浙教版科学中考复习专题训练：气体的制取与净化、曲线分析的探究【word，含答案】
文档属性
| 名称 | 浙教版科学中考复习专题训练：气体的制取与净化、曲线分析的探究【word，含答案】 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 505.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 浙教版 | ||
| 科目 | 科学 | ||
| 更新时间 | 2023-03-11 16:49:46 | ||
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文档简介
气体的制取、曲线分析的探究
1.某化学兴趣小组的同学对实验室制取CO2及相关性质进行一系列的探究活动。
图1
(1)气体制取。
按图1所示的制取装置进行实验。
①写出有标号仪器的名称：
a________，b________。
②实验室制取CO2的反应化学方程式是________________________________。
③实验室收集CO2的方法是__________________，原因是__________________________________。
(2)实验探究。
【提出问题】实验室制取CO2时能否采用排水法收集？
【设计实验】
实验一：向一个充满CO2气体的质地较软的塑料瓶中加入约体积的水，立即旋紧瓶盖，用力摇晃塑料瓶。可观察到塑料瓶________，说明CO2能溶于水。
实验二：先用集气瓶装满一瓶蒸馏水(pH＝7.0)，然后按图2所示组装装置并进行实验，再用pH计测定从装置C排到烧杯中的液体的pH。
图2 图3
①装置B中碳酸氢钠溶液的作用是________________________。
②测得烧杯中液体的pH＜7.0，说明溶液呈酸性，原因是________________________________。
【实验结论】实验室制取CO2不宜采用排水法收集。
【拓展延伸】某同学先对图2装置做了以下改进：将装置C中的部分蒸馏水换成植物油，将烧杯换成量筒(如图3所示)。然后利用改进后的装置测定收集到CO2的体积，测得气体的实际体积小于理论值，原因可能是：①______________，②______________。(合理即可)
2. 某化学兴趣小组同学利用下列装置制取氧气并探究氧气的性质。
图1
(1)实验室欲用高锰酸钾制取一瓶干燥的氧气，所选用的发生和收集装置组合是______(填序号)，发生反应的化学方程式为________________________。
(2)实验室也可用过氧化氢溶液与二氧化锰来制取氧气，其中二氧化锰起______作用。
图2
(3)小组同学用C装置收集一瓶氧气，研究一定量木炭粉在氧气中燃烧的产物。将一定量木炭粉在盛有氧气的集气瓶内燃烧(如图2)，在高温条件下使其充分反应，待反应结束后，集气瓶中的木炭粉已完全消失。
【提出问题】集气瓶中反应后的气体成分有哪些？
【猜想与假设】小组同学对集气瓶内气体组成提出以下猜想：
李月：CO2； 高明：CO2和CO；
苏静：CO2和 O2； 邱明：CO和O2。
小组同学经过讨论一致认为邱明的猜想不合理，理由是_____________________________。
【实验验证】李月和苏静设计如下实验进行验证。
实验步骤 实验现象 实验结论
李月将少量反应后集气瓶中的气体通入澄清石灰水中，观察现象 澄清石灰水变浑浊 气体中含有________
苏静先加热装有铜丝网的玻璃管一段时间，再通入反应后集气瓶中的气体，观察现象 ________________________________________________________________________ 气体中含有O2
【得出结论】苏静的猜想正确。
【反思评价】实验结束后同学们进行讨论，认为苏静的实验方案不严密，你认为应该如何改进苏静的实验方案__________________________。
3.某校化学兴趣小组在做溶液的导电性实验中，发现了以下一些问题：
(1)不是所有的溶液都能导电。下列物质溶于水后形成的溶液不能导电的是________。
A. 硫酸 B. 氢氧化钾
C. 碳酸钠 D. 乙醇
