摘要:先降低再升高(4)液体蒸发吸热
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今年冬天天气比较寒冷,市场上各种各样的保暖袋热销.
(1)有一种发热产品“热宝”暖手袋(密封性好)很有特色,初次使用只要用手揉搓袋内的液体,一段时间后,温度就会升高;当停止揉搓,冷却到室温时,袋内的液体中会有固体物质;再次使用时,只要把“热宝”放入沸水中加热,使袋内固体消失后,再次用手揉搓袋内的液体,温度便又会升高.因此,此产品可反复使用达千次以上.
查阅资料:袋内的液体是醋酸钠的“过饱和溶液”.
Ⅰ.在一定温度和压力的条件下,当溶液中溶质的质量分数已超过该温度和压力下饱和溶液的溶质质量分数,而溶质仍不析出的现象叫过饱和现象,此时的溶液称为过饱和溶液.
Ⅱ.醋酸钠“过饱和溶液”的配制方法:室温下,先向装有醋酸钠饱和溶液的烧杯中加入一定量的醋酸钠晶体,再将烧杯放在到电热板上加热,使晶体完全溶解,最后将该溶液急速冷却到室温(冷却过程中无晶体析出).
Ⅲ.醋酸钠“过饱和溶液”是一种处于不稳定状态的溶液,其不稳定性主要体现在:若溶液受到振动或者向溶液中加入溶质晶体,溶液中便会出现晶核--溶质析出的聚集中心,这时溶液中过量溶解的溶质就会析出而成为饱和溶液,即转化为稳定状态.
分析问题:根据上述材料,回答如下问题:
①醋酸钠固体的溶解度随温度的升高而
②在使用过程中,“热宝”暖手袋内液体中产生的固体物质是
③醋酸钠的“过饱和溶液”转变成饱和溶液的过程是一个
④实验室的桌面上现有一个装有醋酸钠“过饱和溶液”的烧杯,若要使溶质从溶液中析出,可采取下列方法中的
a.加入少量醋酸钠晶体 b.摩擦烧杯壁,产生玻璃碎末 c.过度冷却 d.用玻璃棒搅拌
A.a B.a、b C.a、b、d D.a、b、c、d
(2)某沿海地区的食品厂开发生产了一种保暖袋深受中小学生喜爱.剪开保暖袋的外层塑料,会发现袋内有一小袋红色液体和一些固态物.红色液体是一种溶解了有香味的色素的水溶液.
使用时,用手拍打几下保暖袋,让袋内红色液体与固态物接触,3至5分钟保暖袋的温度就达70度以上.
提出问题:袋内的固态物是什么?
进行猜想:猜想1:固态物是氢氧化钠;猜想2:固态物是A物质;猜想3:固态物是硝酸铵.
上述猜想中,猜想3肯定不成立的理由是
实验验证:为了验证其他两种猜想,某化学兴趣小组开展了如下探究:
Ⅰ.查阅资料发现,氢氧化钠的主要性质:①一种易溶于水的白色固体;②能够使无色酚酞变红色;③能和二氧化碳气体反应,反应的化学方程式:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O,且反应生成的Na2CO3易溶于水.
Ⅱ.请完成如下探究实验表格:
反思评价:①小组同学仔细观察,发现袋内固态物中还混有一些煅烧过的田螺、蚌壳碎片,由此想到了猜想2的A物质的来源.A物质
②袋内的液体之所以不用蒸馏水,而要向水中添加一些易溶性色素,一方面是使液体颜色鲜艳、且有香气;另一方面是防止低温下结冰而冻裂包装袋,其主要原理是
③与上题装有醋酸钠“过饱和溶液”的热宝相比,本题中深受中小学生喜爱的保暖袋在使用价值上最突出的一个缺点是
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(1)有一种发热产品“热宝”暖手袋(密封性好)很有特色,初次使用只要用手揉搓袋内的液体,一段时间后,温度就会升高;当停止揉搓,冷却到室温时,袋内的液体中会有固体物质;再次使用时,只要把“热宝”放入沸水中加热,使袋内固体消失后,再次用手揉搓袋内的液体,温度便又会升高.因此,此产品可反复使用达千次以上.
查阅资料:袋内的液体是醋酸钠的“过饱和溶液”.
Ⅰ.在一定温度和压力的条件下,当溶液中溶质的质量分数已超过该温度和压力下饱和溶液的溶质质量分数,而溶质仍不析出的现象叫过饱和现象,此时的溶液称为过饱和溶液.
Ⅱ.醋酸钠“过饱和溶液”的配制方法:室温下,先向装有醋酸钠饱和溶液的烧杯中加入一定量的醋酸钠晶体,再将烧杯放在到电热板上加热,使晶体完全溶解,最后将该溶液急速冷却到室温(冷却过程中无晶体析出).
Ⅲ.醋酸钠“过饱和溶液”是一种处于不稳定状态的溶液,其不稳定性主要体现在:若溶液受到振动或者向溶液中加入溶质晶体,溶液中便会出现晶核--溶质析出的聚集中心,这时溶液中过量溶解的溶质就会析出而成为饱和溶液,即转化为稳定状态.
