化学第二部分 提升 五 实验探究一 有关氢氧化钠和氢氧化钙变质的探究

专题五 实验探究一、实验探究的基本环节提出问题建立假设设计实验方案进行实验得出结论交流评价。二、实验探究题考查的内容1.考查实验探究中提出问题或猜想的能力。2.考查设计实验的能力。3.考查对科学探究结果解释和语言表达的能力。三、实验探究题的主要结构1.提出猜想假设：根据实验的现象，从反应的质量守恒定律、物质的性质(颜色、气味、状态等)提出假设。2.设计实验方案：根据提出的假设，利用控制变量法设计有效的对比实验，验证假设的合理性。3.反思与评价：根据实验的操作、装置等方面进行可行性评价，可以从节能环保、操作方便、安全有效等方面进行分析。四、主要探究类型编者对近几年的中考实验探究题做了一定的归纳整理，发现主要有以下几种类型：氢氧化钠和氢氧化钙变质的探究、有关金属活动性的探究、有关复分解反应及反应后溶质成分的探究、有关废水处理及金属回收的探究、有关废气(尾气)成分分析及处理的探究等，有个别内容如空气中氧气含量的测定、燃烧与灭火条件的探究等在前面已经归纳，在这里就不再重复。五、实验探究题的主要解题方法解科学探究题要过“三关”：(1)审题关：要做到“三看”，即看题中的化学过程，看题设条件，看要解决的问题，这是解题的前提；(2)分析关：要做到“三想”，即想化学过程所涉及的化学概念或化学原理，想所给条件与所求问题的关系，想有无隐含条件；(3)解答关：要做到“五要”，即设计实验进行探究时，原理要正确，试剂要易得，操作要简单，现象要明显，过程要环保。实验探究一有关氢氧化钠和氢氧化钙变质的探究一、氢氧化钠的变质1.NaOH 要密封保存的原因水蒸气二氧化碳(1)吸收空气中的_而潮解；(2)吸收空气中的_而变质，化学方程式：_(变质后生成了_)。CO22NaOH=Na2CO3Na2CO3H2O2.存放不严密的 NaOH 的成分(1)没有变质：滴入_(或_)溶液，无气泡(或无白色沉淀)产生。(2)部分变质：加入_溶液，目的是检验并完全除去Na2CO3，过滤，取滤液少量，滴入_，变红色。(3)全部变质：加入_溶液，目的是检验并完全除去Na2CO3，过滤，取滤液少量，滴入_，不变色。稀盐酸氢氧化钙(或氯化钙)氯化钙(或氯化钡)酚酞溶液氯化钙(或氯化钡)酚酞溶液3.除去 NaOH 中的 Na2CO3 杂质边搅拌边滴入_溶液，直至_为止，过滤，得到 NaOH 溶液。氢氧化钙(或氢氧化钡)产生沉淀不再二、氢氧化钙的变质1.生石灰变质的演变过程CaOH2O=Ca(OH)2生石灰的化学式为_，它露置于空气中，会吸收空气中的_而变质，化学方程式为：_。利用此性质，生石灰可作_。生成的熟石灰又继续与空气中的_反应而变质，化学方程式为：_。干燥剂二氧化碳结论：生石灰变质后的物质可能是_、_。=CaCO3H2OCa(OH)2CaCO3CaO水蒸气Ca(OH)2CO22.食品干燥剂 CaO 变质后的成分检验(1)CaO：取少量样品溶于水，如果有_现象，则样品中含有 CaO。温度升高(或放热、(2)CaCO3：另取样，直接滴加_，如果有_，则样品中含有 CaCO3。气泡产生注意：因CaO对检验Ca(OH)2 有干扰，一般不检验Ca(OH)2。发烫)稀盐酸3.Ca(OH)2 的变质情况稀盐酸(1)是否变质：取样，滴入_，有气泡产生，证明已变质；无明显现象，证明没有变质。酚酞溶液稀盐酸(2)部分变质：取样，加水溶解，滴入_，变红色，证明含有 Ca(OH)2；另取样，滴入_，产生气泡，证明含有 CaCO3，即部分变质。(3)全部变质：取样，加水溶解，滴入_，不变色，证明不含有 Ca(OH)2；另取样，滴入_，产生气泡，证明含有 CaCO3，即全部变质。酚酞溶液注意：因 Ca(OH)2 微溶于水，则不溶于水的滤渣不一定全部是 CaCO3，可能有未溶解的 Ca(OH)2。稀盐酸氢氧化钠的变质探究解题指引：有关氢氧化钠的变质问题，其实就是考查氢氧化钠的性质和碳酸钠的性质，注意生成的碳酸钠也呈碱性，因此，(1)不能用酚酞或紫色石蕊溶液来证明其是否变质；(2)在证明氢氧化钠是否部分变质时，碳酸钠对是否存在氢氧化钠的判断会有干扰。因此，要用过量的氯化钙溶液或氯化钡溶液(不能用氢氧化钙或氢氧化钡)先除去碳酸钠。例 1(2016 年淮安)实验室有一瓶长期放置的氢氧化钠固体(如图 1)，某兴趣小组同学欲对该固体变质情况进行探究。图 1图 2【提出问题】该瓶氢氧化钠固体是否变质，变质情况如何？