兴趣小组的同学对碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠的某些性质进行相关-优题课

兴趣小组的同学对碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠的某些性质进行相关探究。

【提出问题】它们溶液的酸碱性及与酸反应时溶液的pH如何变化？

【实验探究1】向等体积、等浓度的碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠溶液中，分别加入几滴紫甘蓝汁液，同时用蒸馏水进行对比实验，观察并记录现象如下：

液体名称	蒸馏水	碳酸氢钠溶液	碳酸钠溶液	氢氧化钠溶液
紫甘蓝汁液显示的颜色	蓝紫色	蓝色	绿色	黄色

查阅资料：

pH	7.5～9	10～11.9	12～14
紫甘蓝汁液显示的颜色	蓝色	绿色	黄色

【得出结论1】三种溶液的碱性由强到弱的顺序为　　。

【实验探究2】甲同学在烧杯溶液中加入约5mL稀氢氧化钠溶液，滴入几滴酚酞溶液，此时溶液由　　色变为　　色。向其中加入稀盐酸，该反应的化学方程式为　　。

乙同学向一定体积、一定浓度的氢氧化钠溶液中，逐滴加入一定浓度的盐酸，得到pH变化与时间的关系如图1所示。a点表示的意义是：　　。

【得出结论2】从微观角度分析，该反应的实质是　　。

【实验探究3】向等体积、含等碳原子数的碳酸氢钠和碳酸钠溶液中，分别逐滴加入一定浓度的盐酸，得到pH变化与时间的关系如图2、图3所示。

【交流与反思】b点的溶质为　　（写化学式），将图2和图3的阴影部分进行叠加，发现两者基本重合，c点的溶质　　（写化学式）

【得出结论3】通过上述分析，碳酸钠和盐酸反应过程，可以依次用以下两个化学方程式表示：　　、　　。

【结论与反思】探究溶液的酸碱性及反应pH值的变化，可以认识反应的原理及进行的过程。

科目化学题型实验题难度较难

知识点：实验探究物质的性质或变化规律

化学实验能提升学生的科学素养，“双减”背景下，同学们更加喜爱实验探究。

（1）实验一：去除粗盐中的泥沙。过滤器的制作过程如图1所示，正确操作的顺序为　　（填序号）。蒸发过程中，提供热源的玻璃仪器名称为　　。

（2）实验二：探究可燃物燃烧的条件（白磷化学式为 $P_{4}$ ，着火点为40℃）。

向图2装置中通入 $O_{2}$ 后，　　（填“甲”或“乙”）烧杯中的白磷燃烧，反应化学方程式为　　。比较乙烧杯中通入 $O_{2}$ 前、后的现象，得出燃烧需要的条件是　　（填序号）。

A.可燃物

B.温度达到着火点

C.需要氧气参与

某探究小组同学对物质的组成进行探究。

探究一：探究甲烷的组成

（1）设计并实验：点燃甲烷，在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯，可观察到烧杯壁上的现象为　　。迅速把烧杯倒过来，向烧杯内注入少量澄清石灰水，振荡，澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式为　　。

结论：甲烷含有氢、碳元素。

（2）提出问题：甲烷组成中是否含氧元素？

设计并实验：设计如图1装置进行实验。先通一段时间 $N_{2}$ ，点燃酒精灯，通入甲烷燃烧后的产物（不含甲烷和氧气），反应结束后，再通入一段时间 $N_{2}$ 。（已知：甲烷质量为a克）

结论：甲烷只含碳、氢元素，不含氧元素。

①B装置的作用是　　。

②得到此结论，需要收集的实验证据有　　。

探究二：探究酸、碱、盐的性质及物质的成分

【实验一】

（3）向稀盐酸、稀硫酸中分别滴加紫色石蕊溶液，观察到的现象是　　。

（4）向盛有氧化铜的试管中加入稀硫酸，加热，反应的化学方程式为　　。

【实验二】

（5）向镁条中加入稀硫酸，有气体产生，固体全部溶解，取反应后的溶液分别置于A、B烧杯中。

①向A中逐滴加入 $NaOH$ 溶液，溶液中溶质质量变化如图2所示。由实验可得溶质的成分为 $MgS O_{4}$ 和 $H_{2} S O_{4}$ 。ab段发生反应的化学方程式为　　。

②向B中滴加足量 $BaC l_{2}$ 溶液，不断搅拌。实验过程中溶液pH的变化情况是　　。

【实验三】

（6）有一包白色粉末，可能含有 $MgO$ 、 $Mg （ OH ）_{2}$ 、 $MgS O_{4}$ 中的一种或几种。为探究其成分，进行如下实验。

取n克白色粉末于烧杯中，向烧杯中加入足量稀硫酸，粉末完全溶解，继续向烧杯中加入过量 $NaOH$ 溶液，将生成的沉淀过滤、洗涤、干燥，称得固体质量为n克，可以推测白色粉末可能的成分组成情况有　　。

（7）由以上实验可知，酸的化学性质有　　。

为了发展学生的学科素养和培养学生的深度学习能力，某老师带领化学兴趣小组走进实验室，对几瓶缺失标签的酸碱盐溶液之间的复分解反应开启探究之旅。缺失标签的溶液分别用标签A、B、C标记，它们可能是稀盐酸或稀硫酸、 $NaOH$ 溶液或 $Ba （ OH ）_{2}$ 溶液、 $NaCl$ 溶液或 $N a_{2} C O_{3}$ 溶液中三种不同类别的溶液。

