题目内容

7．化学小组同学在课外读物中看到：“通常CO2可作灭火剂，但有些物质（如Na）着火，不能用CO2熄灭．”他们决定探究CO2与Na反应的产物．
【提出猜想】CO2与Na反应可能生成4种物质：C、CO、Na2O、Na2CO3．
【查阅资料】
①Na是非常活泼的金属，常温下与O2、H2O等物质反应．
②碱性的Na2CO3溶液与中性的CaCl2溶液发生复分解反应．
③Na2O是白色固体，与H2O反应生成NaOH．
④向氯化钯（PdCl2）溶液中通入CO，产生黑色沉淀．
【实验过程】同学们在老师的指导下设计了如图所示装置（部分夹持仪器已略去）

（1）实验记录
序号实验操作主要实验现象实验结论和解释
①打开a，关闭b，由长颈漏斗注入浓盐酸A中产生大量气泡
E中出现浑浊		E中反应的化学方程式为CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O
②当E中出现浑浊时，打开b，关闭a，点燃酒精灯D中Na剧烈燃烧，产生白烟内壁附着黑色、白色固体
G中产生黑色沉淀		反应产物一定有C和CO
③取D中白色固体于试管中，加水溶解，再加入石灰水产生白色沉淀反应产物还有Na2CO3
（2）实验反思
①实验记录②中，E中出现浑浊，再点燃酒精灯的目的是排出装置中的空气，防止空气的干扰．
②装置B中发生的反应的化学方程式是NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑，若无装置C，对实验有影响的物质是水．
③检验第4种反应产物是否存在的实验方案：取D中白色固体于试管中，加水溶解，加水完全溶解，加入过量CaCl2溶液至不再产生沉淀，滴加酚酞试液，溶液呈红色．说明白色固体中含Na2O．
（3）数据分析：若在实验过程中至少需要8.8g二氧化碳参加反应，则最少需要含杂质20%的石灰石的质量是多少？（写出计算过程）

分析 在质量守恒定律的基础上，对钠在二氧化碳中燃烧反应的生成物进行推测，并结合物质的性质设计实验验证物质的存在．题目涉及实验目的理解、根据要求进行物质检验的实验设计．题图所示实验操作过程：石灰石和盐酸制得的二氧化碳气体经过B、C装置净化、干燥后，依次通过D、F、G装置，其中装置E可自由控制二氧化碳的通入与否．装置的作用：装置B净化吸收混有的氯化氢气体；装置C干燥二氧化碳；装置D中发生钠在二氧化碳气体中的燃烧，可通过点燃灯加热来控制；装置E装有澄清石灰水检验二氧化碳，使用开关a控制；装置F盛有氢氧化钠溶液吸收混合气体中的二氧化碳，使用开关b控制；装置G盛有氯化钯溶液，检验气体CO的存在；最后用气球进行尾气收集处理．根据题干提供的数据结合反应的化学方程式进行分析解答即可．

解答 解：（1）①打开a关闭b，控制二氧化碳气体进入装置E，二氧化碳通入澄清石灰水，生成不溶于水的碳酸钙，石灰水变浑浊．
故填：CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O；
②点燃酒精灯使装置D中的燃烧反应开始发生，打开b关闭a，使燃烧后气体依次通过装置F和G．钠与二氧化碳反应的反应物中仅含钠、碳、氧三种元素，由这三种元素组成的物质中呈黑色的只可能是单质碳，即装置D中生成的黑色固体为单质碳．装置G中氯化钯溶液出现黑色沉淀，结合资料④可知混合气体中含有CO．
故填：C；CO；
③钠与二氧化碳反应生成的白色固体物质可能为氧化钠、碳酸钠等，加水溶解并加入石灰水，出现白色沉淀，说明白色固体物质中含有碳酸根，即含有碳酸钠．
故填：Na2CO3；
（2）①E中出现浑浊，二氧化碳气体通入了装置E，说明了装置内已充满二氧化碳，即装置内的空气全部排出．
故填：排出装置中的空气，防止空气的干扰；
②装置B中的碳酸氢钠能与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳；装置C干燥气体二氧化碳，若无该装置，二氧化碳气体中混有少量的水，资料“①Na是非常活泼的金属，常温下与O2、H2O等物质反应”表明水可以与装置D中的金属钠发生反应，对后面的探究实验产生影响．
故填：NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑；水；
③前面的探究已说明了猜想中的C、CO和Na2CO3的存在，因此，接下来所设计的探究实验就应该是说明白色固体中含有固体物质Na2O．根据资料“③Na2O是白色固体，与H2O反应生成NaOH”可以考虑使用酚酞试液进行检验，但由于Na2CO3存在影响，所以先使用资料“②碱性的Na2CO3溶液与中性的CaCl2溶液发生复分解反应”中的氯化钙溶液处理溶液中的Na2CO3．
故填：加水完全溶解，加入过量CaCl2溶液至不再产生沉淀，滴加酚酞试液，溶液呈红色．说明白色固体中含Na2O．
（3）设需要碳酸钙的质量为x
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
100                   44
x                                    8.8g
$\frac{100}{x}=\frac{44}{8.8g}$
x=10g
故需要含杂质10%的石灰石的质量为：20g÷（1-20%）=25g
答：需要含杂质10%的石灰石的质量是25g．

