2018中考化学科学探究专项训练上课用

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专题二　酸碱实验探究 实验探究一有关变质的探究 例1．化学课后，化学兴趣小组的同学在整理实验桌时，发现有一瓶氢氧化钠溶液没有塞橡皮塞，征得老师同意后，开展了以下探究：‎ ‎【提出问题1】该氢氧化钠溶液是否变质了呢？‎ ‎【实验探究1】‎ 实验操作 实验现象 实验结论 取少量该溶液于试管中，向溶液中滴加稀盐酸，并不断振荡 ‎________________‎ 氢氧化钠溶液一定变质了 ‎【提出问题2】该氢氧化钠溶液是全部变质还是部分变质呢？‎ ‎【猜想与假设】猜想1：氢氧化钠溶液部分变质；猜想2：氢氧化钠溶液全部变质。‎ ‎【查阅资料】氯化钡溶液呈中性。【实验探究2】‎ 实验步骤 实验现象 实验结论 ‎(1)取少量该溶液于试管中，向溶液中滴加过量的氯化钡溶液，并不断振荡 有________生成 说明原溶液中一定有碳酸钠 ‎(2)取步骤(1)试管中的少量上层清液，滴加酚酞溶液 溶液变红色 说明原溶液中一定有____________‎ ‎【实验结论】该氢氧化钠溶液__________(填“部分”或“全部”)变质。‎ ‎【反思与评价】‎ 在上述【实验探究2】中，小明提出可用氢氧化钙溶液代替氯化钡溶液，你认为该方案____________(填“可行”或“不可行”)，理由是____________________________。‎ ‎【理解与应用】氢氧化钠溶液容易变质，必须密封保存。实验室必须密封保存的药品还有很多，试另举一例：____________。‎ 变式练习：‎ ‎1．实验室常用的干燥剂“碱石灰”是氧化钙和固体氢氧化钠的混合物，易与空气中的水蒸气和二氧化碳反应而变质。某同学对一瓶久置的碱石灰进行了如下探究：‎ ‎【猜想与假设】‎ 猜想一：没有变质，只含有氧化钙和氢氧化钠；‎ 猜想二：部分变质；‎ 猜想三：完全变质，含有________和________。则氢氧化钠变质的化学反应方程式是：________________________________。‎ ‎【进行实验】实验如下图所示：‎ ‎【解释与结论】由操作②的现象判断：猜想三__________(填“成立”或“不成立”)；由操作⑤⑥的现象判断滤液中含有____________，由此判断猜想一不成立，得出结论。‎ ‎【反思与评价】实验室中碱石灰应该__________保存。‎ 实验探究二 有关物质成分的探究 例2．操作和保存药品不当，标签常常易损毁。现有四瓶溶液①②③④的试剂标签已破损(如图)，但是已经知道这四瓶试剂是NaOH、Ca(OH)2、Na2CO3‎ ‎、KCl溶液中的一种，某兴趣小组同学决定对四瓶破损标签溶液成分进行实验探究(实验另外药品只提供盐酸和酚酞溶液)：‎ ‎ ‎ ‎①　　 ②　 　③　 　 ④‎ ‎【提出问题】标签已经破损的①②③④四瓶溶液分别是什么溶液？‎ ‎【实验探究1】第④瓶试剂肯定是：____________(写化学式)。‎ ‎【实验探究2】兴趣小组对①②③④瓶溶液进行了如下的实验探究：‎ 序号 实验步骤 实验现象 实验结论 ‎1‎ 取①②③瓶溶液少量于三支试管中，分别加入酚酞试液 ‎______________________‎ 酚酞试液不能将其中的一种溶液鉴别出来 ‎2‎ 再取①②③瓶溶液少量于另外三支试管中分别加入________溶液 ‎ 加入了①溶液的试管中________________________________；其余两支试管中无明显现象 ‎①瓶溶液为Na2CO3‎ ‎3‎ 取②③瓶溶液少量于两支试管中，分别加入____________溶液 ‎ 加入了②溶液的试管中________________________________；加入了③溶液的试管中__________________________________‎ ‎ ②瓶溶液为：________‎ ‎③瓶溶液为：Ca(OH)2‎ ‎【反思与交流】为了防止标签发生破损，我们在倾倒溶液时应注意：____________。