐能与酸反应生成CO2和水。(3)题目要求,反应物为两种可溶性盐,且生成物之一为 沉淀,根据(2)可知,Li2CO3微溶,在生成物中可视为沉淀,故可选择可溶性碳酸盐与Li2SO4反应;题目提及 两种方案不能重复,故可模仿CO2通入澄清石灰水,生成碳酸钙和水的反应,往LiOH溶液中通入CO2,生成 Li2CO3沉淀和水。 2.(2020山西,29,9分)在一次实践活动中,某小组同学对游泳馆内清澈湛蓝的池水产生了浓厚的兴趣,他们 对池水呈现蓝色的原因、溶质成分、池水处理方法和对环境的影响,展开了连续性问题探究。 活动一:查阅相关资料,寻找池水呈现蓝色的原因。
4、 【查阅资料】水对蓝光的反射作用使水呈现蓝色,水越深蓝色越深。 【交流讨论】光反射引起池水呈现蓝色,从微观角度分析,水分子本身 改变。有同学质疑:池水 呈现蓝色可能加入了硫酸铜。 活动二:检验泳池水中是否加入硫酸铜。 实验步骤 实验现象 实验结论 1.取少量泳池水于试管中,滴 加几滴 有蓝色沉淀产生 池水中含有Cu2+ 2.另取少量泳池水于试管中, 滴加足量稀盐酸,无明显现象, 再滴加几滴 产生白色沉淀 池水中含有的离子是 (用符 号表示) 【实验小结】泳池水中含有硫酸铜。步骤1发生反应的化学方程式为 。 【实验调查】同学们咨询了泳馆的管理人员,得知: 池水是定期净化再利用的。 池水中硫酸铜起
5、到抑制藻类繁殖等作用。 活动三:设计泳池水净化模拟实验装置(如图)。 【进行实验】小组同学取一定量的泳池污水于水槽中,再加入适量的絮凝剂(聚合氯化铝),10分钟后,打 开水泵使水循环,在此过程中石英砂的作用是 。 【归纳提升】为保证净化后的池水安全、卫生,还应增加的一个净水步骤是 。 从爱护水资源角度分析,池水净化再利用的好处是 。 答案答案 活动一:【交流讨论】没有 活动二:1.NaOH溶液/Ca(OH)2溶液(合理即可) 2.Ba(NO3)2溶液/BaCl2溶液(合理即可) S 【实验小结】CuSO4+2NaOH Cu(OH)2+Na2SO4(合理即可) 活动三:【进行实验】过滤 【归纳提
6、升】投药消毒 节约用水/防止水体污染(合理即可) 2- 4 O 解析解析 活动一:【交流讨论】光反射引起池水变蓝,没有发生化学变化,所以从微观角度分析,水分子本 身没有发生改变。 活动二:根据有蓝色沉淀产生的现象和泳池水中含有Cu2+可知,向盛有泳池水的试管中滴加的是碱溶液, 如NaOH溶液、KOH溶液、Ca(OH)2溶液等。根据实验结论泳池水中含有CuSO4可知,步骤2是检验泳池 水中含有的S,所以向盛有泳池水的试管中加入可溶性钡盐,如Ba(NO3)2溶液、BaCl2溶液等。 【实验小结】步骤1中若加入的是NaOH溶液,发生反应的化学方程式为CuSO4+2NaOH Cu(OH)2+ Na2S
7、O4。 活动三:【进行实验】游泳池的污水中加入适量的絮凝剂,会产生沉淀,石英砂起过滤的作用可除去沉淀 物质。 【归纳提升】为保证净化后的池水安全、卫生,还应该增加投药消毒步骤。池水净化再利用可以 节约用水、防止水体污染等。 2- 4 O 解题技巧解题技巧 在解答活动二的问题时,可根据实验小结泳池水中含有硫酸铜,得出步骤1是检验Cu2+的存在, 步骤2是检验S的存在,然后确定所滴加的试剂。 2- 4 O 3.(2020贵州贵阳,35,10分)某化学兴趣小组的同学对酸、碱和盐的性质进行探究,请你参与。 【查阅资料】 CO2+Na2CO3+H2O 2NaHCO3; 20 时,部分物质的溶解度。 探究
8、一:探究氢氧化钙的性质 20 时,在盛有5 g Ca(OH)2固体的A烧杯中加入40 mL 水,用玻璃棒搅拌,静置,取上层部分清液于B烧杯 中。 (1)向A烧杯中滴加几滴酚酞溶液,观察到的现象是 ,再加入过量稀盐酸,反应的 化学方程式为 。 (2)向B烧杯中通入CO2,观察到澄清石灰水变浑浊。 (3)由上述实验可知氢氧化钙的性质有 。 物质 Ca(OH)2 NaOH Na2CO3 NaHCO3 溶解度/g 0.16 109 21.8 9.6 【实验拓展】 (4)向上述(1)反应后的A烧杯中滴加碳酸钠溶液,测得其pH随反应时间的变化如图。AB段的实验现象是 ,BC段发生反应的化学方程式为 。 探
