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[專項(七) 無明顯現象的化學反應的探究] 類型一　酸堿中和反應 1.[xx黔東南] 某?；瘜W小組在利用硫酸和氫氧化鉀溶液探究酸堿中和反應時,利用數字化傳感器測得燒杯中溶液pH的變化圖像如圖G7-3所示。下列說法正確的是 (　　) 圖G7-3 A.c點所示溶液呈堿性 B.a點所示溶液中,含有的溶質是K2SO4和H2SO4 C.該實驗是將氫氧化鉀溶液逐滴滴入到盛有硫酸的燒杯中 D.由b點到c點的變化過程中沒有發(fā)生化學反應 2.[xx淄博] 圖G7-4是氫氧化鈉溶液與稀鹽酸恰好完全反應的微觀示意圖,由此得出的結論正確的是 (　　) 圖G7-4 A.反應后溶液的pH大于7 B.反應前兩種溶液均能導電,反應后的溶液不導電 C.反應后溶液中的粒子只有Na+和Cl- D.反應前后各元素的化合價均無變化 3.[xx益陽] 某校化學小組在利用硫酸和氫氧化鈉溶液探究酸堿中和反應時,測得燒杯中溶液 pH 的變化如圖G7-5所示。下列說法正確的是 (　　) 圖G7-5 A.a 點所示溶液呈酸性 B.向b點所示溶液中滴加石蕊溶液,溶液呈紫色 C.該實驗是將NaOH溶液逐滴滴入稀硫酸中 D.c點所示溶液中,含有的溶質是 Na2SO4 和NaOH 4.[xx杭州] 向氫氧化鈉溶液中滴加稀鹽酸至恰好完全反應,反應前后溶液中存在的離子種類如圖G7-6所示(其中“”“”“”“”表示不同離子)。則下列說法正確的是 (　　) 圖G7-6 A.表示氯離子 B.表示鈉離子 C.可用適量硝酸銀溶液和足量稀硝酸進行檢驗 D.此反應的實質是和結合生成水分子 5.[xx臨沂] 某化學課堂圍繞“酸堿中和反應”,將學生分成若干小組開展探究活動。請你和他們一起完成以下實驗探究。 演示實驗 將一定量稀鹽酸加入到盛氫氧化鈣溶液的小燒杯中。該反應的化學方程式是　　　　　　　　　　　　。 查閱資料 CaCl2溶液顯中性。 提出問題 實驗中未觀察到明顯現象,部分同學產生了疑問:反應后溶液中溶質的成分是什么? 猜想與假設 針對疑問,甲組同學猜想如下: 猜想Ⅰ:只有CaCl2; 猜想Ⅱ:有　　　　　　　　; 猜想Ⅲ:有CaCl2和Ca(OH)2; 猜想Ⅳ:有CaCl2、HCl和Ca(OH)2。 乙組同學對以上猜想提出質疑,認為猜想Ⅳ不合理,其理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 實驗探究 為了驗證其余猜想,各小組進行了下列三個方案的探究。 實驗 方案 　滴加紫色 石蕊溶液 通入CO2 　滴加Na2CO3 溶液 實驗 操作 實驗 現象 　　　　　 　　　　 產生白色沉淀 實驗 結論 　溶液中含有Ca(OH)2 　溶液中含有Ca(OH)2 　溶液中含有Ca(OH)2 得出結論 通過探究,全班同學一致確定猜想Ⅲ是正確的。 評價反思 (1)丙組同學認為滴加Na2CO3溶液產生白色沉淀,并不能證明溶液中一定含有Ca(OH)2,請你幫助他們說明原因:　。 (2)在分析反應后所得溶液中溶質的成分時,除了考慮生成物外,還需要考慮　。 6.[xx懷化] 某化學興趣小組同學,用鹽酸和氫氧化鈉進行“酸堿中和反應”的探究,進行一段時間后發(fā)現沒有明顯變化,詢問老師才知道忘記滴加指示劑。因此,他們停止實驗,并在老師的指導下對燒杯內溶液中溶質的成分進行探究。 提出問題 該燒杯內的溶質是什么? 猜想假設 猜想一:NaCl; 猜想二:NaCl和HCl; 猜想三:NaCl和NaOH; 猜想四:NaCl、NaOH和HCl。 同學們討論后一致認為猜想四不合理,請你說出不合理的理由:　　　　　　　　　　　　　　(用化學方程式表示)。 查閱資料 NaCl溶液呈中性。 實驗探究 興趣小組甲、乙、丙三位同學分別設計了如下的實驗方案,請你幫助他們完成實驗報告的相關內容。 