中考化學(xué)命題研究 第二編 重點(diǎn)題型突破篇 專(zhuān)題八 以氫氧化鈉為例探究物質(zhì)的變質(zhì)試題

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專(zhuān)題八　以氫氧化鈉為例探究物質(zhì)的變質(zhì) 　堿變質(zhì) 堿 氫氧化鈉 氫氧化鈣 變質(zhì)原因 與空氣中的CO2等酸性氣體反應(yīng) 化學(xué)方程式 2NaOH＋CO2=== Na2CO3＋H2O Ca(OH)2＋ CO2=== CaCO3↓＋H2O 判斷變質(zhì)的方法 檢驗(yàn)生成物中是否有Na2CO3，如果有，則說(shuō)明變質(zhì) 檢驗(yàn)生成物中是否有CaCO3、如果有，則說(shuō)明變質(zhì) 檢驗(yàn) (1)加入過(guò)量稀鹽酸，有氣泡產(chǎn)生，證明已經(jīng)變質(zhì)?；瘜W(xué)方程式為Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑； (2)加CaCl2或BaCl2溶液，有白色沉淀，證明已經(jīng)變質(zhì)。化學(xué)方程式為Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl； (3)加入Ca(OH)2或Ba(OH)2溶液，有白色沉淀生成，證明已經(jīng)變質(zhì)?；瘜W(xué)方程式為 Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH Na2CO3＋Ba(OH)2===BaCO3↓＋2NaOH (1)加入足量的稀鹽酸，有氣泡產(chǎn)生，說(shuō)明已變質(zhì)?；?yàn)學(xué)方程式為化學(xué)方程式為CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑；(2)觀察容器壁上有白膜(或白色固體不溶于水)，說(shuō)明已變質(zhì) 除去 雜質(zhì) 加入Ca(OH)2溶液或Ba(OH)2溶液，向變質(zhì)的溶液中加入適量的氫氧化鈣溶液直到不再產(chǎn)生沉淀為止；過(guò)濾。反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH 續(xù)表 堿 氫氧化鈉 氫氧化鈣 判斷變質(zhì)程度的方法 (1)首先判斷是否變質(zhì)；(2)將變質(zhì)后的生成物Na2CO3除去，再檢驗(yàn)是否含有NaOH，如果有NaOH則為部分變質(zhì)，如果沒(méi)有，則為全部變質(zhì) (1)首先判斷是否變質(zhì)；(2)將變質(zhì)后的生成物CaCO3除去(過(guò)濾)，再檢驗(yàn)是否含有Ca(OH)2，如有則為部分變質(zhì)，如沒(méi)有，則為全部變質(zhì) 判斷變質(zhì)的程度 (1)取樣品的溶液加入過(guò)量的CaCl2或BaCl2溶液，生成白色沉淀，過(guò)濾；(2)向?yàn)V液中加入無(wú)色酚酞試液，如果變成紅色，則為部分變質(zhì)，如果不變紅，則為全部變質(zhì) (1)取樣品加入鹽酸有氣泡產(chǎn)生，則變質(zhì)；(2)取變質(zhì)的樣品溶于水，過(guò)濾，向?yàn)V液中滴加無(wú)色酚酞，如果變紅，則為部分變質(zhì)，如果不變紅，則為全部變質(zhì) 【特別提醒】溶解Ca(OH)2時(shí)，不能用觀察到出現(xiàn)白色渾濁的現(xiàn)象來(lái)判斷是否變質(zhì)。因?yàn)镃a(OH)2微溶于水，溶解時(shí)，自然會(huì)出現(xiàn)渾濁的現(xiàn)象，而不是變質(zhì)后才出現(xiàn)白色渾濁現(xiàn)象。 　其他物質(zhì)的變質(zhì) 物質(zhì) 變質(zhì)原因 判斷方法 H2O2 化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，易分解生成水和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H2O2===2H2O＋O2↑ 取樣品于試管中，加入少量的MnO2，如果無(wú)氣泡產(chǎn)生，則證明全部變質(zhì) 白磷 化學(xué)性質(zhì)活潑，易與空氣中氧氣發(fā)生緩慢氧化，而由塊狀變成粉末狀，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4P＋5O2===2P2O5 取少量固體樣品點(diǎn)燃，若不能燃燒，則證明全部變質(zhì) 