题目内容

16．化学兴趣小组设计的创新实验是“火龙生字”．在成果展示现场，某同学用硝酸钾的热饱和溶液先在白纸上书写“火”字，晾干后白纸上出现硝酸钾晶体（见图1）．用带火星的木条接触硝酸钾晶体，就会观察到白纸上写过字的地方燃烧并迅速蔓延，留下“火”字的黑色痕迹（见图2）．在场的同学对此产生了浓厚的兴趣，并进行了如下研究：
【提出问题】为什么附有硝酸钾的白纸更容易燃烧？
【查阅资料】硝酸钾受热易分解，生成亚硝酸钾（KNO2）和一种常见的气体单质．
【猜想与假设】对于生产的是什么气体，四位同学有如下猜测：
甲：二氧化氮； 乙：氮气； 丙：氧气； 丁：氢气；
同学丙指出不可能是二氧化氮、氢气，理由是：二氧化氮不属于单质、硝酸钾中不含有氢元素．
【进行实验】四位同学设计了实验对同学丙的猜想进行了验证，他们的操作方法是：把适量的硝酸钾置于试管中加热，把带火星的木条伸入试管中，观察到的现象是带火星的木条复燃，说明同学丙的猜想正确．硝酸钾分解的化学方程式是2KNO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2KNO2+O2↑．
【解释与结论】白纸上写过字的地方更容易燃烧的原因是：硝酸钾受热分解生成氧气，导致白纸上写过字的地方氧气浓度增大
【反思与评价】为什么要用“硝酸钾的热饱和溶液”书写文字？
已知硝酸钾在不同温度时的溶解度如表：
温度/℃20406080100
溶解度/g31.663.9110169246
你对上述问题的解释是：硝酸钾的溶解度随着温度升高而增大，用“硝酸钾的热饱和溶液”书写文字能够得到较多的硝酸钾固体．

分析 【猜想与假设】
二氧化氮属于化合物；
化学反应前后，元素种类不变，原子种类和总个数不变；
【进行实验】
氧气能使带火星的木条复燃；
根据反应物、生成物反应条件及其质量守恒定律可以书写反应的化学方程式；
【解释与结论】
氧气浓度越大，燃烧越剧烈；
【反思与评价】
根据硝酸钾的溶解度随着温度的变化情况可以判断相关方面的问题．

解答 解：【猜想与假设】
同学丙指出不可能是二氧化氮、氢气，理由是：二氧化氮不属于单质、硝酸钾中不含有氢元素，因此分解不能产生氢气．
故填：二氧化氮不属于单质；硝酸钾中不含有氢元素．
【进行实验】
他们的操作方法是：把适量的硝酸钾置于试管中加热，把带火星的木条伸入试管中，观察到的现象是带火星的木条复燃，说明同学丙的猜想正确；
硝酸钾分解的化学方程式是：2KNO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2KNO2+O2↑．
故填：把适量的硝酸钾置于试管中加热，把带火星的木条伸入试管中；带火星的木条复燃；2KNO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2KNO2+O2↑．
【解释与结论】
白纸上写过字的地方更容易燃烧的原因是：硝酸钾受热分解生成氧气，导致白纸上写过字的地方氧气浓度增大．
故填：硝酸钾受热分解生成氧气，导致白纸上写过字的地方氧气浓度增大．
【反思与评价】
对上述问题的解释是：硝酸钾的溶解度随着温度升高而增大，用“硝酸钾的热饱和溶液”书写文字能够得到较多的硝酸钾固体．
故填：硝酸钾的溶解度随着温度升高而增大，用“硝酸钾的热饱和溶液”书写文字能够得到较多的硝酸钾固体．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．

