第四十五讲实验探究——提高篇2022新题赏析题一：某化学兴趣小组设计了如图所示的装置，对纯碱(Na2CO3)和小苏打(NaHCO3)两种固体进行实验探究。(1)写出甲、乙两种仪器的名称：甲__________，乙__________。(2)在实验过程中，观察到乙仪器中的澄清石灰水没有变浑浊，丙仪器中的澄清石灰水变浑浊，请写出丙仪器中发生反应的化学方程式____________________________。(3)该实验探究利用的科学方法是________________________________(填“控制变量法”、“对比观察法”或“定量分析法”)，实验目的是_______________________。题二：在上化学课时，小明同学听化学老师讲到，做蛋糕时常用到一种白色粉末状物质，它既能中和发酵过程中产生的酸，又能起发泡作用，这种白色粉末状物质是碳酸氢钠(NaHCO3)。他对此颇感兴趣，决定对其进行探究。于是他与化学兴趣小组的同学们一起进行如下探究：【实验1】：探究碳酸氢钠溶液的酸碱性，取少量新配制的碳酸氢钠溶液于洁净的试管中，用pH试纸测试溶液的pH为10，由此可知碳酸氢钠溶液呈________性。【实验2】：小明认为蛋糕膨胀，是由于制作过程中产生了大量的二氧化碳气体所致，他对二氧化碳的来源作了两种猜想：猜想①：二氧化碳可能是由碳酸氢钠与面团中的酸性物质反应产生的；猜想②：二氧化碳可能是由碳酸氢钠受热分解产生的。针对以上猜想，小明设计了以下实验，请你完成下列表格中的空白。实验步骤实验现象结论实验一________________猜想①8\n取少量该白色粉末于试管中，加适量盐酸并把产生的气体通入澄清石灰水中正确实验二______________①有小水滴产生②____________猜想②正确【小结】碳酸氢钠与盐酸反应的化学方程式是________________________。【应用】在炸油条时，通常在发酵后的面团中加入小苏打(NaHCO3)的目的是________________。题一：同学们在初中化学实验室中，发现一瓶如图所示久置的瓶口有白色固体、瓶塞丢失的无色溶液。已知原溶液可能是NaCl、NaOH或Na2CO3三种溶液中的一种，为确定溶液成分，同学们进行了如下探究：(1)小张同学取待测液测得pH=10，他得出的关于溶液成分的结论是________。他取少量待测液于试管中，加入过量的稀HCl，看到________，由此小张同学认为，溶液为Na2CO3溶液。(2)小李同学对小张同学的结论提出疑问，又进行了以下实验：取少量待测液于试管中，加入过量的CaCl2溶液，生成白色沉淀，该反应方程式为________________，静置，(写出还需进行的操作及现象)________________。通过实验，小李认为小张结论正确。二位同学给试剂瓶贴一新标签：Na2CO3。(3)实验结束后，同学们通过讨论认为试剂瓶原标签可能不是Na2CO3，你认为他们的理由是________________________。题二：某化学兴趣小组在实验室发现了一瓶标签受到腐蚀(如图所示)，他们对此产生了兴趣。【提出问题】这瓶溶液究竟是什么?经过询问实验老师平时的药品保管得知，这瓶无色溶液应该是碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、硫酸钠、硝酸钠中的某一种。为了确定该药品，他们首先进行了理论分析：(1)小明根据标签上的组成元素认为一定不可能是______。8\n(2)小英提出，碳酸氢钠、硝酸钠也不可能，你认为她的依据是_______。为了确定该溶液究竟是剩余两种盐的哪一种，他们设计了如下实验。【设计实验】实验操作实验现象取少量样品于试管中，慢慢滴加BaCl2溶液，静置一段时间，倒去上层清液，向沉淀中继续滴加稀盐酸先出现白色沉淀，后产生大量气泡【实验结论】(3)该瓶无色溶液是_______。生成白色沉淀的化学方程式是_______。