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近年有关反应后溶液中成分的实验探究题,实验情景创设独特、新颖,问题设计由浅入深,难度和区分度设置合理,全方位地考查同学思维的有序性、严谨性和灵活运用知识解决新问题的能力。现在选取几例进行分析,希望对同学们的复习应考有所帮助。
一、 探究反应后溶液中的物质成分
例1(2010•哈尔滨)甲、乙同学在学完酸的化学性质后,做了如下实验:实验结束,甲、乙同学依次将废液缓慢倒入同一洁净的废液缸中,然后进行了讨论。
观察与讨论1甲同学在做实验时没有观察到明显现象,于是对氢氧化钙溶液和稀盐酸能发生反应表示怀疑。但乙同学认为,甲同学实验时向氢氧化钙溶液中应先滴几滴酚酞试液,再滴加适量的稀盐酸,当观察到(1)时,就可以说明两种物质能发生反应。
观察与讨论2当乙同学沿废液缸内壁缓慢倾倒液体时,观察到废液缸中先有气泡产生,然后又出现了白色沉淀。经过讨论确定,甲、乙同学试管中废液含有的溶质分别是(2)(3)(均写化学式),才会出现上述现象。
为了科学处理试验后产生的废液,甲、乙同学决定对废液缸中最终废液溶质的成分进行探究。
提出问题最终废液中含有什么溶质?
猜想与假设甲同学猜想:废液中含有NaCl、CaCl2两种物质
乙同学猜想废液中含有NaCl、Na2CO3两种物质
活动与探究甲、乙同学为了验证自己的猜想,分别同时进行了如下实验:
甲同学实验取少量废液于试管中,向其中滴加碳酸钠溶液,无明显现象。
得出结论甲猜想不成立,则乙猜想成立。
乙同学实验取少量废液于试管中,向其中滴加氯化钙溶液,出现白色沉淀。
得出结论乙猜想成立,则甲猜想不成立。
反思与评价请对甲同学由实验现象得出的结论给予评价(4)。
表达与交流甲、乙同学确认了最终废液中溶质的成分。你认为处理该废液的方法是
(5)。
解析解答此题需要把握以下几点:(1)甲同学实验中发生的反应是Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O,乙同学实验中发生的反应是Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑,根据“生成物一定存在,反应物可能存在(若反应物恰好完全反应,则反应物都不存在;若某种反应物过量,则这种反应物也存在)”的原则,甲同学废液中的溶质一定有CaCl2,还可能有Ca(OH)2或HCl中的一种,即有以下三种可能: CaCl2; ②CaCl2和Ca(OH)2; ③CaCl2和HCl。乙同学废液中的溶质一定有NaCl,还可能有Na2CO3或HCl中的一种,即有以下三种可能:①NaCl;②NaCl和Na2CO3;③NaCl和HCl。当向甲同学的废液中倒入乙同学的废液,观察到废液缸中先有气泡产生,然后又出现了白色沉淀。说明先后发生以下两个反应:Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑和Ca2++CO32- CaCO3↓。由此可知甲同学废液中的溶质一定有CaCl2和HCl,乙同学废液中的溶质一定有NaCl和Na2CO3。(2)甲、乙同学的废液混合之后,发生的反应是Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑和CaCl2+Na2CO3CaCO3↓+2NaCl,由“废液缸中后又出现了白色沉淀”可知废液缸中存在CaCO3,则最后废液中的溶质不可能还有HCl,再根据“生成物一定存在,反应物可能存在”的原则,废液中的溶质有以下三种可能:① NaCl;② NaCl和Na2CO3;③ NaCl和CaCl2。当向废液样品中滴加碳酸钠溶液后无明显现象,说明废液样品中不存在CaCl2,排除了③,但还不能确定是①与②中的哪一种情况;当向废液样品中滴加氯化钙溶液后出现白色沉淀,说明废液样品中存在Na2CO3,能够确定②,即废液中含有NaCl、Na2CO3两种物质。(3)由于废液中含有Na2CO3,所以呈碱性,应向最终废液中加入氯化钙溶液(或加入酸溶液)至中性后再倒掉废液。
