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发生结晶现象的溶液
A.
一定是浓溶液
B.
可能饱和，可能不饱和
C.
一定是稀溶液
D.
一定是饱和溶液
试题答案
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D
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暑假，同学们在帮忙老师整理实验室时，发现一瓶石灰水试剂瓶瓶壁和瓶塞周围有一些白色粉末．为了弄清楚白色粉末的成分及形成原因，他们进行了如下探究：
（1）对白色粉末成分的猜想和成因分析：
白色粉末的成分
形成的原因
可能是CaCO
3
石灰水与空气中CO
2
反应；
化学方程式为：
可能是
暑假气温较高，溶质的溶解度降低或溶剂蒸发，石灰水中的溶质结晶析出
经过反复思考，同学们认为白色粉末还可能是
碳酸钙和氢氧化钙
碳酸钙和氢氧化钙
的混合物．
（2）设计实验：甲同学取白色粉末装入试管中，加入少量的水、振荡，发现有白色固体不溶解，于是他得出粉末中一定有CaCO
3
的结论．乙同学查阅了溶解性表（如下图），认为甲同学的结论不严密，理由是：
氢氧化钙微溶于水
氢氧化钙微溶于水
．
OH
-
Cl
-
CO
3
2-
NO
3
-
Ca
2+
微
溶
不
溶
为了得出较严密的结论，他们进行了如下实验，请完成下列实验报告：
实验步骤
可能观察到的现象
结论
取上述试管中的上层清夜，滴加1～2无色酚酞试液
往上述试管中的残留的固体中加入稀硫酸
白色粉末中 （“有”或“无”）CaCO
3
由上述实验可知白色粉末的成分是：
（3）交流与反思
①通过上述实验的探究，同学们向实验室提出保存、使用易变质的溶液时的下列建议，合理的是
A、B
A、B
．
A．密封保存B．使用前，临时配制C．禁止使用这种试剂
②实验室清洗装石灰水试剂瓶内壁上的白色粉末时，可用稀盐酸，请写出其中可能发生的反应的化学方程式（写出一个即可）：
CaCO
3
+2HCl=CaCl
2
+H
2
O+CO
2
↑
CaCO
3
+2HCl=CaCl
2
+H
2
O+CO
2
↑
．
（2011?丹阳市二模）某兴趣小组在复习铁的冶炼时，在参考资料上发现以下一段文字：已知在不同的温度下，CO与铁的氧化物反应能生成另一种铁的氧化物（或铁单质）和CO
2
．他们不禁产生了疑问：书本119页的实验中，CO与Fe
2
O
3
反应生成的黑色物质真的是Fe粉吗？于是他们进行了以下探究．
【查阅资料】
资料一：Fe粉和Fe
3
O
4
粉末能被磁铁吸引而FeO（黑色）不能；
资料二：Fe
3
O
4
中铁元素有+2、+3两种化合价，其化学式可用FeO?Fe
2
O
3
的形式表示；
【提出猜想】黑色物质可能是Fe
3
O
4
、FeO和Fe粉中的一种或几种．
【进行实验】兴趣小组收集了CO与Fe
2
O
3
反应生成的黑色物质进行了下列实验：
实验方案
实验现象
甲
取少量黑色物质用磁铁吸引
黑色物质全部被磁铁吸引
乙
取少量黑色物质加入30%热的盐酸中
无气泡、溶液颜色变成黄绿色
丙
取少量黑色物质加入硫酸铜溶液中
无任何现象
【实验结论】
（1）甲实验现象说明黑色物质中没有
FeO
FeO
，乙、丙实验现象说明黑色物质中没有
Fe
Fe
；
（2）生成的黑色物质应为Fe
3
O
4
；
（3）写出黑色粉末和热的盐酸反应的化学方程式
Fe
3
O
4
+8HCl═FeCl
2
+2FeCl
3
+4H
2
O
Fe
3
O
4
+8HCl═FeCl
2
+2FeCl
3
+4H
2
O
；
【拓展探究】同学们对Fe
3
O
4
产生了兴趣，从参考资料中找到了氧化沉淀法生产复印用高档Fe
3
O
4
粉的工艺流程简图．
【生产流程】
【查阅资料】
资料一：硫酸亚铁在不同温度下的溶解度如下表所示：
温度/℃
0
10
30
50
60
70
80
90
溶解度/g
14.0
17.0
25.0
33.0
35.3
33.0
30.5
27.0
资料二：Fe（OH）
2
受氧气氧化反应原理为：4Fe（OH）
2
+2H
2
O+O
2
=4Fe（OH）
3
资料三：获得Fe
3
O
4
的反应原理为：Fe（OH）
2
+2Fe（OH）
3
△
.