【实验反思】(4)小强认为上述设计实验还可简化，仍能达到目的。小强的实验操作是______。经查阅资料得知上述五种盐里碳酸钠、碳酸氢钠的溶液呈碱性，其余三种盐的溶液呈中性，请你再设计一种实验方法，确定该溶液究竟是哪种盐。简述实验操作和现象____________________。题一：在一堂化学实验课上，老师为每组同学分别提供了一瓶氢氧化钠溶液，让他们用1%的稀盐酸来测定其溶质的质量分数。以下是几组同学的设想及做法：(1)甲组同学的实验如图1所示：在烧杯中加入5g氢氧化钠溶液，滴入几滴酚酞溶液，用滴管慢慢滴入1%的稀盐酸，并不断搅拌，至溶液颜色恰好变为无色为止。请回答：①酚酞溶液的作用是______________________。②边滴加稀盐酸，边要用玻璃棒不断搅拌的目的是________________________。③当溶液颜色恰好变为无色时，共用去了稀盐酸7.3g，则甲组这瓶氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为________________(写出计算过程，结果用百分数表示)。8\n(2)乙组同学的设想是：在烧杯中加入一定量的氢氧化钠溶液，用滴管慢慢滴入1%的稀盐酸，并不断搅拌，通过用pH试纸多次测定溶液pH的办法，达到实验目的。①下列使用pH试纸的方法正确的是________(填字母)。A．将pH试纸剪成几段节约使用B．将pH试纸直接插入待测液中C．将pH试纸放在干净的白瓷板上，用玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上D．将pH试纸润湿后放在玻璃片上，用玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上②由于用pH试纸需多次测定，较繁琐，且所测数值不够精确。在老师指导下，乙组同学取了5g氢氧化钠溶液进行了数字化实验，由计算机描绘出了整个实验过程中溶液pH的变化图象(简单表示为如图2)。请回答：图2中a点表示的含义是________；b点溶液中含有的阳离子有________(填离子符号)；乙组同学要计算出本组这瓶氢氧化钠溶液中溶质的质量分数，除了要用到已有数据外，你认为还需要的数据是________________。(3)丙组同学在滴加稀盐酸一段时间后，发现溶液中有少量气泡产生。这一“异常现象”激起了他们的探究欲望，通过实验证明：该组用的这瓶氢氧化钠溶液已经部分变质。请用化学方程式表示其变质的原因________________；若要除去溶液中变质生成的杂质，请简要写出你的实验方案：________________________。题一：小红同学进行酸碱中和反应的实验(如图所示)。她向氢氧化钠溶液中滴加一定量稀盐酸后，想起氢氧化钠溶液中事先没有滴加指示剂。为了确定盐酸与氢氧化钠的反应程度，她从烧杯中取了少量溶液于试管中，并向试管中滴加几滴无色酚酞试液，振荡，观察到试管中液体颜色没有变化。于是她对烧杯中的溶液进行了以下探究：(1)小红认为此时烧杯中的溶液可能有以下三种情况：①盐酸与氢氧化钠恰好完全反应；②氢氧化钠有剩余；③盐酸有剩余小明同学却判定不可能“氢氧化钠有剩余”，他的理由是________________。(2)他们共同设计了一个实验方案，欲对上述其他两种可能情况进行验证。请根据相关内容填写下表：8\n实验方法可能观察到的现象结论将少量锌粒放入试管中，然后从烧杯中取适量溶液至试管中如果___________则盐酸过量如果___________则盐酸与氢氧化钠恰好完全反应(3)经过讨论，他们认为利用下列几种物质代替锌粒，也可以达到验证目的，你认为其中不正确的是________(填序号)。A.生锈的铁钉B.碳酸钠粉末C.硫酸钠粉末D.氢氧化铜⑷下列曲线能够表示小红所做实验中溶液pH变化趋势的是________(填选项)。