Question

（8分）小明买了一种“汽泡爽”的冲调饮料。小明观察了饮料说明后，他借助化学实验的方法，探究“汽泡爽”产生气体的成分，以及加水温度对产生气体量的影响。

【饮料说明】①主要原料：柠檬酸（C₆H₈O₇）和小苏打（NaHCO₃）；
②使用说明：将一包“汽泡爽”粉末倒入玻璃杯中，加入200 mL冷水，看到有大量气泡快速生成，待粉末完全溶解，就得到一杯果味饮料。
【实验一】探究“汽泡爽”产生气体的成分。
（1）小明阅读资料发现：“汽泡爽”原料中的柠檬酸（C₆H₈O₇）和小苏打（NaHCO₃）粉末混合后加水，可以发生以下反应，填写生成气体的化学式。
3NaHCO₃ + C₆H₈O₇ ="===" C₆H₅O₇Na₃ +  3H₂O  + 3         ↑  
（2）为了检验该气体，小明选择的试剂是                  。写出该反应的化学方程式_________________________________________________。
【实验二】探究加水温度对产生气体量的影响。
（1）小明先用冷水和热水各冲了一杯饮料，品尝时发现冷水冲的饮料中气泡较多，热水冲的饮料中气泡较少。当他摇动杯子时，发现有大量气泡从水中逸出。他查阅资料发现：随着温度升高，气体在一定量的水中溶解的量会迅速降低。于是小明设计了如下实验方案，请填写表中空白。

实验序号	加入水的体积	加入水的温度	收集到的气体的体积
1	200 mL	15℃	a（待记录）
2		50℃	b（待记录）

（2）在老师的帮助下，小明采用相同的两套实验装置（如下图）分别完成上述实验，在A中加入水，再加入一袋“汽泡爽”，迅速塞紧胶塞。量筒C用于收集A中产生的气体所排出的液体，冷却至室温后读取数据。B中油层的作用是         。

A      B    C
（3）通过实验，小明测得：a =" 64" mL，b =" 132" mL，由此获得结论：“汽泡爽”产生气体的量与加水温度有关系。但是老师看到小明的实验报告后却指出：两套装置中，“汽泡爽”产生气体的总量应该近似相等，与温度关系不大，其本质原因是                   。
（4）通过反思，为了证明老师的观点，小明继续利用（3）中已反应完的两套装置，又做了一步实验，发现两套装置最终收集到的气体的总量确实相近，他的实验操作是        。

Answer 1

【实验一】（1）CO₂     （2）澄清石灰水      CO₂+Ca（OH）₂="=" CaCO₃↓+H₂O
【实验二】（1）200 mL  （2）防止二氧化碳溶解在B装置的水中
（3）依据反应原理（化学方程式），一包“汽泡爽”产生气体的量与反应物（柠檬酸和小苏打）的量有关，与温度无关
（4）不断摇动两套装置中的锥形瓶A，继续收集气体并测量体积

试题分析：【实验一】
（1）根据质量守恒定律，化学变化前后原子的种类、数目都不变，结合题目中所给的化学方程式3NaHCO₃+C₆H₈O₇═C₆H₅O₇Na₃+3H₂O+3  ，可知方程式左边比右边多3个C原子，6个O原子，再除以计量数3得CO₂。
（2）由于二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，故小明选择的试剂是澄清的石灰水,该反应的化学方程式为CO₂+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+H₂O。
【实验二】
（1）由于实验二是为了探究加水温度对产生气体量的影响，故除了水温不同之外，其他各条件均应相同，则两次实验中加水的体积应相同，故为200ml。
（2）由于二氧化碳气体能溶于水但不溶于植物油，故B中油层的作用是防止二氧化碳溶解在B装置的水中，而造成较大的误差。
（3）根据反应的化学方程式可知，生成物的质量和反应物的质量之比是固定的，即生成物的质量和反应物的质量有关，但和温度无关。
（4）由于气体的溶解度与温度成反比，即温度越高，溶解在水中的气体的量就越少；而50℃比15℃的水温高，所以后者的水中溶有气体的量就比前者多，这也就是在题（3）中为什么看起来前者生成的气体比后者多的原因；故只要不断摇动两套装置中的锥形瓶A，使生成的气体逸出，从而继续收集气体并测量体积。
点评：对于探究型实验探究，要熟悉实验探究的环节和方法，精心设计实验方案，将所学过探究物质的性质或变化规律的技巧迁移至此，进行细心地探究实验和观察现象，再通过分析实验现象，推断、总结出该物质的性质或变化规律等。