点评 准确理解实验装置的作用，为明确实验操作和实验目的基础和前提．

练习册系列答案
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14．下列实验结论正确的是（　　）
实验操作实验现象实验结论
A将一根未打磨的铝条放入硫酸铜溶液中无紫红色固体析出铝不如铜活泼
B将带火星的木条放入氧气瓶中木条复燃氧气能支持燃烧
C将CO通过灼热的氧化铜黑色固体变成红色CO具有可燃性
D将氢氧化钠固体加入水中溶液温度升高该反应是放热反应
A．AB．BC．CD．D
15．运用图示法可以帮助我们巧学化学．下列化学知识用相应图示表示正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
12．分类是学习和研究化学的常用方法．下列属于纯净物的是（　　）
A．食盐水B．生铁C．液氢D．草木灰
2．食品包装中常使用一种袋装为“504双吸剂”防腐剂，标签如图所示．作用：防潮、防氧化．双吸剂变质失效后，固体中大部分是灰白色的，少许是红棕色的．甲、乙、丙三位同学对一包久置的“双吸剂”的变质情况进行探究．
【提出问题】变质后，固体成分中有什么物质？颜色有什么变化？
【查阅资料】铁与氯化铁溶液在常温下发生反应生成氯化亚铁，氧化铁粉为红棕色．
【作出猜想】变质后的固体成分中可能含有：Fe、CaO、Fe2O3、Ca（OH）2、CaCO3．
【分析猜想】根据“双吸剂”的作用：防潮、防氧化．由此说明“双吸剂”成分中的物质可吸收水和氧气两种物质，从而可防止食品腐败．
【实验探究】三位同学的探究方案如下表．
实验操作实验现象实验结论
甲：取少量固体放于试管中，加足量蒸馏水溶解，静置后取上层清液滴加无色酚酞溶液固体溶解时触摸试管外壁，感觉发烫，试管底部有不溶物，溶液变红色．甲：固体中一定含有CaO和Ca（OH）2
乙：另取少量固体放于试管中，滴加足量的稀盐酸固体逐渐消失，有大量无色气体产生，得到浅绿色溶液乙：固体中一定含有铁，一定不含有Fe2O3
丙：将乙产生的气体通入到澄清石灰水中澄清石灰水中变浑浊丙：固体中一定含有CaCO3
【反思应用】
（1）综合上述探究，请分析甲、乙、丙的实验结论中，不合理的是甲、乙．
（2）采取什么实验方法可以使失效后的红棕色粉末“还原”？（用化学方程式表示）3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2．
12．据有关资料介绍：将贝壳（主要成分是碳酸钙）灼烧后与草木灰（主要成分是碳酸钾）在水中作用，可以得到氢氧化钾．某科学课外小组的同学们为了制取氢氧化钾，将少量碳酸钙充分灼烧后的固体放入烧杯中，再向其中加入一定量10%的碳酸钾溶液，充分反应冷却后过滤、洗涤得到固体A和溶液B，操作步骤如图所示．请你与小组同学共同完成以下探究：

