题目内容
3．某兴趣小组利用浓盐酸设计实验探究分子的运动，如图1所示：（1）填写实验报告：
| 实验步骤 | 实验现象 | 分析与结论 |
| ①在盛有少量蒸馏水的烧杯中滴入2～3滴石蕊试液 | 液体显紫色 | 结论： 蒸馏水不能使酚酞变红 |
| ②在步骤①的烧杯中再滴加浓盐酸 | 试液变红 | 结论： 酸性溶液能使紫色石蕊试液变红 |
| ③按图甲所示进行实验 | 烧杯B中试液变红 | 原因： 由于浓盐酸具有较强的挥发性，所以倒扣的烧杯中会有大量的氯化氢分子存在，这些氯化氢的分子溶于烧杯B中会使该溶液变为稀盐酸而呈酸性，所以烧杯B中的紫色石蕊会变为红色，结论： 分子是不断运动的 |
①该兴趣小组为使实验结论准确可靠，设计实验装置如图乙进行对比实验，你认为有无必要？说明理由．无必要；蒸馏水不能使酚酞变红，在第一个实验中已经可以证明了．
②将一定质量的浓盐酸盛于烧杯中，敞口放置再实验室安全之处．浓盐酸的质量和放置天数关系的曲线（见图2）正确的是乙（填写“甲”或“乙”），你选择的理由是浓盐酸具有挥发性，能挥发出溶质氯化氢，使溶液质量变小．
③若上述浓盐酸中溶剂所含氢原子数是溶质所含氢原子数的7倍，则该浓盐酸中溶质的质量分数为多少？（写出计算古过程，精确到0.1%）
分析 （1）根据蒸馏水的溶液呈中性分析解答；根据稀盐酸的溶液呈酸性，能使石蕊变红分析解答即可；根据能盐酸容易会发出氯化氢分子的性质分析解答；
（2）①根据蒸馏水不能使酚酞变红，在第一个实验中已经可以证明了解答；
②根据浓盐酸具有挥发性，敞口放置时能使盐酸的质量变小解答；
③根据浓盐酸中溶剂所含氢原子数是溶质所含氢原子数的7倍可确定分子数的关系，然后利用相对分子质量来计算浓盐酸中溶质的质量分数．
解答 解：（1）①由于蒸馏水的溶液呈中性所以不能使石蕊变色，因此观察到的实验现象是烧杯里的水只能是紫色；
②在步骤①的烧杯中再滴加浓盐酸，稀盐酸溶液呈酸性，所以能使石蕊试液变红；
③由于浓盐酸具有较强的挥发性，所以倒扣的烧杯中会有大量的氯化氢分子存在，这些氯化氢的分子溶于烧杯B中会使该溶液变为稀盐酸而呈酸性，所以烧杯B中的紫色石蕊会变为红色，这也证明了构成物质的微粒的运动特点；
（2）①因为在第一个实验中已经可以证明蒸馏水不能使酚酞变红．故填：无必要；蒸馏水不能使酚酞变红，在第一个实验中已经可以证明了．
②浓盐酸具有挥发性，能挥发出溶质氯化氢，使溶液质量变小，观察图象，乙符合；
③盐酸的化学式是HCl，水的化学式为H2O，
由浓盐酸中溶剂所含氢原子数是溶质所含氢原子数的7倍可知，
氯化氢与水的分子数之比为2：7可满足题意，
设氯化氢分子2n个，则水分子7n个，
则该浓盐酸中溶质的质量分数为$\frac{2×36.5}{2×36.5+7×18}×$100%≈41.0%
答案：
（1）
| 实验步骤 | 实验现象 | 分析与结论 |
| ①在盛有少量蒸馏水的烧杯中滴入2～3滴石蕊试液 | 液体显紫色 | 结论： 蒸馏水不能使酚酞变红 |
| ②在步骤①的烧杯中再滴加浓盐酸 | 试液变红 | 结论： 酸性溶液能使紫色石蕊试液变红 |
| ③按图甲所示进行实验 | 烧杯B中试液变红 | 原因： 由于浓盐酸具有较强的挥发性，所以倒扣的烧杯中会有大量的氯化氢分子存在，这些氯化氢的分子溶于烧杯B中会使该溶液变为稀盐酸而呈酸性，所以烧杯B中的紫色石蕊会变为红色，结论： 分子是不断运动的 |
②乙；浓盐酸具有挥发性，能挥发出溶质氯化氢，使溶液质量变小；
③则该浓盐酸中溶质的质量分数为41.0%．
点评 此题借助实验探究，考查了分子运动的微观事实，解题时关键是利用相关的现象对所要解决的问题进行深入的分析．
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①表示氧元素；
②表示一个氧分子；
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④表示氧气由氧元素组成；
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【提出问题】铁与硫酸溶液反应生成的气体为什么有刺激性气味？
【查阅资料】（1）6H2SO4（浓）+2Fe$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe2（SO4）3+6H2O+3SO2↑