9、究二:二氧化碳通入一定溶质质量分数的氢氧化钠溶液中溶质成分的探究 【设计和实验】20 时,甲、乙两组同学设计如图装置分别进行实验。 甲组:从a端缓慢通入CO2,一段时间后中变浑浊,停止通CO2,中溶质为X。打开活塞,滴加足量稀盐 酸。 【解释与结论】(1)经分析X是NaHCO3。实验过程中,中产生的现象是 。 乙组:从a端缓慢通入CO2,一段时间后中无明显现象,停止通CO2,中溶质为Y。打开活塞,滴加足量稀 盐酸,中变浑浊。 【解释与结论】 (2)乙组同学认为Y只有Na2CO3。你认为该结论是否合理,结合分析Y的成分说明理由 。中一定发生反应的化学方程式为 。 答案答案 (10分)探究一 (1
10、)溶液由无色变为红色 Ca(OH)2+2HCl CaCl2+H2O (3)白色固体;微溶于水;能与指示剂作用;能与某些非金属氧化物反应生成盐和水;能与酸反应生成盐和 水(2分) (4)产生大量气泡 CaCl2+Na2CO3 CaCO3+2NaCl 探究二 (1)无色溶液中逐渐有固体析出(变浑浊),滴盐酸后有气泡产生,固体逐渐溶解(消失) (2)不合理,通入的CO2不过量,Y的溶质成分可能还有NaOH和Na2CO3、Na2CO3和NaHCO3、 NaHCO3这 三种情况。三种情况均能与稀盐酸反应产生气体且使澄清石灰水变浑浊(2分) 2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O 解析解析 探究一 (1
11、)Ca(OH)2溶液是碱性溶液,滴入酚酞溶液后溶液由无色变为红色;再加入过量盐酸,反 应的化学方程式为 Ca(OH)2+2HCl CaCl2+2H2O。(3)观察氢氧化钙固体可知氢氧化钙是白色固体; 根据氢氧化钙在20 时的溶解度可知,氢氧化钙微溶于水;由向澄清石灰水中通入二氧化碳,澄清石灰 水变浑浊可知,氢氧化钙能与二氧化碳反应生成碳酸钙和水;根据向澄清石灰水中滴入酚酞溶液,溶液由 无色变为红色可知,氢氧化钙能与指示剂作用;根据加入稀盐酸时,HCl与氢氧化钙的反应知,氢氧化钙能 与酸反应生成盐和水。(4)由以上分析可知(1)的溶液中含有的溶质是生成的CaCl2和过量的HCl,滴加碳 酸钠溶液
12、,碳酸钠先与HCl反应,所以现象是产生大量气泡,随着盐酸被消耗,溶液的pH逐渐变大,当二者 恰好完全反应,溶液呈中性,对应变化曲线是AB段;再滴加碳酸钠溶液,碳酸钠与氯化钙反应,化学方程式 为CaCl2+Na2CO3 CaCO3+2NaCl,此过程中pH基本不变,对应变化曲线是BC段;当氯化钙被消耗完 后继续滴加碳酸钠溶液,由于碳酸钠溶液呈碱性,因此pH逐渐变大。 探究二 (1)根据试管中澄清石灰水变浑浊可知,从a端通入的二氧化碳过量,中发生的反应为2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O、CO2+Na2CO3+H2O 2NaHCO3,总反应方程式为NaOH+CO2 NaHCO3,每100 g
13、 12% 的氢氧化钠溶液中含氢氧化钠12 g,完全转化成碳酸氢钠的质量为25.2 g,而20 时NaHCO3的溶解度为 9.6 g,所以生成的NaHCO3不能全部溶解,故现象为无色溶液中逐渐有固体析出(或变浑浊);向中通入 二氧化碳后的烧瓶中滴加稀盐酸,盐酸与碳酸氢钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,所以现象为有气 泡产生,固体逐渐溶解(消失)。(2)向氢氧化钠溶液中通入二氧化碳,一定发生的化学反应为2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O;由于试管中澄清石灰水不变浑浊,说明向氢氧化钠溶液中通入的二氧化碳全部与氢 氧化钠发生反应,中得到的溶质存在以下四种情况:如果通入的二氧化碳较少,则溶液中的溶质
