某化学课堂围绕“酸碱中和反应”,将学生分成若干小组,在老师引导下开展探究活动。以下是教学片段,请你参与学习并帮助填写空格(包括表中空格)。
【演示实验】将一定量的稀H2SO4加入到盛有NaOH溶液的烧杯中。
【学生板演】该反应的化学方程式 。
Ⅰ.定性探究
【提出问题】实验中未观察到明显现象,部分同学产生了疑问:反应后溶液中溶质是什么呢?
【猜 想】针对疑问大家纷纷提出猜想。
甲组同学的猜想如下:
猜想一:只有Na2SO4
猜想二:有Na2SO4和H2SO4
猜想三:有
猜想四:有Na2SO4、H2SO4和NaOH
乙组同学对以上猜想提出质疑,认为有一种猜想是不合理的。你认为不合理的猜想是哪一种并说出理由 。
【继续实验】
(1)丙组同学取烧杯中的少量溶液于试管中,滴加几滴CuSO4溶液,无明显变化,溶液中一定没有 。
(2)为了验证其余猜想,各组同学取烧杯中的溶液,并选用老师提供的pH试纸、铜片、BaC12溶液、Na2CO3溶液,分别进行如下三组探究实验。
实验方案 |
测溶液pH |
滴加Na2CO3溶液 |
滴加BaCl2溶液 |
实验操作 |
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实验现象 |
试纸变色,比照比色卡,pH<7 |
|
产生白色沉淀 |
实验结论 |
溶液中有H2SO4 |
溶液中有H2SO4 |
溶液中有H2SO4 |
【得出结论】通过探究,全班同学一致确定猜想二是正确的。
【评价反思】老师对同学们能用多种方法进行探究,并且得出正确结论给予肯定。同时指出上述三个实验探究中存在两处明显错误,请大家反思。同学们经过反思发现了这两处错误:
(1)实验操作中明显的一处错误是 ;
(2)实验方案探究中也有一个是不合理的,不合理的原因是 。
II.定量探究
取上述【演示实验】反应后烧杯中的溶液100 g,设计如下实验:
计算【演示实验】反应后溶液中Na2SO4的质量分数是多少?(请列出计算过程)
(6分)某活动小组的同学正在探究酸碱溶液恰好完全反应的实验。
【设计与评价】
小香的方案:向盛稀盐酸的试管中滴加两滴酚酞溶液,再逐滴滴加氢氧化钠溶液,边滴边振荡至恰好变为红色;
小坊的方案:向盛氢氧化钠溶液的试管中滴加两滴酚酞溶液,再逐滴滴加稀硫酸,边滴边振荡至恰好变为无色;
小香的方案中发生反应的化学方程式为(1) ______________________________________;
【实验过程】
实验时小香按照方案进行了正确的操作,小坊忘了加指示剂,一直没有观察到溶液变化。实验结束后两位同学把试管中的废液倒入同一废液缸中,溶液呈无色。这时有人提议“继续探究废液缸中溶质(除酚酞外)的成分”:
【猜想与判断】
小香认为:可能是NaCl、Na2S04 H2S04
小坊认为:可能是NaCl、Na2S04,、NaOH
大家一致认为,经理论分析可以判断:小坊的猜想一定(2) ___________ (填“正确”或“错误”),无需探究;
【交流与表达】小香为了证明自己的猜想,实验如下:取样,加入氯化钡溶液,观察到溶液中有白色沉淀产生,则猜想正确。小香的实验________ (填“能”或“不能”)得出结论,理由是(4) __________________________________________________________________;
【补充与完善】为了证明小香的猜想,我设计的实验是:取样,加入(5) ___________ (一种有色溶液),观察到的实验现象是(6) ______________________,证明该猜想正确。
某课外小组的同学以“氢氧化钠试剂瓶口白色粉末的成分”为课题,进行科学探究活动,请你也参与到他们的实验探究中。
【提出问题】氢氧化钠试剂瓶口的白色粉末的成分是什么?