Ⅰ.初步探究：

【提出问题】某些酸、碱、盐之间是否发生复分解反应？

【设计实验】分别取少量样品溶液于①②③三支试管中，再互相滴加溶液，振荡、静置、观察。

【实验判断】综合①②③三支试管的实验现象判断，A是　　溶液，C是　　溶液，C溶液中溶质的俗称是　　。

【实验结论】①②试管中有气体或沉淀生成一定发生了复分解反应。

Ⅱ.进一步探究：

【提出问题】对于无明显现象的A与B反应，如何设计实验验证复分解反应的发生？

【设计实验】小梁同学另取少量A溶液于④号试管中，先滴加酚酞溶液再滴加B溶液，现象如图所示。

【实验判断】A溶液与B溶液发生反应的实质是　　。

Ⅲ.深度探究：

【设计实验】把①②两支试管的废液和④号试管滴加B溶液后所得的废液倒入同一个烧杯中，充分搅拌，溶液变红色，白色沉淀增多，静置、过滤。

【实验判断】最后所得滤液中一定含有的溶质是（酚酞除外）　　（填化学式），出现白色沉淀量增多一定发生的化学反应是　　（用化学方程式表示）。

【总结提升】（1）经过上述探究，证实只有当两种化合物互相交换成分，生成物中有水或气体或沉淀生成时，复分解反应才能发生。下列实例中应用复分解反应原理的是　　（填字母）。

A.酸碱性废水的处理

B.食醋清洗水瓶中的水垢

C.中国古代的“湿法炼铜”

（2）若要判断无现象的化学反应是否发生，可以从反应物　　或生成物是否存在的角度去判断。请你列举一个课本上用其中一个角度来判断无现象的化学反应发生的例子：　　。

化学是一门以实验为基础的科学。根据下列实验装置图回答问题：

（1）A装置中仪器甲的名称为　　。

（2）实验室用A装置制取氧气的化学方程式为　　，若选用如图放置的E装置，用排空气法收集氧气，验满的方法是　　。

（3）为探究二氧化碳的性质，小卢同学想在实验室制取一瓶二氧化碳，选用的药品是　　（填药品名称），请你帮他从上述的装置中组装一套集制取、除杂、干燥和收集二氧化碳的装置，所选装置的接口连接顺序为　　（填字母标号）。

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茶垢是茶中的有机物经过系列变化形成的，不易清洗。使用茶垢清洁剂可以轻松将茶垢除去。梧州某校化学兴趣小组对茶垢清洁剂的除垢原理、使用方法等进行了系列探究。

小吴按照说明书将适量茶垢清洁剂放入有茶垢的杯子中，加入热水浸没茶垢，立即产生大量气泡，一段时间后冲洗茶杯，茶杯光亮如新。

【提出问题1】产生的气体是什么？

[查阅资料]茶垢清洁剂的主要成分为过碳酸钠（ $N a_{2} C O_{4}$ ）。

[猜想与假设]同学们对该气体的成分提出了三种猜想。

猜想1：只有 $O_{2}$ ；猜想2：　　；猜想3：既有 $O_{2}$ 又有 $C O_{2}$ 。

[实验验证]小吴按如图装置对猜想进行如下验证：

操作	现象	结论
检查气密性后，向A中加入热水，将生成的气体依次通过B、C，向D中插入带火星的木条。	观察到B中，D中木条复燃	猜想1正确。

[拓展实验]小周改用冷水重复上述实验，观察到锥形瓶中有持续的小气泡缓慢放出，带火星的木条没有复燃。该木条不复燃的原因是　　。

[交流与讨论]老师提示，茶垢清洁剂是利用过碳酸钠与水反应产生具有强氧化性的活性氧，使茶垢分解、剥离、脱落。所以，使用茶垢清洁剂时，加入　　的水，效果更好。

【提出问题2】过碳酸钠与热水反应后所得溶液E中溶质的成分是什么？

[猜想与假设]同学们查阅资料后，作出三种猜想。

猜想1：只有 $N a_{2} C O_{3}$ ；猜想2：只有 $NaOH$ ；猜想3：既有 $N a_{2} C O_{3}$ 又有 $NaOH$ 。

[实验验证]小施从下列试剂中选择合适的试剂完成探究：稀盐酸、饱和 $Ca （ OH ）_{2}$ 溶液、 $CaC l_{2}$ 溶液、酚酞溶液、 $Ba （ OH ）_{2}$ 溶液。

操作	现象	结论
步骤1：取少量溶液E，滴加	有气泡产生	溶液中一定有 $N a_{2} C O_{3}$ ，猜想2不正确。
步骤2：另取少量溶液E，滴加 $CaC l_{2}$ 溶液至不再产生沉淀为止，向上层清液中加入　　。	无明显现象	溶液中无 $NaOH$ ，猜想3不正确，猜想1正确。

[交流与讨论]步骤2中选用 $CaC l_{2}$ 而不用 $Ca （ OH ）_{2}$ 的原因是　　。

【总结提升】

（1）根据过碳酸钠的性质，保存茶垢清洁剂应注意　　。

（2）过氧化钠（ $N a_{2} O_{2}$ ）常用作供氧剂，其与水反应的历程与过碳酸钠类似，即先与水反应生成过氧化氢和一种碱，之后过氧化氢迅速分解。请写出过氧化钠与水反应的总反应方程式　　。