張鐵營

在新課程標準的實施下，科學探究成為化學學習的重要方法，對培養(yǎng)同學們的科學素養(yǎng)、實驗創(chuàng)新能力起到了積極的作用。化學實驗是進行科學探究的重要方式，因此化學實驗題是中考必考題型。下面以中考真題為例對此類題型進行簡析。

原題呈現(xiàn)

例1（2020·遼寧·盤錦第15題）某化學小組初步探究氫氧化鈉的性質(zhì)、變化和獲得方法。查閱相關(guān)資料：

Ⅰ. 部分酸、堿和鹽的溶解性表（室溫）

說明：“溶”表示該物質(zhì)可溶于水，“不”表示不溶于水，“微”表示微溶于水，“揮”表示具揮發(fā)性，“—”表示該物質(zhì)不存在或遇到水就分解了。

Ⅱ. 氫氧化鈉的工業(yè)制法：電解氯化鈉飽和溶液2NaCl + 2H2O ===通==電=== 2NaOH + H2↑+ Cl2↑。

【性質(zhì)與變化】

（1）上表★處“溶”對應(yīng)的物質(zhì)是______。

（2）完成下列物質(zhì)轉(zhuǎn)化，各寫出一個符合要求的化學方程式。

① NaOH + 表中物質(zhì)A（鹽）

。

② B（鹽） + 表中物質(zhì)NaOH

。

【實踐與應(yīng)用】

工業(yè)上常用電解氯化鈉飽和溶液的方法生產(chǎn)氫氧化鈉。

（3）某化工廠計劃生產(chǎn)16 t氫氧化鈉，請計算：

①氫氧化鈉的相對分子質(zhì)量是______。

②理論上需要氯化鈉的質(zhì)量是______t。

（4）工業(yè)生產(chǎn)中可制得含NaOH溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)約為45%的液堿產(chǎn)品，經(jīng)進一步處理還可以制得固體氫氧化鈉產(chǎn)品。請根據(jù)已有知識，對“ 進一步處理”中使用的方法提出設(shè)想并簡要說明理由__________________。

（5）工業(yè)固體氫氧化鈉質(zhì)量指標如圖1所示，請對產(chǎn)品中的雜質(zhì)來源做出合理分析。

①碳酸鈉：__________________?。

②氯化鈉：__________________ 。

解析：（1）根據(jù)資料Ⅰ可知：K+與OH-構(gòu)成KOH（或氫氧化鉀）。故答案為：KOH（或氫氧化鉀）。

（2）根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件可知：

①NaOH 中含有的OH﹣可以與含有H+的酸反應(yīng)生成鹽和水，或者與含有Cu2+的鹽反應(yīng)生成Cu（OH）2沉淀和鹽。

故答案為：NaOH + HCl ============ NaCl + H2O（或H2SO4、HNO3 與NaOH反應(yīng)等，合理即可）或2NaOH +Cu（NO3）2 ============ Cu（OH）2↓+ 2NaNO3（或CuCl2、CuSO4與NaOH反應(yīng)等，合理即可）。

②含Na+的鹽與含OH- 的堿反應(yīng)可生成NaOH，同時另一生成物須為不溶鹽，即CaCO3。

故答案為：Na2CO3 + Ca（OH ） 2 ============ 2NaOH + CaCO3↓

（3）①氫氧化鈉相對分子質(zhì)量Mr（NaOH）============ 23 + 16 + 1 = 40。

②方法一：根據(jù)資料Ⅱ，設(shè)理論上需要氯化鈉的質(zhì)量為x。

2NaCl + 2H2O ===通==電=== 2NaOH + H2↑+ Cl2↑

117 80

x 16 t

117

80 =

x

16t 解得x=23.4 t

方法二：根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知：化學反應(yīng)前后元素的質(zhì)量不變。NaOH中鈉元素的質(zhì)量為：16 t × 2340× 100% = 9.2 t，則氯化鈉質(zhì)量為：9.2 t ÷ （ 23 ）58.5 × 100% =23.4 t。

