中考化学二轮复习 科学探究题特训专题4 有关物质的变质（含解析）

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专题4  有关物质的变质1．化学实验小组的同学在实验室里发现桌上有瓶敞口放置已久的NaOH溶液，他们对溶质的成分产生了探究的欲望。【查阅资料】Ca2+和OH﹣在水溶液中不能大量共存【提出问题】这瓶NaOH溶液一定变质了，其变质程度如何呢？【提出猜想】猜想一：NaOH溶液部分变质；猜想二：NaOH溶液完全变质【实验探究】（1）氢氧化钠溶液变质的原因为　                    　（用化学方程式表示）。（2）小华设计了如下实验进行探究，请根据表中内容填写：实验步骤现象结论步骤一取少量NaOH溶液样品于试管中，向其中滴加过量的CaCl2溶液①　         　③猜想　一　成立步骤二过滤，向滤液中滴加②　  　。酚酞溶液变红④如果步骤一中白色沉淀由两种物质组成，则两种物质是：            　（填化学式）；步骤二中根据酚酞溶液变红这一现象证明样品中含有　  　（填字母）。A．CaCl2  B．Na2CO3  C．NaOH   D．Na2CO3和NaOH【实验反思】（3）下列物质①BaCl2溶液、②Ca（NO3）2溶液，③Ca（OH）2溶液、④Ba（OH）2溶液，不能替代步骤一中CaCl2溶液的是　             　（填序号）。（4）步骤二中用另外一种试剂代替酚酞溶液也能得出同样的结论，发生反应的化学方程式　                            　。【答案】【实验探究】（1）2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O；（2）产生白色沉淀；酚酞溶液；一；Ca（OH）2和CaCO3；C；【实验反思】（3）③④；（4）2NaOH+CuSO4＝Cu（OH）2↓+Na2SO4（或NaOH+NH4Cl＝NaCl+H2O+NH3↑）。【解析】【实验探究】（1）氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，化学方程式为：2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O；（2）氯化钙溶液与碳酸钠溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，可以检验并除去碳酸根离子，然后用酚酞验证氢氧根离子，所以根据题中的实验结论可以知道能观察到的现象为：有白色沉淀生成；在反应后的溶液中滴入酚酞，而氢氧化钠溶液能使酚酞变红；步骤一：取少量NaOH溶液样品于试管中，向其中滴加过量的CaCl2溶液，产生白色沉淀，说明溶液中有碳酸钠；步骤 二：过滤，向滤液中滴加酚酞溶液，酚酞溶液变红，与金额溶液中有氢氧化钠，故猜想一成立；因为氢氧化钙微溶于水，量多了也会形成沉淀，如果步骤一中白色沉淀由两种物质组成，则两种物质是：Ca（OH）2和CaCO3；步骤二中根据酚酞溶液变红这一现象证明样品中含有NaOH，故选C；【实验反思】（3）氯化钡、硝酸钙都可以把溶液中的碳酸钠变成碳酸盐沉淀且不引入新的碱性物质，因此可代替氯化钙进行实验；氢氧化钙、氢氧化钡虽然与碳酸钠也能形成碳酸盐沉淀，但由于反应生成了氢氧化钠，使得接下来滴加酚酞检验氢氧化钠的实验无法得出正确结论，因此不可代替氯化钙进行实验；故选③④；（4）利用溶液中的氢氧化钠能与硫酸铜溶液形成蓝色氢氧化铜沉淀或与铵盐如氯化铵等产生有氨臭味的氨气等物质代替酚酞，也可以检验出氢氧化钠的存在，化学方程式为：2NaOH+CuSO4＝Cu（OH）2↓+Na2SO4（或NaOH+NH4Cl＝NaCl+H2O+NH3↑）。2.（2019·湖南衡阳）宏宏同学发现上个月做实验用的氢氧化钠溶液忘记了盖瓶盖。对于该溶液是否变质，宏宏邀约几个喜欢探究的同学对此进行了探究。请你一起完成下列实验报告。（1）【提出问题1】该溶液是否变质？【实验探究1】实验步骤实验现象解释与结论取少量该溶液放于试管中，滴加足量稀盐酸有　   　产生说明该溶液已变质。变质的原因是　   　（请用化学方程式表示）。（2）【提出问题2】该溶液变质程度怎样？【提出猜想】猜想一：已完全变质，该溶液中溶质只含Na2CO3猜想二：部分变质，该溶液中溶质含有　   　。【查阅资料】氯化钡溶液呈中性。【实验探究2】实验步骤实验现象结论先取少量该溶液放于试管中，加入过量氯化钡溶液有　   　生成猜想　   　成立静置，取上层清液于另一支试管中，加入2﹣3滴酚酞溶液上层清液变红（3）【提出问题3】怎样提纯该样品得到纯净的氢氧化钠固体。【实验探究3】为得到纯净的氢氧化钠固体，同学们取该样品并设计了如图实验方案。请回答下列问题：①操作a和操作b中都需用到玻璃棒，其中操作a中玻璃棒的作用为　   　。