【查阅资料】氢氧化钠在空气中容易变质但不会转化为NaHCO3；CaCl2溶液呈中性；CaCl2Na2CO3=CaCO32NaCl。【提出猜想】猜想：固体未变质猜想：固体全部变质猜想：固体部分变质【原因分析】氢氧化钠在空气中变质的原因是_(用化学方程式表示)。同学小红小美小伍实验操作加入适量氢氧化钙溶液加入过量氯化钙溶液加入过量稀盐酸【进行实验】小聪同学取少量样品于烧杯中，用足量水溶解，再向溶液中滴入几滴酚酞试液，溶液变红，由此他得出猜想正确，但其他同学很快予以否定，否定的理由是_，为了进一步得出结论，组内其他三位同学分别取小聪实验后的溶液于试管中，进行如下表所示实验。【实验结论】小红、小美的实验中都观察到有白色沉淀生成且溶液仍是红色，于是他们都得出猜想正确。【反思评价】(一)老师指出，仅凭小红的实验操作和现象无法确定猜想正确，理由是_。( 二 ) 根据小美的结论推测小伍的实验现象是_。【提出问题】如何测定变质的氢氧化钠固体中碳酸钠的质量分数？【实验原理】通过测定一定质量样品与足量稀硫酸反应生成二氧化碳的体积来计算碳酸钠的质量分数。【实验设计】小伍称取一定质量的样品，按图 2 装置进行实验(已知该装置气密性良好，水准管高度可以上下调节，量气管是带有刻度的仪器)。【反思评价】(一)在实验中，若没有植物油，测定结果会_(填“偏大”“偏小”或“不变”)。母)。A.实验前试管中有空气B.实验中水准管口有水溢出C.读数时量气管和水准管液面不相平D.实验后生成的气体在试管中仍有滞留解析：反思评价(一)检验氢氧化钠时，加入的试剂不能引入OH，否则会对氢氧化钠的检验造成干扰，所以仅凭小红的实验操作和现象无法确定猜想正确；(二)氢氧化钠、碳酸钠的混合物中加入盐酸，氢氧化钠会先与盐酸反应，碳酸钠再与盐酸反应，所以根据小美的结论推测小伍的实验现象是加入一定量的盐酸后，才会产生气泡；反思评价(一)二氧化碳溶于水，导致二氧化碳的体积减小，所以若没有植物油，测定结果会偏小；(二)实验的原理是生成多少二氧化碳，在收集装置中就会体现多少二氧化碳，实验前试管中有空气，不会影响实验结果，了 OH，对氢氧化钠的检验会造成干扰故A 正确；实验中水准管口有水溢出，不会影响收集二氧化碳的多少，故B 正确；读数时量气管和水准管液面不相平，会产生气压差，造成二氧化碳的体积不准确，故C 错误；实验后生成的气体在试管中仍有滞留，会影响收集的二氧化碳的质量，故D 错误。答案：原因分析2NaOHCO2=Na2CO3H2O 进行实验碳酸钠、氢氧化钠都显碱性反思评价(一)氢氧化钙引入酸后，才会产生气泡 反思评价(一)偏小(二)加入一定量的盐(二)AB氢氧化钙的变质探究解题指引：氢氧化钙变质题，相对氢氧化钠变质题要容易得多，原因是生成的碳酸钙是难溶物，不会对氢氧化钙存在的判断造成干扰。例 2在某食品厂生产的盒装饼干中，发现盒内有一小包东西，上面标有“干燥剂”“主要成分是生石灰”“请勿食用”等字样。为了提高自己的实验探究能力，淑平决定对这包干燥剂展开探究。(1)她将这袋干燥剂全部倒入一定量水中，充分搅拌后，触摸杯壁，感觉有点热。将其过滤，得到白色沉淀物和滤液。(2)联系到空气成分和 CaO 的性质，她对白色沉淀物的组成提出了以下假设：假设 1：是 CaO 和 CaCO3 的混合物。假设 2：是 Ca(OH)2和CaCO3的混合物。假设 3：只有 CaCO3。假设 4：只有 Ca(OH)2。其中假设_(填序号)不合理，原因是_(用化学方程式表示)。(3)为了判断其他几种假设的合理性，该同学继续进行实验：取少量沉淀物放入试管中，加入稀盐酸，有气泡产生，由此可否定假设_。为了得到最后结论，她再取少量沉淀物放在另一支试管中，加入少量水振荡，静置后，滴入酚酞溶液，呈红色，说明只有假设_合理。(4)从此，淑平同学明白了：“请勿食用”是因为该干燥剂吸水后具有_性且_(填“吸”或“放”)热。该干燥剂吸水后会变质，变质后的物质可能是 CaCO3。写出 CaO 变质生成 CaCO3 的最后一步反应的化学方程式：_。空气中的水分、氧气等能引起食品变质。一般采用_(写出两种方法)等包装方法可以防止或延缓食品变质。解析：考查生石灰作干燥剂的原理，从而引出生石灰变质问题的探究，仍然是对生石灰、熟石灰和石灰石三者性质的考查。把握上述知识点，此类题则可顺利解答。答案：(2)1 CaOH2O=Ca(OH)2(3)42(4)碱(或腐蚀)放Ca(OH)2CO2=CaCO3 H2O充气(如 N2)包装、真空包装(或放干燥剂、脱氧剂等合理答案)