某兴趣小组的同学们以稀硫酸与氢氧化钠溶液能否发生反应为课题进-优题课

小丽和小科在做“金属与酸反应”的实验时，他们分别将镁条投入盛有稀盐酸的试管中，小丽加入少量镁条，而小科加入了足量镁条。一段时间后，小科的试管底部“意外”地出现了灰白色固体。为探究该固体是什么物质，他们开展了如下探究：

【提出问题】足量镁和稀盐酸反应生成的灰白色固体是什么？

【查阅资料】氢氧化镁和碱式氯化镁[ $Mg (OH) Cl$ ]都难溶于水，但都能与稀硝酸反应，后者能生成 $Mg （ N O_{3} ）_{2}$ 和 $HCl$ 。

【建立假设】假设1：未溶解完的氯化镁；假设2：氢氧化镁；假设3：碱式氯化镁；……

【进行实验】将灰白色固体过滤、充分洗涤后进行如下实验：

序号	实验操作	实验现象	实验结论
实验一	取灰白色固体于试管中，加入足量蒸馏水，充分振荡	固体不溶解	假设1
实验二	取灰白色固体于试管中，加入足量稀硝酸，充分振荡	固体溶解	假设2不成立
实验二	往上述溶液中滴加硝酸银溶液		假设2不成立

【评价交流】小丽认为该灰白色固体一定是碱式氯化镁。小科认为上述探究还不足以说明该固体就是碱式氯化镁，其理由是　　。

【继续探究】……

某校科学研究小组同学开展“二氧化碳的制取与性质”的实验探究。

【实验原理】 $CaC O_{3} + 2 HCl ═ CaC l_{2} + H_{2} O + C O_{2} ↑$

【发生装置】

（1）结合实验原理，图1中发生装置可用于实验室制取 $C O_{2}$ 气体的是：　　（填字母）

【实验探究】

探究Ⅰ.影响因素探究

在制取 $C O_{2}$ 气体时，为了探究影响反应快慢的因素，小组同学进行了四组实验，如表所示

实验组别	甲	乙	丙	丁
大理石的质量/g、颗粒大小	m块状	m块状	m粉末状	m粉末状
盐酸的体积/mL、浓度	V稀盐酸	V浓盐酸	V稀盐酸	V浓盐酸

（2）若探究盐酸的浓度对上述反应的影响，可选择实验甲与　　（选填实验组别）进行对照。

探究Ⅱ.性质探究

做 $C O_{2}$ 与 $NaOH$ 溶液发生反应的验证实验时，同学们将 $NaOH$ 溶液加入到充满 $C O_{2}$ 气体且质地较软的塑料瓶中，观察到塑料瓶变扁，由此得到 $C O_{2}$ 与 $NaOH$ 发生反应的结论。但有同学认为上述现象产生的原因还可能是 $C O_{2}$ 气体溶于水导致气压减小。

为回答该同学的质疑，小科进行了如下实验：在两个250mL的烧瓶中分别充满 $C O_{2}$ 气体，通过注射器同时向两个烧瓶中分别注入同体积的水和 $NaOH$ 溶液，最后得到烧瓶内压强与时间的关系曲线（如图2所示）。由此，小科得出 $C O_{2}$ 气体溶于水会导致塑料瓶变扁，同时 $C O_{2}$ 与 $NaOH$ 也发生了化学反应的结论。

（3）结合图2中A、B曲线变化特点，写出能证明 $C O_{2}$ 与 $NaOH$ 发生了化学反应的证据　　。

【拓展提高】

小组同学完成某石灰石样品中 $CaC O_{3}$ 的质量分数测定，其方法是：将样品与一定量的稀盐酸反应，测定反应后生成的 $C O_{2}$ 质量，再根据 $C O_{2}$ 的质量求出样品中 $CaC O_{3}$ 的质量分数。

小组同学在实验室中组装了相应的实验装置（如图3）。小科利用该实验装置按如下步骤进行实验：

①先通一段时间的空气

②称量D装置的质量为 $m_{1}$

③打开分液漏斗的活塞，将稀盐酸全部加入锥形瓶，待充分反应后，关闭活塞

④再次通空气一段时间

⑤再次称量D装置的质量为 $m_{2}$

（4）有同学指出实验步骤③操作明显不合理，你认为该同学的理由是　　。

同学们在学习碱的化学性质时，进行了如图所示的实验。实验结束后，将A、B、C三个实验的废液倒入同一个干净烧杯D中，发现烧杯底部有白色沉淀，上层清液呈红色。

【提出问题】烧杯D中上层清液含有哪些溶质（除指示剂外）？

【分析讨论】小组讨论后认为，确定反应后物质成分的思维路径：①考虑反应物用量的不同；②抓住化学反应的本质，即微粒的重组。

某小组同学分析过程笔记如下：

【初步结论】

（1）通过分析确定：烧杯D上层清液中肯定不含 $H^{+}$ ，肯定含有 $N a^{+}$ 、 $C l^{-}$ 。判断一定含有 $N a^{+}$ 、 $C l^{-}$ 。的依据是　；