答案:(1) 酚酞试液由红色变无色(2) CaCl2、HCl(3) NaCl、Na2CO3(4) 甲同学结论不正确,甲同学实验只能说明废液中无氯化钙,若废液中只含有氯化钠也无明显现象,则乙同学猜想不一定成立,所以甲同学结论不正确(5) 向最终废液中加入氯化钙溶液(或加入酸溶液)至中性后再倒掉废液。
二、 探究反应后溶液中的离子成分
例2(2010•宜昌)在高效复习课堂中,同学们利用“硫酸、硝酸钡、氢氧化钠、碳酸钾”四种物质的溶液对“复分解反应发生的条件”进行再探究。利用上述四种物质的溶液完成实验后,将所得物质混合并过滤,得到一种无色溶液。经测定,该溶液显酸性。则在该溶液中一定含有的离子是______
。为了验证该溶液中可能含有的离子是否存在,我设计如下实验进行验证。
知识升华
对“复分解反应发生的条件”的再探究,我发现在分析多种溶液混合后所得溶液中离子的成分时,应考虑的因素是。
解析解答此题需要把握以下几点:(1)硫酸、硝酸钡、氢氧化钠、碳酸钾在水中会分别解离出H+和SO42-、Ba2+和NO3-、Na+和OH-、K+和CO32-。(2) 利用四种物质的溶液完成实验后,将所得物质混合并过滤,得到一种无色酸性溶液,则在该溶液中一定含有H+,由于H++ OH- H2O和2H++CO32- H2O+CO2↑,故H+和OH-、CO32-不能大量共存,所以该溶液中一定不存在OH-、CO32-。(3) 复分解反应的实质是离子之间相互结合生成气体或者水或者沉淀的过程,没有反应生成气体或者水或者沉淀的离子一定还存在于溶液之中,所以该溶液中一定存在Na+、K+和NO3-。(4) 由于Ba2++SO42- BaSO4↓,所以有以下三种可能:①若Ba2+与SO42-恰好完全反应,则该溶液中Ba2+与SO42-都不存在;②若Ba2+没有完全反应,则该溶液中存在Ba2+;③若SO42-没有完全反应,则该溶液中存在SO42-。注意Ba2+与SO42-不可能在溶液中都存在,因为如果Ba2+与SO42-都剩余,还会继续反应生成BaSO4沉淀。(5) 验证Ba2+是否存在,可以加入少量硫酸钠溶液,观察是否出现白色沉淀;验证SO42-是否存在,可以加入少量硝酸钡溶液溶液,观察是否出现 白色沉淀。
答案:H+、Na+、K+和NO3-(必须答全四种)
知识升华溶液中的离子能否大量共存或者离子是否参加化学反应,参加化学反应的离子是否有剩余。
解题方法总结:解答反应后溶液中成分的探究题时,一般分为以下几个步骤:(1) 根据实验过程,写出发生反应的化学方程式。(2) 由已经推断出的物质或离子,根据“溶液中相互反应的物质或离子不能共存”的原则,排除不可能存在的物质或离子。(3) 根据“生成物一定存在,反应物可能存在(若反应物恰好完全反应,则反应物都不存在;若某种反应物过量,则这种反应物也存在)”的原则,列出反应后溶液中的物质或离子存在的几种可能情况。(4) 联系物质或离子的特征性质做进一步判断。
练习(2010年鞍山中考试题)某兴趣小组在学习碱的化学性质时,进行了如图所示的实验。
(1) 写出甲实验中盐酸和氢氧化钠反应的化学方程式 。
(2) 乙实验中滴加氢氧化钠溶液后,可观察到的现象是 。
(3) 丙实验中观察到试管内有白色沉淀产生。
(4) 实验结束后,同学们将甲、乙、丙三个实验的废液倒入同一个干净的废液缸中,最终看到废液浑浊并呈红色,由此产生疑问。
提出问题废液中含有哪些物质?
