【文章內(nèi)容簡介】 的鑒別 ,并對廢液 成分展開探究。 活動一 通過小組合作 ,同學(xué)們完成了下圖所示的三組小實驗。實驗中生成白色沉淀的化學(xué)方程式是 (寫一個 )。 ? 活動二 小雪將六支試管中的剩余物倒入一個潔凈的大燒杯中 (如下圖 ),充分攪拌、靜置 ,觀察到杯內(nèi) 上層是無色溶液 ,下層有白色沉淀。由此可以確定 :上層溶液中一定不含有的離子是 以及一定含有的離子。小組同學(xué)對上層溶液中 還可能 含有的離子進行了如下探究。 ? 【提出問題】上層溶液中 還可能 含有什么離子 ? 【猜想與假設(shè)】上層溶液中 還可能 含有 OH、 C? 、 Ca2+中的一種或幾種。 23O?【進行實驗】 【反思與評價】 (1)小明同學(xué)對方案一提出質(zhì)疑 ,他的理由是 。 (2)經(jīng)過綜合分析 ,最終確定上層溶液中肯定存在的離子有 。 (3)將燒杯內(nèi)物質(zhì)過濾 ,濾渣回收 ,向濾液中加入適量 進行處理后再排放。 答案 活動一 :Ca(OH)2+Na2CO3? CaCO3↓+2NaOH(或 CaCl2+Na2CO3? CaCO3↓+2NaCl) 活動二 :H+(或氫離子 ) 【進行實驗】滴加過量的 BaCl2溶液 ,靜置 ,繼續(xù)滴加 CuSO4溶液 [或滴加過量的 Ca(NO3)2溶液 ,靜 置 ,繼續(xù)滴加 FeCl3溶液 ](合理即可 ) ①產(chǎn)生白色沉淀 ②產(chǎn)生藍色沉淀 (或產(chǎn)生紅褐色沉淀 )(合理即可 ) 【反思與評價】 (1)溶液中有 C? (或 Na2CO3)也會使酚酞變紅 ,無法判斷是否含 OH[或溶液中 有 C? (或 Na2CO3),溶液也顯堿性 ,無法判斷是否含 OH](合理即可 ) (2)Na+、 Cl、 OH、 C? (或鈉離子、氯離子、氫氧根離子、碳酸根離子 ) (3)稀硫酸 (或稀鹽酸 /酸 )(合理即可 ) 23O?23O?23O?解析 活動一 :氫氧化鈣溶液與碳酸鈉溶液反應(yīng)生成碳酸鈣白色沉淀 ,氯化鈣溶液與碳酸鈉溶 液反應(yīng)也生成碳酸鈣白色沉淀 ,反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為 Ca(OH)2+Na2CO3? CaCO3↓+2 NaOH、 Na2CO3+CaCl2? CaCO3↓+2NaCl。 活動二 :六支試管內(nèi)的剩余物倒在一起有白色沉淀 ,該白色沉淀一定是碳酸鈣 ,則上層清液中一 定不含氫離子 ,因為碳酸鈣與鹽酸能發(fā)生反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳。 【進行實驗】根據(jù)離子的性質(zhì)確定檢驗方法。 OH能使酚酞變紅 ,能與 Cu2+、 Fe3+分別結(jié)合成 Cu(OH)2藍色沉淀、 Fe(OH)3紅褐色沉淀。 C? 與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳氣體 ,與 Ca2+、 Ba2+分 別結(jié)合成 CaCO BaCO3白色沉淀。方案一中用酚酞檢驗 OH,用稀鹽酸檢驗 C? 。根據(jù)實驗結(jié) 論一定含 C? 、無 Ca2+,一定有 OH,方案二可以用可溶性鈣鹽、鋇鹽檢驗 C? ,用可溶性銅 鹽、鐵鹽檢驗 OH。 【反思與評價】 (1)碳酸鈉溶液呈堿性 ,也能使酚酞溶液變紅 ,無法判斷是否含有 OH。 (2)經(jīng)過分析可知上層溶液中一定存在 Na+、 Cl、 OH、 C? 。 (3)濾液中含有 OH、 C? ,顯堿性 ,可以加入適量稀鹽酸 (或稀硫酸 )除去 OH、 C? 。 23O? 23O?23? 23?23O?23O? 23O?5.(2022甘肅蘭州 A,34,8分 )某校化學(xué)興趣小組在學(xué)完堿的化學(xué)性質(zhì)后 ,做了澄清石灰水和稀鹽 酸反應(yīng)的實驗 ,并將廢液倒入一潔凈的廢液缸中 ,進行了如下探究 : 探究 Ⅰ :甲同學(xué)在做該實驗時沒有觀察到明顯現(xiàn)象 ,于是對澄清石灰水和稀鹽酸能否發(fā)生反應(yīng) 表示懷疑。乙同學(xué)認為 ,甲同學(xué)實驗時應(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 ,就可以說明兩種物質(zhì)能發(fā)生反應(yīng)。 探究 Ⅱ :廢液中溶質(zhì)的成分是什么 ? 【做出猜想】猜想一 :CaCl2 猜想二 :CaCl HCl 猜想三 :CaCl HCl、 Ca(OH)2 你的猜想 :(2) 丙同學(xué)認為猜想三是錯誤的 ,理由是 (3) (用化學(xué)方程式解釋 )。 【評價與反思】請判斷以上設(shè)計的兩個方案中 ,(5) 同學(xué)的方案合理 ,請分析另一個方 案不合理的理由 :(6) 。 【表達與交流】若實驗證明猜想二是正確的 ,你認為該廢液未經(jīng)處理直接倒入下水道 ,可能造 成的危害是 (7) (填一點 )。 設(shè)計者 實驗操作 實驗現(xiàn)象 實驗結(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 【實驗設(shè)計】 答案 (每空 1分 ,方程式 2分 ,共 8分 )(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)時紅色剛好褪去。 (2)鹽酸與氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣和水 ,廢液 中溶質(zhì)一定有氯化鈣 ,若鹽酸有剩余 ,則廢液中還含有 HCl。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。 (3)鹽酸能與氫氧化鈣反應(yīng) ,二者不可 能同時剩余 ,因此猜想三錯誤。 (4)廢液中若含有 HCl,加入鋅粒 ,鋅粒會逐漸溶解 ,產(chǎn)生氣泡。 (5)戊同學(xué)的方案合理 ,溶液中含有 HCl,放入鋅粒后 ,一定會反應(yīng)生成氫氣。 (6)丁同學(xué)方案不合 理 ,因為猜想中都有氯化鈣 ,在廢液中加入足量碳酸鈉 ,都能產(chǎn)生白色沉淀。 (7)廢液中含有 HCl,直接倒入下水道 ,鹽酸會腐蝕下水道 ,也會污染水質(zhì)。 知識拓展 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。證明溶液呈酸 性 ,可考慮酸的化學(xué)性質(zhì) ,加入紫色石蕊試液、活潑金屬或碳酸鹽均可 。證明溶液呈堿性 ,可考 慮堿的化學(xué)性質(zhì) ,可加入無色酚酞試液。 考點二 物質(zhì)分離和提純 1.