14、为NaOH 和Na2CO3;如果二氧化碳与氢氧化钠恰好完全反应生成碳酸钠和水,溶液中的溶质为Na2CO3;若二氧化碳 与部分碳酸钠反应生成碳酸氢钠,则溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3;若二氧化碳过量全部生成碳酸氢 钠,则溶液中的溶质为NaHCO3。 知识归纳知识归纳 向氢氧化钠溶液中通入二氧化碳,开始时发生的反应为2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O;当氢 氧化钠被完全消耗后发生的反应为CO2+Na2CO3+H2O 2NaHCO3。 4.(2017广东,23,10分)某同学进行下图所示的两个实验。 (1)甲实验中反应的化学方程式为 。 (2)乙实验观察到的现象是 ,溶液由蓝色变成无
15、色。 (3)把甲、乙反应后的溶液倒入同一烧杯,发现有白色沉淀生成。他决定对白色沉淀的成分进行探究。 【查阅资料】硫酸钡不溶于酸。 【提出猜想】白色沉淀为:. ; .Mg(OH)2和BaSO4; .Mg(OH)2和MgCO3。 【实验方案】 实验操作 实验现象与结论 过滤、洗涤白色沉淀备用;向 白色沉淀中加入盐酸至过量 若沉淀全部溶解,且无其他现象,猜想成立;其化学反应方程式 为 若 且无气体产生,猜想成立 若沉淀完全溶解, ,猜想成立 【拓展与思考】如果猜想成立,产生此结果的原因是做甲实验时 ;上述白 色沉淀的成分不可能出现的组合是Mg(OH)2、MgCO3和BaSO4,原因是 。 答案答案
16、(1)Na2CO3+Ba(OH)2 BaCO3+2NaOH(2分) (2)镁条表面出现红色固体(1分) (3)【提出猜想】Mg(OH)2(1分) 【实验方案】Mg(OH)2+2HCl MgCl2+2H2O(2分) 沉淀部分溶解(1分) 且有气体产生(1分) 【拓展与思考】滴加的碳酸钠过量(1分) 甲反应后的溶液中碳酸钠与氢氧化钡不能共存(1分) 解析解析 (1)Na2CO3和Ba(OH)2反应生成BaCO3沉淀和NaOH。(2)Mg的活动性比Cu强,镁能与CuSO4溶液反 应生成MgSO4和Cu,观察到的现象是镁条表面出现红色固体,溶液由蓝色变为无色。(3)【提出猜想】根 据乙实验的现象可知,
17、乙实验完成后溶液中的溶质只有MgSO4;甲实验完成后的溶液中一定有NaOH,可 能有Na2CO3或Ba(OH)2。由于MgSO4和NaOH反应生成Mg(OH)2沉淀,故白色沉淀中一定含有Mg(OH)2。 若甲实验中Ba(OH)2过量,则还有BaSO4沉淀生成;若甲实验中Na2CO3过量,则还有MgCO3沉淀生成。【实 验方案】Mg(OH)2与盐酸反应生成易溶于水的MgCl2,化学方程式为Mg(OH)2+2HCl MgCl2+2H2O; 若猜想成立,则沉淀中含有Mg(OH)2和BaSO4,加入盐酸后,沉淀部分溶解且无气体产生;若猜想 成立,则沉淀中含有Mg(OH)2和MgCO3,二者均能与盐酸反
18、应生成易溶于水的物质,且MgCO3与盐酸反应 还会产生气体,因此现象为沉淀完全溶解,且有气体产生。【拓展与思考】若白色沉淀的成分为Mg(OH)2、 MgCO3和BaSO4,则甲反应后的溶液中应同时存在Na2CO3和Ba(OH)2,但二者能发生反应而不能大量共 存,故不可能出现题述沉淀组合。 5.(2017广东广州,29,8分)过碳酸钠(化学式为2Na2CO3 3H2O2)俗名固体双氧水,溶于水可看作是Na2CO3溶 液和H2O2溶液混合。为了方便保存,过碳酸钠样品可能添加少量的MgSO4和硅酸镁中的一种或两种作 为稳定剂。已知双氧水可用于供氧、消毒和漂白;硅酸镁不溶于水。 (1)过碳酸钠的用途
