Question

如图所示装置（气密性良好），改变滴管和小烧杯中的物质可以完成多个简单实验。

（1）若滴管甲中吸有水，烧杯丙中盛有适量生石灰。将滴管甲中的水滴入烧杯丙中，可观察到气球鼓起，一段时间后装置恢复原状。利用所学化学知识解释气球鼓起的原因是                            ，烧杯丙中发生反应的化学方程式为                         。
（2）若烧杯丁中盛有适量锌粒，将滴管乙中的液体滴入烧杯丁中，烧杯丁中有气泡生成，气球明显鼓起，则滴管乙中所装液体是     ，烧杯丁中发生反应的化学方程式为             。
（3）若滴管甲中吸有稀硫酸，滴管乙中吸有水，烧杯丙中盛有适量小苏打，烧杯丁中盛有用石蕊溶液染成的紫色干燥纸花。该实验可用于验证使石蕊变色的物质是碳酸而不是二氧化碳。正确的操作顺序是：先            ，观察          ；再      。
（4）若在丙烧杯中盛有40g溶质质量分数为10％的NaOH溶液，将稀H₂SO₄通过滴管甲滴入烧杯丙中至恰好完全反应。求：参加反应的NaOH溶液中溶质的质量和反应生成Na₂SO₄的质量分别为多少克?

Answer 1

（1）生石灰与水反应放出大量热导致装置内气体体积膨胀，CaO+H₂O=Ca(OH)₂
（2）稀硫酸，Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑(或其它合理答案)
（3）将滴管甲中的稀硫酸滴入烧杯丙中  烧杯丁中的纸花是否变色  将滴管乙中的水滴入烧杯丁中（观察烧杯丁中的纸花是否变色）
（4）4g；   7.1g。

试题分析：（1）由于生石灰能和水反应，且会放出大量的热，故能使装置内的气体受热膨胀，从而使气球鼓起；生石灰与水反应生成熟石灰，故反应的化学方程式为CaO+H₂O=Ca(OH)₂。
（2）由于锌是氢前的活泼金属，故能与酸反应生成氢气，从而使装置内压强增大，使气球明显鼓起，所以滴管乙中可以是稀酸（如稀硫酸），锌和稀硫酸反应，生成硫酸锌和氢气，所以烧杯丁中反应的化学方程式为Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑。
（3）根据题意，要验证使石蕊变色的物质是碳酸而不是二氧化碳，应先滴加稀硫酸与小苏打反应产生二氧化碳，会发现石蕊溶液染成的紫色干燥纸花不变色；然后再滴加水会变红色，说明二氧化碳与水反应生成碳酸，是碳酸使石蕊溶液变红。
（4）参加反应的NaOH溶液中溶质的质量=40g×10%=4g；
解，设反应生成Na₂SO₄的质量为x。
2NaOH+ H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O
80         142
4g          x
80：142=4g：x
解得x=7.1g
答：参加反应的NaOH溶液中溶质质量为4g，生成Na₂SO₄的质量为7.1g。
点评：对于验证型实验探究，要熟记物质的性质或变化规律，根据给出的实验设计方案，进行实验、分析和探究，并通过观察、记录和分析的实验现象，来验证该物质的性质或变化规律等。