Fe
3
O
4
+4H
2
O
【问题讨论】
（1）溶解时，用50℃至80℃的热水目的是
在50℃～80℃时，硫酸亚铁的溶解度较大，有利于溶解的更多，提高产率
在50℃～80℃时，硫酸亚铁的溶解度较大，有利于溶解的更多，提高产率
．
（2）写出加入适量NaOH溶液时发生反应的化学方程式
2NaOH+FeSO
4
═Fe（OH）
2
↓+Na
2
SO
4
2NaOH+FeSO
4
═Fe（OH）
2
↓+Na
2
SO
4
；
（3）上述过程中，要控制“通一定量空气”的目的是
控制Fe（OH）
2
转化为Fe（OH）
3
的量[或防止Fe（OH）
2
完全转化为Fe（OH）
3
]
控制Fe（OH）
2
转化为Fe（OH）
3
的量[或防止Fe（OH）
2
完全转化为Fe（OH）
3
]
．
（4）要使四氧化三铁的产率最高，则上述流程中产生的Fe（OH）
2
和Fe（OH）
3
的最佳质量比为
90：214（或45：107）
90：214（或45：107）
．
（5）副产品P是硫酸钠，由溶液N获得该副产品的操作顺序是b→
c
c
→
a
a
→d．
a．过滤 b．加热浓缩 c．冷却结晶 d．晶体加热至完全失去结晶水
【组成确定】为确定用以上方法制得的四氧化三铁中可能含有的杂质，同学们又进行了下列实验探究．
【查阅资料】
资料一：难溶性碱受热时能分解产生金属氧化物和水（反应中各种元素的化合价不变）；
资料二：Fe
2
O
3
和CO反应是随温度升高而逐步进行的，先生成Fe
3
O
4
，再生成FeO（黑色），最后生成Fe；
【提出猜想】Fe
3
O
4
中可能含有的杂质是Fe
2
O
3
和FeO中的一种或两种．
【实验设计】同学们称取了23.28g该Fe
3
O
4
样品进行了下列实验：
【实验分析】因探究思路不同，兴趣小组分成甲、乙两小组．
甲组：
（1）该组同学欲通过B装置反应前后的质量变化来计算确认该Fe
3
O
4
样品中的杂质．B中的最佳试剂是_
②
②
（填序号）．
①澄清石灰水 ②氢氧化钠浓溶液 ③稀盐酸 ④水
（2）上述实验过程中，CO气体除作为反应物外，还能起到的作用是：①实验开始时，排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸；②停止加热后，防止A中生成物被氧化，B中的溶液倒吸入A中；③
将装置中的CO
2
送入NaOH溶液中
将装置中的CO
2
送入NaOH溶液中
．
（3）乙组同学认为B装置反应前后的
质量差会偏小而影响计算、分析，你认为他们的理由是
CO从B中溶液里逸出时会带出部分水蒸气
CO从B中溶液里逸出时会带出部分水蒸气
．
乙组：
利用仪器测定并绘制成反应过程中A装置中玻璃管内的固体质量随温度的变化曲线（右图）．
（1）写出BC段发生反应的化学方程式：
Fe
3
O
4
+CO
高温
.
3FeO+CO
2
Fe
3
O
4
+CO
高温
.
