Question

5．小明买了一种“汽泡爽”的冲调饮料．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
【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．
【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）粉末混合后加水发生反应，填写生成气体的化学式：3NaHCO₃+C₆H₈O₇═C₆H₅O₇Na₃+3H₂O+3CO₂↑
（2）为了检验该气体，小明选择的试剂是澄清的石灰水（填写试剂名称）．
【实验二】探究加水温度对产生气体量的影响．
（3）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．当他摇动杯子时，发现有大量气泡从水中逸出．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实验方案，请填写表中空白．

实验序号	加入水的体积	加入水的温度	收集到的气体的体积
1	200mL	15℃	a（待记录）
2	200mL	50℃	b（待记录）

（4）在老师的帮助下，小明采用相同的两套实验装置（如图）分别完成上述实验，在A中加入水，再加入一袋“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，冷却至室温后读取数据．B中油层的作用防止二氧化碳溶解在B装置的水中．
（5）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：两套装置中，“汽泡爽”产生气体的总量应该近似相等，与温度关系不大，其本质原因是依据化学方程式，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，与温度无关．
（6）通过反思，为了证明老师的观点，小明继续利用（5）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，他的实验操作是不断摇动两套装置中的锥形瓶A，继续收集气体并测量体积．

Answer 1

分析 【实验一】
（1）根据质量守恒定律，在化学反应前后原子的种类、数目不变确定物质的化学式；
（2）根据实验室检验二氧化碳，通常选用的是澄清石灰水进行分析；
【实验二】
（3）根据控制变量法和实验的目的是测定温度对反应的影响分析；
（4）根据二氧化碳极易溶于水进行分析；
（5）根据运用质量守恒定律和反应的化学方程式3NaHCO₃+C₆H₈O₇═C₆H₅O₇Na₃+3H₂O+3CO₂进行分析；
（6）根据通过不断的摇动锥形瓶，可以使产生的气体加入B装置进行分析．

解答 解：【实验一】
（1）反应前后原子的数量、种类和质量都不改变，所以根据题中所给的化学方程式：3NaHCO₃+C₆H₈O₇═C₆H₅O₇Na₃+3H₂O+3_--，可以确定未知物为CO₂；
（2）检验二氧化碳，可以使用澄清石灰水，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊；
【实验二】
（3）通过控制变量法可知，温度不同，加水的体积需要相同，实验二是为了探究温度对产生气体量的影响，两次实验中加水的体积必须相同，都是200mL；
（4）二氧化碳微溶于水但不溶于植物油，这样可以防止二氧化碳溶解在B装置的水中；
（5）温度只是影响反应速率大小，不会影响产生的气体量，一包“汽泡爽”产生气体的量与生成物的量和反应物的量有关，与温度无关；
（6）为使A中的气体进入C装置，要不断摇动A，并且继续收集气体并测量体积．
故答案为：
【实验一】（1）CO₂；
（2）澄清的石灰水；
【实验二】
（3）200；
（4）防止二氧化碳溶解在B装置的水中；
（5）依据化学方程式，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，与温度无关；
（6）不断摇动两套装置中的锥形瓶A，继续收集气体并测量体积．

点评 本题是与二氧化碳性质有关的综合性的实验探究题，既有实验操作的考查又有对化学方程式，还有化学反应前后质量守恒定律的考查；注重知识的考查更有对能力的考查．