交流讨论①一定含有的物质:碳酸钙、指示剂、水和 。
② 还含有能使废液呈碱性的物质。能使废液呈碱性的物质是什么?同学们有如下猜想。
小兰认为:只有碳酸钠
小刚认为:只有氢氧化钙
小亮认为:是氢氧化钠和碳酸钠
你认为还可能是 。(写一种猜想)
实验设计小斌想用氯化钙溶液来验证小兰、小刚、小亮的猜想。查阅资料获悉氯化钙溶液呈中性,并设计如下实验。请你将小斌的实验设计补充完整。
反思拓展在分析化学反应后所得物质的成分时,除了考虑生成物外还需考虑。
答案:(1) NaOH+HClNaCl+H2O(2)气球胀大(4) 交流讨论① NaCl② 氢氧化钠实验设计① 小亮② 有白色沉淀,溶液由红色变为无色小兰③ 没有白色沉淀,溶液呈红色小刚(实验现象和猜想合理对应即可)反思拓展反应物是否有剩余
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一、 探究反应后溶液中的物质成分
例1(2010•哈尔滨)甲、乙同学在学完酸的化学性质后,做了如下实验:实验结束,甲、乙同学依次将废液缓慢倒入同一洁净的废液缸中,然后进行了讨论。
观察与讨论1甲同学在做实验时没有观察到明显现象,于是对氢氧化钙溶液和稀盐酸能发生反应表示怀疑。但乙同学认为,甲同学实验时向氢氧化钙溶液中应先滴几滴酚酞试液,再滴加适量的稀盐酸,当观察到(1)时,就可以说明两种物质能发生反应。
观察与讨论2当乙同学沿废液缸内壁缓慢倾倒液体时,观察到废液缸中先有气泡产生,然后又出现了白色沉淀。经过讨论确定,甲、乙同学试管中废液含有的溶质分别是(2)(3)(均写化学式),才会出现上述现象。
为了科学处理试验后产生的废液,甲、乙同学决定对废液缸中最终废液溶质的成分进行探究。
提出问题最终废液中含有什么溶质?
猜想与假设甲同学猜想:废液中含有NaCl、CaCl2两种物质
乙同学猜想废液中含有NaCl、Na2CO3两种物质
活动与探究甲、乙同学为了验证自己的猜想,分别同时进行了如下实验:
甲同学实验取少量废液于试管中,向其中滴加碳酸钠溶液,无明显现象。
得出结论甲猜想不成立,则乙猜想成立。
乙同学实验取少量废液于试管中,向其中滴加氯化钙溶液,出现白色沉淀。
得出结论乙猜想成立,则甲猜想不成立。
反思与评价请对甲同学由实验现象得出的结论给予评价(4)。
表达与交流甲、乙同学确认了最终废液中溶质的成分。你认为处理该废液的方法是
(5)。
解析解答此题需要把握以下几点:(1)甲同学实验中发生的反应是Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O,乙同学实验中发生的反应是Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑,根据“生成物一定存在,反应物可能存在(若反应物恰好完全反应,则反应物都不存在;若某种反应物过量,则这种反应物也存在)”的原则,甲同学废液中的溶质一定有CaCl2,还可能有Ca(OH)2或HCl中的一种,即有以下三种可能: CaCl2; ②CaCl2和Ca(OH)2; ③CaCl2和HCl。乙同学废液中的溶质一定有NaCl,还可能有Na2CO3或HCl中的一种,即有以下三种可能:①NaCl;②NaCl和Na2CO3;③NaCl和HCl。当向甲同学的废液中倒入乙同学的废液,观察到废液缸中先有气泡产生,然后又出现了白色沉淀。说明先后发生以下两个反应:Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑和Ca2++CO32- CaCO3↓。由此可知甲同学废液中的溶质一定有CaCl2和HCl,乙同学废液中的溶质一定有NaCl和Na2CO3。(2)甲、乙同学的废液混合之后,发生的反应是Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑和CaCl2+Na2CO3CaCO3↓+2NaCl,由“废液缸中后又出现了白色沉淀”可知废液缸中存在CaCO3,则最后废液中的溶质不可能还有HCl,再根据“生成物一定存在,反应物可能存在”的原则,废液中的溶质有以下三种可能:① NaCl;② NaCl和Na2CO3;③ NaCl和CaCl2。当向废液样品中滴加碳酸钠溶液后无明显现象,说明废液样品中不存在CaCl2,排除了③,但还不能确定是①与②中的哪一种情况;当向废液样品中滴加氯化钙溶液后出现白色沉淀,说明废液样品中存在Na2CO3,能够确定②,即废液中含有NaCl、Na2CO3两种物质。(3)由于废液中含有Na2CO3,所以呈碱性,应向最终废液中加入氯化钙溶液(或加入酸溶液)至中性后再倒掉废液。