(2)同学们在做氯化钠溶液的导电性实验时，不仅看到灯泡亮了，还观察到两根石墨电极上都出现了气泡。于是他们对气泡的成分产生了浓厚兴趣，决定进一步探究。
【提出问题】氯化钠溶液通电时，石墨电极上生成了哪两种气体？
【查阅资料】氯气(Cl2)是黄绿色、有刺激性气味的有毒气体。
【提出猜想】猜想一：H2和O2；猜想二：O2和Cl2；
猜想三：________________。
【设计实验】
实验步骤 实验现象 解释或结论
①按照如图所示，连接好实验装置，通电一段时间后，用a、b两支试管分别收集两根石墨电极上产生的气体，观察气体的颜色 a试管收集到黄绿色的气体，b试管收集到无色的气体 通过对气体颜色的分析，说明猜想______(填“一”或“二”或“三”)肯定是错误的
②用拇指堵住b试管，移近点燃的酒精灯，松开拇指 听到轻微的爆鸣声 证明b试管中收集的气体为__________
【实验结论】实验证明：猜想三成立。实验完成后，同学们用pH试纸测出通电后的溶液呈碱性。请写出氯化钠溶液通电时发生反应的化学方程式______________________。
【讨论交流】实验结束后，老师和同学们在一起进行交流，老师肯定了实验结论的同时还告诉大家：氯化钠溶液通电时所发生的反应是氧化还原反应。在氧化还原反应中，有元素化合价升高，必定有元素化合价降低。从氧化还原反应原理考虑，就可以判断出猜想________(填“一”或“二”或“三”)是错误的，其中原因是____________________。
此外，老师还提出这样一个问题请大家思考：通电一段时间后，氯化钠溶液的浓度有所降低。若要恢复为原氯化钠溶液的浓度，只需向通电后的溶液中加入__________(填物质的名称)即可。
4. 某兴趣小组对氨气(NH3)的某些性质进行探究。
图1
【实验回顾】(1)按图1所示，在小烧杯A中盛有少量浓氨水，小烧杯B中盛有少量含酚酞试液的蒸馏水，几分钟后，B中溶液变红，原因是浓氨水挥发出的氨分子进入溶液中产生了________(填离子符号)。若取少许B中变红后的溶液在试管中加热，你认为溶液的颜色会________(填“变深”、“变浅”或“不变”)。
(2)图2是该小组对图1装置的改进，和图1相比，其优点有______________________(任写一条)。
图2
【提出问题】氨气在水中的溶解性如何？
【查阅资料】常温常压下，氨气极易溶于水，可用图3装置验证。
【进行实验】步骤1：按图3连接装置，检查气密性。
图3
步骤2：在干燥的烧瓶内充满氨气，塞上带有玻璃管和胶头滴管(预先吸入少量水)的胶塞，把玻璃管插入烧杯的水中。
步骤3：打开橡皮管上的止水夹，________(填具体操作)，使少量水进入烧瓶。观察到的现象是____________________，产生该现象的原因是________________________________。
实验完毕，向烧瓶内的氨水中加入少量稀H2SO4将其转化为可用作氮肥的(NH4)2SO4，该反应的化学方程式为________________________。
【反思拓展】实验后请教老师知道，氨水中的NH3大部分与H2O结合成一水合氨(NH3·H2O)。则氨水中含有的分子有H2O、________、________(都填化学式)。
5.中和反应在工农业生产生活中有广泛的应用。某学生课外兴趣小组对中和反应进行研究。
【实验一】
对于没有明显实验现象的中和反应，如稀盐酸与稀氢氧化钠溶液的反应，要证明它们之间确实发生了化学反应，可通过如下实验来进行。
将稀盐酸逐滴匀速加入一定量的稀氢氧化钠溶液中，用数字化仪器对反应过程中溶液的pH、温度进行实时测定，得到的曲线如图1、图2所示。
图1图2
图1、图2均能证明中和反应发生了，图1能证明中和反应的判断依据是 。由图2还能得出的其他结论是____________________________。
【实验二】
取少量难溶的氢氧化镁置于试管中加水振荡，得到浑浊液，再加入稀盐酸，若观察到 现象，就可说明反应已经发生。该反应的化学方程式是 。
【实验反思】
在敞口久置的氢氧化钠溶液中加入盐酸后，意外发现有气泡产生，同学们认为产生意外现象是因为 而变质，变质后的物质和盐酸反应生成了 气体。
【实验三】
用白色无水硫酸铜粉末证明酸与碱之间能发生中和反应。
图3