續(xù)表 物質(zhì) 變質(zhì)原因 判斷方法 CaO 易與空氣中的H2O、CO2發(fā)生反應(yīng)，生成Ca(OH)2或CaCO3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaO＋H2O===Ca(OH)2，Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O 取少量固體樣品于試管中，加水若無(wú)熱量放出，則證明全部變質(zhì) Fe粉 在潮濕的空氣中易生銹(Fe2O3) 取樣品于試管中，加入適量的鹽酸若無(wú)氣泡放出，則說(shuō)明全部變質(zhì) NH4HCO3 NaHCO3 受熱易分解，反應(yīng)的化學(xué)方程式：NH4HCO3NH3↑＋H2O＋CO2↑，2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑ 變質(zhì)后；固體的質(zhì)量都會(huì)減少，NH4HCO3完全變質(zhì)，固體則會(huì)消失 歸納 總結(jié) (1)物質(zhì)變質(zhì)的原因主要是這些物質(zhì)與空氣中的氧氣、二氧化碳、水蒸氣等發(fā)生反應(yīng)或本身的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定造成的；(2)檢驗(yàn)是全部變質(zhì)，還是部分變質(zhì)，只需檢驗(yàn)變質(zhì)后的生成物是否存在和該物質(zhì)是否存在，就可以作出判斷的結(jié)論。 　氫氧化鈉及同類(lèi)物質(zhì)的變質(zhì) 【例1】(2015襄陽(yáng)中考)某興趣小組發(fā)現(xiàn)了一包敞口放置的堿石灰樣品，為探究其成分，同學(xué)們?cè)趯?shí)驗(yàn)室對(duì)這包堿石灰樣品展開(kāi)了探究。 【查閱資料】①堿石灰是由CaO和NaOH固體混合而成，通常用于吸收二氧化碳及干燥氣體。②熟石灰微溶于水，且溶于水放出的熱量很少可以忽略不計(jì)。③BaCl2溶液顯中性。 【提出猜想】根據(jù)資料，同學(xué)們分析堿石灰樣品的主要成分可能含有CaO、NaOH、Ca(OH)2、CaCO3和________。 【實(shí)驗(yàn)探究】小組討論后設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究： 實(shí)驗(yàn)步驟及操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論 ①取部分該樣品于試管中，加少量水 無(wú)明顯放熱現(xiàn)象 堿石灰樣品中不含CaO和________ 續(xù)表 實(shí)驗(yàn)步驟及操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論 ②繼續(xù)加足量水，振蕩，靜置 產(chǎn)生白色沉淀 樣品中一定含有CaCO3 ③從步驟②的試管中取少量上層清液于另一試管中，向其中滴加過(guò)量BaCl2溶液 產(chǎn)生白色沉淀 ④將步驟③所得物質(zhì)過(guò)濾，向?yàn)V液中滴加無(wú)色酚酞溶液 溶液變紅色 　　【思考與分析】小杰同學(xué)經(jīng)過(guò)分析認(rèn)為步驟②的結(jié)論不準(zhǔn)確，原因是______________________(用化學(xué)方程式表示)。 【解釋與結(jié)論】通過(guò)以上探究與分析：可以得出該堿石灰樣品一定含有的物質(zhì)是________________；實(shí)驗(yàn)探究步驟④所得溶液中除酚酞外還含有的溶質(zhì)有________________。 【解析】【提出猜想】因?yàn)閴A石灰的成分是CaO和NaOH，CaO變質(zhì)后生成Ca(OH)2、Ca(OH)2繼續(xù)變質(zhì)，生成CaCO3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaO＋H2O===Ca(OH)2，Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O；NaOH變質(zhì)后生成Na2CO3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O，所以變質(zhì)后的成分可能為CaO，NaOH，Ca(OH)2，CaCO3，Na2CO3。 