答案:(1) 酚酞试液由红色变无色(2) CaCl2、HCl(3) NaCl、Na2CO3(4) 甲同学结论不正确,甲同学实验只能说明废液中无氯化钙,若废液中只含有氯化钠也无明显现象,则乙同学猜想不一定成立,所以甲同学结论不正确(5) 向最终废液中加入氯化钙溶液(或加入酸溶液)至中性后再倒掉废液。
二、 探究反应后溶液中的离子成分
例2(2010•宜昌)在高效复习课堂中,同学们利用“硫酸、硝酸钡、氢氧化钠、碳酸钾”四种物质的溶液对“复分解反应发生的条件”进行再探究。利用上述四种物质的溶液完成实验后,将所得物质混合并过滤,得到一种无色溶液。经测定,该溶液显酸性。则在该溶液中一定含有的离子是______
。为了验证该溶液中可能含有的离子是否存在,我设计如下实验进行验证。
知识升华
对“复分解反应发生的条件”的再探究,我发现在分析多种溶液混合后所得溶液中离子的成分时,应考虑的因素是。
解析解答此题需要把握以下几点:(1)硫酸、硝酸钡、氢氧化钠、碳酸钾在水中会分别解离出H+和SO42-、Ba2+和NO3-、Na+和OH-、K+和CO32-。(2) 利用四种物质的溶液完成实验后,将所得物质混合并过滤,得到一种无色酸性溶液,则在该溶液中一定含有H+,由于H++ OH- H2O和2H++CO32- H2O+CO2↑,故H+和OH-、CO32-不能大量共存,所以该溶液中一定不存在OH-、CO32-。(3) 复分解反应的实质是离子之间相互结合生成气体或者水或者沉淀的过程,没有反应生成气体或者水或者沉淀的离子一定还存在于溶液之中,所以该溶液中一定存在Na+、K+和NO3-。(4) 由于Ba2++SO42- BaSO4↓,所以有以下三种可能:①若Ba2+与SO42-恰好完全反应,则该溶液中Ba2+与SO42-都不存在;②若Ba2+没有完全反应,则该溶液中存在Ba2+;③若SO42-没有完全反应,则该溶液中存在SO42-。注意Ba2+与SO42-不可能在溶液中都存在,因为如果Ba2+与SO42-都剩余,还会继续反应生成BaSO4沉淀。(5) 验证Ba2+是否存在,可以加入少量硫酸钠溶液,观察是否出现白色沉淀;验证SO42-是否存在,可以加入少量硝酸钡溶液溶液,观察是否出现 白色沉淀。
答案:H+、Na+、K+和NO3-(必须答全四种)
知识升华溶液中的离子能否大量共存或者离子是否参加化学反应,参加化学反应的离子是否有剩余。
解题方法总结:解答反应后溶液中成分的探究题时,一般分为以下几个步骤:(1) 根据实验过程,写出发生反应的化学方程式。(2) 由已经推断出的物质或离子,根据“溶液中相互反应的物质或离子不能共存”的原则,排除不可能存在的物质或离子。(3) 根据“生成物一定存在,反应物可能存在(若反应物恰好完全反应,则反应物都不存在;若某种反应物过量,则这种反应物也存在)”的原则,列出反应后溶液中的物质或离子存在的几种可能情况。(4) 联系物质或离子的特征性质做进一步判断。
练习(2010年鞍山中考试题)某兴趣小组在学习碱的化学性质时,进行了如图所示的实验。
(1) 写出甲实验中盐酸和氢氧化钠反应的化学方程式 。
(2) 乙实验中滴加氢氧化钠溶液后,可观察到的现象是 。
(3) 丙实验中观察到试管内有白色沉淀产生。
(4) 实验结束后,同学们将甲、乙、丙三个实验的废液倒入同一个干净的废液缸中,最终看到废液浑浊并呈红色,由此产生疑问。
提出问题废液中含有哪些物质?
交流讨论①一定含有的物质:碳酸钙、指示剂、水和 。
② 还含有能使废液呈碱性的物质。能使废液呈碱性的物质是什么?同学们有如下猜想。
小兰认为:只有碳酸钠
小刚认为:只有氢氧化钙
小亮认为:是氢氧化钠和碳酸钠
你认为还可能是 。(写一种猜想)
实验设计小斌想用氯化钙溶液来验证小兰、小刚、小亮的猜想。查阅资料获悉氯化钙溶液呈中性,并设计如下实验。请你将小斌的实验设计补充完整。
反思拓展在分析化学反应后所得物质的成分时,除了考虑生成物外还需考虑。
答案:(1) NaOH+HClNaCl+H2O(2)气球胀大(4) 交流讨论① NaCl② 氢氧化钠实验设计① 小亮② 有白色沉淀,溶液由红色变为无色小兰③ 没有白色沉淀,溶液呈红色小刚(实验现象和猜想合理对应即可)反思拓展反应物是否有剩余
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文