【实验探究】

小组按如下方案进行实验探究

实验	实验内容	实验现象	实验结论
Ⅰ	取少量上层清液于试管中，加入过量碳酸钠溶液，静置	无沉淀，溶液呈红色	肯定没有 $C a^{2 +}$
Ⅱ	取少量上层清液于试管中，加入过量“？”溶液，静置	有白色沉淀，溶液呈红色	肯定有 $O H^{-}$ 、 $C O_{3}^{2 -}$

（2）根据实验Ⅰ可以初步推断：上层清液中溶质（除指示剂外）所有可能的组成　　（用化学式表示）；

（3）实验Ⅱ中应加入过量的　　溶液。

【实验结论】烧杯D中上层清液的溶质有指示剂、氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠。

有一包白色粉末，可能由 $NaCl$ 、 $N a_{2} S O_{4}$ 、 $CuS O_{4}$ 、 $N a_{2} C O_{3}$ 、 $CaC O_{3}$ 中的一种或几种组成，为确定其成分，某化学兴趣小组进行如下实验探究，请你参与探究并回答相关问题。

【提出问题】该白色粉末的成分是什么？

【查阅资料】

（1）部分物质在水中的溶解性表（室温）：

物质	$AgN O_{3}$	$AgCl$	$A g_{2} S O_{4}$	$A g_{2} C O_{3}$
溶解性	溶	不溶	微溶	不溶

（2） $AgOH$ 不稳定，在溶液中分解生成难溶于水的物质。

【实验探究】

实验步骤	实验现象及结果	实验结论
①取该白色粉末样品于烧杯，加足量水溶解。	样品全部溶解，得到无色溶液A	白色粉末中不含
②取少量无色溶液A于试管，加入过量 $BaC l_{2}$ 溶液，充分反应后过滤。	得到无色溶液B和白色沉淀C	白色粉末中含有
③向白色沉淀C中加入过量稀盐酸。	沉淀部分溶解，并有气泡冒出	白色粉末中含有
④在无色溶液B中滴加几滴 $AgN O_{3}$ 溶液。	产生白色沉淀	白色粉末中含有 $NaCl$

【交流与解释】

（1）白色沉淀C中加入过量的稀盐酸，产生气泡的反应方程式为　　。

（2）在老师的指导下，通过讨论，同学们认识到由上述实验探究尚不能得出白色粉末中含有 $NaCl$ ，理由是　　。

为了进一步确定白色粉末中是否含有 $NaCl$ ，继续进行如下探究。

【继续探究】

实验步骤	实验现象	实验结论
⑤另取少量无色溶液A于试管中，加入过量的　　溶液，振荡，静置。	产生白色沉淀	白色粉末中含有 $NaCl$
⑥取实验⑤所得上层清液于试管，加入 $AgN O_{3}$ 溶液。	产生白色沉淀	白色粉末中含有 $NaCl$

通过上述实验探究，确定了该白色粉末的成分。

【拓展与反思】在混合溶液中，检验某种离子时，需排除离子间的相互干扰。

做“酸碱中和反应”实验时，甲同学向盛有氢氧化钠溶液的烧杯中滴加了一定量的稀盐酸后，发现忘记加入酸碱指示剂，于是停止了实验。

【提出问题】

乙同学提出疑问：反应后烧杯中溶液的溶质是什么？

【提出猜想】

丙同学提出了四种猜想：

猜想一：只有　　（填化学式）

猜想二：有 $NaCl$ 和 $HCl$

猜想三：有 $NaCl$ 和 $NaOH$

猜想四：有 $NaCl$ 、 $HCl$ 和 $NaOH$

丁同学认为猜想四不合理，用化学方程式说明原因　　。

【实验探究】

为进一步验证其余三种猜想，甲、乙、丙三位同学分别进行了如下探究实验：

①甲同学取少量烧杯中溶液于试管，然后向其中滴加少量 $AgN O_{3}$ 溶液，观察到产生白色沉淀。因此，甲同学认为溶液中含 $HCl$ 。

②乙同学取少量烧杯中溶液于试管，然后向其中滴加少量 $N a_{2} C O_{3}$ 溶液，观察发现无明显现象。因此，乙同学认为溶液中不含 $HCl$ 。

③丙同学取少量烧杯中溶液于试管，然后向其中滴加少量 $CuS O_{4}$ 溶液，观察到有蓝色沉淀生成。因此，丙同学认为溶液中含 $NaOH$ 。

【讨论分析】

丁同学对三位同学的探究实验进行了分析评价，他认为甲同学的结论不正确。你认为丁同学的理由是：　　。

【继续探究】

丁同学用pH试纸测得烧杯中溶液的pH＞7，说明溶液显　　性。

【得出结论】

通过探究和讨论，最终大家一致认为猜想　　是正确的。

【交流思考】

为防止污染环境，你认为烧杯中的废液应如何处理：　　。