②根据实验流程可知，最终所得氢氧化钠固体质量　   　变质后样品中氢氧化钠的质量　   　（填“大于”、“小于”或“等于”）。（4）【反思交流】在【实验探究2】中加入过量的氯化钡溶液的目的是什么？　   　。【答案】（1）【提出问题1】气泡，CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O（2）【提出猜想】NaOH、Na2CO3【实验探究2】白色沉淀，二（3）【提出问题3】①引流    ②大于（4）【反思交流】将碳酸钠完全除去【解析】（1）【提出问题1】氢氧化钠变质是由于氢氧化钠易于空气中二氧化碳反应生成碳酸钠，反应的化学方程式为CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O，根据结论“该溶液已变质”，可知加入稀盐酸后，碳酸钠会与酸反应生成二氧化碳气体，所以可观察到“有气泡产生”的现象。（2）【提出问题2】通过探究1已经确定该溶液已经变质了，变质分为完全变质和部分变质两种情况。若氢氧化钠全部变质，则溶液中只有碳酸钠；若部分变质，溶液中既有碳酸钠又有氢氧化钠，所以猜想二是：该溶液中溶质含有NaOH、Na2CO3。【实验探究2】根据探究2，若溶质只有碳酸钠，则加入过滤氯化钡溶液后，溶质碳酸钠全部转化为碳酸钡沉淀，所得溶液中溶质为生成的氯化钠和剩余的氯化钡，两者溶液都呈中性，都不能使酚酞变色，而向上层清液中加入酚酞后，溶液变红，说明原溶液中除碳酸钠外，还有氢氧化钠，即猜想二成立。向溶液中加氯化钡溶液时，观察到的现象是有白色沉淀生成。需要注意，该实验探究过程中，先向溶液中加入过滤氯化钡溶液的目的是将溶液中的碳酸钠反应完，防止对后面检验氢氧化钠时造成干扰。【实验探究3】①操作a后得到固体和溶液，是将固体和液体分离开的操作，即a是过滤操作；操作b能从溶液中得到固体，是蒸发结晶。过滤操作中玻璃棒的作用为引流，防止液体倒洒。②根据实验流程，除去原溶液中的碳酸钠时使用的试剂是石灰水，发生反应的化学方程式为Na2CO3+Ca(OH) 2＝CaCO3↓+ 2NaOH，有方程式可知，最终所得氢氧化钠固体质量包括原来样品中的氢氧化钠和除杂过程中生成的氢氧化钠，故最终所得氢氧化钠质量大于变质后样品中氢氧化钠的质量。（4）【反思交流】在【实验探究2】中，因为碳酸钠溶液也显碱性，要探究是否含有氢氧化钠，必须先将碳酸钠除去，否则会对氢氧化钠的检验造成干扰，氯化钡溶液呈中性，且能和碳酸钠反应生成沉淀，所以选择加入过量的氯化钡溶液，目的是确保样品中的碳酸钠完全反应。3．甲同学对实验室的“氢氧化钙是否变质以及变质的程度”展开了探究活动．（1）提出问题：氢氧化钙是否变质？（2）猜想与假设：甲经过思考，认为样品存在三种可能情况：没有变质；部分变质；完全变质．（3）实验探究：实验步骤及操作可能的实验现象实验结论取样于试管中，加入足量蒸馏水振荡后，静置；①取上层清液，滴入无色酚酞试液；②倒去上层清液，再向试管中滴加稀盐酸．①溶液变红；②　           　．部分变质①溶液不变色；②　           　．  ①　              　；②没有气泡产生．  （4）小结与思考：根据上述实验现象，甲确定该样品已部分变质，请写出他在探究实验中发生反应的一个化学方程式：                                  　。【答案】（3）实验探究：有大量的气泡冒出；有大量的气泡冒出；全部变质；无色酚酞试液变红；没有变质；（4）Ca（OH）2+2HCl＝CaCl2+2H2O、CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+H2O．【解析】（3）实验探究：取样于试管中，加入足量蒸馏水振荡，静置；①取上层清液，滴入无色酚酞试液，②倒去上层清液，再向试管中注入稀盐酸；如果①无色酚酞试液变红，②有大量的气泡冒出，那么药品部分变质；如果①无色酚酞试液不变红，②有大量的气泡冒出，药品全部变质；如果①无色酚酞试液变红色，②没有气泡产生，药品没有变质；故答案为：有大量的气泡冒出；有大量的气泡冒出；全部变质；无色酚酞试液变红；没有变质；（4）盐酸与氢氧化钙反应生成氯化钙和水、盐酸与碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，配平即可，氢氧化钙俗称熟石灰或消石灰，农业上常用来改良酸性土壤；故答案为：Ca（OH）2+2HCl＝CaCl2+2H2O、CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+H2O．4．“碱石灰”是实验室常用的干燥剂，主要成分是氧化钙（CaO，约占75%），氢氧化钠（NaOH，约占3%），水和其它物质（约占22%）的混合物．CaO和固体NaOH都极易与空气中水蒸气或CO2反应而变质（水和其它物质变化情况不考虑）．