酸、碱的化学性质(实验探究题)

专题3 酸、碱的化学性质（实验探究题）

1. 为探究盐酸的化学性质，某化学小组做了如下实验：

（1）上述反应中无现象的为________（填字母序号，下同），有白色沉淀出现的是________；B试管中所发生反应的化学方程式为________。

（2）将反应后D和E试管中的废液倒入一个洁净的烧杯中，观察到烧杯中先有气泡产生，后有白色沉淀出现。将烧杯中的混合物过滤，得到白色沉淀和无色滤液。同学们对滤液中溶质的成分进行探究。

（提出问题）滤液中溶质的成分是什么？

（假设与猜想）猜想一：NaCl 猜想二：NaCl和CaCl2 猜想三：NaCl、Ca(OH)2和HCl 猜想四：________ （讨论与交流）经讨论，同学们一致认为猜想________是错误的。

（3）（实验与结论）

实验步骤实验现象实验结论

取少量滤液于试管中，滴加适量碳酸钠溶液无现象

猜想四成立

取少量滤液于试管中，滴加适量________ ________

（拓展与迁移）稀盐酸和稀硫酸有相似的化学性质，是因为它们的溶液中都存在________。

2. 硫酸是一种重要的化工原料，也是实验室中常用的化学试剂。下面是对硫酸的性质、制取、用途等方面的探究，请你共同参与并回答有关问题。

（探究一）硫酸的性质

（1）探究浓硫酸的某些特性。

①用小木棍蘸取少量浓硫酸，放置一会后，可观察到________。

②浓硫酸的稀释：浓硫酸稀释过程如图1所示，b中盛放的物质是

________，a的作用是________。

③兴趣小组把98%的浓硫酸10ml和63.3%的硫酸溶液约20mL分别

放入两个相同的小烧杯中，称量、观察、记录、分析，根据室温环境

下实验的数据绘成的曲线如图2，由图2曲线你能得到的实验结论：

____________________________，_____________________（写两点）。

（2）探究稀硫酸的化学性质。

如图3将适量的稀硫酸分别加入A～E的五只烧杯中。

图3

①有产生气泡的是________（填序号，下同）；有白色沉淀生成的是________。

②能证明C中发生化学反应的现象是。

（3）请写出稀硫酸的一种用途。

（4）（探究二）硫酸的工业制法。

工业上以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程如图4所示

①接触室中发生的化学方程式为________。

②依据生产硫酸的工艺流程图，下列说法正确的是________（填字母序号）。

A、为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎

B、催化剂能够提高SO2的反应速率和产量

C、吸收塔中得到的产品为混合物

D、沸腾炉排出的矿渣可供炼铁

③接触室中的SO2平衡转化率与温度及压强的关系如图5所示。催化剂活性与温度的关系见图6．在实际生产中，SO2催化氧化反应的条件选择常压和450℃（对应图中A点），而没有选择SO2转化率更高的B或C 点对应的反应条件，其原因分别是________；________。

（5）（探究三）探究某黄铁矿中FeS2的含量。

同学们进行了如下实验探究。

（查阅资料）①4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2

②Na2SO3+H2O2＝Na2SO4+H2O

（实验探究）

Ⅰ称取1.60g黄铁矿样品放入如图7所示装置（夹持装置省略）的石英管中，从a处不断地缓缓通入空气、高温灼烧石英管中的黄铁矿样品至完全反应。

图7

Ⅱ反应结束后，将乙瓶中的溶液进行如图8处理

图8

（问题讨论）

①I中装置甲瓶内盛放的试剂是氢氧化钠溶液，其作用是；II中滤液所含的溶质一定有________。

②（含量测定）

II中最终得到的4.66g固体是________（填化学式）。

③计算该黄铁矿中FeS2的质量分数为________。（写出计算过程）

（6）（交流反思）

①如果缺少甲装置，则最终测得FeS2的质量分数将会________（填“偏大”“偏小”“不变”）

②如何证明II中所加BaCl2溶液已过量（请简要写出操作方法及现象）。

3. 阅读下列材料，按要求回答问题．

材料：

（1）氨气是有刺激性气味的无色气体，密度比空气小，极易溶于水．

（2）加热熟石灰和氯化铵的固体混合物能制取氨气．

（3）湿润的红色石蕊试纸遇到氨气变蓝色．

（4）氨气遇到氯化氢气体在空气中冒白烟（生成NH4Cl固体）．

【基础实验】图1是制取和收集气体的部分装置．

（1）若用加热熟石灰和氯化铵的固体混合物制取并收集氨气的装置是________ ，化学方程式为________ ．（2）检验氨气集满的方法是________ ，图1中A装置试管口略向下倾斜的原因是________ .