‎ 实验探究三 所得溶液溶质探究 例3．在学习盐的化学性质时，老师将一定量的碳酸钠溶液与氯化钡溶液混合，过滤反应后的混合物。老师要求同学们探究滤液中溶质的组成。请你一同参与探究并回答有关问题。‎ ‎【查阅资料】碳酸钠溶液显碱性，氯化钠、氯化钡溶液显中性。‎ 请你写出碳酸钠溶液与氯化钡溶液反应的化学方程式：_______________。‎ ‎【提出猜想】猜想1：滤液中溶质是NaCl；‎ 猜想2：滤液中溶质是NaCl和__________的混合物(填化学式)；‎ 猜想3：滤液中溶质是NaCl和Na2CO3的混合物。‎ ‎【实验探究】‎ ‎(1)取少量滤液于试管中，滴加2～3滴无色酚酞试液，振荡，无明显现象。同学们认为猜想__________不成立。‎ ‎(2)另取少量滤液于另一支试管中，滴加碳酸钠溶液，若有________________(填实验现象)，证明猜想2成立。‎ ‎【问题讨论】‎ ‎(1)甲同学认为要证明猜想2成立也可以改用硫酸钠溶液。你认为甲同学__________(填“能”或“不能”)达到实验目的。‎ ‎(2)乙同学认为要证明猜想2成立也可以改用硝酸银溶液。你认为乙同学__________(填“能”或“不能”)达到实验目的。理由是___________________。‎ 例4（2018•黑龙江）为探究盐酸的化学性质，某化学小组做了如下实验:‎ ‎ ‎ ‎(1)A试管中的实验现象为______________，C试管中所发生反应的化学方程式为_________。‎ ‎(2)将反应后D、E试管中的废液倒入一个洁净的烧杯中，观察到烧杯中先有气泡产生，后有白色沉淀出现。将烧杯中的混合物过滤，得到白色沉淀和无色滤液。同学们对滤液中溶质的成分进行探究。‎ ‎【提出问题】滤液中溶质的成分是什么?‎ ‎【作出猜想】猜想一:NaCl 猜想二:NaCl和CaCl2‎ 猜想三:______________ 猜想四:NaCl、Ca(OH)2和HCl ‎【设计实验】请完成实验报告。‎ 实验步骤 实验现象 实验结论 取少量滤液于试管中，滴加适量的碳酸钠溶液。‎ ‎_________‎ 猜想二不成立 取少量滤液于试管中, 滴加_______(填名称)。‎ ‎_________‎ 猜想三成立 ‎1．【2018泰安市】某化学兴趣小组的同学，通过咨询老师准备用亚硫酸钠溶液与浓硫酸反应来制备一 定量的SO2(Na2SO3 +H2SO4(浓)==Na2SO4+SO2↑+H2O]。老师给他们提供了一瓶亚硫酸钠溶液并告知该瓶溶液放置时间可能较长，不知是否变质。兴趣小组的同学分成甲、乙两小组对该瓶亚硫酸钠溶液成分进行实验探究。‎ ‎（提出问题）①该瓶溶液中溶质的成分是什么?②该瓶溶液中亚硫酸钠的质量分数是多少?‎ ‎（查阅资料）（1） Na2SO3有较强还原性，在空气中易被氧气氧化:2 Na2SO3 +O2==2Na2SO4；‎ ‎（2） Na2SO3能与酸反应产生SO2气体;‎ ‎（3）SO32-、SO42-均能与Ba2+反应产生白色沉淀，BaSO3可溶于稀盐酸。‎ ‎（作出猜想）猜想1:没有变质，成分是Na2SO3; 猜想2完全变质，成分是Na2SO4;‎ 你认为还可能有的猜想3: _____________________。‎ ‎（实验探究I）甲、乙两组分别进行实验探究溶液是否变质:‎ 小组 实验操作 现象 结论 甲组 取少量样品于试管中加入过量稀盐酸;‎ 产生气泡 没有变质，还是Na2SO3‎ 乙组 取少量样品于试管中加入氯化钡溶液，再加入足量稀盐酸。‎ ‎_____‎ 已部分变质 ‎（评价）有同学质疑甲组方案不合理，理由是___________。