🔬 初中科学九年级上第1章 物质及其变化中考高频化学主干实验必考

几种重要的盐

盐不只是厨房里那一小罐——纯碱、石灰石、胆矾都是盐。认清它们的组成规律,复分解反应的条件就不再是死记的口诀。

难度:★★★★

知识背景

💡知识背景 · 从一个真实的问题说起

在没有冰箱的年代,杭州人过冬靠的是一缸咸货:腌笃鲜里的咸肉、酱鸭、雪里蕻。盐能防腐,是因为它把微生物细胞里的水「抽」了出去。更早的时候,盐甚至是国家财政的支柱——春秋时齐国靠海盐富国,汉武帝设盐铁官营,杭州湾一带自古就是重要的盐场,「盐官」这个古地名今天还留在海宁。

但化学意义上的远比食盐宽泛。蒸馒头用的纯碱是盐,灵隐寺石阶用的石灰石是盐,果园配波尔多液用的胆矾也是盐。它们的共同点不在味道,而在组成:都由金属离子(或铵根离子)和酸根离子构成。

这一节要解决三个问题:常见的几种盐各有什么本领?怎样把一种盐认出来(碳酸盐的检验)?两种盐或盐与酸碱相遇时,什么条件下才反应(复分解反应的条件)。这三个问题,几乎撑起了杭州中考化学推断题的全部骨架。

知识讲解

盐的定义与分类

🔑

:由金属离子(或铵根离子 NH4+\mathrm{NH_4^+})和酸根离子构成的化合物。

NaClNa++ClNa2CO32Na++CO32\mathrm{NaCl \rightarrow Na^+ + Cl^-} \qquad \mathrm{Na_2CO_3 \rightarrow 2Na^+ + CO_3^{2-}}

三点提醒:① 盐溶液不一定显中性,碳酸钠溶液显碱性,硫酸铜溶液显酸性;② 盐不一定可溶,碳酸钙、硫酸钡、氯化银都是难溶的盐;③ 食盐只是盐中的一种,不能把「盐」等同于「食盐」。

几种重要的盐

化学式与俗称关键性质主要用途
氯化钠NaCl\mathrm{NaCl},食盐白色晶体,易溶,中性调味、腌制、生理盐水、工业制烧碱与纯碱
碳酸钠Na2CO3\mathrm{Na_2CO_3},纯碱、苏打白色粉末,易溶,溶液显碱性制玻璃、造纸、洗涤剂、蒸馒头中和面团酸味
碳酸钙CaCO3\mathrm{CaCO_3},石灰石、大理石主要成分白色固体,难溶于水,能与酸反应建筑石材、补钙剂、制生石灰与二氧化碳
硫酸铜CuSO45H2O\mathrm{CuSO_4 \cdot 5H_2O},胆矾、蓝矾蓝色晶体,易溶,加热失水变白配波尔多液、给水池消毒杀藻、检验水的存在
🔑

两处细节常考:

  • 碳酸钠晶体的风化Na2CO310H2O\mathrm{Na_2CO_3 \cdot 10H_2O} 在干燥空气中会失去结晶水变成白色粉末,这是化学变化(有新物质生成),与氢氧化钠的潮解(物理变化)恰好相反。
  • 硫酸铜的失水与吸水CuSO45H2O加热CuSO4+5H2O\mathrm{CuSO_4 \cdot 5H_2O \xrightarrow{\text{加热}} CuSO_4 + 5H_2O},蓝色变白色;白色的无水硫酸铜遇水又变蓝,因此可用它检验某液体中是否含水

碳酸盐的检验

🔑

方法:取样品,滴入稀盐酸,若产生气体,把气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊,则样品中含碳酸根(或碳酸氢根)。

Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2\mathrm{Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2\uparrow} \qquad \mathrm{CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2\uparrow}

两步都不能省:只看到气泡还不能定论(活泼金属遇酸也冒气泡),必须再用石灰水确认气体是二氧化碳,依据 CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O\mathrm{CO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3\downarrow + H_2O}

复分解反应及其条件

🔑

复分解反应:两种化合物互相交换成分,生成另两种化合物的反应,通式为 AB+CDAD+CB\mathrm{AB + CD \rightarrow AD + CB}。酸碱盐之间的反应大多属于这一类。