3FeO+CO
2
．
（2）通过计算确定：该Fe
3
O
4
样品中含有的杂质是
Fe
2
O
3
Fe
2
O
3
，其中含Fe
3
O
4
的质量是
20.88
20.88
g．（不需要写过程）
某兴趣小组在复习铁的冶炼时，在参考资料上发现以下一段文字：已知在不同的温度下，CO与铁的氧化物反应能生成另一种铁的氧化物（或铁单质）和CO
2
．他们不禁产生了疑问：课本上册124页的实验中，CO与Fe
2
O
3
反应生成的黑色物质真的是Fe粉吗？于是他们进行了以下探究．
[查阅资料]
资料一：Fe粉和Fe
3
O
4
粉末能被磁铁吸引而FeO（黑色）不能；
资料二：Fe
3
O
4
中铁元素有+2、+3两种化合价，其化学式可用FeO?Fe
2
O
3
的形式表示；
[提出猜想]黑色物质可能是Fe
3
O
4
、FeO和Fe粉中的一种或几种．
[进行实验]兴趣小组收集了CO与Fe
2
O
3
反应生成的黑色物质进行了下列实验：
实验方案
实验现象
甲
取少量黑色物质用磁铁吸引
黑色物质全部被磁铁吸引
乙
取少量黑色物质加入30%热的盐酸中
无气泡、溶液颜色变成黄绿色
丙
取少量黑色物质加入硫酸铜溶液中
无任何现象
[实验结论]
（1）甲实验现象说明黑色物质中没有
FeO
FeO
，乙、丙实验现象说明黑色物质中没有
Fe
Fe
；
（2）生成的黑色物质应为Fe
3
O
4
；
（3）写出黑色粉末和热的盐酸反应的化学方程式
Fe
3
O
4
+8HCl=FeCl
2
+2FeCl
3
+4H
2
O
Fe
3
O
4
+8HCl=FeCl
2
+2FeCl
3
+4H
2
O
；
[拓展探究]同学们对Fe
3
O
4
产生了兴趣，从参考资料中找到了氧化沉淀法生产复印用高档Fe
3
O
4
粉的工艺流程简图．
[生产流程]
[查阅资料]
资料一：硫酸亚铁在不同温度下的溶解度如表所示：
温度/℃
0
10
30
50
60
70
80
90
溶解度/g
14.0
17.0
25.0
33.0
35.3
33.0
30.5
27.0
资料二：Fe（OH）
2
受氧气氧化反应原理为：4Fe（OH）
2
+2H
2
O+O
2
=4Fe（OH）
3
资料三：获得Fe
3
O
4
的反应原理为：Fe（OH）
2
+2Fe（OH）
3
△
.
Fe
3
O
4
+4H
2
O
[问题讨论]
（1）溶解时，用50℃至80℃的热水目的是
在50℃～80℃时，硫酸亚铁的溶解度较大，有利于溶解的更多，提高产率
在50℃～80℃时，硫酸亚铁的溶解度较大，有利于溶解的更多，提高产率
．
（2）写出加入适量NaOH溶液时发生反应的化学方程式
2NaOH+FeSO
4
═Fe（OH）
2
↓+Na
2
SO
4
2NaOH+FeSO
4
═Fe（OH）
2
↓+Na
2
SO
4
．
（3）上述过程中，要控制“通一定量空气”的目的是
控制Fe（OH）
2
转化为Fe（OH）
3
的量
控制Fe（OH）
2
转化为Fe（OH）
3
的量
．
（4）要使四氧化三铁的产率最高，则上述流程中产生的Fe（OH）
2
和Fe（OH）
3
的最佳质量比为
90：214
90：214
．
（5）副产品P是硫酸钠，由溶液N获得该副产品的操作顺序是b→
c
c
→
a
a
→d．
a．过滤 b．加热浓缩 c．冷却结晶 d．晶体加热至完全失去结晶水
[组成确定]为确定用以上方法制得的四氧化三铁中可能含有的杂质，同学们又进行了下列实验探究．
[查阅资料]
资料一：难溶性碱受热时能分解产生金属氧化物和水（反应中各种元素的化合价不变）；
资料二：Fe
2
O
3
和CO反应是随温度升高而逐步进行的，先生成Fe
3
O
4
，再生成FeO（黑色），最后生成Fe；
[提出猜想]Fe
3
O
4
中可能含有的杂质是Fe
2
O
3
和FeO中的一种或两种．
[实验设计]同学们称取了23.28g该Fe
3
O
4
样品进行了下列实验：
[实验分析]因探究思路不同，兴趣小组分成甲、乙两小组．
甲组：
（1）该组同学欲通过B装置反应前后的质量变化来计算确认该Fe
3
O
4
样品中的杂质．
B中的最佳试剂是
②
②
（填序号）
①澄清石灰水 ②氢氧化钠浓溶液 ③稀盐酸 ④水
（2）上述实验过程中，CO气体除作为反应物外，能起到的作用是：
①实验开始时，排尽装置中的空气，防止
防止爆炸
防止爆炸
；
②停止加热后，继续通CO气体，防止
防止生成物被氧化
防止生成物被氧化
，以及B中的溶液倒吸入A中；
在本实验中，CO气体还能起到的作用是③
让二氧化碳全部进入B瓶中
让二氧化碳全部进入B瓶中
．
（3）尾气如何处理？
点燃
点燃
．
乙组：
利用仪器测定并绘制成反应过程中A装置中玻璃管内的固体质量随温度的变化曲线（如图）
（1）写出BC段发生反应的化学方程式：
Fe
3
O
4
+CO
高温
.
