同学们对课本上“活动性较强的金属一般可以将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来”以及“支持燃烧的气体一般是氧气”这两句话产生了质疑．在老师的帮助下，用金属钠来探究下列问题：
[提出问题]1．金属钠能否置换出硫酸铜溶液中的铜？2．金属钠能否在其他气体（如：CO₂）中燃烧？
[查阅资料]金属Na性质活泼，常温下，它极易与氧气反应生成白色固体氧化钠，氧化钠溶于水生成氢氧化钠．金属钠还可以与水剧烈反应放出氢气．
[实验探究]实验一：①在实验室中，金属钠保存在煤油中；②用镊子从煤油中取出一小块金属钠，用滤纸吸干表面煤油后投入硫酸铜溶液中，观察到溶液中出现蓝色沉淀，但没有红色的物质析出；
③按照步骤②将金属钠投入水中，待反应结束后滴加酚酞溶液，发现溶液变红．
实验二：将燃烧的钠迅速伸入盛有CO₂的集气瓶中，观察到钠在CO₂中继续燃烧，反应后冷却，瓶内附着黑色颗粒，并粘附着白色物质．
[问题讨论]（1）金属钠保存在煤油中的原因．
（2）根据上述资料写出钠块投入水中所发生的反应方程式：；钠投入硫酸铜溶液中总的反应方程式：．氢氧化铜受热分解成氧化铜和水，若将24.0g剩余固体继续高温加热，发现固体质量减少了2.4g后质量不再改变，写出此过程中可能发生反应的化学方程式：．
（3）实验二中生成的黑色颗粒是，而白色物质可能是什么呢？
①同学们围绕白色物质可能是什么产生如下猜想：甲认为白色物质是Na₂O，乙认为是Na₂CO₃，丙认为是Na₂O和Na₂CO₃的混合物，丁认为是NaOH．
我认为认为丁的猜想是错误的，理由是．
②对白色物质是什么进行实验再探究，方案设计如下：
方案1：取该样品少量于试管里，加入适量的水，振荡，过滤，向滤液中加入无色酚酞试液，观察到溶液变成红色，结论：白色物质中一定有Na₂O．
方案2：取该样品少量于试管里，滴加足量稀盐酸，溶液中有气泡冒出，结论：白色物质中一定有．
方案3：取该样品少量于试管里，加入适量的水，振荡，过滤，向滤液中加入过量的溶液（供选试剂：A．石灰水B．氯化钙溶液 C．硫酸铜溶液），出现白色沉淀，然后过滤，再向溶液里滴加无色酚酞试液，无明显现象出现．则（在甲、乙、丙中选）的猜想成立．
③评价与反思：大家认为实验方案1得出的结论不正确，其理由是；
实验室中的金属钠着火时，你的灭火方法是．
[拓展应用]小明同学为测定实验过程中所用的标示质量分数为32%的盐酸 （图1）的实际质量分数，他与小组的其他同学用pH测定仪组成实验装置（图2）．实验时先在烧杯中加入20g  40%的氢氧化钠溶液，再逐滴加人该盐酸，测定仪打印出加入盐酸的质量与烧杯中溶液pH的关系图（图3）．

①发生反应的化学方程式为：_．
②请以此次测定的结果，可计算出该盐酸的实际质量分数是．
③请分析你的计算结果与标签标示的质量分数不一致的可能原因：．

（2008?东城区二模）请你参与某校学习小组进行的以下研究性学习的过程，并协助完成相关任务．
【研究课题】探究热水壶底部水垢的主要成分
【查阅资料】该小组同学通过查阅资料知道：
①天然水中一般都含有Ca²⁺、Mg²⁺、HC

O

- 3

等离子．
②在加热条件下，这些离子趋于生成溶解度更小的物质，即水垢．（主要成分为碳酸盐、碱等物质的混合物）．
③碱石灰的化学成分是CaO与NaOH的混合物，可吸收水分和酸性气体（如二氧化碳）．
④有关物质的溶解性如下：

物质	Ca（HCO3）2	Mg（HCO3）2	Ca（OH）2	Mg（OH）2	CaCO3	MgCO3
溶解性	可溶	可溶	微溶	不溶	不溶	微溶

【提出猜想】水垢的主要成分一定含有Mg（OH）₂和，可能含有Ca（OH）₂和．
【设计方案】（1）甲同学在烧杯中放入少量研碎的水垢，加入适量蒸馏水充分搅拌，取上层清液加入，没有白色沉淀产生，说明水垢中无Ca（OH）₂．
（2）乙同学设计了下列实验装置，进一步确定水垢中是否含有碳酸盐的成分．其主要实验步骤如下：
①按下图组装仪器，检查装置气密性，再将50g水垢试样放入锥形瓶中，并加入足量某酸溶液；
②测量一定时间内干燥管内物质增加的质量；
③待锥形瓶中不再产生气泡时，打开活塞B，从导管A处缓缓放入一定量的空气；
④再次称量干燥管内物质增加的质量；
⑤重复③和④的操作，直至干燥管内物质质量不变，并称得干燥管质量增加了24g．

讨论：
a．步骤①所加的酸溶液是．
b．从导管A处缓缓鼓入一定量的空气时，装置Ⅰ的作用是．
c．研究性学习小组的同学通过简单计算，认为水垢中一定含有MgCO₃，理由是．
【实验结论】通过上述探究可知：水垢的主要成分有．

我们已经学过实验室制取气体的一般思路和方法，请利用下列装置回答相关问题．

（1）写出图一中a和b的仪器名称：a； b；
（2）选择图一中的装置制取和收集二氧化碳气体，那么应选择的装置是和；在实验室中制取二氧化碳气体的常用药品：液体是，固体是．
（3）若要用图二装置收集二氧化碳气体，则气体应从（填c或d）端通．理由是．
（4）用制取的二氧化碳进行如图3有关性质实验：
①实验3（Ⅱ）中溶液变色；
②实验3（Ⅲ）中加热之后，溶液又变为色，解释出现此现象的原因．
（5）实验室用高锰酸钾制取氧气的化学反应方程式（或化学式表达式）若要用排水法收集一瓶较纯净的氧气，开始收集氧气的最佳时机是．
（6）同学称取一定质量的KMnO₄固体放入大试管中，将温度控制在250℃加热制取O₂．实验结束时，乙同学发现用排水法收集到的O₂大于理论产量．针对这一现象，同学们进行了如下探究：
【提出猜想】猜想Ⅰ：反应生成的MnO₂分解放出O₂；
猜想Ⅱ：反应生成的K₂MnO₄分解放出O₂；
猜想Ⅲ：反应生成的K₂MnO₄和MnO₂分解都放出O₂．
【实验验证】同学们分成两组，分别进行下列实验：
第一组同学取一定质量的MnO₂，在250℃条件下加热一段时间，冷却后测得MnO₂的质量不变，则猜想错误；
第二组同学取K₂MnO₄在250℃条件下加热，没有用测定质量的方法得出了猜想Ⅱ正确的结论．该组同学选择的实验方法是；
【拓展延伸】实验发现，KClO₃固体加热制取O₂的反应速率很慢，但如果将KMnO₄固体与KClO₃固体混合加热，则KClO₃的分解速率大大加快．请说明KMnO₄在KClO₃的分解反应中是否作催化剂，为什么？．