（3）还可以利用B装置，向盛有固体氢氧化钠的锥形瓶中注入浓氨水快速制得氨气，则注入浓氨水的量至少要________ .

【探究实验】某化学兴趣小组对氨气的性质进一步探究．

【提出问题】（1）氨气显碱性吗？（2）氨水显碱性吗？

【实验验证】该兴趣小组的同学根据二氧化碳与水反应的实验探究方法，用三朵由无色酚酞试液浸润的干燥纸质小花进行图2中A所示的三个实验；

【实验现象】实验Ⅰ和Ⅱ纸花不变色，实验Ⅲ纸花变红

【实验结论】（1）氨气不显碱性，（2）氨水________ 碱性（填“显”或“不显”）．

【查阅资料】图2中B是同学们查阅氨气溶于水后发生变化的情况．

【交流反思】

（1）从微观的角度分析氨水显碱性的原因________ ；

（2）小军向实验Ⅲ中变红的小花上喷稀盐酸，小花红色逐渐消失，发生反应的化学方程式为________ ；（3）根据探究结论可知，能用于干燥氨气的干燥剂是________ （填序号）．

A．生石灰B．浓硫酸C．碱石灰（氧化钙和氢氧化钠固体混合物）

【拓展探究】

已知相对分子质量越大，分子的运动速率越小．该兴趣小组增加了如图3所示的探究实验，在U型管A、B 两端同时塞入蘸有试剂的棉花，则U型管内产生的现象应为________ ．