(1)在试管①和②中加入等质量的无水硫酸铜粉末，并在试管②里加入一些固体氢氧化钠和无水醋酸与无水硫酸铜粉末混合，一段时间后试管②中无水硫酸铜粉末先变蓝，说明有水生成，从而证明中和反应发生了。
(2)小艺认为上述对照实验不能证明酸与碱发生了中和反应，小艺的理由是_______________________________。
你认为应怎样改进实验？_____________________________。
【实验四】
利用图2所示的原理来证明酸与碱可以发生中和反应。
(1)在盛有10 mL浓硫酸的烧杯中倒入5 mL氢氧化钠溶液，溶液温度迅速上升，由此证明硫酸与氢氧化钠发生了中和反应。小涵认为该实验不能证明硫酸与氢氧化钠发生了反应，小涵的理由是 。
(2)该实验可能造成的危害是 。
6.某兴趣小组收集了实验室利用大理石和稀盐酸制取二氧化碳后残留的废液，并对此展开了探究。
【查阅资料】
①CaCl2溶液呈中性。
②电导率越大，溶液导电性越强，离子浓度越大。
【提出问题】
滤液中的溶质成分是什么？
【猜想与验证】
(1)经过讨论，大家一致认为滤液中含有CaCl2，原因是 (用化学方程式表示)。
(2)甲同学又提出猜想，滤液中还可能含有 (填化学式)。请你和他一起验证该猜想。
【实验与结论】
甲同学取少量CaCl2溶液和废液分别加入到两支试管中，并向其中分别滴加无色酚酞试液做对比实验，结果两支试管中溶液均无色，于是甲同学认为自己的猜想是正确的。
(3)你认为甲同学的实验 (填“能”或“不能”)证明他的猜想，理由是______。
(4)若要证明他的猜想正确，你选择的试剂是 ；实验中可能观察到的现象是 。
【拓展与反思】
图1图2
(5)图1是某种造纸填料级沉淀碳酸钙(PCC)在蒸馏水中的溶解性曲线，由图像可知，PCC悬浮液呈 性，说明PCC在水中的溶解度较 (填“大”或“小”)。
(6)将PCC粉末放入烧杯中，加入蒸馏水，插入电导率传感器，搅拌，测得电导率随时间的变化如图2所示。①a－b段电导率变化的原因是 ；②b－c段电导率基本不变的原因是 。
7.兴趣小组的同学对碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠的某些性质进行相关探究。
【提出问题】它们溶液的酸碱性及与酸反应时溶液的pH如何变化？
【实验探究1】向等体积、等浓度的碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠溶液中，分别加入几滴紫甘蓝汁液，同时用蒸馏水进行对比实验，观察并记录现象如下：
液体名称 蒸馏水 碳酸氢钠溶液 碳酸钠溶液 氢氧化钠溶液
紫甘蓝汁液显示的颜色 蓝紫色 蓝色 绿色 黄色
查阅资料：
pH 7.5～9 10～11.9 12～14
紫甘蓝汁液显示的颜色 蓝色 绿色 黄色
【得出结论1】三种溶液的碱性由强到弱的顺序为 。
【实验探究2】向一定体积、一定浓度的氢氧化钠溶液中，逐滴加入一定浓度的盐酸，得到pH变化与时间的关系如图1所示：a点表示的含义是 。
图1
【得出结论2】在碱溶液中加酸，溶液pH逐渐减小。
【实验探究3】向等体积、含等碳原子数的碳酸氢钠和碳酸钠溶液中，分别逐滴加入一定浓度的盐酸，得到pH变化与时间的关系如图2、图3所示：
图2图3
b点的溶质为 (写化学式)，将图2和图3的阴影部分进行叠加，发现两者基本重合，c点的溶质为 (写化学式)。
【得出结论3】通过上述分析，碳酸钠和盐酸的反应过程，可以依次用以下两个化学方程式表示：_______________________。
【结论与反思】探究溶液酸碱性及反应的pH值的变化，可以认识反应的原理及进行的过程。
8.某兴趣小组开展“测定密闭容器中某种气体的体积分数”的探究实验。
图1图2
【实验1】按图1所示装置，用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。
【实验2】按图2所示装置，在集气瓶内壁用水均匀涂附铁粉除氧剂(其中辅助成分不干扰实验)，利用铁锈蚀原理测定空气中氧气的体积分数。
(1)实验1中，红磷燃烧的主要现象是 。红磷熄灭后，集气瓶冷却至室温，打开K，水能倒吸入集气瓶的原因是 。
(2)为提高实验的准确性，以上两个实验都需要注意的事项是___________(写一点)。
