三、实验与探究题(本题包括3小题,每空1分,共16分)
14. (3分)下图表示稀盐酸和氢氧化钠溶液发生反应过程中溶液的pH变化。根据图像信息,回答问题。
(1)进行该反应的实验操作是按照 __________(填“甲”或“乙”)图所示进行的。
(2)整个实验过程中溶液的颜色变化是_________。
(3)曲线上C点表示 _________。
考点:
中和反应及其应用;溶液的酸碱性与pH值的关系..
专题:
常见的酸 酸的通性.
分析:
(1)根据氢氧化钠的pH值大于7,盐酸的pH值小于7,以及pH值的图象的变化趋势进行分析;
(2)根据氢氧化钠显碱性,能使酚酞变红色,稀盐酸显酸性,不能使酚酞变色进行分析;
(3)根据C点的pH值进行分析.
解答:
解:(1)根据PH值的图象的变化趋势,可以看出,pH值是由大于7逐渐的减小到7在减小至小于7,可以得出原溶液是碱性的,加酸进行中和反应,变成中性然后变成酸性,所以进行该反应的实验操作是按照图2的乙图所示进行的;
(2)通过推导可知,原溶液显碱性,所以酚酞的颜色开始是红色的,加酸后,红色会逐渐的褪去,所以整个实验过程中溶液的颜色变化是:红色变为无色;
(3)根据图象可知,C点的pH值是7,溶液呈中性,原溶液是碱性的,加盐酸发生中和反应生成盐和水,所以曲线上C点表示为:盐酸和氢氧化钠刚好完全中和,此时溶液pH为7.
故答案为:(1)乙;
(2)红色变为无色;
(3)盐酸和氢氧化钠刚好完全中和,此时溶液pH为7.
点评:
本题以图象的形式考查了酸碱中和反应时溶液PH的变化,完成此题,可以依据学过的知识进行分析解答.
15. (6分)化学是以实验为基础的自然科学,下图所示为实验室常用的实验装置:
据此回答:
(1) 实验室若用A装置制取氧气,写出反应的化学方程式_________。
(2) 实验室通常用石灰石和稀盐酸反应制取CO2,所需要的装置组合是(填装置序号);
也可以用碳酸氢钠(NaHCO3)固体加热分解(产物为碳酸钠、二氧化碳和水)来制取,该反应的化学方程式为 _________。
(3)F装置可用来测量生成的CO2气体的体积,其中在水面上放一层植物油的目的是_________。
(4) 实验室若检验CO2应选择装置_________,其反应的化学方程式为_________。
考点:
常用气体的发生装置和收集装置与选取方法;实验室制取氧气的反应原理;二氧化碳的实验室制法;二氧化碳的检验和验满;书写化学方程式、文字表达式、电离方程式..
专题:
常见气体的实验室制法、检验、干燥与净化.
分析:
(1)从A装置是加热固体制取气体,由于试管口没放棉花团,所以只能用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气去分析;
(2)从大理石(主要成分是CaCO3)和稀盐酸(主要成分HCl),二者接触即可发生反应生成氯化钙、水和二氧化碳.不需要加热,二氧化碳能溶于水且密度比空气大去分析;
(3)从碳酸氢钠(NaHCO3)固体加热分解,产物为碳酸钠、二氧化碳和水去分析;
(4)从当F装置通入二氧化碳后,随着瓶内气体的增多,压强增大,瓶中的水会被压入量筒中,通过量筒内水的体积确定二氧化碳的体积,二氧化碳能溶于水去分析;
(5)从通常用石灰水来检验二氧化碳,可把石灰水放在G装置中,把二氧化碳气体通入,二氧化碳和石灰水反应生成不溶于水的碳酸钙和水去分析.
解答:
解:(1)A装置是加热固体制取气体,由于试管口没放棉花团,所以只能用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气,加热氯酸钾和二氧化锰的混合物生成氯化钾和氧气,其化学方程式为:2KClO32KCl+3O2↑,故答案为:2KClO32KCl+3O2↑;
(2)大理石(主要成分是CaCO3)和稀盐酸(主要成分HCl),二者接触即可发生反应生成氯化钙、水和二氧化碳.由于反应不需要加热,故发生装置为B,由于二氧化碳能溶于水且密度比空气大,所以只能用向上排空气法收集;故答案为:BD;
(3)碳酸氢钠(NaHCO3)固体加热分解,产物为碳酸钠、二氧化碳和水,反应的化学方程式为:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑;故答案为:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑;
(4)当F装置通入二氧化碳后,随着瓶内气体的增多,压强增大,瓶中的水会被压入量筒中,通过量筒内水的体积确定二氧化碳的体积,水面上放一层植物油可防止二氧化碳溶于水中(二氧化碳能溶于水),故答案为:防止二氧化碳溶于水中;
(5)通常用石灰水来检验二氧化碳,可把石灰水放在G装置中,把二氧化碳气体通入,二氧化碳和石灰水反应生成不溶于水的碳酸钙和水,其化学方程式为:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;故答案为:G CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O.
点评:
本题综合性较强,考查学生对实验室制取氧气和二氧化碳的反应原理、反应的化学方程式、二氧化碳的检验方法的理解与应用及灵活运用进行分析问题、解决问题的能力.
16. (7分)张宁和刘明同学学习完酸、碱、盐后发现:碱溶液能使酚酞溶液变红,Na2CO3溶液也能使酚酞溶液变红。通过学习知道,碱溶液使酚酞溶液变红,是因为碱在水中离解出OH-,那么Na2CO3溶液中究竟是哪种粒子使酚酞溶液变红呢?请你帮助他俩完成实验探究。
【提出问题】Na2CO3属于_________(填“酸”、“碱”、“盐”),为什么能使酚酞溶液变红?