发生条件:生成物中必须有沉淀、气体或水中的至少一种,否则不反应。另外,反应物一般要求可溶(酸与难溶碳酸盐、难溶金属氧化物反应例外)。

判断三步:① 交换成分写出两种可能的产物;② 逐个检查有没有沉淀、气体或水;③ 有则反应成立,配平并标注 \downarrow\uparrow

⚖️必须记住的溶解性要点
  • 都可溶:钾盐、钠盐、铵盐、硝酸盐——记成「钾钠铵硝全都溶」。
  • 盐酸盐:只有氯化银不溶;硫酸盐:只有硫酸钡不溶(硫酸钙微溶)。
  • 碳酸盐:只有碳酸钾、碳酸钠、碳酸铵可溶。:钾、钠、钡的碱可溶,氢氧化钙微溶,其余(如氢氧化铜蓝色、氢氧化铁红褐色)都是沉淀。

实验与探究

粗盐的提纯

从海边取来的粗盐含泥沙等不溶性杂质,请把它提纯为较纯净的食盐晶体。

✏️ 点击查看解答

四步操作溶解——把粗盐加入水中,用玻璃棒搅拌加快溶解;过滤——沿玻璃棒把浊液倒入贴有滤纸的漏斗,除去泥沙;蒸发——把滤液倒入蒸发皿加热,用玻璃棒不断搅拌防止液体飞溅,当出现较多固体时停止加热;转移与计算——用玻璃棒把晶体转移到纸上称量,算出产率。

三处必答的细节:① 过滤要做到「一贴二低三靠」——滤纸紧贴漏斗内壁,滤纸边缘低于漏斗口、液面低于滤纸边缘,烧杯口靠玻璃棒、玻璃棒靠三层滤纸、漏斗下端管口靠烧杯内壁;② 不能蒸干,因为食盐受热不分解但会飞溅,且残留晶体不易转移;③ 玻璃棒在三步中作用各不相同:搅拌加速溶解、引流、防止局部过热飞溅。误差分析:若产率偏低,可能是溶解不充分、过滤时液体溅出或转移时晶体残留;若产率偏高,则可能晶体没有干燥。注意:这一步只能除去不溶性杂质,要除去氯化镁、硫酸钠等可溶性杂质,还需另加试剂用复分解反应处理。

鉴别碳酸钠与氯化钠两瓶白色粉末

实验桌上两瓶失去标签的白色粉末,分别是碳酸钠和氯化钠。请设计两种方案把它们区分开。

✏️ 点击查看解答

方案一 · 加稀盐酸:各取少量于试管,滴入稀盐酸。产生气泡的是碳酸钠,无现象的是氯化钠,依据 Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2\mathrm{Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2\uparrow}。若要严谨,把气体通入澄清石灰水,变浑浊则确证是二氧化碳。

方案二 · 加澄清石灰水:各取少量溶于水后滴入澄清石灰水,产生白色沉淀的是碳酸钠,依据 Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3+2NaOH\mathrm{Ca(OH)_2 + Na_2CO_3 \rightarrow CaCO_3\downarrow + 2NaOH}。也可改用氯化钙溶液,现象相同而且不受碱性干扰,更常用。一个不可靠的方案:只测 pH。碳酸钠溶液显碱性、氯化钠溶液显中性,理论上能分,但两瓶都是白色粉末且浓度未知,若溶液太稀 pH 差别很小,读数容易判断失误。思路小结:鉴别题优先选现象明显、结论唯一的反应——冒气泡和出沉淀就是最好的两个抓手。

经典例题

测定石灰石中碳酸钙的含量

取杭州某石矿的石灰石样品 12.512.5 克(杂质不与酸反应也不溶于水),放入足量稀盐酸中充分反应,收集到二氧化碳 4.44.4 克。求:(1)样品中碳酸钙的质量;(2)该石灰石中碳酸钙的质量分数。(CaCO3\mathrm{CaCO_3} 为 100,CO2\mathrm{CO_2} 为 44)

✏️ 点击查看解答

第一步 · 写出并配平化学方程式CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2\mathrm{CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2\uparrow}第二步 · 找准「桥梁物质」——本题唯一确定的量是二氧化碳 4.44.4 克,只有它能通过方程式换算出碳酸钙,杂质既不溶也不反应,不参与计算。第三步 · 标出已知量与待求量的质量关系CaCO3\mathrm{CaCO_3} 为 100,CO2\mathrm{CO_2} 为 44。设碳酸钙质量为 xx

CaCO3:CO2=100:44x:4.4 g\mathrm{CaCO_3} : \mathrm{CO_2} = 100 : 44 \qquad x : 4.4\ \text{g}