(3)实验过程中，连接数字传感器，测得实验1、实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图3、图4所示。依据图3、图4信息， (填“实验1”或“实验2”)的测定方法更准确，判断依据是 。
图3图4
(4)结合你的学习经验，若要寻找红磷或铁粉除氧剂的替代物，用图1或图2装置测定空气中氧气的体积分数，该替代物应满足的条件是
(写两点)。
【实验3】测定用排空气法收集到的集气瓶中二氧化碳的体积分数。
图5图6
(5)甲同学设计图5所示装置进行测定。浓NaOH溶液的作用是
(用化学方程式表示)。
(6)乙同学提出，仅利用图6所示装置，在不添加其他试剂的前提下，也能测得集气瓶中二氧化碳的体积分数。为达到实验目的，操作方法是 。
9.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。
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。
小明说：不可能含N2，因为 。
小芳说：不可能含有CO和H2，因为从药品安全角度考虑，H2易燃易爆，CO 。
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】
实验编号 实验操作 实验现象
① 将该气体通入澄清石灰水中 澄清石灰水变浑浊
② 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)由实验①可知，该气体中肯定含有 ，写出该反应的化学方程式 。
(2)由实验② (填“能”或“不能”)确定该气体中不含氧气，理由是 。
探究二：维C泡腾片溶液的酸碱性。
向维C泡腾片溶液中滴加石蕊试液，溶液变红，说明溶液显 性。
10.某学习小组对碳酸钠、碳酸氢钠和稀盐酸的反应进行了探究。
(1)分别在盛有少量碳酸钠(俗称________)、碳酸氢钠固体的试管中加入足量稀盐酸，观察到都剧烈反应且产生大量气泡。碳酸氢钠和稀盐酸反应的化学方程式为__________________________。
图1图2
【提出问题】
碳酸钠、碳酸氢钠和稀盐酸反应产生二氧化碳的快慢是否相同？
【设计与实验】
(2)甲设计的实验如图1所示。实验时，两注射器中的稀盐酸应______________(填操作)，观察到图2所示现象。于是他得出碳酸氢钠和稀盐酸反应产生二氧化碳较快的结论。
(3)乙对甲的实验提出了质疑：①碳酸钠、碳酸氢钠固体和稀盐酸反应都很剧烈，通过观察很难判断产生气体的快慢；②________________________。他认为，应取含碳元素质量相同的碳酸钠和碳酸氢钠，若碳酸钠的质量仍为0.318 g，应称取________g碳酸氢钠。
(4)小组同学在老师指导下设计了图3所示的实验。
图3
①连通管的作用是_______________________________________________。
②分别取等体积、含碳元素质量相同的碳酸钠和碳酸氢钠稀溶液(各滴2滴酚酞溶液)，以及相同体积、相同浓度的足量稀盐酸进行实验。实验时，溶液颜色变化记录如表1，广口瓶内压强随时间变化如图4所示。
图4
滴入酚酞溶液 滴入稀盐酸，溶液颜色变化
碳酸钠溶液 红色 红色→浅红色→无色
碳酸氢钠溶液 浅红色 浅红色→无色
表1
【实验结论】
(5)分析图4所示的实验数据可得到的结论是：相同条件下，________和稀盐酸反应产生二氧化碳较快，理由是____________________________________________________。
【反思与应用】
(6)小组同学分析表1实验现象和图4数据，得出另一种物质和稀盐酸反应产生二氧化碳较慢的原因是________________________________(请用必要的文字和化学方程式说明)。
(7)通过以上探究与分析，小组同学设计了只用试管和胶头滴管鉴别碳酸钠溶液和稀盐酸的实验。
操作 现象与结论
未知溶液分别编号为a、b，取适量a于试管中，用胶头滴管逐滴滴入b并振荡 ____________________________________
11.某项目学习小组进行了如下探究。
【查阅资料】电导率越大，溶液导电性越强，离子浓度越大。