實驗方案 實驗現象 實驗結論 　甲同學取少量燒杯內的溶液于試管中,滴入酚酞溶液 　溶液無明顯變化 　猜想一成立 　乙同學另取少量燒杯內的溶液于試管中,加入　　　 　有氣泡產生 　猜想二成立 　丙同學另取少量燒杯內的溶液于試管中,滴入適量的CuSO4溶液 　沒有藍色沉淀產生 　猜想　　不成立 評價反思 老師看了甲、乙、丙三位同學的實驗報告,指出甲同學的實驗結論不準確,請你分析甲同學實驗結論不準確的原因: 　 　 　 　 　。 得出結論 猜想二成立。 拓展延伸 某同學在進行酸堿中和滴定實驗時,測得溶液的pH變化如圖G7-7中甲所示,請回答下列問題。 圖G7-7 (1)由圖甲可知,該同學實驗操作是　　　　　。 A.將鹽酸滴入氫氧化鈉溶液中 B.將氫氧化鈉溶液滴入鹽酸中 (2)由圖甲可知,在b點處溶液中溶質是　。 (3)圖乙為鹽酸和氫氧化鈉溶液反應的微觀過程,從微粒的角度分析,此反應的微觀實質為　。 類型二　氫氧化鈉與二氧化碳反應的探究 7.[xx濰坊] 下列驗證“CO2與NaOH溶液反應”的裝置中,不能觀察到明顯現象的是(裝置氣密性均良好) (　　) 圖G7-8 8.[xx德州] 氫氧化鈉溶液和二氧化碳反應沒有明顯現象,為驗證CO2與NaOH能夠發(fā)生反應,某同學按圖G7-9組裝實驗裝置,并進行實驗。 (1)有時藥品滴加順序會影響實驗現象。如果觀察到的現象是“氣球先膨脹,后變癟”,則加入試劑的順序應該是　　　　(填序號)。 A.先加入鹽酸,再加入氫氧化鈉溶液 B.先加入氫氧化鈉溶液,再加入鹽酸 (2)請解釋氣球“先膨脹”的原因:　。 (3)請寫出氣球“后變癟”的化學方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 圖G7-9 9.[xx舟山] 在科學拓展課中,甲同學向兩個充滿CO2氣體的塑料瓶中分別加入NaOH溶液和Ca(OH)2溶液(如圖G7-10)。迅速蓋緊瓶蓋后充分振蕩,結果發(fā)現兩個塑料瓶都變癟。他認為據此實驗現象可以判定NaOH和Ca(OH)2均能與CO2發(fā)生反應。 圖G7-10 (1)乙同學認為上述判定方法還存在不嚴密之處。他的理由是　。 (2)兩同學根據B瓶中出現的渾濁現象,判定Ca(OH)2與CO2發(fā)生了反應,提出了可以從是否有新物質生成的角度去判斷。那么,若要判定NaOH和CO2發(fā)生了反應,在排除了(1)中的干擾因素后,接下來的方法是　。 類型三　氫氧化鈉變質的探究 10.[xx陜西] 化學興趣小組的同學按圖G7-11所示裝置及步驟驗證氫氧化鈉的化學性質。 實驗步驟 圖G7-11 Ⅰ.將注射器內的液體注入A中的錐形瓶; Ⅱ.打開K1,觀察C中部分紅色溶液沿導管倒吸入A中,片刻后回流停止; Ⅲ. 打開K2,觀察到B中溶液倒吸入A、C中,液面穩(wěn)定后觀察到A中溶液仍為紅色,C中溶液變?yōu)闊o色。 同學們對相關問題分組展開如下探究。 探究 環(huán)節(jié) 甲組的探究 乙組的探究 提出 問題 　A中使酚酞變?yōu)榧t色的物質是什么? 　C中溶液為什么變成無色? 作出 猜想 　猜想一:Na2CO3 　猜想二:Na2CO3和NaOH 　猜想一:實驗過程中酚酞變質了 　猜想二:溶液中的NaOH反應完了 實驗 驗證 　小鵬取少量A中溶液于試管中,向其中滴加過量BaCl2溶液,若觀察到　　　　　　　　　　　,證明猜想二成立。小麗認為Ba(OH)2溶液也可證明猜想二成立,小鵬認為小麗的方案不合理,理由是　 (1)取少量C中溶液于試管中,向其中滴加NaOH溶液,溶液又變?yōu)榧t色,證明猜想一不成立 (2)用pH試紙測定C中溶液的酸堿度,若pH　　　　7,證明猜想二成立 反思交流 (1)甲、乙兩組同學的實驗證明了NaOH能與稀鹽酸、CO2發(fā)生反應,A中溶液里一定還存在NaCl,寫出NaOH與CO2發(fā)生反應的化學方程式: 　 　 　 　 　 　。 (2)實驗步驟 Ⅱ中的現象　　　　(填“能”或“不能”)證明NaOH與CO2發(fā)生了反應。 擴展遷移 對于無明顯現象的化學反應,可通過檢驗有新物質生成或檢驗　　　　　　　　的方法來證明反應發(fā)生了。 11.[xx玉林] 小楊往NaOH溶液中滴加稀硫酸,溶液無明顯變化,他和小組同學以“酸與堿能否發(fā)生反應”為課題進行了科學探究,請回答下列問題。 圖G7-12 實驗一 (1)向NaOH溶液中先滴入幾滴酚酞溶液,振蕩,再滴入稀硫酸,觀察到溶液由　　　　色變?yōu)闊o色,該反應的化學方程式為　　　　　　　　　　　　。 (2)繼續(xù)往上述試管逐滴滴入NaOH溶液,不斷振蕩,如果觀察到　　　　　　　　　　　的現象,證明了滴加的稀硫酸過量。 實驗二 按照“證明反應后NaOH消失了”這個角度,同學們又設計了實驗二,利用NaOH溶液、CuSO4溶液、稀鹽酸同樣證明了酸和堿能發(fā)生反應,其中試劑丙是　　　　　。 拓展延伸 CO2通入NaOH溶液中也無明顯現象,CO2與NaOH溶液能否發(fā)生化學反應呢?小組同學對此繼續(xù)探究。 查閱資料 常溫下NaOH、Na2CO3在水、乙醇中的溶解性如下表所示: 溶解性　　　溶質 溶劑　　　　　　 氫氧化鈉 碳酸鈉 水 極易溶 易溶 乙醇 易溶 微溶 實驗三 小組同學設計了多角度驗證CO2與NaOH溶液反應的實驗,如圖G7-13所示(裝置已連接好,氣密性良好,止水夾a和b已關閉,部分儀器已略去)。 圖G7-13 溫馨提示 CO2與乙醇不反應,本實驗條件下CO2在乙醇中的溶解性忽略不計。 (1)把注射器Ⅰ中氫氧化鈉的乙醇溶液注入充滿CO2的三口燒瓶中,輕輕振蕩,觀察到的現象是　　　　　　　　,寫出該反應的化學方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)把導管d移出石灰水,打開止水夾a、b,再從導管c端往三口燒瓶中鼓入N2,目的是　　　　　　　　　　　,過了一段時間后,先把導管d放入澄清石灰水中,接著關閉止水夾a,再把注射器Ⅱ中的稀鹽酸注入三口燒瓶內,觀察到三口燒瓶中產生氣泡,燒杯中的澄清石灰水變渾濁。此實驗從　　　　　角度證明了CO2與NaOH溶液發(fā)生了反應。 總結歸納 對于無明顯現象的反應,可以通過改變實驗裝置,創(chuàng)設新的情境,觀察到明顯的反應現象,從而判斷反應的發(fā)生。 參考答案 1.D　[解析] 由圖可知,c點時溶液的pH小于7,溶液顯酸性;a點時溶液的pH大于7,顯堿性,此時氫氧化鉀過量,故此時溶液中,含有的溶質是K2SO4和KOH;pH開始時大于7后來逐漸減小到7然后小于7,可知原溶液顯堿性,然后不斷加入酸性溶液,使pH減小,說明是把硫酸滴加到氫氧化鉀溶液中;由b點到c點的變化過程中,是恰好完全反應后繼續(xù)滴加稀硫酸,此過程中沒有發(fā)生化學反應。 2.D　[解析] 氫氧化鈉溶液與稀鹽酸恰好完全反應時,溶液呈中性,pH=7;反應后的溶液中有Na+和Cl-,故溶液能導電;除了Na+和Cl-外,溶液中的微粒還有H2O;該反應是復分解反應,反應前后各元素的化合價均無變化。 3.B　[解析]a點所示溶液的pH>7,溶液呈堿性;b點溶液的pH=7,為中性,向b點所示溶液中滴加石蕊溶液,溶液呈紫色;該實驗開始溶液的pH>7,是將稀硫酸逐滴滴入NaOH 溶液中;c點所示溶液中pH<7,含有的溶質是生成的 Na2SO4 和過量的硫酸。 4.D　[解析] 該反應的化學方程式為NaOH+HClNaCl+H2O,所以“”和“”表示氫離子和氯離子,則“”和“”是鈉離子和氫氧根離子,A和B均錯誤;表示鈉離子,不能用適量硝酸銀溶液和足量稀硝酸進行檢驗,C錯誤;通過圖可以看出該反應表示的是氫氧根離子和氫離子結合成水分子。 5.