第四步 · 列比例式求解10044=x4.4 g\dfrac{100}{44} = \dfrac{x}{4.4\ \text{g}},解得 x=100×4.444=10 gx = \dfrac{100 \times 4.4}{44} = 10\ \text{g}第五步 · 求质量分数,按定义用碳酸钙质量除以样品总质量:10 g12.5 g×100%=80%\dfrac{10\ \text{g}}{12.5\ \text{g}} \times 100\% = 80\%第六步 · 检验单位与合理性:碳酸钙 1010 克小于样品 12.512.5 克,质量分数 80%80\%00100%100\% 之间,都合理;杂质为 12.510=2.512.5 - 10 = 2.5 克,占 20%20\%,与结论吻合。:碳酸钙 1010,质量分数为 80%80\%易错提醒:不要把 12.512.5 克直接代入方程式——那等于假定样品是纯碳酸钙,结果必错。

难点与易错点

⚠️难点 · 易错点
  1. 把「盐」理解为食盐:化学上的盐是一大类物质,纯碱、石灰石、胆矾都是盐;反过来,纯碱是而不是碱,虽然它的溶液显碱性。
  2. 认为盐溶液都显中性:碳酸钠溶液显碱性、硫酸铜溶液显酸性,只有氯化钠、硫酸钠等少数盐溶液显中性。
  3. 检验碳酸盐只看气泡就下结论:活泼金属与酸反应也冒气泡,必须把气体通入澄清石灰水,变浑浊才能确证。
  4. 把风化与潮解记反:碳酸钠晶体风化是失去结晶水(化学变化),氢氧化钠潮解是吸收水分(物理变化)。
  5. 写复分解反应时不检查条件:氯化钠与硝酸钾交换成分后既无沉淀也无气体和水,不反应;写方程式前必须逐个查产物。
  6. 忘记标沉淀或气体符号:生成碳酸钙要写 \downarrow,生成二氧化碳要写 \uparrow;此外过滤蒸发时不能蒸干,也不能忘记玻璃棒引流。

生活中的应用

🌏生活中的应用
  • 蒸馒头放纯碱:面团发酵产生乳酸等酸性物质,纯碱既能中和酸味,反应放出的二氧化碳又让馒头蓬松。
  • 西湖与小区水池投硫酸铜杀藻:硫酸铜能抑制藻类繁殖,但投量必须严格控制,过量会伤害鱼类。
  • 石灰石的三重身份:既是灵隐寺石阶、亚运场馆外墙的建材,又是工业上制生石灰(CaCO3高温CaO+CO2\mathrm{CaCO_3 \xrightarrow{\text{高温}} CaO + CO_2\uparrow})和实验室制二氧化碳的原料。
  • 医用生理盐水与补钙片:生理盐水是 0.9%0.9\% 的氯化钠溶液;很多补钙片的有效成分正是碳酸钙。

生活应用题 1 · 一瓶纯碱里到底有多少碳酸钠

小杭取家里的食用纯碱样品 1111 克(含少量氯化钠,不与酸反应),加入足量稀盐酸,共收集到二氧化碳 4.44.4 克。求样品中碳酸钠的质量分数。(Na2CO3\mathrm{Na_2CO_3} 为 106,CO2\mathrm{CO_2} 为 44)

分步解:

  1. 写出化学方程式Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2\mathrm{Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2\uparrow}
  2. 标出质量关系Na2CO3\mathrm{Na_2CO_3} 为 106,CO2\mathrm{CO_2} 为 44。设碳酸钠质量为 xx,列比例式 10644=x4.4 g\dfrac{106}{44} = \dfrac{x}{4.4\ \text{g}}
  3. 求解x=106×4.444=10.6 gx = \dfrac{106 \times 4.4}{44} = 10.6\ \text{g}
  4. 求质量分数并检验10.6 g11 g×100%96.4%\dfrac{10.6\ \text{g}}{11\ \text{g}} \times 100\% \approx 96.4\%。碳酸钠质量小于样品质量,比例接近但不超过 100%100\%,合理。:约 96.4%96.4\%。这个思路正是工业上测定纯碱纯度的基本方法:测生成气体的质量,反推固体的组成

生活应用题 2 · 除去食盐水里的可溶性杂质

一瓶粗食盐水中混有少量氯化钙和硫酸钠。要除去杂质又不引入新杂质,应依次加入哪些试剂?