3FeO+CO
2
Fe
3
O
4
+CO
高温
.
3FeO+CO
2
；
（2）通过分析计算确定：该Fe
3
O
4
样品中含有的杂质是
Fe
2
O
3
Fe
2
O
3
．（不需要写过程）
学习中和反应时，老师和同学们展开了如下探究：
【探究一】：探究实验过程中的能量变化
用胶头滴管将10%的稀盐酸逐滴加入盛有NaOH溶液的烧杯中，并用温度计测量温度变化．
小军发现：随着稀盐酸的不断滴入，溶液的温度先升高后降低．对此合理的解释是
盐酸和氢氧化钠溶液反应要放出热量，等反应完全后不再放热，
盐酸和氢氧化钠溶液反应要放出热量，等反应完全后不再放热，
而加入的盐酸会使溶液的温度降低
而加入的盐酸会使溶液的温度降低
；
【探究二】：探究反应发生及反应终点问题
实验中，除了温度有变化外，没有任何现象能证明反应是否发生及反应是否已至终点，小雯同学在老师的帮助下，进行了下图所示的探究实验（滴加试剂时同时搅拌）．
①通过实验现象，小雯排除了实验B，你认为她的理由是
石蕊遇碱变蓝，遇中性溶液变紫，而这两种颜色比较接近，现象不明显
石蕊遇碱变蓝，遇中性溶液变紫，而这两种颜色比较接近，现象不明显
；
②实验C中溶液的颜色最终变成了红色，但也被排除，原因是
溶液变为红色，表明盐酸和氢氧化钠反应，但是滴加的氢氧化钠过量，不容易判断终点，所以该方案不合适
溶液变为红色，表明盐酸和氢氧化钠反应，但是滴加的氢氧化钠过量，不容易判断终点，所以该方案不合适
；
③实验时，老师告诉小雯：相对于实验A，实验D也有不足．通过下面的资料，你认为理由是
根据资料可以知道溶液只有达到弱碱性时石蕊才会变成紫色，而盐酸和氢氧化钠恰好完全反应时溶液呈中性，所以滴加的氢氧化钠溶液依然过量，所以该方案不合适
根据资料可以知道溶液只有达到弱碱性时石蕊才会变成紫色，而盐酸和氢氧化钠恰好完全反应时溶液呈中性，所以滴加的氢氧化钠溶液依然过量，所以该方案不合适
；
【资料卡片】：
紫色石蕊试液和无色酚酞试液在不同酸碱性溶液中的变色情况
紫色石蕊试液
pH＜5.0：红色
5.0＜pH＜8.0：紫色
pH＞8.0：蓝色
无色酚酞试液
pH＜8.2：无色
8.2＜pH＜10.0：红色
pH＞10.0：无色
④小杰认为：将NaOH溶液和稀盐酸混合后的溶液蒸干，若得到白色固体，则说明反应生成NaCl，从而确认反应已发生，你认为这种观点是否正确，并说出理由？
不正确；氢氧化钠也为白色固体
不正确；氢氧化钠也为白色固体
．
【探究三】：探究实验过程中的意外情况
（1）为了提高实验的趣味性，老师演示了如下图所示的连贯实验，回答下列问题：
①实验1所得溶液沸腾时的温度
＞
＞
100℃（填“＞”、“＜”或“=”）；
②实验后溶液一定显碱性的试管有
4
4
支，实验3后溶液中NaOH质量分数
＞
＞
（填“＞”、“＜”或“=”）实验2后溶液中NaOH质量分数；
③通过上述探究，你对酚酞试液在碱性溶液中的颜色变化有何新的认识？
在温度较高的时候酚酞在碱性溶液中不会变红．
在温度较高的时候酚酞在碱性溶液中不会变红．
；
（2）小岳在他的实验过程中意外发现有气泡出现，你认为原因是
氢氧化钠变质
