【正文】 應(yīng) ,而鋁與氫氧化鈉溶液可反應(yīng)生成溶于水的偏 鋁酸鈉和氫氣 (2Al+2NaOH+2H2O? 2NaAlO2+3H2↑)。 【 實(shí)驗(yàn)探究 】 步驟 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 ① 取一個(gè)燒杯 ,加入適量粉末樣品 ,再加入足量的稀鹽酸 粉末部分溶解 ,有氣泡產(chǎn)生 粉末中一定含有 ② 另取一個(gè)燒杯 ,加入適量粉末樣品 ,再加入足量 NaOH溶液 粉末部分溶解 , 氣泡產(chǎn)生 粉末中一定含有鋁 綜合上述實(shí)驗(yàn) ,說(shuō)明猜想 成立。 【 實(shí)驗(yàn)探究 】① 加入稀鹽酸 ,粉末部分溶解并有氣泡產(chǎn)生 ,則粉末中有一種是氫前金屬 ,一種是 氫后金屬 ,故粉末中一定有 Cu。 【 拓展應(yīng)用 】 Al和稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2Al+6HCl? 2AlCl3+3H2↑。 【 實(shí)驗(yàn)探究 】 玲玲用上述物質(zhì)做了下列幾組實(shí)驗(yàn) : 組合 序號(hào) ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 組合 物質(zhì) H2SO4 NaOH H2SO4 NaCl H2SO4 Na2CO3 H2SO4 Ba(NO3)2 NaOH Ba(NO3)2 Na2CO3 Ba(NO3)2 【 記錄和解釋 】 (1)組合①、②、⑤均無(wú)明顯現(xiàn)象 ,其中組合 與另外兩組的實(shí)質(zhì)不同。 【 拓展延伸 】 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后 ,他們將所有廢液收集在廢液缸中靜置 ,觀察到白色沉淀和無(wú)色的上 層清液。 【 實(shí)驗(yàn) 2】 探究清液的成分 ①取少量清液于試管中 ,向其中滴加幾滴 Ba(NO3)2溶液 ,無(wú)明顯現(xiàn)象。 【 交流與反思 】 根據(jù)你對(duì)物質(zhì)溶解性的了解 ,結(jié)合復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件 ,請(qǐng)寫出一種在水溶 液中一般不能發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)的可溶性鹽 (寫化學(xué)式 )。 (2)碳酸鈉和硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳 ,化學(xué)方程式為 H2SO4+Na2CO3? Na2SO4+ H2O+CO2↑。 【 解釋與結(jié)論 】 廢液混合后 ,鈉離子、氯離子、硝酸根離子仍留在清液中 。 1.(2022湖北黃岡 ,31,6分 )鋁是重要的輕金屬 ,廣泛應(yīng)用于航空、電訊和建筑等領(lǐng)域。為了探究鋁與酸反應(yīng)的規(guī)律 ,小強(qiáng)用相同質(zhì)量、相同形狀的光亮 鋁片設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)。 (5)小芳將長(zhǎng)條狀鋁片的一端放在酒精燈火焰上灼燒片刻 ,輕輕搖動(dòng)鋁條 ,受熱一端會(huì)左右搖 晃 ,卻不像蠟燭那樣滴落。 答案 (1)活潑 (2)氫離子濃度 (或鹽酸的濃度 ) (3)Cl S? (4)2Al+3H2SO4? Al2(SO4)3+3H2↑ (5)加熱條件下 ,鋁表面易被氧化成致密的高熔點(diǎn)氧化膜。 (4) 實(shí)驗(yàn)二中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2Al+3H2SO4? Al2(SO4)3+3H2↑。乙同學(xué)對(duì)該結(jié)論提 出了質(zhì)疑 ,認(rèn)為溶液中不一定含有氯化鈉 ,理由是 。 ③向?yàn)V渣中加少量水后滴入酚酞 ,溶液變紅。碳酸鈉和稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為 Na2CO3+2HCl? 2NaCl+ H2O+CO2↑。向?yàn)V渣中加少量水后滴入酚酞 ,溶液變紅 ,說(shuō)明濾渣 中的物質(zhì)還有 Ca(OH)2,同時(shí)證明樣品中含有氫氧化鈉。 