化學(xué)第二部分 提升 五 實(shí)驗(yàn)探究一 有關(guān)氫氧化鈉和氫氧化鈣變質(zhì)的探究

專題五 實(shí)驗(yàn)探究一、實(shí)驗(yàn)探究的基本環(huán)節(jié)提出問(wèn)題建立假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論交流評(píng)價(jià)。二、實(shí)驗(yàn)探究題考查的內(nèi)容1.考查實(shí)驗(yàn)探究中提出問(wèn)題或猜想的能力。2.考查設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。3.考查對(duì)科學(xué)探究結(jié)果解釋和語(yǔ)言表達(dá)的能力。三、實(shí)驗(yàn)探究題的主要結(jié)構(gòu)1.提出猜想假設(shè)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，從反應(yīng)的質(zhì)量守恒定律、物質(zhì)的性質(zhì)(顏色、氣味、狀態(tài)等)提出假設(shè)。2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：根據(jù)提出的假設(shè)，利用控制變量法設(shè)計(jì)有效的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證假設(shè)的合理性。3.反思與評(píng)價(jià)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)的操作、裝置等方面進(jìn)行可行性評(píng)價(jià)，可以從節(jié)能環(huán)保、操作方便、安全有效等方面進(jìn)行分析。四、主要探究類型編者對(duì)近幾年的中考實(shí)驗(yàn)探究題做了一定的歸納整理，發(fā)現(xiàn)主要有以下幾種類型：氫氧化鈉和氫氧化鈣變質(zhì)的探究、有關(guān)金屬活動(dòng)性的探究、有關(guān)復(fù)分解反應(yīng)及反應(yīng)后溶質(zhì)成分的探究、有關(guān)廢水處理及金屬回收的探究、有關(guān)廢氣(尾氣)成分分析及處理的探究等，有個(gè)別內(nèi)容如空氣中氧氣含量的測(cè)定、燃燒與滅火條件的探究等在前面已經(jīng)歸納，在這里就不再重復(fù)。五、實(shí)驗(yàn)探究題的主要解題方法解科學(xué)探究題要過(guò)“三關(guān)”：(1)審題關(guān)：要做到“三看”，即看題中的化學(xué)過(guò)程，看題設(shè)條件，看要解決的問(wèn)題，這是解題的前提；(2)分析關(guān)：要做到“三想”，即想化學(xué)過(guò)程所涉及的化學(xué)概念或化學(xué)原理，想所給條件與所求問(wèn)題的關(guān)系，想有無(wú)隱含條件；(3)解答關(guān)：要做到“五要”，即設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究時(shí)，原理要正確，試劑要易得，操作要簡(jiǎn)單，現(xiàn)象要明顯，過(guò)程要環(huán)保。實(shí)驗(yàn)探究一有關(guān)氫氧化鈉和氫氧化鈣變質(zhì)的探究一、氫氧化鈉的變質(zhì)1.NaOH 要密封保存的原因水蒸氣二氧化碳(1)吸收空氣中的_而潮解；(2)吸收空氣中的_而變質(zhì)，化學(xué)方程式：_(變質(zhì)后生成了_)。CO22NaOH=Na2CO3Na2CO3H2O2.存放不嚴(yán)密的 NaOH 的成分(1)沒(méi)有變質(zhì)：滴入_(或_)溶液，無(wú)氣泡(或無(wú)白色沉淀)產(chǎn)生。(2)部分變質(zhì)：加入_溶液，目的是檢驗(yàn)并完全除去Na2CO3，過(guò)濾，取濾液少量，滴入_，變紅色。(3)全部變質(zhì)：加入_溶液，目的是檢驗(yàn)并完全除去Na2CO3，過(guò)濾，取濾液少量，滴入_，不變色。稀鹽酸氫氧化鈣(或氯化鈣)氯化鈣(或氯化鋇)酚酞溶液氯化鈣(或氯化鋇)酚酞溶液3.除去 NaOH 中的 Na2CO3 雜質(zhì)邊攪拌邊滴入_溶液，直至_為止，過(guò)濾，得到 NaOH 溶液。氫氧化鈣(或氫氧化鋇)產(chǎn)生沉淀不再二、氫氧化鈣的變質(zhì)1.生石灰變質(zhì)的演變過(guò)程CaOH2O=Ca(OH)2生石灰的化學(xué)式為_(kāi)，它露置于空氣中，會(huì)吸收空氣中的_而變質(zhì)，化學(xué)方程式為：_。利用此性質(zhì)，生石灰可作_。生成的熟石灰又繼續(xù)與空氣中的_反應(yīng)而變質(zhì)，化學(xué)方程式為：_。干燥劑二氧化碳結(jié)論：生石灰變質(zhì)后的物質(zhì)可能是_、_。