练习册系列答案
相关题目
20．下列关于偏二甲肼（C2H8N2）的说法正确的是（　　）
A．偏二甲肼属于有机物B．偏二甲肼的相对分子质量为60g
C．一个偏二甲肼分子由12个原子构成D．偏二甲肼由三种元素组成
1．如图操作不正确的是（　　）
A．
      氢气的检验		B．
读出液体的体积		C．
         固体取用		D．
      检验装置气密性
4．现有C、H、S、O、Na、Mg六种元素，选择适当的元素组成符合下列要求的物质，并用化学式填空：
（1）天然气主要成分是CH4
（2）一种非金属单质C
（3）一种酸H2CO3或H2SO4              
（4）一种难溶的碱Mg（OH）2
（5）一种可溶的盐Na2CO3   
（6）空气中的一种单质O2．
11．“化学反应条件的控制是实验的灵魂”，某校科学兴趣小组在老师指导下，进行了“影响比较金属活动性因素”的实验，请你帮助回答下列问题：
（1）取四支大试管，分别装入等质量的镁条、锌粒、铁粉、铜片，再加入足量的稀硫酸，并收集产生的气体（如图所示），结果发现铜片不与酸液反应，而其余金属产生氢气的量由多到少的顺序是镁、铁、锌．
（2）下列实验过程中的几步操作，合理的排列顺序是（选填序号）①④③②．
①检验装置的气密性；　　　　　　　　　　②待有连续稳定气泡再排水集气；
③将水槽中待收集气体的小试管注满水；④向大试管内装金属后，再加入足量稀硫酸
（3）取a、b两支试管分别加入等质量的铁钉、铁粉，再分别加入3毫升10%的稀盐酸，发现b中比a中产生气泡多且快，由此得出影响“比较金属活动性因素”实验中反应速率的因素有金属的形状．据此，试说明第（1）题的实验设计不合理之处是金属形状不同．
（4）另取一支c试管加入与b试管中等量的铁粉，再加入3毫升15%的稀硫酸，仔细观察较长时间，铁粉表面有少量细小气泡浮起；然后将这支试管浸入约60℃的热水中，试管内气泡明显增多．试对比第（3）题b中的现象，分析b、c两试管中实验现象差异的根本原因是反应物不同．
1．某化学小组在探究碱的化学性质时，做了如图所示的两个实验．
（1）写出A试管中发生反应的化学方程式2NaOH+CuSO4═Cu（OH）2↓+Na2SO4．
（2）实验结束后，同学们将A、B两试管中的废液倒入同一洁净的烧杯，烧杯中出现蓝色沉淀．小组同学将烧杯中的物质进行了过滤，对滤液中成分有如下猜想：
【提出猜想】甲：滤液中的溶质是Na2SO4  CuSO4
乙：滤液中的溶质是Na2SO4   H2SO4
丙：滤液中的溶质是NaOH、Na2SO4
丁：滤液中的溶质是Na2SO4
【交流讨论】同学们对以上的猜想提出质疑，认为猜想乙不合理．
【设计实验】同学们通过以下的实验对猜想进行验证，请你完成实验报告．
 实验内容 预计现象预计结论
（1）取少量滤液于试管中，观察 溶液呈无色 猜想甲不成立
 （2）继续在上述试管中加入硫酸铜溶液　产生蓝色沉淀 猜想丙成立
8．老师带领五班的同学们探究CO2与碱的反应，请你一同参与．