鸡蛋壳主要成分是CaCO3，其他成分对实验影响忽略不计。
鸡蛋壳与牙齿和含氟牙膏反应的化学原理相似。
【实验一】鸡蛋沉浮
将一个新鲜的鸡蛋放在盛有足量稀盐酸的烧杯中，可观察到鸡蛋一边冒气泡一边沉到杯底，一会儿又慢慢上浮，到接近液面时又下沉。
(1)冒气泡的原因__________________________(化学方程式表示)。
(2)接近液面时又下沉的原因__________________________________________
________________________________________________________。
图1
【实验二】鸡蛋壳溶
解在烧杯中加入蒸馏水，插入电导率传感器，加入蛋壳粉，搅拌，测得电导率随时间的变化如图1。
(3)搅拌的目的是__________________________________________________。
(4)图1中，a～b段电导率变化的原因______________________________，b～c段电导率基本不变的原因______________________________。
【实验三】鸡蛋壳代替牙齿探究含氟牙膏能否预防龋齿
图2图3
(5)由资料知，含氟牙膏(含氟成分为NaF)与蛋壳反应在表面生成氟化钙保护层。反应的化学方程式为______________________________。
(6)先检查图2装置气密性，方法是_______________________。再称取0．50 g“牙膏处理过的蛋壳(用牙膏浆液浸泡、洗涤、晾干)”于锥形瓶中，用注射器抽取 20 mL 3.5%的盐酸(模拟形成龋齿的酸环境)，连接好装置，打开开关，将盐酸快速压入锥形瓶，关闭开关，测得压强随时间的变化如图3所示。用“未用牙膏处理的蛋壳”重复上述实验。
(7)图3中x～y段压强增大的主要原因______________________________。
(8)根据实验三的数据分析，含氟牙膏________(填“能”或“不能”)预防龋齿，理由是______________________________。
12.如图1所示，某校化学兴趣小组用过氧化氢(H2O2)溶液(MnO2作催化剂)制取干燥的氧气，并用来测定10 g某铜粉样品(含少量杂质碳)中铜的质量分数。回答下列问题：(温馨提示：2Cu＋O2 2CuO，NaOH溶液可以吸收二氧化碳。)
图1
【实验一】
(1)装置A中发生的化学反应方程式是________________________，装置B的作用是________。
(2)通过称量完全反应前后装置________的质量，进行计算便可求出样品中铜的质量分数。
(3)实验完毕。小锦同学误将用剩的H2O2溶液和装置C玻璃管中的剩余固体一起倒入烧杯中，发现有大量的气泡产生，经检验确认产生的气体是氧气，小江和小川两位同学对此极感兴趣，进而展开了他们的探究之旅。
【提出问题】是哪种物质加快了H2O2的分解速率？
【大胆猜想】猜想①：剩余固体中的氧化铜加快了H2O2溶液的分解。
猜想②：氧化铜能做H2O2分解的催化剂。
【实验二】
实验方案 实验现象 分析及结论
步骤一：将带火星的木条伸入盛有5 mL 5%H2O2溶液的试管 带火星木条不复燃 H2O2溶液常温下产生氧气的量很少，不足以使带火星的木条复燃
步骤二：向盛有5 mL 5%H2O2溶液的试管中加入1 g氧化铜固体，将一根带火星的木条伸入试管。观察现象，反应结束后将试管里的剩余物进行________、洗涤、干燥、称量，对比反应前后固体的质量 ____________；称得固体质量为1 g 猜想①成立，并且反应前后固体的质量相等
【讨论交流】小川同学认为，根据步骤一、二的实验现象，得出的两个结论就能判断猜想②成立。你是否支持他的观点？若要证明猜想②成立，你认为还应补做的实验是___________________________________________________________________________。
(4)该化学兴趣小组利用压强传感器，对MnO2、CuO、Fe2O3三种金属氧化物中，哪一种更适宜作过氧化氢制取氧气的催化剂，又做了如下的数字化实验探究。
【实验三】实验方案如下：
Ⅰ.用MnO2、CuO、Fe2O3三种催化剂分别与海藻酸钠溶液混合，滴入氯化钙溶液制成含等质量催化剂、大小相同的海藻酸钠微球，备用。