19、不合理的是 。 A.鱼池供氧剂 B.消毒剂 C.干燥剂 D.漂白剂 (2)取少量过碳酸钠样品于烧杯中,加入足量蒸馏水,有不溶于水的固体产生。判断样品中 有硅 酸镁。(填写“可能”或“一定”) (3)利用实验室限选试剂,设计实验确定该样品中是否添加少量的MgSO4。 限选试剂:稀盐酸、稀H2SO4、BaCl2溶液、蒸馏水、AgNO3溶液 实验操作 预期现象和必要结论 步骤1:取少量样品于烧杯中,缓慢加入足量蒸馏 水,充分搅拌,静置,过滤 步骤2:取少量步骤1所得的滤液于试管中,加入 ,振荡后静置 步骤3:取少量步骤2所得的溶液于试管中, ,说明样品中有MgSO4; ,说明样品中没有MgSO4 答
20、案答案 (1)C (2)可能 (3)步骤2:过量稀盐酸 现象:有气泡产生 步骤3:加入少量BaCl2溶液,振荡后静置 现象:生成白色沉淀 无明显现象 解析解析 (1)过碳酸钠溶于水可看作是Na2CO3溶液和H2O2溶液混合,双氧水可用于供氧、消毒和漂白,不能 用作干燥剂,故选C。(2)过碳酸钠样品可能添加了少量的MgSO4,MgSO4能与Na2CO3反应生成微溶物 MgCO3,故不溶物不一定为硅酸镁。(3)先加入过量稀盐酸,除去碳酸钠,排除对 S检验的干扰,反应的 化学方程式为Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2;再滴加少量氯化钡溶液,若有白色沉淀生成,说明样 品中有MgSO4;若
21、无明显现象,说明样品中无MgSO4。 2- 4 O 6.(2016广东茂名,28,10分)根据物质的特性,运用实验的方法,可以鉴别未知的物质。现有一包可能含有 碳酸钠、硫酸钠和硝酸钡的固体样品(至少含有两种物质)。请你设计实验方案,探究其成分,并将相关 内容填在下表。(不一定填满,也可以补充) 限选试剂:稀HNO3、BaCl2溶液、蒸馏水 实验操作 预期现象与结论 步骤1:取少量固体样品于试管中,加入足量的蒸 馏水,充分振荡 实验操作 预期现象与结论 若得到澄清溶液,说明样品中含有碳酸钠和硫酸钠; 若产生白色沉淀,则继续进行实验 步骤2:往步骤1的试管 中继续加入足量的稀 HNO3 若沉淀完全
22、溶解,说明样品中含有硝酸钡和碳酸钠; 若沉淀完全不溶解,说明样品中含有硝酸钡和硫酸钠; 若沉淀部分溶解且有气泡产生,说明样品中含有碳酸钠、硫酸钠和硝酸钡 答案答案 (试剂1分,现象和结论各1分,共10分) 解析解析 根据题意,Na2CO3、Na2SO4、Ba(NO3)2两两之间能够发生反应的化学方程式为Na2CO3+Ba(NO3)2 BaCO3+2NaNO3、Na2SO4+Ba(NO3)2 BaSO4+2NaNO3。步骤1:取少量固体样品于试管中,加 入足量蒸馏水,充分振荡,若得到澄清溶液,说明样品中含有Na2CO3和Na2SO4,一定不含Ba(NO3)2;若产生沉 淀,则一定含Ba(NO3)
23、2,需继续实验。步骤2:往步骤1试管中继续加入足量的稀HNO3,若沉淀完全溶解,有 气泡产生,说明样品中含有Ba(NO3)2和Na2CO3,一定无Na2SO4;若沉淀完全不溶解,说明样品中含有Ba(NO3)2 和Na2SO4,一定无Na2CO3;若沉淀部分溶解且有气泡产生,说明样品中含有Ba(NO3)2、Na2CO3、Na2SO4。 7.(2019湖北武汉,30,6分)有一包白色固体,可能含氯化钠、碳酸钠、硫酸钠、氢氧化钠、氢氧化钡中的 一种或几种。某兴趣小组为探究其成分做了以下实验: 实验一:探究固体的组成 (1)向固体样品中加入过量稀硝酸,产生的气体是 。 (2)生成白色滤渣甲反应的化学方
24、程式为 。 (3)原固体中一定不含有的物质是 。 实验二:进一步探究固体中是否含氯化钠 得出结论:原固体中一定含NaCl。 (4)试剂X是 溶液。 (5)滤液C中除含Fe(NO3)3外,一定还含有的溶质是 。 答案答案 (本题中除化学方程式外,填写名称或化学式均可得分) (1)CO2 (2)Ba(NO3)2+MgSO4 BaSO4+Mg(NO3)2(合理给分) (3)Na2SO4 (4)Ba(NO3)2 (5)HNO3、NaNO3、Mg(NO3)2、Ba(NO3)2 解析解析 (1)所给的固体中只有碳酸钠可以和硝酸反应生成气体,故固体中加入过量稀硝酸产生的气体是 二氧化碳。(2)白色滤渣甲应该