分析问题:根据上述材料,回答如下问题:
①醋酸钠固体的溶解度随温度的升高而
增大
增大
(选填“不变”、“增大”或“减小”).②在使用过程中,“热宝”暖手袋内液体中产生的固体物质是
醋酸钠晶体
醋酸钠晶体
.③醋酸钠的“过饱和溶液”转变成饱和溶液的过程是一个
放热
放热
(填“吸热”或“放热”)过程.④实验室的桌面上现有一个装有醋酸钠“过饱和溶液”的烧杯,若要使溶质从溶液中析出,可采取下列方法中的
C
C
a.加入少量醋酸钠晶体 b.摩擦烧杯壁,产生玻璃碎末 c.过度冷却 d.用玻璃棒搅拌
A.a B.a、b C.a、b、d D.a、b、c、d
(2)某沿海地区的食品厂开发生产了一种保暖袋深受中小学生喜爱.剪开保暖袋的外层塑料,会发现袋内有一小袋红色液体和一些固态物.红色液体是一种溶解了有香味的色素的水溶液.
使用时,用手拍打几下保暖袋,让袋内红色液体与固态物接触,3至5分钟保暖袋的温度就达70度以上.
提出问题:袋内的固态物是什么?
进行猜想:猜想1:固态物是氢氧化钠;猜想2:固态物是A物质;猜想3:固态物是硝酸铵.
上述猜想中,猜想3肯定不成立的理由是
硝酸铵形成溶液温度温度降低
硝酸铵形成溶液温度温度降低
.实验验证:为了验证其他两种猜想,某化学兴趣小组开展了如下探究:
Ⅰ.查阅资料发现,氢氧化钠的主要性质:①一种易溶于水的白色固体;②能够使无色酚酞变红色;③能和二氧化碳气体反应,反应的化学方程式:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O,且反应生成的Na2CO3易溶于水.
Ⅱ.请完成如下探究实验表格:
| 实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
| 取袋内固体与一定量的水混合后于烧杯中,充分搅拌后过滤,向滤液中 通入二氧化碳 通入二氧化碳 . |
溶液变浑浊 溶液变浑浊 |
猜想2正确 |
CaO
CaO
(写化学式),生成A物质的化学反应方程式是CaCO3
CaO+CO2↑
| ||
CaCO3
CaO+CO2↑
;A物质在食品厂里的一种用途是:
| ||
干燥剂
干燥剂
.②袋内的液体之所以不用蒸馏水,而要向水中添加一些易溶性色素,一方面是使液体颜色鲜艳、且有香气;另一方面是防止低温下结冰而冻裂包装袋,其主要原理是
降低水的凝固点
降低水的凝固点
.③与上题装有醋酸钠“过饱和溶液”的热宝相比,本题中深受中小学生喜爱的保暖袋在使用价值上最突出的一个缺点是
使用方便
使用方便
.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
【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
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
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
【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
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?
【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
②实验后溶液一定显碱性的试管有
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?
(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
【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】:

①试剂A是
②操作名称:Ⅰ
③为获得纯度较高的NaOH固体,小江同学应在干燥前将其用
【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CO2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:
【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?
【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?
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【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 |
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CO2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
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑
10673 44
xy?7.3%2.2g
=
=
解得:x=5.3g,y=50g
所以氢氧化钠的质量分数为:
×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:
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑
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 |
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
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑
10673 44
xy?7.3%2.2g
=
=
解得:x=5.3g,y=50g
所以氢氧化钠的质量分数为:
×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:
;Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑
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 |
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
.生活处处皆化学.