8\n实验探究——提高篇2022新题赏析题一：(1)酒精灯；烧杯(2)CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O(3)对比观察法；探究纯碱与小苏打的热稳定性详解：(1)酒精灯是实验室常用的加热工具，烧杯是实验室中常用的容器；(2)烧杯乙与大试管(内装纯碱)相连，烧杯丙与小试管(内装小苏打)相连，小苏打加热能分解(2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑)，所以丙中发生反应：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；(3)该实验同时给两种物质加热，通过观察澄清石灰水是否变浑浊来判断Na2CO3和NaHCO3是否分解的化学性质，采用的是对比观察法，用于探究纯碱与小苏打的热稳定性。题二：【实验1】：碱；【实验一】：实验现象：有气泡产生且澄清石灰水变浑浊(或澄清石灰水变浑浊)；【实验二】：实验步骤：取少量该白色粉末于试管中加热，并把生成的气体通入澄清石灰水中；实验现象：澄清石灰水变浑浊；【小结】：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑；【应用】：中和面团发酵过程中产生的酸，并产生二氧化碳气体使油条疏松多孔(答案合理均可)详解：实验测得碳酸氢钠溶液的pH为10，由pH大于7，可知碳酸氢钠溶液显碱性；在完成实验二的探究时，应结合猜想，实验一的步骤、实验二的现象进行综合分析，由于碳酸氢钠与稀盐酸反应会产生二氧化碳气体，且二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，所以实验一应该观察到有气泡产生且澄清石灰水变浑浊的现象；根据猜想②可知，实验二做的是碳酸氢钠受热分解的实验，所以其设计的实验步骤应该为：取少量白色粉末于试管中加热，并把产生的气体通入澄清石灰水中，观察到了有小水滴产生以外还应该观察到澄清石灰水变浑浊的现象；碳酸氢钠与稀盐酸反应和碳酸钠与稀盐酸的反应相似，也生成氯化钠、水和二氧化碳；综合以上信息可以推知，在炸油条时，加入小苏打的目的主要有两个：一是为了中和面团发酵产生的酸，二是碳酸氢钠与酸反应产生二氧化碳使油条疏松多孔。题三：(1)一定不是NaCl溶液；有气泡冒出；(2)CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl；向上层清液中加入无色酚酞溶液，溶液不变色；(3)原标签可能是NaOH，该溶液中的碳酸钠还有可能是氢氧化钠完全变质生成的详解：(1)NaCl溶液呈中性，其pH=7，根据所测得溶液的pH=10，则可判断出该溶液一定不是NaCl溶液；小张向该溶液中加入过量的稀HCl，认为溶液为Na2CO3溶液，这是因为Na2CO3能够与稀盐酸反应产生二氧化碳气体，则小张一定观察到溶液混合后有气泡冒出的现象；(2)8\n小张所观察到的现象只能说明溶液中存在碳酸钠，并不能证明溶液中是否含有氢氧化钠；为进一步证明溶液中是否存在氢氧化钠，可向溶液中加入足量的CaCl2溶液，将溶液中显碱性的碳酸钠完全沉淀(CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl)，然后再向反应后的溶液中滴加无色酚酞试液，酚酞试液不变红，说明原溶液中不含氢氧化钠，该溶液为碳酸钠；(3)由于氢氧化钠变质后会生成碳酸钠，该溶液中的碳酸钠还有可能是氢氧化钠完全变质生成的。