25、是一种不溶于水且不溶于硝酸的物质,硫酸镁溶液中的硫酸根离子可以 和钡离子形成难溶性的沉淀物硫酸钡,则原固体中含有氢氧化钡,氢氧化钡和加入的过量的稀硝酸发生 反应生成硝酸钡,硝酸钡和硫酸镁反应生成硫酸钡沉淀和硝酸镁。(3)原固体中含有氢氧化钡,则原固体 中不含有硫酸钠,否则加入过量稀硝酸时氢氧化钡会和硫酸钠反应生成难溶性的硫酸钡。(4)滤液A中 有过量的硫酸镁,会干扰氯化钠的检验,故首先加入过量的硝酸钡溶液将其除去,则试剂X是硝酸钡溶液。 (5)实验一中加入的稀硝酸过量,后续实验中没有物质将其消耗,则滤液C中含有硝酸;固体中氢氧化钡在 实验一中转化为硫酸钡除去,实验二中加入了过量的硝酸钡;固体中
26、碳酸钠、氯化钠在反应过程中均会 生成硝酸钠;硫酸镁最终转化为硝酸镁,故滤液C中还含有硝酸、硝酸钡、硝酸钠、硝酸镁。 解题关键解题关键 本题考查物质的鉴别、推断和盐的化学性质。在解此类题时,首先分析所给混合物中各物 质的性质,然后根据题中所给的实验现象进行判断,最后确定混合物的组成成分。 易错警示易错警示 解答推断混合物的组成这类题目时,一定注意实验过程中所加物质的用量,例如本题中所加 入的稀硝酸是过量的,反应之后所得的无色溶液中,一定要注意考虑过量的硝酸的存在。 疑难突破疑难突破 判断出某种物质一定存在时,能和这种物质发生反应的另一种成分在该混合物中不一定存 在,要根据现象来判断。例如本题判断
27、出来该固体混合物中一定有氢氧化钡,且加入过量稀硝酸后无难 溶性白色沉淀产生,就可以判断出来原固体中不含有硫酸钠;若在加入过量稀硝酸时,生成难溶性白色沉 淀,则一定含有硫酸钠。 8.(2019江西,22,8分)化学实验社团在老师的指导下开展了“模拟酸雨形成”的相关实验。 【联想与实验】模仿二氧化碳与水反应进行如图一所示实验: 【问题与猜想】亚硫酸不稳定,为什么红色液体微热后不变为紫色?其原因可能为: 猜想1.加热不够充分 猜想2.与空气中氮气有关 猜想3.与空气中氧气有关 【探究与验证】填写表格中的空格。 编号 操作 现象 结论 1 将图一中红色液体继续加热至沸腾 仍为红色 猜想1不成立 2 如
28、图二所示,先通入适量SO2,然后用酒 精灯微热 先变红后变紫 猜想2不成立 3 如图二所示,先通入适量SO2,再改通入 氮气,最后用酒精灯微热 4 如图二所示,先通入适量SO2,再改通 入 ,最后用酒精灯微热 猜想3成立 【分析与结论】红色液体微热后不变为紫色的原因是:H2SO3在空气中会被氧化生成另一种酸,进一步 实验证明是硫酸。 【应用与拓展】收集某硫酸厂(生产过程中产生SO2)附近刚降到地面的雨水水样,用pH计测得每隔十分 钟数据如下表: (1)分析表中数据,5:15至5:25时间段内水样中主要酸性溶质有 ; 测定时间 5:05 5:15 5:25 5:35 5:45 pH 4.95 4
29、.94 4.86 4.85 4.85 (2)实验社团提出一种处理废气的方案如下图,利用CaCO3粉末、空气为原料在高温下吸收SO2,写出该反 应的化学方程式: 。 答案答案 (8分)【探究与验证】 编号 操作 现象 结论 3 先变红后变紫 4 氧气(或O2) 先变红色,后仍为红色 【应用与拓展】(1)H2SO3和H2SO4 (2)2CaCO3+2SO2+O2 2CaSO4+2CO2 解析解析 【探究与验证】由“猜想2不成立”知,实验3中,先通入SO2,溶液变红;再通入氮气,微热后溶液变 为紫色,因此现象是先变红色,后变紫色。由“猜想3成立”知,实验4通入氧气,结合【分析与结论】可知 氧气与亚硫