【进行猜想】
(1)Na+使酚酞溶液变红。
(2)水分子使酚酞溶液变红。
(3)_________使酚酞溶液变红。
【设计实验】
(1)实验Ⅰ的目的是为了验证猜想_________不成立。
(2)刘明同学认为实验Ⅱ没必要做,他的理由是_________。
(3)实验Ⅲ滴入Na2CO3溶液,振荡,酚酞试液变 红。向变红后的溶液中滴加CaCl2溶液至过量,振荡,
出现的现象是_________,反应的化学方程式是_________。(提示:CaCl2溶液呈中性)
(4)由实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ得出猜想(3)正确。
张宁对此结论有些质疑,于是他查阅资料。
【查阅资料】Na2CO3溶液中,CO2-3和H2O发生如下反应:CO2-3+H2O=====HCO-3+OH-
【得出结论】Na2CO3溶液中使酚酞溶液变红的粒子是_________。
考点:
实验探究物质的性质或变化规律;盐的化学性质;书写化学方程式、文字表达式、电离方程式..
专题:
科学探究.
分析:
【提出问题】电离出金属离子和酸根离子的化合物是盐;
【进行猜想】根据碳酸钠溶液中存在的离子分析;
【设计实验】
(1)氯化钠中含有钠离子,可以探究钠离子能否使酚酞变色;
(2)氯化钠溶液中含有大量水分子,所以实验Ⅱ没有必要做;
(3)主要从碳酸钠溶液和氯化钙溶液的反应可以得出,碳酸根离子减少,使红色逐渐消失;碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙和氯化钠;
(4)氢氧根离子能够使酚酞变红,所以可以判断在碳酸钠溶液中存在氢氧根离子.
解答:
解:【提出问题】碳酸钠能电离出钠离子和碳酸根离子,所以属于盐;
【进行猜想】碳酸钠溶液中存在钠离子、碳酸根离子、水分子;
【设计实验】
(1)向氯化钠溶液中加酚酞不变色,说明氯化钠溶液中的粒子都不能使酚酞变红;
(2)氯化钠溶液中含有大量水分子,在实验(1)中得到验证,所以实验(2)的探究是多余的;
(3)碳酸钠溶液和氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀,所以现象为红色逐渐消失,产生白色沉淀;化学方程式为:Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl;
(4)我们知道只有氢氧根离子才能使酚酞变红,所以由碳酸钠溶液能使酚酞溶液变红,可以判断溶液中存在氢氧根离子;
故答案为:【提出问题】盐;
【进行猜想】CO32﹣
【设计实验】
(1)探究Na+是否能使酚酞试液变红;
(2)酚酞试液中就有水分子(或氯化钠溶液中含有水分子);
(3)白色沉淀; Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl;
(4)OH﹣.
点评:
本题考查了学生对所提供信息进行处理和利用微粒性质的差异进行实验设计的能力,要求较高.
四、计算与分析题(本题包括2小题,共8分)
17. (2分)在一个密闭容器内放入X、Y、Z、W四种物质,一定条件下发生化学反应,一段时间后,测得有关数据如下表。
物质 | X | Y | Z | W |
反应前质量(g) | 2 | 1 | 16 | 16 |
反应后质量(g) | 12 | m | 8 | 14 |
(1)m = _________。
(2)参加反应的Z与W的质量比为_________。
考点:
质量守恒定律及其应用..
专题:
化学用语和质量守恒定律.
分析:
反应后X的质量增加10g,是生成物;
反应后Z的质量减少8g,是反应物;
反应后W的质量计算2g,是反应物;
根据质量守恒定律可知,Y的质量在反应前后不变.
解答:
解:(1)因为Y在反应前后质量不变,所以m=1,
故填:1;
(2)参加反应的Z与W的质量比为:8g:2g=4:1,
故填:4:1.
点评:
化学反应遵循质量守恒定律,即化学反应前后,元素的种类不变,原子的种类、总个数不变,这是书写化学方程式、判断物质的化学式、判断化学计量数、进行相关方面计算的基础.
18. (6分)某校化学兴趣小组同学发现,长期使用的热水壶底部有一层水垢,水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁,他们为了测定水垢中碳酸钙的含量,取某种稀盐酸100 g加入到15.8 g水垢中,产生CO2气体的情况如下图所示。计算:
(1)从图中可以看出15.8 g水垢与盐酸反应后生成CO2最多是 _________。
(2)水垢中碳酸钙的质量分数是多少?(计算结果保留0.1%)
(3)所用稀盐酸中溶质质量分数是多少?(计算结果保留0.1%)
考点:
根据化学反应方程式的计算;有关溶质质量分数的简单计算..
专题:
综合计算(图像型、表格型、情景型计算题).
分析:
由表中数据可以判断生成二氧化碳的质量,根据二氧化碳的质量可以计算碳酸钙的质量、稀盐酸中氯化氢的质量,进一步可以计算水垢中碳酸钙的质量分数和所用稀盐酸中溶质的质量分数.
解答:
解:(1)从图中可以看出15.8g水垢与盐酸反应后生成CO2最多是4.4g.
故填:4.4g.
(2)设碳酸钙的质量为x,氯化氢的质量为y,
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑,
100 73 44
x y 4.4g
==,
x=10g,y=7.3g,
水垢中碳酸钙的质量分数是:×100%=63.3%,
答:水垢中碳酸钙的质量分数是63.3%.
(3)所用稀盐酸中溶质质量分数是:×100%=7.3%,
答:所用稀盐酸中溶质质量分数是7.3%.
点评:
本题主要考查学生运用假设法和化学方程式进行计算和推断的能力,计算时要注意规范性和准确性.