题目内容

1.某实验室小组偶然发现将镁条插入饱和NaHCO3溶液中,镁条表面出现大量气泡.为了探究产生此现象的原因,该小组设计实验探究如下:
(1)用固体NaHCO3配置饱和NaHCO3溶液的操作过程在烧杯中加入足量的碳酸氢钠固体,加入适量蒸馏水,加热使之溶解,冷却后取上层清液即可.饱和NaHCO3溶液pH=8.4,用离子方程式表示HCO3-+H2O?H2CO3+OH-
(2)请完成以下实验设计(镁条已擦去氧化膜且表面积大致相同.表中不要留空格):
序号实验操作实验现象实验结论
将镁条投入5mL蒸馏水微量气泡Mg与蒸馏水缓慢反应
将镁条投入5mL饱和NaHCO3溶液中镁表面出现大量气泡Mg与NaHCO3溶液剧烈反应
将镁条投入5mLNaOH溶液中现象不明显Mg与NaOH溶液较难反应
(3)对于反应中产生的气体(不考虑水蒸气),请你完成假设二和假设三:假设一:只有CO2;假设二:只有H2;假设三:H2和CO2
请假设实验,用镁条和饱和NaHCO3溶液制取气体并检验其中是否含有CO2,写出实验步骤和结论.
实验步骤想象和结论
大试管中加入擦去氧化膜的镁条

分析 (1)配制饱和溶液,只要溶液中有没有溶解的固体NaHCO3,溶液饱和;饱和NaHCO3溶液pH=8.4,是因为HCO3-的水解程度大于其电离程度;
(2)①据实验现象为微量气泡判断实验结论;
②据Mg与NaHCO3溶液剧烈反应判断实验现象;
(3)Mg与NaHCO3溶液反应,可能生成二氧化碳和氢气,据此分析.

解答 解:(1)配制饱和NaHCO3溶液,在烧杯中加入足量的碳酸氢钠固体,加入适量蒸馏水,加热使之溶解,冷却后取上层清液即可;饱和NaHCO3溶液pH=8.4,是因为HCO3-的水解大于其电离,其水解的离子方程式为:HCO3-+H2O?H2CO3+OH-
故答案为:在烧杯中加入足量的碳酸氢钠固体,加入适量蒸馏水,加热使之溶解,冷却后取上层清液即可;HCO3-+H2O?H2CO3+OH-
(2)①实验现象为微量气泡,说明Mg与蒸馏水缓慢反应,故答案为:Mg与蒸馏水缓慢反应;
②Mg与NaHCO3溶液剧烈反应,可知镁表面出现大量气泡,故答案为:镁表面出现大量气泡;
(3)Mg与NaHCO3溶液反应,可能生成二氧化碳和氢气,所以假设一:只有CO2时,假设二:只有H2;假设三:两种气体都有,检验二氧化碳气体的存在,可以用湿润的红色石蕊试纸检验,故答案为:H2;H2和CO2

实验步骤想象和结论
加入碳酸氢钠饱和溶液,用湿润的红色石蕊试纸在锥形瓶口检验若试纸变红,气体中有CO2
若试纸不变红,气体中无CO2

点评 本题考查了饱和溶液的配制、水解离子方程式书写、实验现象的分析判断、气体的检验,题目难度较大.

练习册系列答案
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13.为验证氧化性Cl2>Fe3+>SO2,某小组用如图1所示装置进行实验(夹持仪器和A中加热装置已略,气密性已检验).

实验过程:
Ⅰ.打开弹簧夹K1~K4,通过一段时间N2,再将T型导管插入B中,继续通入N2,然后关闭K1、K2、K4
Ⅱ.打开活塞a,滴加一定量的浓盐酸,给A加热.
Ⅲ.当B中溶液变黄时,停止加热,夹紧弹簧夹K2
Ⅳ.打开活塞b,使约2ml的溶液流入D试管中,检验其中的离子.
Ⅴ.打开弹簧夹K2,活塞c,加入70%的硫酸,一段时间后夹紧弹簧夹K2
Ⅵ.更换试管D,重复过程Ⅳ,检验B溶液中的离子.
(1)过程Ⅰ的目的是排出装置中的空气,防止干扰实验.
(2)棉花中浸润的溶液为NaOH溶液.
(3)A中发生反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O.
(4)用70%的硫酸制取SO2,反应速率比用98%的硫酸快,原因是70%硫酸中氢离子浓度大于98%的硫酸,因此反应速率更快.
(5)甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验,结论如下表所示,他们的检测结果一定能够证明氧化性Cl2>Fe3+>SO2的是乙、丙(填“甲”、“乙”或“丙”).
 过程Ⅳ:B溶液中含有的离子过程Ⅵ:B溶液中含有的离子
有Fe3+,无Fe2+有SO42-
既有Fe3+、又有Fe2+有SO42-
有Fe3+、无Fe2+有Fe2+
(6)进行实验过程Ⅴ时,B中溶液颜色由黄色逐渐变为红棕色,停止通气,放置一段时间后溶液颜色变为浅绿色.
  查阅资料:Fe2+(aq)+2SO32-(aq)?FeSO3(s)(墨绿色)
  提出假设:FeCl2与SO2的反应经历了中间产物FeSO3,溶液的红棕色是FeSO3(墨绿色)与FeCl3(黄色)的混合色.
  某同学设计如图2实验,证实该假设成立:
  ①溶液E和F分别为Na2SO3、FeCl3
  ②请用离子方程式解释步骤3中溶液(酸性)由红棕色变浅绿色的原因Fe3+消耗SO32-,c(SO32-)减小,平衡Fe2+(aq)+SO32-(aq)?FeSO3(s)(墨绿色)逆向移动,溶液颜色由红棕色变为浅绿色.

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