（2）SO2可使品红溶液的红色褪去．SO2能与氢氧化钠溶液发生反应．
【进行猜想】铁与不同浓度的硫酸溶液反应，生成的气体产物中可能有二氧化硫．
【实验探究】武学成同学用图甲所示的装置进行实验，并将E中收集到的气体进行如图乙所示的爆鸣实验．
请帮助武学成同学完成如表：
【实验结论】铁与不同浓度的硫酸溶液反应，生成的气体产物可能不同，当硫酸浓度达到足够大时，生成的气体产物中有二氧化硫；当硫酸溶液浓度较稀时，生成的气体产物是氢气．
【交流与反思】（1）写出实验三中铁与硫酸反应的化学方程式：Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑．
（2）实验一中C装置的作用是吸收二氧化硫．
【拓展延伸】武学成同学又将A装置进行了如图丙所示的改进，试分析：增加的导管下端伸入液面以下的原因是形成液封，防止生成的气体逸出；该导管所起的作用是平衡试管内外的压强，防止停止加热时液体倒吸入试管．
【提出问题】铁与硫酸溶液反应生成的气体为什么有刺激性气味？
【查阅资料】（1）6H2SO4（浓）+2Fe$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe2（SO4）3+6H2O+3SO2↑
（2）SO2可使品红溶液的红色褪去．SO2能与氢氧化钠溶液发生反应．
【进行猜想】铁与不同浓度的硫酸溶液反应，生成的气体产物中可能有二氧化硫．
【实验探究】武学成同学用图甲所示的装置进行实验，并将E中收集到的气体进行如图乙所示的爆鸣实验．
请帮助武学成同学完成如表：
| A中硫 酸浓度 | 实验现象 | A中生成气体成分 | |||
| B中品 红溶液 | D中品 红溶液 | 爆鸣实验 | |||
| 实验一 | 98% | 褪色 | 不褪色 | 无爆鸣声 | 只有SO2 |
| 实验二 | 45% | 稍有褪色 | 不褪色 | 有爆鸣声 | 有二氧化硫和氢气 |
| 实验三 | 25% | 不褪色 | 不褪色 | 有爆鸣声 | 只有H2 |
【交流与反思】（1）写出实验三中铁与硫酸反应的化学方程式：Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑．
（2）实验一中C装置的作用是吸收二氧化硫．
【拓展延伸】武学成同学又将A装置进行了如图丙所示的改进，试分析：增加的导管下端伸入液面以下的原因是形成液封，防止生成的气体逸出；该导管所起的作用是平衡试管内外的压强，防止停止加热时液体倒吸入试管．
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（1）同温下，取大小、厚度相同的这三种金属薄片，分别投入等体积、等浓度的足量稀盐酸中，观察现象．
（2）实验现象填写于表
回答下列问题：
（1）上述实验步骤有欠缺，请设计完善实验前，应用砂纸打磨三种金属，除去表面的氧化膜．
（2）将表格中实验现象填写完整．
（3）得出Zn，Ni（镍）、Cu的金属活动性顺序是Zn＞Ni＞Cu，写出镍与盐酸反应的化学方程式Ni+2HCl=NiCl2+H2↑．
（4）请选择另一类别的一种试剂设计实验．也同样达到一次验证上述假设的正确与否．写出你选择试剂的化学式Zn、NiSO4、Cu．
（1）同温下，取大小、厚度相同的这三种金属薄片，分别投入等体积、等浓度的足量稀盐酸中，观察现象．
| 阴离子 镍离子 | OH- | NO3- | SO42- | Cl- |
| Ni2+ | 不 | 溶 | 溶 | 溶 |
| 金属 | Ni | Zn | Cu |
| 与盐酸反应的现象 | 气体产生缓慢 金属逐渐溶解 | 气体产生激烈金属迅速溶解 | 无气泡产生 |
（1）上述实验步骤有欠缺，请设计完善实验前，应用砂纸打磨三种金属，除去表面的氧化膜．
（2）将表格中实验现象填写完整．
（3）得出Zn，Ni（镍）、Cu的金属活动性顺序是Zn＞Ni＞Cu，写出镍与盐酸反应的化学方程式Ni+2HCl=NiCl2+H2↑．
（4）请选择另一类别的一种试剂设计实验．也同样达到一次验证上述假设的正确与否．写出你选择试剂的化学式Zn、NiSO4、Cu．
稀HCl和NaOH溶液反应时的溶液酸碱度变化如图所示