設(shè)計(jì)者 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 丁同學(xué) 取少量廢液于一支試管中 ,向其中加入足量的碳酸鈉溶液 有白色沉淀生成 猜想一正確 戊同學(xué) 取幾粒鋅粒于一支試管中 ,向其中加入少量廢液 (4) 猜想二正確 【 評(píng)價(jià)與反思 】 請(qǐng)判斷以上設(shè)計(jì)的兩個(gè)方案中 ,(5) 同學(xué)的方案合理 ,請(qǐng)分析另一個(gè)方 案不合理的理由 :(6) 。若氫氧化鈣有剩余 ,則廢液中還含有 Ca(OH)2,故廢液中溶質(zhì)成分還可能為 CaCl Ca(OH)2。 (6)丁同學(xué)方 案不合理 ,因?yàn)椴孪胫卸加新然} ,在廢液中加入足量碳酸鈉 ,都能產(chǎn)生白色沉淀。證明溶液呈堿性 ,可考 慮堿的化學(xué)性質(zhì) ,可加入無(wú)色酚酞試液。 【 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 】 20 ℃ 時(shí) ,甲酸的狀態(tài)為 。 【 進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 】 實(shí)驗(yàn)中觀察到 C處瓶?jī)?nèi)出現(xiàn)大量水珠 ,F處玻璃管中出現(xiàn)的現(xiàn)象為 ,甲酸分解的化學(xué)方程式為 。經(jīng)討論認(rèn)為無(wú)需進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 就能確定猜想 3和猜想 4都錯(cuò)誤 ,理由是 。E裝置中的濃硫酸用于干燥通入 F裝置中的氣體 ,F處玻璃管中發(fā)生的反應(yīng)為一氧化 碳還原氧化鐵 ,因此觀察到的現(xiàn)象為紅色固體變?yōu)楹谏?,則甲酸分解的化學(xué)方程式為 HCOOH ? CO↑+H2O。 【 提出問(wèn)題 2】 固體 D中的成分是什么 ? 【 猜想與假設(shè) 2】 小軍同學(xué)經(jīng)分析認(rèn)為一定含有 CaCO3,原因是 (用化學(xué)方程式表示 )。 【 反思與評(píng)論 】 請(qǐng)你寫出以上物質(zhì)制備流程方案中體現(xiàn)綠色化學(xué)的核心及原則的一點(diǎn) 。 【 表達(dá)與交流 】 由流程圖信息可知 ,反應(yīng)①的化學(xué)方程式為 NaCl+H2O+NH3+CO2? NaHCO3↓+ NH4Cl。 ? 【 信息資料 】 本實(shí)驗(yàn)條件下 ,氫氣密度為 g/L。經(jīng)過(guò)濾、洗滌和 干燥后 ,稱得沉淀質(zhì)量為 g。 (3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 : ① 通過(guò)步驟 Ⅱ 推斷 ,樣品中一定含有的物質(zhì)是 。 ,能計(jì)算出樣品中各物質(zhì)的質(zhì)量 ,確保樣品完全反應(yīng) Ⅱ 中 Y形管內(nèi)藥品減輕的質(zhì)量 ,即能計(jì)算出樣品中各物質(zhì)的質(zhì)量 答案 (1)把水準(zhǔn)管下移一段距離 ,使水準(zhǔn)管和量氣管中的水形成一定的液面差 ,如果一段時(shí)間 后液面差保持不變 ,則說(shuō)明裝置不漏氣 。氫氧化鎂沉淀中鎂元素的質(zhì)量即為樣品中鎂元 素的質(zhì)量 ,即 g? = g。 2424 (16 1) 2? ? ?2424 16?2424 (16 1) 2? ? ?(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)提供的數(shù)據(jù)可知 ,利用該實(shí)驗(yàn)方案 ,能計(jì)算出樣品中各物質(zhì)的質(zhì)量 。 (2)實(shí)驗(yàn)二中出現(xiàn)淺綠色固體。 【 猜想與假設(shè) 】 ① 淺綠色固體為 Cu4(OH)6SO4。證明固體已洗滌干凈 的方法是 。寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式 。②固體與液體分離的操作是過(guò)濾 ,過(guò)濾得到的固體表面會(huì)殘留硫酸鈉 (或硫酸鈉和 硫酸銅 ),可取最后一次洗滌液 ,滴加氯化鋇 (或硝酸鋇或氫氧化鋇 )溶液 ,若無(wú)沉淀生成 ,說(shuō)明固 體已洗凈。有的出現(xiàn)白色渾濁物。 Ⅲ .出現(xiàn)白色渾濁物 ,與酚酞溶液的濃度有關(guān)。 (4)實(shí)驗(yàn) 3的操作步驟 :取 3支試管 ,分別加入 2 mL水 , 。 (3)通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn) 2中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析可知 ,在所加 酚酞溶液濃度相同的條件下 ,氫氧化鈉溶液的濃度越大 ,紅色褪去越快。 評(píng)析 本題以探究氫氧化鈉溶液使酚酞變紅后又褪色的原因?yàn)榫€索 ,通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)考查了學(xué) 生的閱讀理解能力 ,推理判斷能力 ,對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析與處理能力等。 ? (1)試管尾部放一團(tuán)濕棉花的目的是 。 【 猜想與假設(shè) 】 猜想一 :剩余固體是 Fe與 Fe3O4。 【 查閱資料 】 答案 (1)提供水蒸氣 (2)H2 (3)【 猜想與假設(shè) 】 Fe3O4 【 實(shí)驗(yàn)探究 】 (上表中其他合理答案均給分 ) 【 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 】 3Fe+4H2O(g)? Fe3O4+4H2 【 反思與交流 】 Fe2O3為紅棕色或 F。 【 實(shí)驗(yàn)探究 】 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論 【 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 】 鐵和水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。說(shuō)明生成的氣體是 。 9.(2022安徽 ,14,8分 )常溫下沒(méi)有氧氣存在時(shí) ,鐵與水幾乎不反應(yīng) ,但高溫下 ,鐵與水蒸氣能反應(yīng) 生成一種常見鐵的氧化物和一種氣體。 (5)根據(jù)實(shí)驗(yàn) 2中的現(xiàn)象 ,當(dāng)酚酞溶液濃度為 %時(shí) , 氫氧化鈉溶液的濃度為 %,才能確保紅色不褪去。 (6)有同學(xué)認(rèn)為 ,僅通過(guò)實(shí)驗(yàn) 3得出“猜想與假設(shè) Ⅲ 成立”證據(jù)不足 ,理由是 。 (2)實(shí)驗(yàn) 1的現(xiàn)象表明 ,猜想與假設(shè) Ⅰ (填“成立”或“不成立” )。 【 猜想與假設(shè) 】 Ⅰ .紅色褪去 ,與 NaOH溶液和空氣中的 CO2反應(yīng)有關(guān)。 8.(2022北京 ,37,6分 )眾所周知 ,酚酞溶液遇 NaOH溶液變紅。氫氧化銅在加熱的條件下反應(yīng)生成黑色的氧化銅和水 ,化學(xué) 方程式為 Cu(OH)2? CuO+H2O 。 【 結(jié)論 】 猜想②正確。 【 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 】 ① 將實(shí)驗(yàn)二的試管加熱至 100 ℃ ,出現(xiàn)黑色固體 ,則證明淺綠色固體中含有 。 【 查閱資料 】 ① NaOH與 CuSO4反應(yīng)會(huì)生成堿式硫酸銅 [Cu4(OH)6SO4],其不溶于水 ,能與酸反應(yīng) 。僅稱量步驟 Ⅱ 中 Y形管 內(nèi)藥品減輕的質(zhì)量 (氫氣的質(zhì)量 ),只能計(jì)算出固體樣品中所含單質(zhì)鎂的質(zhì)量 ,不能計(jì)算出其他 成分的質(zhì)量。 Mg+H2SO4? MgSO4+H2↑ 24 2 x 6 L g/L x= g 若固體粉末由 MgO和 Mg組成 ,則氧化鎂中鎂元素的質(zhì)量為 ( g)? = g≠ g= g。 ②鎂、氧化鎂和氫氧化鎂均能與稀硫酸反應(yīng) ,所以看到固體藥品完全消失了 ,就證明樣品已完 全反應(yīng)。 ②結(jié)論 :該樣品中的成分是 。 (2)① 使樣品與硫酸充分反應(yīng)的正確操作是 (填標(biāo)號(hào) )。 步驟 Ⅱ :傾斜 Y形管 ,使樣品充分反應(yīng) ,測(cè)得生成氣體的體積為 mL。 6.(2022福建福州 ,17,8分 )某固體粉末由 Mg、 MgO和 Mg(OH)2中的一種或幾種組成。 【 猜想與假設(shè) 2】 因?yàn)?Ca(OH)2微溶于水 ,所以固體 D中可能含有 Ca(OH)2。 