题目内容

2.某化学兴趣小组的同学用如图所示装置进行实验(装置气密性良好),先关闭止水夹,将足量的氢氧化钠溶液滴入烧瓶中,充分吸收掉二氧化碳后,再打开止水夹.
(1)烧瓶中观察到的现象是烧杯中的液体进入烧瓶,烧瓶中的液体变浑浊.
(2)根据上述现象,小静同学认为该现象无法证明氢氧化钠和二氧化碳发生了化学反应,理由是二氧化碳能够溶于水,能使澄清石灰水变浑浊.
(3)在排除上述可能后,兴趣小组又对实验结束后烧瓶内液体的溶质做出如下猜想:
猜想①:溶质只有氢氧化钠和碳酸钠;猜想②:溶质是氢氧化钠和氢氧化钙;
你还需补充的猜想③:溶质是氢氧化钠.
【设计实验】请设计实验方案验证你的猜想是正确的:
实验操作实验现象结论及反应的方程式
从烧瓶内取少量反应后的澄清溶液分别于两支试管中,分别滴加澄清石灰水、碳酸钠溶液加入二者后均无明显现象我的猜想正确

分析 (1)氢氧化钠能和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,碳酸钠能和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠;
(2)二氧化碳能够溶于水,能使澄清石灰水变浑浊;
(3)根据反应物是否过量可以判断反应后溶液中含有溶质的情况.

解答 解:(1)二氧化碳和氢氧化钠反应后,烧瓶中的压强减小,在外界大气压作用下,烧杯中的澄清石灰水进入烧瓶中,碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,因此烧瓶中观察到的现象是烧杯中的液体进入烧瓶,烧瓶中的液体变浑浊.
故填:烧杯中的液体进入烧瓶,烧瓶中的液体变浑浊.
(2)因为二氧化碳能够溶于水,能使澄清石灰水变浑浊,所以二氧化碳溶于氢氧化钠溶液后,烧瓶中的压强减小,在外界大气压作用下,烧杯中的澄清石灰水进入烧瓶中,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,因此理由是二氧化碳能够溶于水,能使澄清石灰水变浑浊.
故填:二氧化碳能够溶于水,能使澄清石灰水变浑浊.
(3)猜想①:如果碳酸钠过量,溶质只有氢氧化钠和碳酸钠;猜想②:如果氢氧化钙过量,溶质是氢氧化钠和氢氧化钙;猜想③:如果恰好完全反应,溶质是氢氧化钠.
故填:氢氧化钠.
【设计实验】实验过程如下表所示:

实验操作实验现象结论及反应的方程式
从烧瓶内取少量反应后的澄清溶液分别于两支试管中,分别滴加澄清石灰水、碳酸钠溶液加入二者后均无明显现象我的猜想正确

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
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12.小明同学对一种“汽泡爽”的冲调饮料进行了实验探究.
【饮料说明】
①主要原料:柠檬酸(C6H8O7)和小苏打(NaHCO3);
②使用说明:将一包“汽泡爽”粉末倒入玻璃杯中,加入200mL冷水,看到有大量气泡快速生成,待粉末完全溶解,就得到一杯果味饮料.
小明观察了饮料说明后,他借助化学实验的方法,探究“汽泡爽”产生气体的成分,以及加水温度对产生气体量的影响.
【实验一】探究“汽泡爽”产生气体的成分.
(1)小明阅读资料发现:“汽泡爽”原料中的柠檬酸(C6H8O7)和小苏打(NaHCO3)粉末混合后加水,可以发生以下反应,3NaHCO3+C6H8O7═C6H5O7Na3+3H2O+3X↑,则X的化学式是CO2,为了检验该气体,小明应选择的试剂是澄清石灰水.
(2)如果实验室以柠檬酸和小苏打粉末混合后加水反应制取X气体,可以选择的发生装置是B(选填图1装置编号,下同),收集装置是C.

【实验二】探究加水温度对产生气体量的影响.
(1)小明先用冷水和热水各冲了一杯饮料,品尝时发现冷水冲的饮料中气泡较多,热水冲的饮料中气泡较少.他查阅资料发现:随着温度升高,气体在一定量的水中溶解的量会迅速降低.于是小明设计了如下对比实验方案,请填写表中空白.
装置编号加入水的体积加入水的温度收集到的气体的体积
1200mL15℃a(待记录)
2200mL50℃b(待记录)
(2)在老师的帮助下,小明采用相同的两套实验装置(如图2),编号为1、2,分别完成上述实验,在A中先加入水,再分别加入相同规格的一袋“汽泡爽”,迅速塞紧胶塞.量筒C用于收集A中产生的气体所排出的液体.B中油层的作用是防止二氧化碳溶解在B装置的水中.
(3)通过实验,小明测得:a=64mL,b=132mL,由此获得结论:“汽泡爽”产生气体的量与加水温度有关系.但是老师看到小明的实验报告后却指出,一包“汽泡爽”产生气体的量与反应物(柠檬酸和小苏打)的量有关,实验中小明所用的反应物量相等,产生气体的总量应该近似相等.请分析小明测得该组数据a、b相差较大的可能原因温度高气体在水中的溶解度小,收集到的气体多.
(4)通过反思,为了证明老师的观点,小明继续利用(3)中已反应完的两套装置,又做了一步实验,发现两套装置最终收集到的气体的总量确实相近,他的实验操作是将装置1反应后的液体温度升高到50℃,继续收集气体并测量体积.
7.某化学兴趣小组的同学根据实验室提供的仪器和药品,在老师的指导下从如图中选择装置进行了氧气的制备实验.

(1)写出仪器a的名称:锥形瓶.
(2)甲同学从上图中选择B、E装置的组合制取氧气,反应的化学方程式为2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑;在用胶皮管连接装置B和E中的玻璃导管时,应先把玻璃管口用水湿润,然后稍稍用力把玻璃管插入胶皮管.收集气体前,应将集气瓶装满水并盖上毛玻璃片,收集氧气还可选用的装置是C.
(3)乙同学称取一定质量的KMnO4固体放入大试管中,将温度控制在250℃加热制取O2.实验结束时,乙同学发现用排水法收集到的O2大于理论产量.针对这一现象,同学们进行了如下探究:
【提出猜想】
猜想I:反应生成的MnO2分解放出O2
猜想II:反应生成的K2MnO4分解放出O2
猜想III:反应生成的K2MnO4和MnO2分解放出O2
【实验验证】同学们分为两组,分别进行以下实验:第一组同学取一定质量的MnO2,在250℃条件下加热一段时间,冷却后测得MnO2的质量不变.则猜想Ⅰ错误(填“错误”或“正确”);第二组同学取K2MnO4在250℃条件下加热,没有用测定质量的方法得出了猜想Ⅱ正确的结论.该组同学选择的实验方法是把带火星的木条伸入试管中,带火星的木条复燃.
【拓展延伸】实验发现,KClO3固体加热制取O2的反应速率很慢,但如果将KMnO4固体与KClO3固体混合加热,则KClO3的分解速率大大加快.请说明KMnO4在KClO3的分解反应中是否作催化剂,为什么?不是,因为高锰酸钾受热分解生成二氧化锰,二氧化锰作氯酸钾分解的催化剂.
【实验反思】通过以上实验探究,你对“实验室制取氧气”还想探究的问题是利用排水法和排空气法收集的氧气,哪种方法收集的氧气更纯净?.

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