4. 根据如图所示实验，回答下列问题。

（1）A中实验可得出关于空气中氧气含量的结论是。

（2）B中过滤后，滤液仍然浑浊可能的原因是（答一点即可）。

（3）C中两支试管内产生气泡速度不同，由此可知影响过氧化氢分解速率的因素是。（4）D中溶液由红色变成无色时，溶液中溶质的组成最多有________种情况。

5. 某化学兴趣小组用实验室常用药品（或溶液）对“NaOH溶液与稀盐酸是否恰好完全反应”进行探究。（知识卡片）：氯化钠溶液显中性。氯化铜易溶于水。

（实验探究）：

（1）方案Ⅰ：某同学先向试管中加入约2mLNaOH溶液，再滴入几滴酚酞溶液，溶液变红。然后慢慢滴入稀盐酸，边滴边振荡，直至溶液恰好变为无色。

①实验结论________。

②从微观的角度分析，该反应的实质是________。

③在滴入稀盐酸的过程中，若观察到有少量气泡出现，请分析产生气泡的可能原因________（用化学方程式表示）。

（2）方案Ⅱ：

实验步骤实验现象结论

取2mLNaOH溶液于试管中，滴入一定量的稀盐酸，振荡后加入镁条若________ 稀盐酸过量

若没有明显现象NaOH溶液与稀盐酸恰好完全反应

（3）（实验反思）：

另有同学提出方案Ⅱ不能证明NaOH溶液与稀盐酸恰好完全反应，其原因是________。

（4）除以上方案外，下列哪些物质单独使用，也能证明“Na OH 溶液与稀盐酸是否恰好完全反应”__ (填序号)。

A 铜片

B pH试纸

C 氧化铜

D 紫色石蕊试液

6.在研究“酸碱中和反应”时，某兴趣小组同学想证明稀盐酸与氢氧化钠溶液混合后是否发生了化学反应，进行了如下探究：

（1）在盛有氢氧化的溶液的烧杯中入几滴酚酞溶液，再逐滴加入稀盐酸，并不断搅拌（如图一）。用数字化传感器测得盐酸与氢氧化钠溶液混合前后的温度变化情况（如图二）。

由实验现象和曲线变化情况分析可知，盐酸和氢氧化钠溶液发生了反应并______（填“吸收”或“放出”）热量。（2）从微观角度分析盐酸与氢氧化钠溶液的反应

由如图可知，该反应的微观实质

是。

（交流讨论）同学们讨论后认为，如果盐酸和氢氧化钠减少（或消失），

或者有新物质生成，都能证明反应已经发生。

（3）探究实验后烧杯中溶质的成分。

步骤现象结论

实验1：取烧杯中的溶液少许于试管中，加入硫酸铜溶液________ 证明没有NaOH

实验2；另取烧杆中的溶液少许于试管中，加入硝酸银溶液出现白色沉淀证明含有HCl

实验3：再取烧杯中的溶液少许于蒸发皿中，加热蒸干有________产生证明有NaCl生成

（得出结论）氢氧化钠溶液和盐酸发生了中和反应。

（4）（评价反思）

Ⅰ．有同学认为，仅通过实验2出“溶液中含有HCl”证据不足，理由是。

Ⅱ．运用中和反应，可以解决生产，生活中的实际同题。如工厂用氨水（NH3?H2O）处理废水中的硫酸，能得到一种氮肥一硫酸铵，写出该反应的化学方程式。

Ⅲ．多角度认识少学反应是学习化学的重变方法。

7.某化学兴趣小组的同学在对稀盐酸、氢氧化钠、碳酸钠的化学性质进行探究的过程中遇到“异常”现象。

现象一：向试管中加入2mL某浓度的氢氧化钠溶液，再滴入2～3滴酚酞溶液，氢氧化钠溶液变红色；然后振荡试管，发现红色消失。

（1）（提出问题）红色为什么会消失？

（猜想）①氢氧化钠溶液的量少了；②酚酞溶液的量少了；③____ ____。

（查阅资料）酚酞是一种弱有机酸，在pH＜8.2的溶液里为无色的内酯式结构，当pH＞8.2时为红色的锟式结构；在碱性介质中很不稳定，它会慢慢地转化成无色羧酸盐。

（实验探究）根据上述“猜想”进行如下探究

①取4mL同浓度氢氧化钠溶液，滴入2～3滴酚酞溶液，振荡后红色消失；

②取2mL同浓度氢氧化钠溶液，滴入4～5滴酚酞溶液，振荡后红色消失；

③取2mL同浓度氢氧化钠溶液，加适量水稀释，滴入2～3滴酚酞溶液，振荡后红色没有消失。

结论：猜想________正确。

（继续实验）取一定体积的稀氢氧化钠溶液，滴入2～3滴酚酞溶液，逐滴加入一定浓度的稀盐酸直至红色消失，写出反应的化学方程式。微观角度分析，该反应的实质

是。

（2）现象二：向碳酸钠粉末中逐滴加入稀盐酸，立即产生气泡；而向碳酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸时，开始没有气泡，过一段时间后才有气泡产生。

（提出问题）碳酸钠溶液刚开始与稀盐酸是否发生了化学反应？

（实验探究）向等体积、含等碳原子数的碳酸氢钠和碳酸钠溶液中，分别逐滴加入相同浓度的稀盐酸。（收集证据）分别收集实验过程中不同阶段消耗盐酸的质量与生成CO2的质量，得到两者之间的关系如图1、图2所示。(忽略CO2在水中的溶解)

（合作交流）

①图1中A点时溶液中的溶质有________(填化学式)；

②图2中从B点开始的变化关系与图1完全重合，据此我们可以判断碳酸钠溶液刚开始和稀盐酸确实发生了化学反应(如图OB段所示)，请你写出该反应的化学方程式。

（反思与评价）基于以上“异常”现象，你能提出的有价值的见解是(任写一点)。

8.在学习碱的性质时，为了验证溶液中的氢氧化钠能与二氧化碳反应，老师做了下面两个实验．

实验一：如图甲，将一支充满二氧化碳的试管倒扣在盛有氢氧化钠溶液的烧杯中，观察试管中的液面变化情况．

实验二：如图乙，向两个装满二氧化碳的同样规格的瓶中分别注入等量的氢氧化钠溶液和蒸馏水，振荡后放在水平的桌面上，观察U形管（装有红墨水）两端液面的变化情况，请问：

（1）实验二中若观察到U型管左端液面________（填“升高”或“降低”），则证明溶液中的氢氧化钠能与二氧化碳反应．

（2）与实验一相比，同学们认为实验二更合理，因为它排除________对实验的干扰．

9.某同学为探究间的性质，对氢氧化钙进行如下实验。

（1）将石蕊试液滴入澄清石灰水中，振荡，溶液呈________色。

（2）将稀盐酸逐滴加入含有酚酞试液的石灰水中，振荡，可观察到什么现象？____ ____

（3）将CO2气体通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊，说明氢氧化钙能与某些________（填物质类别）反应，氢氧化钙与氢氧化钠的化学性质相似，试写出三氧化硫与氢氧化钠反应的化学方程式____ ____。