30、酸反应生成了硫酸,实验现象是先变红色,后仍为红色。【应用与拓展】(1)二氧化硫与水反 应生成亚硫酸,亚硫酸与空气中的氧气反应转化为硫酸,硫酸的酸性比亚硫酸的酸性强,5:15至5:25时间 段内溶液pH降低,说明酸性增强,故5:15至5:25时间段内水样中主要的酸性溶质是H2SO3、H2SO4。(2)从 处理装置可知,进入装置的物质是碳酸钙、二氧化硫、空气,从装置出来的物质是硫酸钙和二氧化碳,因 此化学方程式为2CaCO3+2SO2+O2 2CaSO4+2CO2。 易错警示易错警示 【探究与验证】环节中现象的描述容易出错,原因是不理解题意或题给装置的意图。 审题技巧审题技巧 【应用与拓展】环节中
31、,要注意观察进入装置的物质和排出装置的物质,进入装置的物质是 反应物,排出装置的物质是生成物,条件是高温,由此写出化学方程式。 9.(2019广东,23,11分)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(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
32、 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 。 【拓展思考】回忆课本中收集呼出气体的操作后,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)。 答案答案 (11分)【提出猜想】.C
33、O2过量(或石灰水不足)(1分) 【实验方案】CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2(2分) (1)Na2CO3(可溶性碳酸盐)(1分) (2)澄清石灰水不变浑浊(1分) (3)AgNO3(硝酸银)(1分) 产生白色沉淀(1分) AgNO3+HCl HNO3+AgCl(2分) 【交流讨论】浓硫酸(或浓H2SO4)(1分) 【拓展思考】排水法能收集到CO2(排水过程中除掉了HCl或其他合理答案)(1分) 解析解析 【提出猜想】根据题给信息可知CO2过量时,CaCO3沉淀会转化为可溶于水的Ca(HCO3)2。【实 验方案】(1)若澄清石灰水没完全变质,则溶液中含有Ca2+,加入可溶性碳酸
34、盐会产生白色沉淀CaCO3。 (2)若只通少量CO2,不可能产生Ca(HCO3)2,说明澄清石灰水不变浑浊不是因CO2过量,因此猜想不成 立。(3)若CO2中混有HCl,则HCl能与AgNO3溶液反应生成AgCl沉淀,且沉淀不溶于稀硝酸。【交流讨 论】NaHCO3能与HCl反应生成CO2,CO2不溶于饱和NaHCO3溶液;浓硫酸能吸收气体中的水蒸气,干燥气 体。【拓展思考】由于HCl极易溶于水,用排水法收集气体时,能除去HCl杂质,故实验容易成功。 1.(2019安徽,15,7分)某兴趣小组为探究金属活动性强弱,分别做了镁、铝、铜与稀盐酸反应的实验。 (1)比较金属活动性强弱:铝比铜 (填“强
35、”或“弱”)。写出镁与稀盐酸反应的化学方程式: 。 (2)小芳同学做镁与稀盐酸反应的实验时,发现试管中出现灰白色沉淀,该小组同学对灰白色沉淀的成分 进行如下探究: 【提出假设】假设一:含有氯化镁 假设二:含有镁粉 假设三:含有氢氧化镁 【查阅资料】氯化镁易溶于水; 在一定条件下,镁可与冷水缓慢反应。 【设计并进行实验】各取少量灰白色沉淀加入2支试管中,进行如下实验: 教师专用题组 编号 实验操作 实验现象 实验1 加入适量蒸馏水,搅拌 沉淀未见减少 实验2 加入适量稀盐酸 沉淀全部溶解,没有气泡产生 【得出结论】由实验1可知,假设 不成立;由实验2可知,沉淀中不含 。假设三 (填 “成立”或“
36、可能成立”或“不成立”)。 【实验反思】实验后同学们请教老师得知,灰白色沉淀的主要成分是碱式氯化镁,碱式氯化镁受热易分 解产生氯化氢气体。于是小芳再取少量灰白色沉淀于试管中加热,并将蘸有紫色石蕊溶液的滤纸条悬 于试管口,预期的实验现象是 。 注意:若答对第(3)小题奖励4分。 (3)为探究镁与稀盐酸反应生成碱式氯化镁的条件,该小组同学进行了如下实验:在小烧杯中加入一定量 稀盐酸和去除氧化膜的镁带,观察实验现象,并测量溶液pH的变化。结果见下表: 时间/min 0 2 4 8 12 16 20 24 溶液pH 2.0 5.3 7.0 8.6 9.3 9.8 10.0 10.0 实验现象 镁带溶解