（4）根據(jù)題意可知：用NaOH溶液制得NaOH固體，可以使用結(jié)晶方法;

方法一：蒸發(fā)結(jié)晶。將NaOH溶液加熱蒸發(fā)，使溶液達到飽和后，再蒸發(fā)掉溶劑，NaOH就會結(jié)晶析出。

方法二：冷卻熱飽和溶液。NaOH的溶解度受溫度變化影響較大，可以將NaOH的熱飽和溶液降溫，NaOH就會結(jié)晶析出。

（5）①根據(jù)NaOH的化學性質(zhì)可知：NaOH能與空氣中CO2反應(yīng)，生成Na2CO3和H2O，因此會有Na2CO3混入。

②根據(jù)資料Ⅱ可知：NaOH是由電解NaCl飽和溶液制得，若NaCl未完全參加反應(yīng)，則會有NaCl混入。

變式探究

例2（2020·遼寧·沈陽第19題）學習化學開啟了我們認識物質(zhì)之旅。某實驗小組的同學對氫氧化鈉的性質(zhì)及應(yīng)用進行了如下的探究。

【探究一】溶解過程中的能量變化

如圖2所示，同學們設(shè)計了不同的實驗方案進行探究：

（1）實驗一中的硝酸銨溶解后，溶液溫度_______（填“升高”“降低”或“不變”）。

（2）實驗二所加試劑及用量如圖，將分液漏斗中的水全部加入試管后，立即關(guān)閉分液漏斗的活塞，

此時觀察到U形管的液面左低右高，由此小明得出“氫氧化鈉溶于水時放出熱量”的結(jié)論，你是否同意小明的結(jié)論并寫出你的理由_______。

【探究二】氫氧化鈉的化學性質(zhì)

如圖3所示，同學們用氫氧化鈉溶液進行了下列實驗，請分析并回答下列問題：

（1）A試管中觀察到的現(xiàn)象是_______。

（2）B試管中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為_______： 。

（3）C、D試管中均無明顯現(xiàn)象。

①為了證明D中已發(fā)生化學反應(yīng)，向該試管中再加入足量的_______，觀察到有氣泡產(chǎn)生。

②為了證明氫氧化鈉溶液和稀鹽酸能發(fā)生化學反應(yīng)，同學們設(shè)計并進行了如圖4實驗：（所用稀鹽酸經(jīng)估算確保過量）

整個實驗過程中無明顯現(xiàn)象，證明氫氧化鈉溶液和稀鹽酸能發(fā)生化學反應(yīng)。請寫出步驟Ⅱ中所加試劑_______。

【探究三】氫氧化鈉的應(yīng)用

（1）實驗室中的應(yīng)用

實驗室中能用氫氧化鈉溶液吸收的氣體是_______（填字母）。

a. 二氧化碳b. 水蒸氣c. 氯化氫d. 氧氣

吸收上述所選氣體，一般不用氫氧化鈣溶液，主要是因為氫氧化鈉和氫氧化鈣的_______不同。

（2）工業(yè)中的應(yīng)用

氫氧化鈉常用于制造人造絲、造紙、煉油、紡織、印染與橡膠工業(yè)。某造紙廠廢水中氫氧化鈉的質(zhì)量分數(shù)為1.6%，現(xiàn)有廢硫酸4.9 t（H2SO4的質(zhì)量分數(shù)為20%），可以處理的廢水質(zhì)量是_______t。

結(jié)合化學方程式中的數(shù)據(jù)分析：若將等質(zhì)量、等溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的稀硫酸和氫氧化鈉溶液混合，充分反應(yīng)后，請判斷溶液中一定含有的溶質(zhì)，并簡述你的判斷理由：_______ 。