（4）向氢氧化钙和稀盐酸反应后的溶液中逐滴滴加Na2CO3溶液，溶液pH的变化如图所示，e点溶液中溶质的化学式是________，滴入Na2CO3溶液的过程中d~m段观察到的现象是________，m~n段观察到的现象是________。

（5）称取5g含有氯化钠杂质的氢氧化钠样品，加入25g水后充分溶解，缓慢加入10%的稀盐酸，当溶液的pH=7时，刚好用去稀盐酸的量为36.5g。计算样品中氢氧化钠的质量分数。________

10.如图所示，某兴趣小组在进行酸碱中和反应的实验探究时，向烧杯中氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸一会儿后，发现忘记滴加指示剂，甲同学从烧杯中取少量反应后的溶液于一支试管中，并向试管中滴加几滴无色酚酞溶液，振荡，观察到酚酞溶液不变色。

（1）请写出该中和反应方程式：。

（2）猜想与假设：

猜想一：甲同学：“两种物质已恰好完全中和，溶液呈中性”；

猜想二：乙同学：“反应后氢氧化钠过量，溶液呈碱性”；

猜想三：丙同学：

。

甲、丙两位同学经过讨论后觉得乙同学的猜想错误，两位同学的理由是：。（3）设计并进行实验：

①为了验证自己的猜想，甲同学设计了以下实验方案：

实验步骤实验现象实验结论

用洁净干燥的玻璃棒蘸取少量反应后的溶液滴在干燥的pH试纸上，观察颜色变化并与标准比色卡对比。pH________（填“＞”“＝”

或“＜”）7

猜想一不成立

②请你设计另一个实验(与甲同学方案不同)方案，验证丙同学的猜想，并填写下表：

实验步骤实验现象实验结论

________ ________

（4）拓展探究：你还能设计不同的实验方案来验证丙同学的猜想吗？

实验步骤实验现象实验结论

________ ________ ________

11. 化学兴趣小组的同学在探究碱的化学性质时，完成了如图甲所示的两个实验。实验后，小明同学将废液倒入同一废液缸中，发现混合废液浑浊并显红色。请你完成下列问题：

（1）A实验中发生反应的化学方程式为。

（2）B实验中发生反应的现象是，反应的化学方程式为________。

（3）（提出问题）废液中，能使酚酞溶液变红的物质可能是哪些呢？

（作出猜想）猜想一：废液中，能使酚酞溶液变红的物质可能是氢氧化钠；

猜想二：废液中，能使酚酞溶液变红的物质还可能是________；

猜想三：废液中，能使酚酞溶液变红的物质还可能是氢氧化钠和氢氧化钙。

（实验验证）同学们对可能含有的碱性物质进行确定，取一定量的废液过滤，向滤液中逐滴加入稀盐酸，根据反应现象得到了如图乙所示的图像。

（结论）分析图像数据得出，废液中使酚酞溶液变红的物质一定是________和________，一定不是________。（拓展提高）为了使以上废液实现安全排放，你的做法是：。

12. 碳酸氢钠是化学实验中常见的药品，在工业上有很多制取方法。重庆一中兴趣小组的同学们查询资料发现了一种“气相固碳法”：向氢氧化钠溶液中通入过量的CO2气体。

（1）整理资料：Ⅰ、过量CO2通入NaOH溶液，发生两步反应：

①________(写出化学方程式)；

②Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3

（2）Ⅱ、碳酸钠和碳酸氢钠的溶解度表(部分)

温度/℃0 15 20 30

Na2CO3溶解度/g 7.1 13.25 21.8 39.7

NaHCO3溶解度/g 6.9 8.72 9.6 11.1

15℃时，将10g氢氧化钠固体完全溶解溶于100g水中(如图1)，而后匀速的通入二氧化碳气体，同时用pH 计测定溶液的pH值变化(如图2)。

图1 图2

图1所示实验中，产生CO2的装置应该选择：________(填序号)；

（3）为了确定M处溶液的溶质成分，取少量样品于试管中，进行如下实验：

步骤加入试剂实验现象实验结论

①加入________溶液溶液变红

NaOH和Na2CO3

②加入过量________溶液________

（4）实验中，t2后溶液的pH基本不变，则此时烧杯中观察到的现象是。