氢氧化钠变质
．
【探究四】：从部分变质的NaOH样品中回收较为纯净的NaOH
小江同学查阅了不同温度下NaOH的溶解度（见资料卡片），并按如下步骤进行了实验（其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为实验操作）：
【资料卡片】：
温度/°C
10
20
40
60
80
100
溶解度/g
64
85
138
203
285
376
①试剂A是
Ca（OH）
2
Ca（OH）
2
（填化学式）溶液；
②操作名称：Ⅰ
过滤
过滤
、Ⅱ
蒸发
蒸发
、Ⅲ
降温结晶
降温结晶
；
③为获得纯度较高的NaOH固体，小江同学应在干燥前将其用
饱和的氢氧化钠溶液来洗涤所得晶体
饱和的氢氧化钠溶液来洗涤所得晶体
进行淋洗．
【探究五】：测定NaOH样品中NaOH的质量分数
小海取13.5g部分变质的NaOH固体样品加适量的水配成溶液，向其中加入足量质量分数为7.3%的稀盐酸，使其充分反应，生成二氧化碳2.2g（假设生成的CO
2
被完全吸收）．
求：①样品中NaOH的质量分数（精确到小数点后一位）；
②在图中画出以纵坐标表示二氧化碳质量，横坐标表示盐酸质量的关系图（不要求精确）；解题过程：
①设混合物中碳酸钠的质量为x，消耗盐酸的质量为y
Na
2
CO
3
+2HCl═2NaCl+H
2
O+CO
2
↑
10673 44
xy?7.3%2.2g
106
x
=
73
y?7.3%
=
44
2.2g
解得：x=5.3g，y=50g
所以氢氧化钠的质量分数为：
13.5g-5.3g
13.5g
×100%=60.7%
②根据①的解答可以知道，生成2.2g二氧化碳需要盐酸的质量为50g
故可以作图如下：
①设混合物中碳酸钠的质量为x，消耗盐酸的质量为y
Na
2
CO
3
+2HCl═2NaCl+H
2
O+CO
2
↑
10673 44
xy?7.3%2.2g
106
x
=
73
y?7.3%
=
44
2.2g
解得：x=5.3g，y=50g
所以氢氧化钠的质量分数为：
13.5g-5.3g
13.5g
×100%=60.7%
②根据①的解答可以知道，生成2.2g二氧化碳需要盐酸的质量为50g
故可以作图如下：
；
【反思】：经过讨论，大家一致认为小海方法有误，求出的NaOH的质量分数比实际值大，造成错误最有可能的原因是什么？
根据氢氧化钠变质的过程可以知道，氢氧化钠要先吸收水分潮解后然后才会和二氧化碳反应，所以13.5g样品中包含了水的质量，而计算时没有考虑到吸收的水的质量，故会使求得的氢氧化钠的质量分数偏大
根据氢氧化钠变质的过程可以知道，氢氧化钠要先吸收水分潮解后然后才会和二氧化碳反应，所以13.5g样品中包含了水的质量，而计算时没有考虑到吸收的水的质量，故会使求得的氢氧化钠的质量分数偏大
；
【拓展提高】：欲使实验结果准确可靠，你对小海的实验会做怎样的改进？
将氢氧化钠样品烘干后进行实验
将氢氧化钠样品烘干后进行实验
．
关 闭
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