分步解:

  1. 除氯化钙:加适量碳酸钠溶液Na2CO3+CaCl2CaCO3+2NaCl\mathrm{Na_2CO_3 + CaCl_2 \rightarrow CaCO_3\downarrow + 2NaCl},钙离子变成沉淀,剩下的是需要的氯化钠。
  2. 除硫酸钠:加适量氯化钡溶液BaCl2+Na2SO4BaSO4+2NaCl\mathrm{BaCl_2 + Na_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2NaCl},硫酸根变成沉淀。
  3. 确定顺序:应先加氯化钡再加碳酸钠。因为碳酸钠既能除钙又能把多余的钡离子一并除去(生成碳酸钡沉淀),顺序颠倒的话多余的钡就没法处理了。
  4. 最后过滤,得到较纯的食盐水。:依次加适量氯化钡、过量碳酸钠,过滤即可。除杂三原则:不减少要保留的物质、不引入新杂质、过量的试剂必须能被后续步骤除掉。

考点

🎯考点提示
  • 填空题·高频:盐的定义,判断给定物质是否属于盐;纯碱是盐不是碱
  • 实验题·必考:粗盐提纯的四步操作、玻璃棒的三种作用、过滤的「一贴二低三靠」
  • 实验题·高频:碳酸盐的检验(稀盐酸加澄清石灰水两步法)
  • 选择题·高频:复分解反应的判断与发生条件,常见物质溶解性
  • 推断题·高频:利用沉淀颜色(碳酸钙白、氢氧化铜蓝、氢氧化铁红褐)确定物质
  • 计算题·高频:由生成的二氧化碳质量反推碳酸盐质量与质量分数;除杂题中试剂的选择与加入顺序,要守住「不引入新杂质」原则

中考真题

真题2022 · 浙江杭州中考(改编)

下列各组物质的溶液混合后,能发生复分解反应的是( )A. NaCl\mathrm{NaCl}KNO3\mathrm{KNO_3} B. Na2CO3\mathrm{Na_2CO_3}CaCl2\mathrm{CaCl_2} C. NaNO3\mathrm{NaNO_3}K2SO4\mathrm{K_2SO_4} D. KCl\mathrm{KCl}Na2SO4\mathrm{Na_2SO_4}

✏️ 点击查看解答

逐项分析:交换成分后逐一检查产物。A 得硝酸钠和氯化钾,均可溶,不反应。B 得碳酸钙和氯化钠,碳酸钙是沉淀,能反应:Na2CO3+CaCl2CaCO3+2NaCl\mathrm{Na_2CO_3 + CaCl_2 \rightarrow CaCO_3\downarrow + 2NaCl}。C 得硫酸钠和硝酸钾,均可溶,不反应。D 得硫酸钾和氯化钠,均可溶,不反应。

答案:B。解题捷径:钾钠铵硝全都可溶,所以四组里只要产物全落在这几类中就一定不反应,一眼就能排除 A、C、D。

真题2021 · 浙江中考(改编)

某同学向盛有 1010 克碳酸钙的烧杯中加入 100100 克稀盐酸,充分反应后固体恰好全部溶解,称得烧杯内溶液质量为 105.6105.6 克。(1)生成二氧化碳多少克?(2)求原稀盐酸中氯化氢的质量分数。(CaCO3\mathrm{CaCO_3} 为 100,HCl\mathrm{HCl}36.536.5

✏️ 点击查看解答

(1)用质量守恒求气体:反应前总质量为 10+100=110 g10 + 100 = 110\ \text{g},反应后溶液为 105.6 g105.6\ \text{g},减少的部分就是逸出的二氧化碳:110105.6=4.4 g110 - 105.6 = 4.4\ \text{g}

(2)分步计算第一步,写方程式 CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2\mathrm{CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2\uparrow}第二步,标出质量关系,CaCO3\mathrm{CaCO_3} 为 100、2HCl2\mathrm{HCl}2×36.5=732 \times 36.5 = 73第三步,设氯化氢质量为 xx,由 10073=10 gx\dfrac{100}{73} = \dfrac{10\ \text{g}}{x} 解得 x=7.3 gx = 7.3\ \text{g}第四步,求质量分数:7.3 g100 g×100%=7.3%\dfrac{7.3\ \text{g}}{100\ \text{g}} \times 100\% = 7.3\%检验:也可用二氧化碳 4.44.4 克反推碳酸钙为 1010 克,与题给一致,说明恰好完全反应。:二氧化碳 4.44.4,稀盐酸中氯化氢的质量分数为 7.3%7.3\%

视频讲解

📺B 站视频讲解去 B 站观看「几种重要的盐:常见盐的性质与复分解反应条件」优质讲解视频 →