【實(shí)驗(yàn)探究】①取部分該樣品于試管中加少量水，無(wú)適量放熱現(xiàn)象，因此固體中不含CaO和NaOH；原因是：NaOH固體溶于水是放熱的，CaO與水反應(yīng)是放熱的。②繼續(xù)加足量水，振蕩，靜置，產(chǎn)生白色沉淀，樣品中不一定含有CaCO3。③從步驟②的試管中取少量的上層清液于一支試管中，向其中滴加BaCl2時(shí)，產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明樣品中一定含有Na2CO3。④將步驟③所得的物質(zhì)過(guò)濾，向?yàn)V液滴加無(wú)色酚酞溶液，溶液變成紅色，說(shuō)明溶液含有Ca(OH)2。 【思考與分析】小杰同學(xué)經(jīng)過(guò)分析步驟②結(jié)論不準(zhǔn)確，原理是Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH；CaCO3可能是生成的，而不是原有的。所以分析后就可以得到：該樣品中一定含有的物質(zhì)Na2CO3，Ca(OH)2，實(shí)驗(yàn)探究步驟④中除酚酞外，還含有的物質(zhì)有NaCl，NaOH，BaCl2；NaCl，NaOH是溶于水后反應(yīng)生成的，BaCl2是反應(yīng)后剩余的。 【答案】Na2CO3；NaOH；Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH；Na2CO3；Ca(OH)2；NaCl，NaOH，BaCl2 1.(2015廈門(mén)中考)有關(guān)NaOH與CO2反應(yīng)的探究 探究一：檢驗(yàn)NaOH固體樣品露置空氣中一段時(shí)間后的成分 【查閱資料】Na2CO3溶液是堿性；KCl溶液、BaCl2溶液顯中性；BaCO3難溶于水。 (1)檢驗(yàn)樣品是否變質(zhì)，檢驗(yàn)樣品成分中是否含碳酸根的實(shí)驗(yàn)方法：__取樣品少量，加入足量稀鹽酸，如有氣泡產(chǎn)生，說(shuō)明樣品中含有碳酸根，如無(wú)氣泡產(chǎn)生說(shuō)明樣品中沒(méi)有碳酸根離子__(操作、現(xiàn)象及結(jié)論)。 (2)檢驗(yàn)樣品是否完全變質(zhì)。實(shí)驗(yàn)操作：取樣品加水溶解，先加過(guò)量的__C__(填編號(hào)，下同)，再滴加__E__。 A．鹽酸　　B．KCl溶液　　C．BaCl2溶液 D．Ba(OH)2溶液　　E．酚酞試液 探究二：用NaOH溶液測(cè)定空氣中酸性氣體(CO2、SO2)的體積分?jǐn)?shù) 【實(shí)驗(yàn)裝置】如圖所示，向細(xì)玻璃管內(nèi)注入少量水，形成一段水柱，經(jīng)檢驗(yàn)，該裝置氣密性良好。已知細(xì)玻璃管單位長(zhǎng)度的容積為0.1mLcm－1。水柱的質(zhì)量忽略不計(jì)。 【操作步驟】保持外界條件不變，完成以下操作： ①將40mL濃NaOH溶液迅速倒入燒瓶?jī)?nèi)，立即塞緊橡皮塞，并在細(xì)玻璃管上標(biāo)記水柱底部的位置； ②觀察并測(cè)量得出水柱緩慢向下移動(dòng)的距離為2.0cm； ③實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，根據(jù)①中的標(biāo)記，測(cè)得該標(biāo)記以下細(xì)玻璃管及燒瓶的總?cè)莘e為340mL。 (3)檢查如圖所示裝置氣密性的操作方法：__圖中水柱不移，說(shuō)明裝置氣密性良好__。 (4)僅根據(jù)本次測(cè)量數(shù)據(jù)，該氣體樣品中酸性氣體的體積分?jǐn)?shù)為_(kāi)_0.067%__(精確到0.00001)。 (5)在上述操作步驟②中，若裝置溫度略有升高，實(shí)驗(yàn)結(jié)果__偏小__(選填“偏大”“不變”或“偏小”)。 　氫氧化鈉等物質(zhì)變質(zhì)的探究 【例2】(2016遂寧中考)某化學(xué)興趣小組的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)以前用的一瓶氫氧化鈉溶液忘記了蓋瓶塞，他們?nèi)∵@種氫氧化鈉溶液少量于試管中，再逐滴加入稀鹽酸，觀察到有氣泡產(chǎn)生。小組中有同學(xué)斷定，這瓶氫氧化鈉溶液已經(jīng)變質(zhì)。輔導(dǎo)老師肯定了該同學(xué)的看法，又有同學(xué)提出：所用氫氧化鈉溶液是否完全變質(zhì)？興趣小組的同學(xué)在輔導(dǎo)老師的鼓勵(lì)下又進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)探究： 【提出問(wèn)題】氫氧化鈉溶液是否完全變質(zhì)？ 