(1)生活中的燃烧
①着火点比较:蜂窝煤
②用水灭火的原理是
(2)金属在生活中用途广泛
①如图1下列生活用品,主要是由金属材料制成的是
图3

②用铁锅烹饪食物时,会有少量铁屑在胃部转化为可被吸收的Fe2+,反应的化学方程式为
③用铝箔包装药物,主要利用了铝的
④铜具有很好的
(3)生活中的水和溶液
①处理自然水时,常用的混凝剂是
②欲配制500mL 0.9%的生理盐水(密度为1.0g/mL),需要NaCl的质量为
③图2是净化河水的简易装置,下列说法正确的是
A.净化后的水是纯净物 B.此装置能对水杀菌消毒
C.此装置能把硬水变为软水 D.活性炭能吸附水中的色素及异味
④KNO3可用作配制无土栽培营养液,下表提供了KNO3在不同温度时的溶解度:
a.从上表可总结出KNO3的溶解度随温度变化的趋势是
b.20℃时,将20gKNO3加入50g水中充分溶解,所得溶液的质量为
c.现有60℃时的KNO3饱和溶液210g,降温至20℃,会析出KNO3
(4)食品包装学问大
①我区特产--嘶马羊耳采用真空包装,延长了食品的保质期,原理是
②将N2充入包装袋内做保护气,是因为N2的化学性质
③图3是“504双吸剂”的标签,请问答下列问题:
a.其中至少含有
b.取少量双吸剂加入蒸馏水中,振荡后静置,测得上层清液的pH=9,若用pH试纸测定,具体操作是
c.为测定此双吸剂的使用效果,取足量双吸剂做了如图4所示的实验,一段时间后,进入试管中水的体积
d.部分失效的双吸剂中,有红棕色固体,其主要是
e.此双吸剂中,NaCl的作用可能是
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(1)生活中的燃烧
①着火点比较:蜂窝煤
>
>
小木条(填“>”、“<”或“=”).生煤炉过程中,不断扇入空气目的是与氧气充分接触
与氧气充分接触
,煤不完全燃烧产生一种有毒气体的化学式是CO
CO
;②用水灭火的原理是
水蒸发吸热,使温度降低到着火点以下
水蒸发吸热,使温度降低到着火点以下
,新型水成膜泡沫灭火剂扑灭油类火灾时,析出的液体和泡沫在油面上铺展形成一层水膜,进而灭火,原理是隔绝氧气
隔绝氧气
.(2)金属在生活中用途广泛
①如图1下列生活用品,主要是由金属材料制成的是
AC
AC
;| 品名:504双吸剂 成分:铁粉、NaCl、炭粉CaO等 |
②用铁锅烹饪食物时,会有少量铁屑在胃部转化为可被吸收的Fe2+,反应的化学方程式为
Fe+2HCl═FeCl2+H2↑
Fe+2HCl═FeCl2+H2↑
,是置换
置换
反应(填基本反应类型).③用铝箔包装药物,主要利用了铝的
延展
延展
性;④铜具有很好的
导电
导电
性,故可作导线.近代湿法冶金的先驱是指Fe+CuSO4═FeSO4+Cu
Fe+CuSO4═FeSO4+Cu
(填化学方程式),铜和空气中的O2、H2O及CO2
CO2
会生成铜锈[Cu2(OH)2CO3],反应的化学方程式是2Cu+O2+H2O+CO2═Cu2(OH)2CO3
2Cu+O2+H2O+CO2═Cu2(OH)2CO3
.(3)生活中的水和溶液
①处理自然水时,常用的混凝剂是
明矾
明矾
(填名称).二氧化氯是一种新型的消毒剂,其化学式为ClO2
ClO2
;②欲配制500mL 0.9%的生理盐水(密度为1.0g/mL),需要NaCl的质量为
4.5
4.5
g;配制过程中,玻璃棒的作用是搅拌,加快溶解
搅拌,加快溶解
,称量NaCl时,若将砝码放在左盘(1g以下用游码),其他操作均正确,则所配溶液中溶质质量分数将<
<
0.9%(填“>”、“<”或“=”)③图2是净化河水的简易装置,下列说法正确的是
D
D
;A.净化后的水是纯净物 B.此装置能对水杀菌消毒
C.此装置能把硬水变为软水 D.活性炭能吸附水中的色素及异味
④KNO3可用作配制无土栽培营养液,下表提供了KNO3在不同温度时的溶解度:
| 温度/℃ | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
| 溶解度/g | 13.3 | 31.6 | 63.9 | 110 | 169 |
随温度升高而增加
随温度升高而增加
;b.20℃时,将20gKNO3加入50g水中充分溶解,所得溶液的质量为
65.8
65.8
g;c.现有60℃时的KNO3饱和溶液210g,降温至20℃,会析出KNO3
78.4
78.4
g;(4)食品包装学问大
①我区特产--嘶马羊耳采用真空包装,延长了食品的保质期,原理是
隔绝氧气,杜绝缓慢氧化
隔绝氧气,杜绝缓慢氧化
;②将N2充入包装袋内做保护气,是因为N2的化学性质
稳定
稳定
(填“活泼”或“稳定”);③图3是“504双吸剂”的标签,请问答下列问题:
a.其中至少含有
2
2
种单质;b.取少量双吸剂加入蒸馏水中,振荡后静置,测得上层清液的pH=9,若用pH试纸测定,具体操作是
用玻璃棒蘸取一滴上层清液,滴在pH试纸上,待颜色不再变化时和标准比色卡对照,读数
用玻璃棒蘸取一滴上层清液,滴在pH试纸上,待颜色不再变化时和标准比色卡对照,读数
.通入CO2后,上层清液变浑浊,写出上述变化的化学方程式H2O+CaO═Ca(OH)2
H2O+CaO═Ca(OH)2
、Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O
Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O
;c.为测定此双吸剂的使用效果,取足量双吸剂做了如图4所示的实验,一段时间后,进入试管中水的体积
>
>
21%(填“>”、“<”或“=”),理由是此双吸剂能同时吸收空气中的O2和CO2,也可吸收H2O
此双吸剂能同时吸收空气中的O2和CO2,也可吸收H2O
;d.部分失效的双吸剂中,有红棕色固体,其主要是
氧化铁
氧化铁
;e.此双吸剂中,NaCl的作用可能是
加快双吸剂中铁粉吸收O2的速率
加快双吸剂中铁粉吸收O2的速率
.