某同学对一瓶久置于空气中的“碱石灰”变质情况作了如下探究：（1）【猜想】猜想Ⅰ：没有变质，“碱石灰”只含有CaO、固体NaOH；猜想Ⅱ：已完全变质，“碱石灰”全部变成了CaCO3和Na2CO3．则CaO与水反应的反应方程式为：　                              。（2）【实验】如图所示：（3）【判断】根据资料显示：把Ca（OH）2、CaCO3和Na2CO3投入到水中是不会放热的，由操作②现象判断：猜想Ⅱ　              　（填“成立”或“不成立”）。由操作⑤⑥的现象判断：滤液中含有　   　（写化学式）；由此判断猜想Ⅰ　   　（填“成立”或“不成立”），综合上述结论，判断该样品变质情况应为　   　。（4）【拓展】由上述实验说明，实验室中放置“碱石灰”应注意　    　保存。【答案】（1）CaO+H2O＝Ca（OH）2（3）不成立；Na2CO3；不成立；部分变质；（4）密闭【解析】（3）实验探究：取样于试管中，加入足量蒸馏水振荡，静置；①取上层清液，滴入无色酚酞试液，②倒去上层清液，再向试管中注入稀盐酸；如果①无色酚酞试液变红，②有大量的气泡冒出，那么药品部分变质；如果①无色酚酞试液不变红，②有大量的气泡冒出，药品全部变质；如果①无色酚酞试液变红色，②没有气泡产生，药品没有变质；故答案为：有大量的气泡冒出；有大量的气泡冒出；全部变质；无色酚酞试液变红；没有变质；（4）盐酸与氢氧化钙反应生成氯化钙和水、盐酸与碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，配平即可，氢氧化钙俗称熟石灰或消石灰，农业上常用来改良酸性土壤；故答案为：Ca（OH）2+2HCl＝CaCl2+2H2O、CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+H2O。5．中国医学著作博大精深，许多化学物质很早就出现在了我国医书中。如李时珍的《本草纲目》中就有绿矾（FeSO4•7H2O）的相关记载。绿矾又名皂矾、青矾，性酸、凉、无毒，主要药用功能是除湿、解毒、收敛、止血。（1）请写出铁与稀硫酸反应的方程式　                             。（2）某实验小组欲用久置的硫酸亚铁溶液制备绿矾（FeSO4•7H2O）晶体，小明同学提出该硫酸亚铁溶液可能变质了，于是进行了以下探究活动：【查阅资料】①FeSO4易被空气中的氧气氧化成Fe2（SO4）3而变质。②Fe2+在溶液中呈浅绿色，Fe3+在溶液中呈黄色。③Fe3+的检验：向含Fe3+的溶液中滴加无色的KSCN（硫氰化钾）溶液，溶液会变为血红色。【猜想与假设】猜想1：该硫酸亚铁溶液没有变质。猜想Ⅱ：该硫酸亚铁溶液已经变质。【设计实验并验证】实验操作步骤实验现象实验结论取少量样品于试管中，加入2﹣3滴      　溶液试管中溶液变成血红色　　                      【实验拓展1】下列各组物质在溶液中能大量共存，且形成无色溶液的是　  　。A．CuSO4、NH4Cl、Ba（OH）2      B．FeSO4、Na2SO4、KClC．FeCl3、NaOH、HCl              D．NaCl、MgSO4、KNO3【实验拓展2】该实验小组继续查阅资料得知，单质铁能与硫酸铁溶液反应生成硫酸亚铁。于是向上述久置的硫酸亚铁溶液中加入过量铁粉，写出其中的化学方程式　       　。【答案】（1）Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑（2）【设计实验并验证】KSCN（硫氰化钾）  该硫酸亚铁溶液已经变质【实验拓展1】D【实验拓展2】Fe+Fe2（SO4）3＝3FeSO4【解析】（1）铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，对应的方程式 Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑。（2）由于试管中溶液变成血红色，根据资料“向含Fe3+的溶液中滴加无色的KSCN（硫氰化钾）溶液，溶液会变为血红色”，可知加入的是 KSCN（硫氰化钾）溶液，检测到铁离子的存在，所以实验结论为“该硫酸亚铁溶液已经变质”即猜想II正确。【实验拓展1】A．CuSO4、NH4Cl、Ba（OH）2中，硫酸铜本身蓝色，且能和氢氧化钡反应生成沉淀，而氯化铵和氢氧化钡生成氨气，所以不能共存；B．FeSO4、Na2SO4、KCl中，硫酸亚铁是浅绿色，能共存但是有色；C．FeCl3、NaOH、HCl中氯化铁和氢氧化钠反应生成红褐色沉淀，不能共存；D．NaCl、MgSO4、KNO3中，彼此不反应，能共存；故选：D。【实验拓展2】该实验小组继续查阅资料得知，单质铁能与硫酸铁溶液反应生成硫酸亚铁。 是向上述久置的硫酸亚铁溶液中（根据上面的信息是变质成硫酸铁）加入过量铁粉，硫酸铁和铁反应生成硫酸亚铁，对应的化学方程式 Fe+Fe2（SO4）3＝3FeSO4。