【進(jìn)行猜想】(1)該氫氧化鈉溶液部分變質(zhì)；(2)該氫氧化鈉溶液全部變質(zhì)。 【查閱資料】氯化鋇溶液呈中性。 【設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】 實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 (1)取少量該瓶氫氧化鈉溶液于試管中，向溶液中滴加過(guò)量的BaCl2溶液，并不斷振蕩 有__________產(chǎn)生 說(shuō)明原溶液中一定有碳酸鈉 (2)取步驟(1)試管中的少量上層清液，向其中滴加酚酞試液 發(fā)現(xiàn)溶液變紅色 說(shuō)明原溶液中一定有______ 【結(jié)論】該小組同學(xué)所用的氫氧化鈉溶液是________(選填“部分”或者“全部”)變質(zhì)。 【反思】氫氧化鈉溶液露置于空氣中容易變質(zhì)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：__________________________________ 【解析】根據(jù)碳酸根離子和鋇離子會(huì)生成碳酸鋇沉淀，氫氧化鈉能使酚酞變紅色，氫氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水進(jìn)行分析。 【設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】碳酸根離子和鋇離子會(huì)生成碳酸鋇沉淀，氫氧化鈉能使酚酞變紅色，所以 實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 (1)取少量該瓶氫氧化鈉溶液于水管中，向溶液中滴加過(guò)量的BaCl2溶液，并不斷振蕩 有白色沉淀產(chǎn)生 說(shuō)明原溶液中一定有碳酸鈉 (2)取步驟(1)試管中的少量上層清液，向其中滴加酚酞試液 發(fā)現(xiàn)溶液變紅色 說(shuō)明原溶液中一定有氫氧化鈉 　　【結(jié)論】該小組同學(xué)所用的氫氧化鈉溶液是部分變質(zhì)； 【反思】氫氧化鈉溶液露置于空氣中容易變質(zhì)，氫氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O 【答案】【設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】(1)白色沉淀；氫氧化鈉；【結(jié)論】部分；【反思】2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O 2.(2015河池中考)小紅和小明同學(xué)在藥品柜取用藥品時(shí)，發(fā)現(xiàn)有一瓶氫氧化鈉溶液瓶蓋附近“長(zhǎng)”滿白色物質(zhì)。他們決定對(duì)白色物質(zhì)的成分進(jìn)行探究。 【提出問(wèn)題】這種白色物質(zhì)是什么？ 【查閱資料】①氫氧化鈉在空氣中不會(huì)轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈉 ②氯化鈣溶液呈中性 ③碳酸鈉溶液呈堿性 【猜想假設(shè)】小紅認(rèn)為：白色物質(zhì)全部是氫氧化鈉。 小明認(rèn)為：白色物質(zhì)是碳酸鈉和氫氧化鈉的混合物 你認(rèn)為：白色物質(zhì)還有可能是__Na2CO3__。 【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】他們?nèi)“咨腆w，加水溶解配制成溶液，標(biāo)記為溶液A，以備實(shí)驗(yàn)使用。 (1)小紅先取適量溶液A，然后滴加酚酞溶液，溶液變紅。小紅由此認(rèn)為自己的猜想是正確的。小明認(rèn)為小紅的實(shí)驗(yàn)不能得出這個(gè)結(jié)論，理由是__Na2CO3溶液也呈堿性，滴加酚酞也變紅__。 (2)小紅經(jīng)過(guò)思考后，再做實(shí)驗(yàn)：取適量溶液A，滴加少量稀鹽酸，發(fā)現(xiàn)無(wú)氣泡產(chǎn)生，再次認(rèn)為自己的猜想是正確的。但小明認(rèn)為小紅的實(shí)驗(yàn)仍然不能得出這個(gè)結(jié)論，理由是__溶液中有NaOH，滴加少量的稀鹽酸，鹽酸與Na2CO3反應(yīng)生成的CO2被NaOH吸收，仍不能證明只含NaOH__。 (3)小明認(rèn)真總結(jié)了小紅的實(shí)驗(yàn)，也取適量的溶液A，加入過(guò)量的氯化鈣溶液，充分反應(yīng)后過(guò)濾，向?yàn)V液中滴加酚酞溶液，觀察到溶液變紅，證明自己猜想正確。 【反思拓展】 (1)廢液處理：實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小紅、小明把廢液統(tǒng)一倒入一個(gè)廢液缸中，發(fā)現(xiàn)溶液呈紅色，于是逐滴加入稀鹽酸至剛好變?yōu)闊o(wú)色時(shí)，溶液中的溶質(zhì)除了酚酞外，還含有__NaCl，CaCl2__(填化學(xué)式)。 (2)雜質(zhì)去除：要除去部分變質(zhì)的氫氧化鈉溶液中的雜質(zhì)，得到純凈的氫氧化鈉溶液，選擇的試劑可以是__Ca(OH)2__溶液。 3.(2012西寧中考)某興趣小組的同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)室里久置于空氣中變質(zhì)的過(guò)氧化鈉(Na2O2)固體的成分進(jìn)行探究。 【查閱資料】(1)Na2O2化學(xué)性質(zhì)很活潑，能與水、二氧化碳反應(yīng)。 相關(guān)反應(yīng)：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 (2)Ba(NO3)2溶液、NaNO3溶液均為中性溶液 【猜想】猜想Ⅰ：固體為Na2O2、NaOH、Na2CO3 猜想Ⅱ：固體為NaOH、Na2CO3 猜想Ⅲ：固體為NaOH 猜想Ⅳ：固體為Na2CO3 【實(shí)驗(yàn)推斷】 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 ①取少量固體于試管中，加水振蕩直至完全溶解。 __無(wú)氣泡產(chǎn)生__ 猜想Ⅰ不成立。 ②取少量①的溶液于試管中，滴加過(guò)量的Ba(NO3)2溶液。 __有白色沉淀生成__ 證明有Na2CO3存在，反應(yīng)的化學(xué)方程式為： __Na2CO3＋Ba(NO3)2===BaCO3↓＋2NaNO3__ ③取少量②的溶液于試管中，滴加無(wú)色酚酞試液。 __溶液變紅__ 證明有NaOH存在。 綜合以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，說(shuō)明猜想Ⅱ是成立的。 　　【拓展遷移】小組同學(xué)認(rèn)識(shí)到過(guò)氧化鈉(Na2O2)應(yīng)該__密封__保存。 為探究一瓶久置的氫氧化鈉溶液(原溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)16%)是否變質(zhì)，同學(xué)們提出了多種方案，其中一種方案設(shè)計(jì)如下： 【查閱資料】氫氧化鈉溶液與空氣接觸可能發(fā)生的反應(yīng)： 2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3 NaOH與NaHCO3在溶液中發(fā)生反應(yīng)： NaOH＋NaHCO3===Na2CO3＋H2O 【假設(shè)猜想】1.該溶液未變質(zhì)，溶質(zhì)成分只有NaOH 2．該溶液已變質(zhì)，…… 【實(shí)驗(yàn)探究】向一定質(zhì)量的潔凈燒杯中加入m1g該氫氧化鈉溶液，再加入溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的硫酸m2g(硫酸足量)，充分反應(yīng)、冷卻后稱(chēng)量。根據(jù)溶液總質(zhì)量m判斷該氫氧化鈉溶液是否變質(zhì)。 試結(jié)合該方案，回答下列問(wèn)題： (1)進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)使用的稱(chēng)量?jī)x器名稱(chēng)是__托盤(pán)天平__，稱(chēng)量時(shí)，燒杯應(yīng)放在該儀器的__左__盤(pán)。 (2)實(shí)驗(yàn)探究中，燒杯內(nèi)溶液總質(zhì)量m與氫氧化鈉溶液是否變質(zhì)的對(duì)應(yīng)關(guān)系是：m<(m1＋m2)g，猜想__2__成立；m＝(m1＋m2)g，猜想__1__成立。 (3)補(bǔ)充完善猜想2：如果該溶液部分變質(zhì)，溶質(zhì)的成分為_(kāi)_Na2CO3，NaOH__(填化學(xué)式，下同)；如果該溶液完全變質(zhì)，溶質(zhì)成分可能為Na2CO3或NaHCO3或__Na2CO3和NaHCO3__。