演示實驗 2HCl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O 猜想與假設 CaCl2和HCl　HCl和Ca(OH)2不能共存 實驗探究 石蕊溶液變藍　溶液變渾濁 評價反思 (1)CaCl2與Na2CO3反應也會生成白色沉淀,不能證明一定有Ca(OH)2存在 (2)反應物是否過量 [解析] 演示實驗 稀鹽酸與氫氧化鈣溶液反應的化學方程式為2HCl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O; 猜想與假設 當稀鹽酸與氫氧化鈣溶液恰好完全反應時,反應后溶液中的溶質只有CaCl2;當其中一種反應物有剩余時,溶質可能為CaCl2和HCl或CaCl2和Ca(OH)2,不可能為CaCl2、HCl和Ca(OH)2,因為HCl和Ca(OH)2不能共存;實驗探究 溶液中含有的Ca(OH)2顯堿性,石蕊溶液遇堿變藍;二氧化碳能與Ca(OH)2反應生成CaCO3白色沉淀; 評價反思 (1)CaCl2與Na2CO3反應也會生成白色沉淀,不能證明一定有Ca(OH)2存在;(2)在分析反應后所得溶液中溶質的成分時,除了考慮生成物外,還需要考慮反應物是否過量。 6.猜想假設 NaOH+HClNaCl+H2O 實驗探究 鋅粒(或CaCO3或Na2CO3,答案合理即可)　三 評價反思 酚酞在酸性和中性溶液中均不變色 拓展延伸 (1)A (2)氯化鈉(或NaCl) (3)氫離子和氫氧根離子結合生成水(合理即可) [解析] 猜想假設 猜想四為NaCl、NaOH和HCl,其中NaOH和HCl在溶液中不能共存,會發(fā)生化學反應:NaOH+HClNaCl+H2O。實驗探究 猜想二中有HCl,可以和活潑金屬反應生成氣體,也可以和碳酸鹽反應生成氣體;加入CuSO4溶液,沒有出現藍色沉淀,說明溶液中沒有NaOH,故猜想三不成立。評價反思 酚酞溶液不變色,不能說明溶液呈中性,因為在酸性溶液中酚酞溶液也不變色。 拓展延伸 (1)由圖像可知,開始時溶液的pH大于7,呈堿性,該同學的操作是將鹽酸滴入氫氧化鈉溶液中。(2)由圖像可知b點時溶液的pH等于7,說明鹽酸和氫氧化鈉恰好完全反應,溶液中的溶質只有生成物氯化鈉。(3)由圖像可知,反應前有氯離子、氫離子、鈉離子和氫氧根離子,反應后有鈉離子、氯離子和水分子,故反應的實質是氫離子和氫氧根離子結合生成水。 7.A　[解析] 二氧化碳和氫氧化鈉反應無明顯現象,要借助反應中氣壓的變化或者生成物的性質來驗證二者發(fā)生了化學反應。將二氧化碳通入氫氧化鈉溶液中無明顯現象,A正確;二氧化碳被氫氧化鈉溶液吸收,試管內氣壓減小,液體壓入試管,形成一段液柱,B錯誤;氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳,錐形瓶內氣壓減小,小氣球膨脹,C錯誤;氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳,錐形瓶內氣壓減小,水沿著導管進入錐形瓶內,D錯誤。 8.(1)B　(2)氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳,使廣口瓶氣壓減小 (3)Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑ [解析](1)氣球膨脹說明瓶內的氣體壓強減小,二氧化碳被吸收,變癟說明瓶內的氣體壓強增大,有氣體生成,所以添加藥品的順序應為先滴加氫氧化鈉溶液,再滴加鹽酸與反應生成的碳酸鈉反應,生成二氧化碳。(2)氣球膨脹的原因是加入的氫氧化鈉溶液吸收了瓶內的二氧化碳,使瓶內的氣體壓強減小。(3)氣球變癟的原因是加入的鹽酸與碳酸鈉反應生成了二氧化碳,化學方程式為Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑。 