37、较快,产生 大量气泡,无沉淀生 成 镁带缓慢溶解,产生气泡速度减慢,溶液变浑浊,烧杯底 部有灰白色沉淀 根据表中信息回答下列问题: 请描述溶液pH变化的规律并解释原因: 。 请对生成碱式氯化镁的条件提出猜想,并设计实验证明猜想: 。 答案答案 (7分)(1)强 Mg+2HClMgCl2+H2 (2)一 镁粉 可能成立 滤纸条变红 (3)溶液pH逐渐增大,最后呈碱性;反应前期pH变化较快,反应后期pH变化较慢,最后pH不变。因为前 期盐酸浓度较大,反应较快,随着反应的进行盐酸逐渐被消耗,但镁在溶液中继续缓慢反应,生成碱性物 质,最后反应完成 猜想:金属镁过量。设计实验:取两只烧杯,各加入等量的稀
38、盐酸,分别加入少量和过量去除氧化膜的 镁带,观察现象,如果前者无沉淀而后者有沉淀,证明猜想成立(合理即可) 解析解析 (1)镁与稀盐酸反应的化学方程式为Mg+2HClMgCl2+H2。(2)氯化镁易溶于水,加入适量蒸 馏水,搅拌,沉淀未见减少,说明灰白色沉淀中不含氯化镁,所以假设一不成立;加入适量稀盐酸,沉淀全部 溶解,没有气泡产生,说明沉淀中不含镁粉;假设三可能成立。碱式氯化镁受热易分解产生氯化氢气体, 氯化氢气体溶于水呈酸性,紫色石蕊溶液遇酸变红色,所以预期的实验现象是滤纸条变红。 2.(2019山西,29,7分)冬季雾霾频发。某校社会实践小组的同学们,对某地区雾霾的成分、成因、危害及 防
39、治产生了浓厚的兴趣并开启了项目性学习之旅。 【信息检索】雾是浮游在空气中的大量微小水滴。霾是可吸入颗粒物浓度较高造成的能见度较低的现 象。霾的主要成分可能含有可溶性硫酸盐、硝酸盐、铵盐、不溶性有机物、黑碳、金属元素和其他元 素。 【提出问题】某地霾的成分是什么? 【实验准备】选择该地重度雾霾天气,用SDLKC-1 000型大流量TSP采样器在室外采集大气中的可吸入 颗粒物10 g。 活动一:探究霾中是否含有铵盐和硫酸盐。 实验方案 实验步骤 实验现象 实验结论 方案一 取5 g样品,加少量熟石 灰粉末,混合、研磨 含有铵盐 方案二 取5 g样品,加适量水,充 分溶解后过滤,向滤液中 滴加 有白
40、色沉淀生成 含有硫酸盐 【总结反思】工业上应加强对污染企业的监管,农业上应合理施用化肥。 活动二:探究霾中是否含有黑碳。同学们设计了如下图所示的创新实验(将活动一得到的残渣,干燥后置 于中间凹槽内)。 【实验步骤】滴入过氧化氢溶液制取O2,排出装置内空气后,再在导管口接上气球。向右边的凹槽 内滴入澄清的石灰水。接通电源,用红热电阻丝点燃残渣。 【实验现象】残渣剧烈燃烧,澄清石灰水变浑浊,气球变大。 【实验结论】霾中含有黑碳。装置内澄清石灰水变浑浊的化学方程式是 。 【交流研讨】某同学对“霾中含有黑碳”的结论产生怀疑,理由是 。 活动三:查阅资料,霾中还含有Al、Na、Zn、Pb、Hg、Cd等金
41、属元素,其中的有害元素除Cd外,还有 。 【能力发展】请你联系实际填写关于雾霾的问卷调查表: 【检查进度】小组同学没有进行的探究项目是 。 项目 雾霾频发的成因 控制雾霾频发的做法 政府采取的应急措施 能源结构不合理 推广太阳能发电 人工降雨 烧散煤取暖 向空中或地面洒水 推广新能源汽车 私家车限号出行 答案答案 活动一:放出刺激性气味气体 BaCl2溶液或BaCl2溶液和稀盐酸(合理即可) 活动二:【实验结论】Ca(OH)2+CO2 CaCO3+H2O 【交流研讨】可能含有不溶性有机物,它燃烧也会生成CO2(合理即可) 活动三:Hg、Pb(或汞、铅) 【能力发展】集中供暖(或煤改电/煤改气)