Ⅱ.取30粒含MnO2的海藻酸钠微球，采用如图2所示装置进行实验。改用其他两种微球，分别重复上述实验，得到的锥形瓶内压强随时间变化的曲线如图3所示。
图2图3
①每次重复实验时，海藻酸钠微球数应相同的原因是______________________。
②用含MnO2的海藻酸钠微球进行实验。60 s时压强瞬间回落，其原因可能是__________________________________。
③从实验曲线看，催化效果较好，反应温和的催化剂是________。
13.某学习小组对人体吸入的空气与呼出的气体，进行了如下探究。
【提出问题】人体吸入的空气与呼出的气体组成有什么不同？
【查阅资料】通常条件下，白磷与氢氧化钠溶液不反应。
【实验操作、记录、分析】
图1
实验一：
(1)先检查装置的________，装入试剂，在医用输液袋中装入V mL气体，连接装置。
(2)打开弹簧夹________，缓慢将袋中的气体全部排出。读出量筒中液体体积为V1 mL。氢氧化钠发生反应的化学方程式是___________________________________。
(3)关闭弹簧夹K1、K2，再______________(填操作方法)，以促使白磷迅速燃烧。待瓶中气体冷却至室温，打开K2。读出量筒中液体体积为V2 mL，其数值等于已反应的________之外的气体总体积。
实验二：
(4)把氧气、二氧化碳、水蒸气(测湿度)探头放入袋中，开始采集数据，然后向袋内呼出气体。采集的数据经处理如图2，表示二氧化碳体积分数变化的是________(填“X”“Y”或“Z”)。Y的体积分数在60 s之后逐渐减小的原因是__________________________________。
【数据处理】
(5)实验一中，二氧化碳的体积分数是________，氧气的体积分数是____________。
(6)实验二中，200 s时没有采集数据的所有气体的总体积分数为________。
图2
【评价与反思】
(7)有人认为教材中空气成分的“其他气体和杂质”主要是指水蒸气，由实验二判断此说法是________(填“正确”或“错误”)的，理由是___________________________________。
14.某小组在学习“二氧化碳制取的研究”课题时，探究了二氧化碳气体的收集方法。
【查阅资料】通常状况下，1体积水约能溶解1体积二氧化碳，所得溶液pH约为5.6。
【提出问题】二氧化碳能不能用排水法收集？
【实验设计与操作】实验一：在通常状况下，测定二氧化碳溶于水所得溶液的pH，判断二氧化碳在水中溶解的体积。
图1
(1)甲装置中反应的化学方程式是______________________________。
(2)实验时，需先将甲装置中的空气排尽。其操作是：开启弹簧夹________、关闭弹簧夹________，打开活塞，滴加稀盐酸至空气排尽。检验空气已经排尽的方法是________________________________________________________________。
(3)关闭K1，打开K2和K3。待丙装置中收集半瓶气体时，关闭活塞K2和K3，充分振荡丙装置。然后用pH计测得如下数据：
物质 丁装置中溶液 丙装置中溶液
pH 6.50 5.60
分析可知，在丙和丁装置中水所溶解二氧化碳的体积________(填“大于”、“小于”或“等于”)丙和丁装置中溶液的总体积。
(4)实验中，乙装置的作用是________________。若没有乙装置，则测出的溶液pH会________。
实验二：在通常状况下，分别测定排空气法和排水法收集的气体中氧气的体积分数，从而得到二氧化碳的体积分数。
(5)用氧气测量仪测得收集的气体中氧气体积分数随时间的变化关系如图2(起始时氧气的体积分数都以21%计)，则最终两种方法收集的气体中二氧化碳体积分数较大的是________(填“排空气”或“排水”)法，两种方法收集的气体中二氧化碳体积分数的差值是________。
图2
【结论与反思】(6)由实验一、二分析，你认为二氧化碳________(填“能”、“不能”或“无法确定”)用排水法收集。能减少二氧化碳气体在水中溶解的措施是______________(写一条即可)。