(2022四川成都 ,12,3分 )下列各組物質(zhì)的鑒別方法與結(jié)論均正確的是 ? ( ) 選項 物質(zhì) 方法與結(jié)論 A 黃銅與銅 相互刻畫 ,留下痕跡的是黃銅 B 高錳酸鉀與二氧化錳 取樣加熱 ,伸入帶火星木條復(fù)燃的是高錳酸鉀 C 氯化鈉與硝酸銨 取樣溶解 ,試管外壁有水霧的是氯化鈉 D 稀鹽酸與稀硫酸 取樣測 pH,pH大的是稀鹽酸 答案 B 黃銅是銅鋅合金 ,硬度大于純銅 ,相互刻畫 ,銅片上留下痕跡 ,A錯誤 。高錳酸鉀受熱分 解能生成氧氣 ,使帶火星木條復(fù)燃 ,二氧化錳受熱不分解 ,B正確 。氯化鈉溶于水溫度基本不變 , 硝酸銨溶于水溫度降低 ,試管外壁有水霧 ,C錯誤 。稀鹽酸與稀硫酸的濃度未知 ,無法用 pH的大 小來鑒別二者 ,D錯誤。 2.(2022湖南長沙 ,13,3分 )下列鹽的用途中 ,錯誤的是 ? ( ) 答案 A 碳酸鈣可用作補鈣劑 ,B正確 。氯化鈉可用于配制生理鹽水 ,C正確 。碳酸氫鈉俗稱小 蘇打 ,常用作焙制糕點的發(fā)酵粉 ,D正確。 3.(2022河南 ,10,1分 )除去食鹽水中 CaCl2和 Na2SO4雜質(zhì)的操作有 :①加過量 BaCl2溶液 。②過濾 。③ 加過量 Na2CO3溶液 。④蒸發(fā)結(jié)晶 。⑤加適量鹽酸。下列操作順序正確的是 ? ( ) (提示 :BaSO BaCO3難溶于水 ) A.③①②⑤④ B.①⑤③②④ C.①③⑤④② D.①③②⑤④ 答案 D 食鹽水中的硫酸鈉、氯化鈣雜質(zhì)分別選用過量的氯化鋇、碳酸鈉除去 ,由于加入 的除雜試劑均為過量 ,因此應(yīng)首先加入氯化鋇除去硫酸鈉 ,而后加入過量的碳酸鈉除去氯化鈣 和過量的氯化鋇 。待充分反應(yīng)后 ,過濾 ,再向濾液中加入適量的稀鹽酸除去過量的碳酸鈉 。最后 將得到的溶液加熱蒸發(fā) ,使氯化鈉結(jié)晶析出。因此除雜時的操作順序為①③②⑤④ ,故選 D。 4.(2022黑龍江哈爾濱 ,14,2分 )除去下列物質(zhì)中的少量雜質(zhì) ,所選用的試劑和操作方法都正確的 是 ? ( ) 選項 物質(zhì) 雜質(zhì) 試劑 操作方法 A CuO C 足量空氣 在空氣中灼燒 B CO2 HCl 足量氫氧化鈉溶液和濃硫酸 依次通過兩種試劑 C KCl K2SO4 蒸餾水和過量 BaCl2溶液 溶解、過濾、蒸發(fā) D FeCl3溶液 CuCl2 過量鐵粉 過濾 答案 A 氧化銅是固體 ,碳可以在空氣中燃燒生成二氧化碳氣體而被除去 ,故 A正確 。氫氧化 鈉溶液與 CO HCl均反應(yīng) ,故 B錯誤 。BaCl2溶液可以除去 KCl中含有的 K2SO4,但 BaCl2溶液過量 又增加了新的雜質(zhì) ,故 C錯誤 。鐵和 CuCl2溶液反應(yīng)生成了新雜質(zhì) FeCl2且 FeCl3與 Fe反應(yīng)也會生 成 FeCl2,故 D錯誤。 5.(2022遼寧沈陽 ,17,7分 )為了防止污染 ,用黃銅礦 (主要成分是 CuFeS2及少量含 Zn的化合物 )煉 銅時 ,將產(chǎn)生的廢氣、廢液轉(zhuǎn)換成工業(yè)原料 ,設(shè)計流程如下 :(假定每一步都完全反應(yīng) ) ? 冶煉 (1)廢氣處理后得到的產(chǎn)品 X是 。 (2)寫出步驟①中反應(yīng)的化學(xué)方程式 。 (3)步驟②的操作是 。 (4)濾液 a和濾液 b中溶質(zhì)的成分 (填“相同”或“不相同” )。 (5)若操作過程中物質(zhì)的損失忽略不計 ,要生成 g B和 g D,則加入 Zn的質(zhì)量應(yīng)至少大于 g。 答案 (1)H2SO4(或硫酸 ) (2)Zn+FeSO4? ZnSO4+Fe、 Zn+CuSO4? ZnSO4+Cu (3)用磁鐵吸引 (4)相同 (5) 解析 (1)三氧化硫與水反應(yīng)生成硫酸 ,因此產(chǎn)品 X是硫酸。 (2)鋅比銅、鐵金屬活動性強 ,廢液 中加入過量鋅 ,鋅與硫酸銅、硫酸亞鐵發(fā)生置換反應(yīng) ,得到的固體 A為生成的銅、鐵和過量的 鋅的混合物 ,濾液 a為硫酸鋅溶液。 (3)固體 A為銅、鐵、鋅的混合物 ,用磁鐵吸引后得到的固 體 B為鐵 ,固體 C為銅和鋅的混合物 ,加入適量的稀硫酸 ,鋅與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅 ,銅不反應(yīng) , 故固體 D為銅 ,濾液 b為硫酸鋅溶液。 (4)濾液 a、 b中溶質(zhì)的成分相同 ,均為硫酸鋅。 (5)B為鐵 ,D 為銅 ,根據(jù)鋅與硫酸亞鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式 ,可計算出生成 g鐵需要鋅的質(zhì)量為 g。根據(jù) 鋅與硫酸銅反應(yīng)的化學(xué)方程式 ,可計算出生成 g銅需要鋅的質(zhì)量為 g,故加入的鋅的質(zhì) 量應(yīng)至少大于 g+ g= g。 6.(2022重慶 A,21,4分 )在牙膏中常用輕質(zhì)碳酸鈣粉末作摩擦劑。小李在實驗室以石灰石 (雜質(zhì) 不反應(yīng)也不溶于水 )為原料制取輕質(zhì)碳酸鈣和氫氧化鈉。 ? (1)操作②的名稱是 。 (2)該流程中有兩個反應(yīng) ,產(chǎn)物中均出現(xiàn)碳酸鈣 ,這兩個反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為 、 。 (3)為了驗證加入 Na2CO3溶液后 ,溶液 M中的溶質(zhì)是否反應(yīng)完全 ,可取上層清液加入 (填序號 )進行檢驗。 答案 (4分 )(1)蒸發(fā) (結(jié)晶 )(1分 ) (2)Ca(OH)2+CO2? CaCO3↓+H2O(1分 ) Ca(OH)2+Na2CO3? CaCO3↓+2NaOH(1分 )(兩空 答案可互換 ) (3)A(1分 ) 解析 (1)操作②是由氫氧化鈉溶液獲得氫氧化鈉固體 ,故操作名稱是蒸發(fā) (結(jié)晶 )。 (2)由流程 圖可知 ,首先將石灰石灼燒 ,得到氧化鈣 。氧化鈣再與足量的水反應(yīng)生成氫氧化鈣 ,則溶液 M是 氫氧化鈣溶液 。然后向氫氧化鈣溶液中通入適量的二氧化碳氣體制備輕質(zhì)碳酸鈣 ,化學(xué)方程式 為 Ca(OH)2+CO2? CaCO3↓+H2O。向氫氧化鈣溶液中加入一定量的碳酸鈉溶液可制得 NaOH,化學(xué)方程式為 Na2CO3+Ca(OH)2? CaCO3↓+2NaOH。 (3)為了檢驗加入碳酸鈉溶液 后 ,氫氧化鈣溶液是否完全反應(yīng) ,可向上層清液中加入碳酸鈉溶液 ,若有白色沉淀產(chǎn)生 ,說明氫 氧化鈣沒有完全反應(yīng) 。若無明顯現(xiàn)象 ,說明氫氧化鈣已經(jīng)完全反應(yīng)。不能使用鐵粉和無色酚酞 , 因為鐵粉不與氫氧化鈣反應(yīng) ,加入鐵粉后沒有現(xiàn)象 。