Question

13．某研究小组发现，维C泡腾片（保健药品，主要成分见图1）溶于水，有许多气泡产生（如图2）．该小组同学进行如下探究和计算．
探究一：该气体的成分．
【猜想与假设】
小华说：该气体可能是CO₂、O₂、CO、H₂、N₂．
【查阅资料】（I）点燃不纯的H₂可能会爆炸，CO有毒．
（II）紫色石蕊试液遇到碳酸、盐酸等酸性物质会变红．
小明说：不可能含有N₂，因为化学反应前后元素种类不变，标签所示物质中不含氮元素．
小芳说：从药品安全角度考虑，不可能含有CO和H₂，因为CO有毒性，CO、H₂易燃易爆．
该小组同学认为：该气体可能含有CO₂、O₂中的一种或两种．
【进行实验】

实验目的	实验操作	实验现象
①检验CO2	将气体通入石灰水	石灰水变浑浊
②检验O2	将带火星的木条伸入该气体中	带火星的木条没有复燃

【得出结论】
（1）由步骤①的现象得知，该气体中肯定含有CO₂，写出该反应的符号表达式CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O．
（2）由步骤②不能（填“能”或“不能”）确定该气体中不含氧气，理由是可能是O₂、CO₂的混合物，O₂含量过低，木条不复燃．
探究二：维C泡腾片溶液是否呈酸性？
小林检验维C泡腾片溶液是否呈酸性可选用的试剂是紫色石蕊试液．
计算：（1）维生素C中碳氢氧元素质量比24：3：32；
（2）59g维生素C和64g柠檬酸（C₆H₈O₇）含有等质量的碳元素．

Answer 1

分析 探究一：【猜想与假设】根据质量守恒定律中化学反应前后元素种类不变和维C泡腾片主要成分，及一氧化碳有毒解答；
【得出结论】（1）根据二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊和反应原理解答；
（2）据带火星的木条的变化分析得出结论．
探究二：（1）根据化合物中各元素质量比=各元素的相对原子质量×原子个数之比，进行解答；
（2）根据化合物中某元素的质量=化合物的质量×化合物中该元素的质量分数来分析解答．

解答 解：
探究一：【猜想与假设】根据质量守恒定律中化学反应前后元素种类不变可知：标签所示的反应物中不含氮元素，所以不可能含有N₂；因为维C泡腾片是保健药品，不能产生对人体有毒有害的物质，而一氧化碳有毒，所以不可能含有CO；
【得出结论】（1）因为实验中看到澄清石灰水变浑浊，一定含有二氧化碳；二氧化碳与氢氧化钙反应产生碳酸钙沉淀和水，反应的方程式为：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）带火星的木条没有复燃，可能是没有氧气，也可能是氧气的浓度低，其中混有较多量的二氧化碳，也不复燃，故不能确定该气体中不含氧气；因为若生成氧气和二氧化碳的混合物，当氧气含量过少时，带火星的木条也不能复燃；
探究二：
（1）根据维C的化学式为C₆H₉O₆，根据化合物中各元素质量比=各元素的相对原子质量×原子个数之比，可得柠檬酸中碳、氢、氧三种元素的质量比为：（12×6）：9：（16×6）=24：3：32；
（2）59g维生素C中含碳元素的质量为：59g×（$\frac{12×6}{12×6+9+16×6}×100%$）=24g，
故柠檬酸（C₆H₈O₇）的质量为：24g÷（$\frac{12×6}{12×6+8+16×7}×100%$）=64g．
故答案为：
小明：化学反应前后元素种类不变，标签所示物质中不含氮元素．
小芳：CO有毒性，CO、H₂易燃易爆；
进行实验：将气体通入石灰水；石灰水变浑浊；
得出结论：（1）CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；（2）不能；可能是O₂、CO₂的混合物，O₂含量过低，木条不复燃．
探究二：紫色石蕊试液；（1）24：3：32； （2）64．

点评 本题通过标签信息利用质量守恒定律对维C泡腾片进行探究，其中涉及了氧气、二氧化碳、氢气、一氧化碳等气体的性质及检验，难度不大，能够考查学生的知识迁移运用能力．