42、(合理即可) 汽车尾气 【检查进度】霾中是否含有硝酸盐(或是否含有不溶性有机物或是否含有其他元素或雾霾的危害) 解析解析 活动一:铵根离子和氢氧根离子反应可产生有刺激性气味的氨气。 方案二中加入的试剂和硫酸 根离子反应生成白色沉淀,说明加入了含钡离子的溶液,可以是BaCl2溶液或BaCl2溶液和稀盐酸。活动 二:使澄清石灰水变浑浊的反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2 CaCO3+H2O。澄清石灰水变浑浊 只能说明残渣燃烧产生二氧化碳气体,但不能说明一定含有黑碳,可能含有不溶性有机物。活动三:Hg、 Pb(或汞、铅)两种元素对人体有害。可以采用集中供暖(或煤改电/煤改气)等方法替代烧散煤取
43、暖;根据 表中推广新能源汽车和私家车限号出行的措施可推出对应的雾霾频发的成因是汽车尾气。通过对题述 实验的整体理解,小组同学没有进行的探究项目是霾中是否含有硝酸盐或是否含有不溶性有机物或是 否含有其他元素或雾霾的危害。 3.(2018湖北黄冈,31,5分)对比实验是化学研究中经常采用的方法。化学兴趣小组的同学在研究CO2通入 NaOH溶液是否发生了反应时,设计了下列两组实验。请和化学兴趣小组的同学一起探究并回答问题: 【设计与实验】 实验序号 实验步骤一 实验步骤二 实验 实验 【探究与结论】 (1)实验中步骤一看不到明显现象,步骤二产生的现象是 。 (2)实验中步骤二看到有白色沉淀析出,则发
44、生反应的化学方程式是 。 (3)在实验的步骤一中CO2和NaOH溶液一定发生了化学反应,但却看不到明显的现象,原因是 。 【拓展延伸】现有下列信息: 请你和化学兴趣小组的同学一起利用以上资料信息再设计实验,证明CO2确实与NaOH发生了化学反应。 实验的操作为: 。看到的现象是 。 资料卡片一 20 时,NaOH、Na2CO3在水中的 溶解度 物质 溶解度(S)/g NaOH 109 Na2CO3 21.8 资料卡片二 20 时,NaOH、Na2CO3在乙醇中的溶 解度 物质 溶解度(S)/g NaOH 17.3 Na2CO3 0.01 答案答案 (每空1分,共5分) (1)有气泡冒出 (2)
45、CaCl2+Na2CO3 CaCO3+2NaCl (3)CO2与NaOH溶液反应生成易溶于水的Na2CO3 【拓展延伸】将CO2分别通入乙醇和NaOH的乙醇饱和溶液中,观察现象(漏写“饱和”二字也可给满分) 乙醇不变浑浊,NaOH的乙醇饱和溶液变浑浊(漏写“饱和”二字也可给满分) 解析解析 (1)CO2与NaOH溶液反应生成易溶于水的Na2CO3,盐酸和碳酸钠反应会生成二氧化碳、水和氯化 钠,所以在实验中步骤一反应后的溶液中加入稀盐酸,可观察到有气泡产生;(2)实验中步骤二加入的 氯化钙溶液和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,反应的化学方程式是CaCl2+Na2CO3 CaCO3+ 2NaCl
46、;【拓展延伸】由资料卡片中的信息可知,氢氧化钠既溶于水,也溶于乙醇,而碳酸钠能溶于水,难溶 于乙醇,可设计如下实验:将二氧化碳分别通入相同体积的乙醇和NaOH的乙醇饱和溶液中,观察到乙醇 不变浑浊,NaOH的乙醇饱和溶液变浑浊,可证明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应。 4.(2019湖北黄冈,30,5分)获悉某处矿井中瓦斯报警器发出警报后,学校兴趣小组请求该矿井安全监测人 员提供了少量气体样品,进行成分探究。兴趣小组经资料查询,通常瓦斯气体可能含有CO、CO2、CH4 等气体。为确定该气体是否含有这三种气体中的一种或几种,小组组长初步设计了如下实验方案供大 家讨论: (已知:CH4+4CuO 4Cu+CO2+2H2O) (1)同学甲认为,氧化钙的作用是防止空气中的CO2和H2O对实验造成干扰,小组成员一致同意。 (2)同学乙认为,若装置C中CuO变红,则除了甲烷与CuO可能发生反应外,还可能发生的反应是 (用化学方程式表示)。 (3)同学丙认为,欲通过D装置中浓硫酸因吸收水分而增重,说明混合气体中含有CH4的思路不严密,认为 需要在 (填序号)间再增加一个装