【猜想与假设】(1)甲同学猜想是:Na2CO3
乙同学猜想是:NaOH Na2CO3
丙同学猜想是:
【收集证据】(2)甲同学为证明自己的猜想:他取少量固体于试管中,加水溶解后,向其中滴加几滴氢氧化钡溶液,有白色沉淀产生,于是他自己的猜想是正确的。乙同学认为甲同学的结论不正确,其理由是
。
乙同学为证明自己的猜想:他取少量甲同学实验后的溶液,向其中滴加几滴酚酞溶液,观察到无色酚酞溶液变红的现象。得出自己的猜想是正确的。丙同学不同意乙同学的结论,原因是在甲的实验操作中引入,导致乙的实验不能验证自己的猜想。
(4)丙同学认为,要想证明NaOH是否存在,应该除去Na2CO3后才能继续证明,于是丙同学重新取白色粉末溶于水,加入一定量的稀盐酸直至不再产生气泡,然后再滴加酚酞溶液,发现酚酞溶液不变色,于是他认为甲的猜想正确。
请你写出丙同学滴加稀盐酸后所有可能发生反应的方程式;
【反思与评价】
(5)请你帮助丙同学改进实验设计,。并观察到了现象。得出了白色粉末的成分为NaOH Na2CO3的结论。
实验小组研究盐酸、氢氧化钠、氢氧化钙三种物质的化学性质,做了如图所示的实验。请你利用图中所给药品和他们一起进行研究。
(1)实验后某试管中为黄色溶液,该试管中发生反应的化学方程式为。
(2)实验后某试管中为红色溶液,向其中加入足量的,溶液变为无色。由此推断,该试管中最初盛有的物质是。
(3)实验后某试管底部有蓝色絮状沉淀,继续向其中加入足量的,振荡后沉淀消失。
(4)实验后某试管的底部有白色固体,过滤后向滤液中滴加稀盐酸,开始时无明显现象,一段时间后有气泡出现。由此推断,该试管中最初发生反应的化学方程为。
(5)实验后某试管中只得到无色溶液,向其中加入足量的碳酸钠溶液,只产生气泡。那么该试管中最初发生反应的化学方程为。
(6)实验结束时,他们将实验废液倒入同一废液缸中,观察后,他们猜想最终的废液可能呈酸性。为了验证猜想,利用上述实验中未涉及到的酸的化学性质,另选药品进行实验:取少量废液样品于试管中,向其中加入一定量的,观察现象,证明最终的废液呈酸性。实验后为了避免废液造成不良后果 ,他们对废液进行了恰当处理。
炎热的六月,同学们在帮老师整理实验室时,发现一瓶久置石灰水试剂瓶的瓶壁和瓶塞周围有一些白色粉末。为弄清楚白色粉末的成分及其成因,他们进行了如下探究:
【提出问题】白色粉末的成分是什么?
【进行猜想】
猜想一:CaCO3
猜想二:CaCO3和Ca(OH)2
猜想三:Ca(OH)2(因为气温较高,溶质或溶剂蒸发,使石灰水中的溶质析出)
【设计实验】
(1)甲同学取白色粉末装入试管中,加入少量的水,振荡,发现有白色固体不溶解,于是他认为猜想一正确。乙同学认为甲同学的结论不严密,理由是:。
(2)为了得出较严密的结论,他们进行了如下实验。请完成下列实验报告:
实验步骤 |
可能观察到的现象 |
结论 |
取(1)试管中的上层清液,向其中滴加酚酞试液 |
猜想一正确 |
|
取(1)试管中的残留固体,向其中加入 |
有气泡生成 |
【交流反思】
(1)假设猜想二正确,利用上面表格中的步骤进行实验,出现的现象是
。
(2)通过上述实验探究,同学们向实验室提出保存和使用此类溶液的下列建议中,合理的是。
A.密封保存 B.禁止使用这种试剂 C.敞口放置 D. 使用前,临时配制
(3)用化学方法除去瓶壁上的白色固体(用化学方程式表示):
。
某化学兴趣小组在做完制取二氧化碳的实验后(用石灰石和稀盐酸制取),对反应后反应器内的剩余溶液的溶质成分产生了兴趣,他们继续进行了以下实验探究。
【分析推断】根据制取二氧化碳的反应原理,可以确定剩余溶液中一定含有氯化钙。但其中是否含有氯化氢需要通过实验来证明。
【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。
【实验过程】将剩余的溶液倒入烧杯中,微热后冷却到室温。
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
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甲同学 |
取烧杯中溶液少许于试管中,向其中滴加______ |
现象:溶液变为红色 |
溶液显酸性(含有H+);溶质中有氯化氢。 |
乙同学 |
取烧杯中溶液少许于试管中,向其中加入少量锌粒 |
现象:_________________________ 反应的化学方程式是: _______________________________ |
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丙同学 |
取烧杯中溶液少许于试管中,向其中加入少量石灰石 |
现象:_________________________ 反应的化学方程式是:____________ |
【拓展提高】若要从剩余溶液中得到尽可能多的纯净的氯化钙固体,同学们认为可以向剩余溶液中加入稍过量的____________(填化学式),经过滤、____________操作后即可完成。