‎ ‎（实验探究II）甲组设计如下实验测定Na2SO3溶液的溶质质量分数。(注:空气中二氧化碳的影响忽略不计)  ‎ ‎（1）连好装置并检查装置气密性，在锥形瓶中放入126g该样品 ‎（2）实验前称量C装置的质量；‎ ‎（3）关闭活塞K，用注射器推入浓硫酸至不再产生气泡；‎ ‎（4）打开活塞K，缓缓鼓入一定量的氮气，关闭活塞K；‎ ‎（5）再次称量C装置的质量发现比反应前增重6.4g。‎ 由此，计算出该溶液中Na2SO3的质量分数为_____________；‎ ‎（解释）若没有进行第4步操作，则测得亚硫酸钠溶液的溶质质量分数比实际的____(填”偏小”或”偏大”)。‎ 乙组仍使用第一次实验的原理，进行如下实验测定Na2SO3溶液的溶质质量分数。‎ 第一步:称取试样ag；第二步:在溶液中加入过量氯化钡溶液和足量稀盐酸；‎ 第三步:过滤、洗涤、烘干沉淀；第四步:称量沉淀的质量为bg；‎ 第五步:计算溶液中Na2SO3的溶质质量分数=(1-142b/233a) ×100%。‎ 试完成下列问题:‎ ‎（1）加入氯化钡溶液过量的目的是________________；‎ ‎（2）第三步操作要洗涤沉淀的原因是______________________；‎ ‎2．【2018年湖北】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以酸为专题，对酸的五种化学性质进行探究、总结及应用，请回答有关问题:‎ ‎（1）酸的化学性质①一一酸与酸碱指示剂的作用。酸能使紫色石蕊溶液变成红色，不能使无色酚酞溶液变色。‎ ‎（2）酸的化学性质②，图中M所代表的物质类别是_______。黄金是一种常见饰品，现实生活中，少数商贩用黄铜冒充黄金出售，可以用化学的方法加以鉴别。某同学为了测定黄铜(铜锌合金)样品的成分，将60g稀HCl分三次加入到盛有10g该样品的烧杯中，所得数据如下表，则该黄铜样品中含锌的质量分数为_______。‎ ‎ 实验次数 物质质量 第1次 第2次  ‎ 第3次 加入稀盐酸质量/ g ‎20‎ ‎20‎ ‎20‎ 充分反应后剩余固体质量/g ‎8.7‎ ‎7.4‎ ‎6.4‎ ‎（3）酸的化学性质③一一酸与金属氧化物的反应。盐酸可用于金属制品表面除锈等。‎ ‎（4）酸的化学性质④一一酸碱中和反应。‎ 该校化学兴趣小组的同学重点以“酸碱中和反应”为课题进行探究。小宇同学向烧杯中的氢氧化钠溶液中滴加稀硫酸，一会儿后发现忘了滴加酸碱指示剂，于是他停止滴加稀硫酸。同学们纷纷对实验烧杯溶液中含有哪些溶质展开了讨论。‎ ‎[提出问题]实验的烧杯中溶质含有哪些物质?‎ ‎[提出猜想]猜想一 :溶质中只有Na2SO4 猜想二:溶质中可能是Na2SO4和NaOH 猜想三:溶质中可能是____________________。‎ ‎[查阅资料] Na2SO4溶液呈中性 ‎[实验探究]小宇同学设计如下的实验方案 方法步骤 实验现象 实验结论 方案一 ‎ 取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中，‎ 滴入几滴无色酚酞溶液 酚酞不变红色 猜想一正确 ‎ 猜想二不正确 方案二 ‎ 取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中，‎ 滴加BaCl2溶液 出现白色沉淀 猜想三正确 方案三 取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中，加入少量的黑色CuO粉末，振荡 ‎_________‎ 猜想三正确 ‎[方案评价]同学们对小宇上述的方案讨论后认为:‎ ‎①方案一存在缺陷，该方案不能证明猜想一是正确的，其原因是____________________。‎ ‎②方案二也不能证明猜想三是正确的，理由是__________________________________。