9.(1)二氧化碳能夠溶于水并且能和水反應　(2)取A中適量液體于試管中,加入足量稀鹽酸,觀察是否產生氣泡 [解析](1)氫氧化鈉和氫氧化鈣溶液中都有水,塑料瓶中的二氧化碳氣體能夠溶于水并且能和水反應,壓強變小,導致塑料瓶都變癟,故上述判定方法還存在不嚴密之處;(2)要驗證NaOH和CO2發(fā)生了反應可以從生成物碳酸鈉入手,碳酸鈉能與鹽酸反應生成二氧化碳氣體,故操作方法為取A中適量溶液于試管中,加入足量稀鹽酸,如果產生氣泡,說明溶液中含有碳酸鈉,碳酸鈉是由氫氧化鈉和二氧化碳反應生成的,進一步說明二氧化碳能和氫氧化鈉反應。 10.有白色沉淀產生,溶液仍為紅色　會向溶液中引入氫氧根離子,對氫氧化鈉的檢驗產生干擾 (2)≤ 反思交流 (1)2NaOH+CO2Na2CO3+H2O (2)不能 擴展遷移 反應物消失(或減少) [解析] 若猜想二成立,則Na2CO3和NaOH共存,Na2CO3和NaOH的溶液都呈堿性,都能使無色酚酞溶液變紅,BaCl2的溶液只能與Na2CO3反應生成白色沉淀BaCO3,向A中滴加過量BaCl2的溶液,有白色沉淀產生,且能使Na2CO3完全反應,如果酚酞溶液仍為紅色,則證明還含有氫氧化鈉溶液;如果用Ba(OH)2溶液進行檢驗,會向溶液中引入氫氧根離子,對氫氧化鈉的檢驗產生干擾,小麗的方案不合理。 (2)根據NaOH溶液呈堿性pH>7可知,若溶液C中有氫氧化鈉,則溶液pH>7,若溶液中氫氧化鈉已經反應完,則溶液pH≤7,猜想二成立。反思交流 (1)NaOH與CO2發(fā)生反應生成Na2CO3和H2O,化學方程式為2NaOH+CO2Na2CO3+H2O;(2)打開K1,C中部分紅色溶液沿導管倒吸入A中,片刻后回流停止,說明A中氣體減少,壓強減小,Ⅱ中NaOH與CO2發(fā)生反應會生成可溶的Na2CO3,氫氧化鈉溶液中含有水,二氧化碳能溶于水,且能與水反應,兩種情況都能使二氧化碳氣體減少,不能確定氣體減少的原因一定是和NaOH反應了;擴展遷移 對于無明顯現象的化學反應,可通過檢驗有新物質生成或檢驗原反應物消失的方法證明反應發(fā)生。 11.實驗一　(1)紅　H2SO4+2NaOHNa2SO4+2H2O (2)溶液不變色 實驗二　硫酸銅溶液 實驗三　(1)生成白色沉淀,氣球變大 2NaOH+CO2Na2CO3↓+H2O (2)排出裝置內的二氧化碳　生成物 [解析] 實驗一 (1)酚酞遇堿溶液變紅,遇酸性和中性溶液不變色,氫氧化鈉和硫酸生成硫酸鈉和水,溶液由堿性變?yōu)橹行?所以會由紅色變?yōu)闊o色,其化學方程式為H2SO4+2NaOHNa2SO4+2H2O;(2)如果加的稀硫酸過量,那么現在的溶液是酸性的,繼續(xù)往上述試管逐滴滴入NaOH溶液,不斷振蕩,觀察到的現象是溶液不變色。 實驗二 氫氧化鈉和稀鹽酸反應生成氯化鈉和水;硫酸銅和氫氧化鈉反應生成氫氧化銅藍色沉淀和硫酸鈉。先讓鹽酸和氫氧化鈉反應,反應完后再往溶液中加入硫酸銅溶液,若沒有藍色沉淀產生,說明溶液中沒有氫氧化鈉,氫氧化鈉和鹽酸發(fā)生了反應,所以丙是硫酸銅溶液。 實驗三 (1)根據查閱資料可知,氫氧化鈉在乙醇中易溶,碳酸鈉在乙醇中微溶,把注射器Ⅰ中氫氧化鈉的乙醇溶液注入充滿CO2的三口燒瓶中,氫氧化鈉和二氧化碳反應生成碳酸鈉和水,三口燒瓶中的氣壓變小,所以現象是有白色沉淀生成,氣球變大,化學反應方程式為2NaOH+CO2Na2CO3↓+H2O;(2)從導管c端往三口燒瓶中鼓入N2,目的是把三口燒瓶中沒有反應的二氧化碳趕出去;稀鹽酸和碳酸鈉反應生成氯化鈉、水和二氧化碳,把注射器Ⅱ中的稀鹽酸注入三口燒瓶內,觀察到三口燒瓶中產生氣泡,燒杯中的澄清石灰水變渾濁,證明生成了二氧化碳,進而證明CO2與NaOH溶液反應生成了碳酸鈉,此實驗從驗證生成物的角度證明了CO2與NaOH溶液發(fā)生了反應。