题一：(1)NaCl；(2)这二者的化学式中Na的右下角不会有2；(3)Na2CO3BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl；(4)取少量无色溶液样品于试管中，慢慢滴加稀盐酸；在玻璃片上放一小片pH试纸，将样品液滴到试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，测得溶液pH大于7(或取少量无色溶液样品于试管中，滴加几滴无色酚酞，观察到溶液变红等)详解：(1)由图中标签上的钠、氧元素可推断出该溶液一定不是氯化钠溶液；(2)由图中标签上的钠原子个数(“2”)也可以推断出该溶液一定不是碳酸氢钠溶液或硝酸钠溶液；(3)由“与氯化钡反应产生的白色沉淀能与稀盐酸反应产生气泡”可以推断出该瓶无色溶液为碳酸钠溶液；(4)由于碳酸钠能与稀盐酸反应产生气泡，因此可直接用稀盐酸鉴别该溶液；通过查阅得知五种盐的酸碱性，故可用紫色石蕊试剂、无色酚酞试剂及pH试纸均可鉴别出该溶液。题二：(1)①判断反应是否恰好完全反应(或判断是否完全反应等)；②使反应物充分接触，完全反应(或使反应物充分接触，加快反应等)；③解：设参加反应的氢氧化钠的质量为x。NaOH+HCl=NaCl+H2O4036.5x7.3g×1%，解得：x=0.08g这瓶氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为：=1.6%答：这瓶氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为1.6%；(2)①AC②恰好中和Na＋、H＋稀盐酸的密度；(3)CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O加适量澄清石灰水(或氢氧化钡溶液)，过滤详解：(1)①酚酞遇碱性溶液变红，遇酸性或中性溶液显示为无色，此实验在滴入酚酞溶液的氢氧化钠溶液中滴入稀盐酸，并不断搅拌，至溶液颜色恰好变为无色时，说明氢氧化钠溶液和稀盐酸恰好完全反应；②在中和反应过程中，边滴加稀盐酸，边要用玻璃棒不断搅拌，这样可使反应物充分接触，使反应完全；③根据盐酸中氯化氢的质量(7.3g×1%)8\n及反应的化学方程式可计算出参加反应的的氢氧化钠的质量，然后根据溶质的质量分数公式，进一步计算出氢氧化钠溶液中溶质的质量分数；(2)①将pH试纸剪成几段可以节约试纸，A项正确；使用时若将pH试纸直接插入待测液中，会污染试剂，B方法错误；将pH试纸润湿后使用，等于把待测液稀释，使碱液的碱性减弱，测得的pH会偏小，使酸液的酸性减弱，测得的pH会偏大，C方法正确、D方法错误；②由溶液pH的变化图象可知，在a点时，溶液的pH等于7，说明氢氧化钠和盐酸恰好中和；在b点时，溶液呈酸性，氢氧化钠全部与盐酸反应生成了氯化钠，溶液中还有剩余的盐酸，所以溶液中的阳离子是：Na+和H+；要计算氢氧化钠溶液的溶质质量分数，需知参加反应的盐酸的质量，从图象中可以看出，当二者恰好中和时，消耗稀盐酸的体积是10mL，因此还需要知道稀盐酸的密度，利用m=ρV计算出参加反应的盐酸的质量；(3)氢氧化钠变质的原因是氢氧化钠与空气中的二氧化碳反应，生成碳酸钠和水，由于碳酸钠能与氢氧化钙(氢氧化钡)反应生成氢氧化钠和碳酸钙(碳酸钡)，所以，要除去溶液中的碳酸钠，可采用加适量澄清石灰水(或氢氧化钡溶液)，然后过滤。题一：(1)观察到加入酚酞试液后不变色，说明溶液一定不显碱性，所以不可能是“氢氧化钠有剩余”；(2)有气泡冒出；没有气泡冒出；(3)C；(4)C详解：(1)碱性溶液能使无色酚酞试液变成红色，向试管中滴加几滴无色酚酞试液并震荡后，观察到试管中溶液颜色没有变化，说明溶液一定不显碱性，所以不可能是“氢氧化钠有剩余”；(2)锌是活泼金属，能与稀盐酸反应产生氢气，将少量锌粒放入试管中，然后从烧杯中取适量溶液至试管中，如果观察到有气泡冒出，则盐酸过量；如果没有观察到气泡冒出，则盐酸与氢氧化钠恰好完全反应；(3)生锈铁钉上的铁锈能被酸溶解，碳酸钠粉末能与酸反应产生二氧化碳气体，氢氧化铜与盐酸反应产生氯化铜和水而被溶解，以上三种物质均可以检验盐酸是否过量；硫酸钠粉末不能与酸发生反应，因此不能用于检验盐酸是否过量；(4)氢氧化钠溶液的pH＞7，向氢氧化钠溶液中滴加一定量稀盐酸后，碱性减弱，至恰好完全反应时溶液的pH=7，加盐酸过量后，溶液的pH＜7。8