‎ ‎③同学们经过讨论，一致认为方案三能够证明猜想三是正确的，并讨论除此方案外，还可以向烧杯的溶液中加入活泼金属、碳酸盐等物质进行证明。‎ ‎[实验反思]在分析化学反应后所得物质成分时，还需考虑反应物的用量。‎ ‎[学科渗透]如图所示，小宇同学在进行溶液导电性的实验时，将电极两端插入稀H2SO4溶液中，闭合开关，小灯泡正常发光，然后逐滴向稀H2SO4中加入Ba(OH)2溶液至过量，请推测小灯泡的发光情况为__________________；发生反应的化学方程式是___________。‎ ‎（5）酸的化学性质⑤一一酸与盐的反应 利用右图所示装置来验证CO2气体的性质，要证明CO2与NaOH溶液能够发生反应，可先加氢氧化钠溶液，再加盐酸，气球的变化是_____________。‎ ‎[方法感悟]在化学实验中，可通过验证反应后生成物的存在，来验证某化学反应的发生。‎ ‎3. （2018•江苏泰州）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】‎ Ⅰ.20℃时，几种物质在水中的溶解度见下表：‎ 物质 Na2CO3‎ NaHCO3‎ Ca(OH)2‎ Ba(OH)2‎ 溶解度/g ‎21.5‎ ‎9.6‎ ‎0.165‎ ‎3.89‎ Ⅱ.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，小雨采用两只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滴酚酞试液，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中滴入酚酞试液，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反应过程中溶液的pH和温度变化，结果如图1、图2所示。‎ ‎ ‎ 图1中，BC段发生反应的化学方程式为____________________________________。‎ 图2中，DE段温度变化的原因是__________________________________________。‎ 附加题（8分）欲测定盐酸与氯化钙的混合溶液中氯化钙的质量分数，进行了如下实验：取混合溶液100g于锥形瓶中，向其中逐渐加入一定溶质质量分数的碳酸钠溶液（如图一），并不断测定锥形瓶中溶液的pH．反应过程中所得溶液的pH与锥形瓶中物质的总质量的关系如图二所示。其中，当锥形瓶中溶液的质量增加至147.8g时，共消耗碳酸钠溶液的质量为50g。（忽略二氧化碳在水中溶解的量；氯化钙溶液显中性。） ‎ ‎（1）m点的数值是　 　。‎ ‎（2）a→b段表示碳酸钠与混合溶液中的　 　反应。‎ ‎（3）参加反应的碳酸钠溶液的溶质的质量分数是　 　。‎ ‎（4）请计算原混合溶液中CaCl2的质量分数（写计算过程）。‎ ‎　‎ ‎2018泰安 [作出猜想]部分变质，成分是Na2SO3和Na2SO4 (1分)‎ ‎[实验探究I]‎ 小组 实验操作  ‎ 现象 结论 乙组 产生白色沉淀，加入稀盐酸后沉淀部分消失，‎ 生成气体(1分)‎ ‎[评价]部分变质也会产生气泡(1分)‎ ‎[实验探究II]10% (1分)‎ ‎[解释]偏小(1分)‎ ‎(1)使溶液中Na2SO4全部转化成沉淀  (1分)‎ ‎(2)沉淀表面溶液中含有NaCl、BaCl2，烘干时一并析出造成沉淀质量偏大(1分)‎ ‎[反思]密村保存防止氧化(1分)‎ 湖北【答案】 (1). 金属或金属单质 (2). 36% (3). 硫酸钠和硫酸 (或Na2SO4、H2SO4) (4). 黑色固体逐渐溶解，溶液由无色变为蓝色 (5). 