【 實(shí)驗(yàn)與探究 2】 請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單可行的實(shí)驗(yàn)方案 ,證明固體 D中存在 【 猜想與假設(shè) 】 中可 能還含有的物質(zhì) (所用試劑只能為溶液 )。 5.(2022廣西貴港 ,21,7分 )氫氧化鉀是一種常見的堿 ,某化學(xué)興趣小組的同學(xué)依據(jù)綠色化學(xué)的核 心及原則 ,利用所學(xué)的化學(xué)知識(shí) ,設(shè)計(jì)了制備氫氧化鉀的方案 ,同時(shí)還可制得純堿等物質(zhì) ,具體 流程如圖所示。 【 實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè) 】 若猜想 1成立 ,則生成的氣體為 H2和 CO2,二氧化碳與水反應(yīng)生成的碳酸能使紫色 石蕊溶液變紅 ,因此 D中的現(xiàn)象為紫色石蕊溶液變紅色。據(jù)此小新 對(duì)甲酸的分解產(chǎn)物又提出新猜想 :猜想 CO2。為了加快分解速率 ,實(shí)驗(yàn)小組加入了催化劑 ,反應(yīng)后將分解產(chǎn)物通入圖 二裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 【 提出猜想 】 實(shí)驗(yàn)小組對(duì)甲酸的分解產(chǎn)物提出了猜想 : 猜想 CO2。 知識(shí)拓展 兩種溶液反應(yīng)的情況有兩種 :一是恰好完全反應(yīng) ,二是有一者剩余。 (4)廢液中若含有 HCl,加入鋅粒 ,鋅粒會(huì)逐漸溶解 ,產(chǎn)生氣 泡。 【 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 】 答案 (1)溶液的紅色逐漸褪去 (2)CaCl Ca(OH)2 (3)2HCl+Ca(OH)2? CaCl2+2H2O (4)鋅粒逐漸溶解 ,有氣泡產(chǎn)生 (5)戊 (6)猜想中都有 CaCl2,加 Na2CO3溶液都會(huì)產(chǎn)生白色沉淀 (7)腐蝕下水道或污染水質(zhì) (合理答案均可得分 ) 解析 (1)澄清石灰水呈堿性 ,使酚酞試液變紅 ,加入稀鹽酸 ,其與氫氧化鈣反應(yīng) ,堿性減弱 ,溶液 的紅色變淺 ,當(dāng)恰好完全反應(yīng)時(shí)紅色剛好褪去。乙同學(xué)認(rèn)為 ,甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先向澄清石灰水中滴幾滴酚酞試液 ,再滴加適量的稀 鹽酸 ,當(dāng)觀察到 (1) 時(shí) ,就可以說(shuō)明兩種物質(zhì)能發(fā)生反應(yīng)。樣品中有碳酸鈉 ,碳酸鈉與硝酸鈣反應(yīng)生 成碳酸鈣和硝酸鈉 ,所以濾渣中的物質(zhì)有碳酸鈣 。 (3)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn) ,得出的結(jié)論正確的是 (填序號(hào) )。于是 , 大家又進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn) : ① 另取少量樣品溶于水 ,向其中加入過(guò)量硝酸鈣溶液 ,產(chǎn)生白色沉淀 ,然后過(guò)濾、洗滌。某化學(xué)興趣小組為了探 究久置的工業(yè)燒堿的成分 ,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn) : (1)取少量樣品于燒杯中 ,向其中加入過(guò)量稀鹽酸 ,觀察到有氣泡產(chǎn)生 ,說(shuō)明樣品中含有 ,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。 (2)實(shí)驗(yàn)三、四對(duì)比 ,實(shí)驗(yàn)四中鹽酸 的濃度大于實(shí)驗(yàn)三中鹽酸的濃度 ,因此實(shí)驗(yàn)四中產(chǎn)生的氣泡多且速率快 ,說(shuō)明鋁與酸反應(yīng)產(chǎn)生 氫氣的速率與鹽酸的濃度 (或氫離子濃度 )有關(guān)。氧化鋁的熔、沸點(diǎn)分別為 2 054 ℃ 、 2 980 ℃ 。 (3)比較實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)二說(shuō)明鋁與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的速率 ,可能與 、 粒子和 溫度、金屬與酸的接觸面積等多種因素有關(guān)。