=CaCO3H2OCa(OH)2CaCO3CaO水蒸氣Ca(OH)2CO22.食品干燥劑 CaO 變質(zhì)后的成分檢驗(yàn)(1)CaO：取少量樣品溶于水，如果有_現(xiàn)象，則樣品中含有 CaO。溫度升高(或放熱、(2)CaCO3：另取樣，直接滴加_，如果有_，則樣品中含有 CaCO3。氣泡產(chǎn)生注意：因CaO對(duì)檢驗(yàn)Ca(OH)2 有干擾，一般不檢驗(yàn)Ca(OH)2。發(fā)燙)稀鹽酸3.Ca(OH)2 的變質(zhì)情況稀鹽酸(1)是否變質(zhì)：取樣，滴入_，有氣泡產(chǎn)生，證明已變質(zhì)；無(wú)明顯現(xiàn)象，證明沒(méi)有變質(zhì)。酚酞溶液稀鹽酸(2)部分變質(zhì)：取樣，加水溶解，滴入_，變紅色，證明含有 Ca(OH)2；另取樣，滴入_，產(chǎn)生氣泡，證明含有 CaCO3，即部分變質(zhì)。(3)全部變質(zhì)：取樣，加水溶解，滴入_，不變色，證明不含有 Ca(OH)2；另取樣，滴入_，產(chǎn)生氣泡，證明含有 CaCO3，即全部變質(zhì)。酚酞溶液注意：因 Ca(OH)2 微溶于水，則不溶于水的濾渣不一定全部是 CaCO3，可能有未溶解的 Ca(OH)2。稀鹽酸氫氧化鈉的變質(zhì)探究解題指引：有關(guān)氫氧化鈉的變質(zhì)問(wèn)題，其實(shí)就是考查氫氧化鈉的性質(zhì)和碳酸鈉的性質(zhì)，注意生成的碳酸鈉也呈堿性，因此，(1)不能用酚酞或紫色石蕊溶液來(lái)證明其是否變質(zhì)；(2)在證明氫氧化鈉是否部分變質(zhì)時(shí)，碳酸鈉對(duì)是否存在氫氧化鈉的判斷會(huì)有干擾。因此，要用過(guò)量的氯化鈣溶液或氯化鋇溶液(不能用氫氧化鈣或氫氧化鋇)先除去碳酸鈉。例 1(2016 年淮安)實(shí)驗(yàn)室有一瓶長(zhǎng)期放置的氫氧化鈉固體(如圖 1)，某興趣小組同學(xué)欲對(duì)該固體變質(zhì)情況進(jìn)行探究。圖 1圖 2【提出問(wèn)題】該瓶氫氧化鈉固體是否變質(zhì)，變質(zhì)情況如何？【查閱資料】氫氧化鈉在空氣中容易變質(zhì)但不會(huì)轉(zhuǎn)化為NaHCO3；CaCl2溶液呈中性；CaCl2Na2CO3=CaCO32NaCl?！咎岢霾孪搿坎孪耄汗腆w未變質(zhì)猜想：固體全部變質(zhì)猜想：固體部分變質(zhì)【原因分析】氫氧化鈉在空氣中變質(zhì)的原因是_(用化學(xué)方程式表示)。同學(xué)小紅小美小伍實(shí)驗(yàn)操作加入適量氫氧化鈣溶液加入過(guò)量氯化鈣溶液加入過(guò)量稀鹽酸【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】小聰同學(xué)取少量樣品于燒杯中，用足量水溶解，再向溶液中滴入幾滴酚酞試液，溶液變紅，由此他得出猜想正確，但其他同學(xué)很快予以否定，否定的理由是_，為了進(jìn)一步得出結(jié)論，組內(nèi)其他三位同學(xué)分別取小聰實(shí)驗(yàn)后的溶液于試管中，進(jìn)行如下表所示實(shí)驗(yàn)?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】小紅、小美的實(shí)驗(yàn)中都觀察到有白色沉淀生成且溶液仍是紅色，于是他們都得出猜想正確?！痉此荚u(píng)價(jià)】(一)老師指出，僅憑小紅的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象無(wú)法確定猜想正確，理由是_。( 二 ) 根據(jù)小美的結(jié)論推測(cè)小伍的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_?！咎岢鰡?wèn)題】如何測(cè)定變質(zhì)的氫氧化鈉固體中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？【實(shí)驗(yàn)原理】通過(guò)測(cè)定一定質(zhì)量樣品與足量稀硫酸反應(yīng)生成二氧化碳的體積來(lái)計(jì)算碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】小伍稱取一定質(zhì)量的樣品，按圖 2 裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(已知該裝置氣密性良好，水準(zhǔn)管高度可以上下調(diào)節(jié)，量氣管是帶有刻度的儀器)?！痉此荚u(píng)價(jià)】(一)在實(shí)驗(yàn)中，若沒(méi)有植物油，測(cè)定結(jié)果會(huì)_(填“偏大”“偏小”或“不變”)。母)。A.實(shí)驗(yàn)前試管中有空氣B.實(shí)驗(yàn)中水準(zhǔn)管口有水溢出C.