溶液中含有H2SO4也不能使无色酚酞溶液变红( 或酸性溶液和中性溶液都不能使无色酚酞溶液变红) (6). Na2SO4也能与BaCl2反应产生白色沉淀，无法判断是否含有H2SO4 (7). 小灯泡逐渐变暗至熄灭，再逐新变亮 (8). H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O (9). 先胀大，后变瘪或先变大再变小直到恢复原状 ‎【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，立即拧紧瓶盖，振荡，得到溶液X，此时观察到的现象是_瓶子变瘪，且比装水的更瘪_，实验中，小雨采用两只矿泉水瓶做对比实验的目的是_证明二氧化碳与氢氧化钠溶液反应_。‎ ‎(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_BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl_，实验中不宜将BaCl2溶液换成CaCl2溶液的原因是氯化钙溶液与氢氧化钠溶液也会生成微溶的氢氧化钙。‎ ‎(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滴酚酞试液，发现溶液呈_红_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中滴入酚酞试液，理由是_碳酸钠溶液显碱性，也能使酚酞变红_。‎ ‎0 100 200‎ ‎14‎ ‎12‎ ‎10‎ ‎8‎ ‎6‎ pH ‎0 100 200‎ ‎24‎ ‎22‎ ‎20‎ ‎18‎ 温度/℃‎ ‎·‎ ‎·‎ ‎·‎ ‎·‎ ‎·‎ A B C D E ‎(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反应过程中溶液的pH和温度变化，结果如图1、图2所示。‎ ‎    ‎ ‎ ‎ 时间/S 时间/S 图1 图2‎ 图1中，BC段发生反应的化学方程式为_Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3__。‎ 图2中，DE段温度变化的原因是_二氧化碳与氢氧化钠溶液反应放热__。‎ ‎（1）m点的数值是　7　。‎ ‎（2）a→b段表示碳酸钠与混合溶液中的　盐酸　反应。‎ ‎（3）参加反应的碳酸钠溶液的溶质的质量分数是　10.6%　。‎ ‎（4）请计算原混合溶液中CaCl2的质量分数（写计算过程）。‎ ‎【分析】根据图可以看出碳酸钠先和盐酸反应然后和氯化钙反应，所以m对应的pH为7．a→b为碳酸钠与混合溶液中的 盐酸反应。根据此段的质量变化求算碳酸钠溶液的溶质质量分数，进而计算氯化钙的质量分数。‎ ‎【解答】解：根据图可以看出碳酸钠先和盐酸反应然后和氯化钙反应，所以m对应的pH为7．a→b为碳酸钠与混合溶液中的 盐酸反应。‎ a→b段质量变化为生成的二氧化碳，所以生成的二氧化碳的质量为100g+50g﹣147.8g=2.2g 设参加反应的碳酸钠溶液的溶质的质量分数为x Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑‎ ‎106 44‎ ‎50gx 2.2g ‎=‎ x=10.6%‎ 而和氯化钙反应的碳酸钠溶液的质量为247.8g﹣147.8g=100g 设原混合溶液中CaCl2的质量分数为y CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl ‎111 106‎ ‎100gy 100g×10.6%‎ ‎=‎ y=11.1%‎ 答：（1）m点的数值是7。‎ ‎（2）a→b段表示碳酸钠与混合溶液中的盐酸反应。‎ ‎（3）参加反应的碳酸钠溶液的溶质的质量分数是10.6%。‎ ‎（4）原混合溶液中CaCl2的质量分数为11.1%。‎