解析：【探究一】

（1）因為硝酸銨溶于水時吸收熱量，所以溶液溫度降低。故答案為：降低。

（2）分析圖2實驗二裝置可知：加入試管中的10 mL水可以將試管內(nèi)部分空氣排出，排出的空氣也能使U形管液面左低右高，所以無法判斷氫氧化鈉溶于水時是否放出熱量。

【探究二】

（1）NaOH溶液顯堿性，酚酞試液遇堿性溶液顯紅色，所以A試管中觀察到的現(xiàn)象是溶液由無色變?yōu)榧t色。

（2）NaOH 溶液與CuSO4 溶液反應(yīng)生成Cu（OH）2 和Na2SO4，化學方程式為：2NaOH + CuSO4 ================Cu（OH）2↓+ Na2SO4。

（3）①D試管中發(fā)生的反應(yīng)：2NaOH + CO2 ============ Na2CO3 + H2O，若反應(yīng)后的溶液中存在碳酸鈉則可證明D中已發(fā)生化學反應(yīng)。因為碳酸鈉能與稀鹽酸（或稀硫酸等）反應(yīng)生成CO2，所以向反應(yīng)后的溶液中加入足量的稀鹽酸（或稀硫酸等），若有氣泡產(chǎn)生即可證明有碳酸鈉生成，進而證明D試管中已發(fā)生化學反應(yīng)。

②從整個實驗過程可知：步驟Ⅰ加入了過量的稀鹽酸，若稀鹽酸與氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)，則溶液中不存在氫氧化鈉，因此步驟Ⅱ可以加入酚酞試液（或CuSO4溶液或FeCl3溶液），若溶液不變紅（或沒有藍色沉淀或紅褐色沉淀生成），說明反應(yīng)發(fā)生了。

【探究三】

（1）氫氧化鈉溶液顯堿性，能與氯化氫、二氧化碳等氣體發(fā)生反應(yīng)，所以實驗室中能用氫氧化鈉溶液吸收的氣體是a、c;

氫氧化鈉易溶于水，氫氧化鈣微溶于水，故氫氧化鈣溶液的濃度低。一般不用氫氧化鈣溶液吸收氣體，主要是因為氫氧化鈉和氫氧化鈣的溶解性不同。

（2）4.9 t廢硫酸中含有H2SO4的質(zhì)量為：4.9 t × 20% = 0.98 t

設(shè)可以處理氫氧化鈉的質(zhì)量為x。

2NaOH + H2SO4 ============ Na2SO4 + 2H2O

80 98

x 0.98 t

x

0.98 t = 80

98 解得x=0.8 t

可以處理的廢水質(zhì)量為：0.8 t ÷ 1.6%= 50 t。

由發(fā)生反應(yīng)的化學方程式2NaOH + H2SO4 ============ Na2SO4 + 2H2O可知：①二者反應(yīng)后生成硫酸鈉和水，所以充分反應(yīng)后溶液中的溶質(zhì)一定有硫酸鈉。②每98份質(zhì)量的H2SO4和80份質(zhì)量的氫氧化鈉恰好完全反應(yīng)，所以等質(zhì)量、等溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的稀硫酸和氫氧化鈉溶液混合，充分反應(yīng)后氫氧化鈉會有剩余，所以溶液中的溶質(zhì)一定有氫氧化鈉。故答案為：一定有的溶質(zhì)為硫酸鈉和氫氧化鈉。

總結(jié)提升：這兩道題都是以氫氧化鈉的性質(zhì)為載體，以教材實驗為核心，對相關(guān)知識進行綜合考查，具有靈活性和開放性，主要考查實驗?zāi)芰涂茖W探究體驗。實驗題的解答是化學能力的集中體現(xiàn)，需要同學們在學習的過程中有做實驗的經(jīng)歷，在實驗中有發(fā)現(xiàn)問題、分析問題的能力，在實驗后有總結(jié)歸納的能力，千萬不要用“背實驗”的方法來解答此類問題。