【提出问题1】固体A中的成分是什么？
【猜想与假设】甲同学：只有CaCO3；乙同学：CaCO3、Ca（OH）2
【实验与探究】甲、乙同学为了验证各自的猜想，分别进行了实验：
                  实验内容    实验现象  实验结论
  甲同学：取少量固体于试管中，向其中加入稀盐酸．有气泡产生自己的猜
想正确
  乙同学：取少量固体于试管中，加水充分溶解、过滤，
向滤液中滴加酚酞试液．		溶液由无色
变为红色		自己的猜
想正确
【反思与评价】小组同学讨论后认为，甲同学的实验不能证明他的猜想，理由是加入稀盐酸有气泡只能证明有碳酸钙，不能证明有无氢氧化钙；而乙同学的实验能证明他的猜想，因此小组同学确定了固体A的成分．
【提出问题2】溶液B中溶质的成分是什么？
【猜想与假设】丙同学：KOH、K2CO3  丁同学：KOH、Ca（OH）2
【表达与交流】结合对固体成分的探究，同学们经过讨论确定了丁同学猜想正确，理由是固体中含有氢氧化钙，说明溶液中的碳酸钾已完全反应．为了得到纯净的氢氧化钾，需要向溶液B中滴加适量的一种溶液，发生反应的化学方程式为K2CO3+Ca（OH）2═CaCO3↓+2KOH，小组同学通过相应的实验操作最终制得了氢氧化钾．
19．做完“铁在氧气里燃烧”实验后，小明同学有两个疑惑不解的问题，于是他进行了以下探究活动，请你一同参与．
[问题1]铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还有没有铁呢？
[查阅资料1]
（1）自然界中铁的氧化物主要是Fe3O4和Fe2O3两种（FeO极易被氧化为Fe2O3）；
（2）铁的氧化物均能溶于酸的溶液．
[实验探究]
将冷却后的黑色物质碾碎，装入试管，加入稀盐酸溶液，观察到的现象是产生气泡，说明铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还含有铁．
[问题2]铁燃烧的产物为什么不是Fe2O3呢？
[查阅资料2]
（1）Fe3O4和Fe2O3的分解温度、铁的熔点见表：
Fe3O4Fe2O3铁
分解温度/℃15381400-
熔点/℃--1535
（2）Fe2O3高温时分解成Fe3O4．
[理论探讨]
根据实验现象，并结合表中数据，可推知铁在氧气里燃烧时产生的高温应在1400℃～1538℃之间，在此温度范围内Fe2O3已分解，所以铁在氧气里燃烧的产生是Fe3O4．
[拓展延伸]
（1）实验中为了防止集气瓶炸裂，必须在集气瓶底部铺一层细沙，或加入适量的水．
（2）Fe2O3高温时会分解成Fe3O4和一种气体，请写出此反应的化学方程式6Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Fe3O4+O2↑．
（3）有些超市的食品密封包装盒的透明盖内放有黑色的FeO粉末，若粉末的颜色由黑色变成红棕色，就说明包装盒破损进气，这样售货员就能及时发现并处理．
16．某化学兴趣小组的同学在整理实验桌时，发现有一瓶氢氧化钠溶液没有塞橡皮塞，征得老师同意后，开展了以下探究：
[提出问题]该氢氧化钠溶液是否变质了呢？
【知识回顾】氢氧化钠溶液变质的原囚，写出相应的化学方程式2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O；
【实验设计】针对氢氧化钠溶液可能全部变质这个猜想，某同学提出一个实验设计方案：
向取样后的待测溶液中加入酚酞试液，如果不变色，说明全部变质，你认为该方案不可行（填“可行”或“不可行”理由是碳酸钠溶液呈碱性，能使酚酞变红．
[实验探究]
实验操作实验现象实验结论
取少量该溶液于试管中，向溶液中滴加足量的盐酸，振荡．有气泡产生．氢氧化钠溶液一定变质了．
【实验拓展】（注意：若答对本小题奖励4分，化学试卷总分不超过60分．）
根据你所学习到的有关酸碱盐的知识，用类别不同于[实验探究]环节中所用试剂来鉴定该氢氧化钠溶液是否变质：
实验操作实验现象实验结论
氢氧化钠溶液一定变质了．
氢氧化钠溶液一定变质了．
17．用化学符号书写：
2个氧原子2O，2个氧分子2O2，2个氧离子2O2-，氧化铝中铝元素为+3价$\stackrel{+3}{Al}$2O3．

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