讀數(shù)時(shí)量氣管和水準(zhǔn)管液面不相平D.實(shí)驗(yàn)后生成的氣體在試管中仍有滯留解析：反思評(píng)價(jià)(一)檢驗(yàn)氫氧化鈉時(shí)，加入的試劑不能引入OH，否則會(huì)對(duì)氫氧化鈉的檢驗(yàn)造成干擾，所以僅憑小紅的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象無(wú)法確定猜想正確；(二)氫氧化鈉、碳酸鈉的混合物中加入鹽酸，氫氧化鈉會(huì)先與鹽酸反應(yīng)，碳酸鈉再與鹽酸反應(yīng)，所以根據(jù)小美的結(jié)論推測(cè)小伍的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是加入一定量的鹽酸后，才會(huì)產(chǎn)生氣泡；反思評(píng)價(jià)(一)二氧化碳溶于水，導(dǎo)致二氧化碳的體積減小，所以若沒(méi)有植物油，測(cè)定結(jié)果會(huì)偏??；(二)實(shí)驗(yàn)的原理是生成多少二氧化碳，在收集裝置中就會(huì)體現(xiàn)多少二氧化碳，實(shí)驗(yàn)前試管中有空氣，不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，了 OH，對(duì)氫氧化鈉的檢驗(yàn)會(huì)造成干擾故A 正確；實(shí)驗(yàn)中水準(zhǔn)管口有水溢出，不會(huì)影響收集二氧化碳的多少，故B 正確；讀數(shù)時(shí)量氣管和水準(zhǔn)管液面不相平，會(huì)產(chǎn)生氣壓差，造成二氧化碳的體積不準(zhǔn)確，故C 錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)后生成的氣體在試管中仍有滯留，會(huì)影響收集的二氧化碳的質(zhì)量，故D 錯(cuò)誤。答案：原因分析2NaOHCO2=Na2CO3H2O 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)碳酸鈉、氫氧化鈉都顯堿性反思評(píng)價(jià)(一)氫氧化鈣引入酸后，才會(huì)產(chǎn)生氣泡 反思評(píng)價(jià)(一)偏小(二)加入一定量的鹽(二)AB氫氧化鈣的變質(zhì)探究解題指引：氫氧化鈣變質(zhì)題，相對(duì)氫氧化鈉變質(zhì)題要容易得多，原因是生成的碳酸鈣是難溶物，不會(huì)對(duì)氫氧化鈣存在的判斷造成干擾。例 2在某食品廠生產(chǎn)的盒裝餅干中，發(fā)現(xiàn)盒內(nèi)有一小包東西，上面標(biāo)有“干燥劑”“主要成分是生石灰”“請(qǐng)勿食用”等字樣。為了提高自己的實(shí)驗(yàn)探究能力，淑平?jīng)Q定對(duì)這包干燥劑展開(kāi)探究。(1)她將這袋干燥劑全部倒入一定量水中，充分?jǐn)嚢韬?，觸摸杯壁，感覺(jué)有點(diǎn)熱。將其過(guò)濾，得到白色沉淀物和濾液。(2)聯(lián)系到空氣成分和 CaO 的性質(zhì)，她對(duì)白色沉淀物的組成提出了以下假設(shè)：假設(shè) 1：是 CaO 和 CaCO3 的混合物。假設(shè) 2：是 Ca(OH)2和CaCO3的混合物。假設(shè) 3：只有 CaCO3。假設(shè) 4：只有 Ca(OH)2。其中假設(shè)_(填序號(hào))不合理，原因是_(用化學(xué)方程式表示)。(3)為了判斷其他幾種假設(shè)的合理性，該同學(xué)繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：取少量沉淀物放入試管中，加入稀鹽酸，有氣泡產(chǎn)生，由此可否定假設(shè)_。為了得到最后結(jié)論，她再取少量沉淀物放在另一支試管中，加入少量水振蕩，靜置后，滴入酚酞溶液，呈紅色，說(shuō)明只有假設(shè)_合理。(4)從此，淑平同學(xué)明白了：“請(qǐng)勿食用”是因?yàn)樵摳稍飫┪缶哂衉性且_(填“吸”或“放”)熱。該干燥劑吸水后會(huì)變質(zhì)，變質(zhì)后的物質(zhì)可能是 CaCO3。寫(xiě)出 CaO 變質(zhì)生成 CaCO3 的最后一步反應(yīng)的化學(xué)方程式：_?？諝庵械乃?、氧氣等能引起食品變質(zhì)。一般采用_(寫(xiě)出兩種方法)等包裝方法可以防止或延緩食品變質(zhì)。解析：考查生石灰作干燥劑的原理，從而引出生石灰變質(zhì)問(wèn)題的探究，仍然是對(duì)生石灰、熟石灰和石灰石三者性質(zhì)的考查。把握上述知識(shí)點(diǎn)，此類題則可順利解答。答案：(2)1 CaOH2O=Ca(OH)2(3)42(4)堿(或腐蝕)放Ca(OH)2CO2=CaCO3 H2O充氣(如 N2)包裝、真空包裝(或放干燥劑、脫氧劑等合理答案)