Ⅰ．同学们用如图1所示装置进行实验，验证CO2与NaOH、Ca（OH）2都能发生反应．
（1）分别向甲、乙两个瓶中注入少量、等体积的两种溶液，观察实验现象．甲中反应的化学方程式是2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O．说明CO2能与Ca（OH）2反应的实验现象是氢氧化钙溶液变浑浊．
（2）下列实验现象中，一定能说明“CO2与NaOH发生了化学反应”的是bc（填序号）．
a．U型管中红墨水左低右高       b．U型管中红墨水左高右低       c．U型管中红墨水液面没有发生改变．
Ⅱ．博宇在另外的实验中，向石灰水中通入二氧化碳（如图2所示），出现了意想不到的现象；有的石灰水未变浑浊；有的出现浑浊后又变澄清（沉淀消失）．
【提出问题】实验中，出现意想不到现象的原因是什么呢？
【猜想与假设】
a．石灰水未变浑浊，是因为二氧化碳中混有少量氯化氢气体．
b．石灰水未变浑浊，是因为石灰水的浓度太小，或通入二氧化碳气体太少．
c．石灰水出现浑浊后又变澄清，与石灰水的浓度、通入二氧化碳的时间有关．
【进行实验】如图3，①所用盐酸与分组实验相同；②CO2在饱和NaHCO3溶液中的溶解度非常小．
步骤1：分别取一定体积的饱和澄清石灰水与一定体积的蒸馏水混合配制成50mL溶液．
步骤2：分别向50mL溶液中通入一段时间的二氧化碳，记录现象．
 实验序号 V饱和石灰水/mL V蒸馏水/mL                       出现现象所需时间/s
 开始浑浊明显浑浊 沉淀减少 是否澄清 
 ① 50 0 19 56 366 持续通入CO28min以上，沉淀不能完全消失
 ③ 30 20 25 44 128
 ④ 20 30 27 35 67 89s后完全澄清
 ⑤ 10 40               通3min以上，均无明显现象
【解释与结论】
（1）实验中，所用石灰水为饱和溶液的是①（填实验序号）．
（2）饱和NaHCO3溶液的作用是除去氯化氢气体．
（3）通过实验分析，猜想a不成立（填“成立”或“不成立”），
【反思与评价】
（4）向澄清的石灰水中通入二氧化碳，为避免出现“意想不到的现象”，你的建议所用石灰水的浓度不能太小，通入二氧化碳的时间不能太短，也不能太长．
5．某兴趣小组在探究CO2与NaOH溶液反应的实验中，先用铝制易拉罐收集满一罐CO2气体，然后迅速向其中加入一定量的NaOH浓溶液，立即将易拉罐口封闭（不漏气），轻轻摇动易拉罐，发现易拉罐很快变瘪，但过一段时间后，易拉罐又重新鼓起来（反应过程中温度的变化忽略不计）．
【讨论】甲同学认为易拉罐变瘪，说明CO2与NaOH溶液发生反应，CO2与NaOH反应的化学方程式是CO2+2NaOH═Na2CO+H2O；乙同学认为此结论不合理，原因是氢氧化钠溶液中的水也可能与CO2反应，还需进一步验证．
【提出问题】易拉罐为什么又鼓起来？是不是反应又产生了气体，该气体的成分是什么？
【猜想假设】
a．该气体可能是CO2；
b．该气体可能是H2．
【查阅资料】
①Na2CO3具有较强的热稳定性，只有在高温条件下才会分解；
②铝不仅与酸反应，还能与碱溶液反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
【实验验证】
]①将易拉罐口打开，迅速用燃着的木条伸入罐口，发出“噗”的一声，产生淡蓝色火焰，片刻后熄灭．反应的化学方程式是2H2+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H2O．
②取少量铝片于试管中，先加入适量的水，无明显变化．片刻后再加入少量的氢氧化钠浓溶液，产生气泡．该步实验的目的是验证铝能和氢氧化钠溶液反应．
【结论】证明猜想b成立．
6．化学反应往往伴随着一些现象发生，但CO2与NaOH溶液的反应没有明显的现象．为了通过一些现象说明CO2与NaOH发生了反应，某班同学分两组作了如下探究实验：
（1）第一组同学把一支收集有CO2的试管倒立在装有饱和NaOH溶液的烧杯中（如图2所示），看到试管内液面上升．这种现象是因为试管内外产生C．
A．温度差      B．重力差      C．压强差      D．浮力差
（2）第二组同学从中得到启发，也设计了如图1实验装置进行探究：你认为以上设计能达到实验要求的是ABC（填序号）．

（3）同学们经过分析讨论，认为第一组的实验中产生液面上升现象的原因可能有两种．一种是因为CO2与溶液中的NaOH反应，消耗了CO2，你认为另一种原因是二氧化碳溶于水．
（4）为了进一步证实CO2与NaOH溶液已经发生了反应，设计了如下方案：取上述实验后的溶液，第一组同学滴加稀盐酸； 第二组同学滴加氯化钙溶液，现象为产生气泡；产生白色沉淀．他们虽然看到的现象不同，但都可以证实CO2与NaOH溶液已经发生了反应．

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