15.为探究CO2与NaOH溶液发生的反应，某兴趣小组尝试用不同的方式进行实验。
【查阅资料】
Ⅰ.20 ℃时，几种物质在水中的溶解度见下表：
物质 Na2CO3 NaHCO3 Ca(OH)2 Ba(OH)2
溶解度/g 21.5 9.6 0.165 3.89
Ⅱ.本实验条件下，Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH分别约为11.0和8.5。
【实验探究】
(1)实验一：小雨取一充满CO2的矿泉水瓶，加入一定量的水，立即拧紧瓶盖，振荡，发现瓶子变瘪。小雨另取一相同的充满CO2的矿泉水瓶，向其中加入与水等体积的NaOH溶液，立即拧紧瓶盖，振荡，得到溶液X，此时观察到的现象是__________________。实验中，小雨采用两只矿泉水瓶做对比实验的目的是___________________________________。
(2)实验二：为检验CO2与NaOH溶液反应的产物，小亮取实验一所得溶液X少许，向其中滴加BaCl2溶液，有白色沉淀产生，该反应的化学方程式为____________________________。实验中不宜将BaCl2溶液换成CaCl2溶液的原因是_______________________________。
(3)实验三：小华取实验一所得溶液X少许，向其中加入过量的BaCl2溶液，振荡，静置，取上层清液，滴入1滴酚酞溶液，发现溶液呈________色，证明溶液X中有NaOH剩余。实验中，小华没有直接向少量溶液X中滴入酚酞溶液，理由是_____________________。
(4)实验四：兴趣小组将CO2持续通入一定浓度一定量的NaOH溶液中，用数字化实验技术测定反应过程中溶液的pH和温度变化，结果如图1、图2所示。
图1
图2
第7题图
图1中，BC段发生反应的化学方程式为______________________。
图2中，DE段温度变化的原因是________________________。
【反思感悟】
实验从CO2减少、NaOH减少、Na2CO3生成等物质的变化，以及________转化等视角多维度探究CO2与NaOH发生了反应。对于现象不明显的化学反应，可以通过现代技术手段进行数据测定，实现反应过程的“可视化”。
参考答案
1. (1)①铁架台 试管 ②CaCO3＋2HCl=== CaCl2＋H2O＋CO2↑ ③向上排空气法 二氧化碳能溶于水且与水反应，密度比空气大且不与空气中各成分反应 (2)【设计实验】变瘪(或变形) ①除去气体中混有的氯化氢 ②二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸呈酸性 【拓展延伸】 ①装置气密性不好 ②有部分CO2溶于B装置中的碳酸氢钠溶液中
2. (1)AC 2KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2↑ (2)催化 (3)【猜想与假设】 CO和O2能在高温条件下发生反应 【实验验证】CO2 铜丝网由红色变为黑色 【反思评价】应先通入反应后集气瓶中的气体一段时间后再加热
3. (1)D (2)【提出猜想】H2和Cl2(或氢气和氯气) 【设计实验】①一 ②H2(或氢气) 【实验结论】2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 【讨论交流】二 若生成氧气和氯气，元素化合价只升高不降低，不符合氧化还原反应原理 氯化氢
4. 【实验回顾】(1)OH－ 变浅(2)节约药品(或减少污染等合理即可)【进行实验】挤压胶头滴管 产生喷泉 氨气极易溶于水，烧瓶内的压强急剧减小，在大气压的作用下水从烧杯进入烧瓶产生喷泉 2NH3·H2O＋H2SO4===(NH4)2SO4＋2H2O 【反思拓展】NH3 NH3·H2O
5.【实验一】溶液pH由大于7逐渐变为等于、小于7(或溶液由碱性逐渐变为酸性) 中和反应放热(或50秒时两者恰好完全反应) 【实验二】液体变澄清(或浑浊消失或沉淀消失) Mg(OH)2＋2HCl=== MgCl2＋2H2O 【实验反思】氢氧化钠溶液与空气中的二氧化碳反应 CO2(或二氧化碳) 【实验三】氢氧化钠固体易吸水而潮解 在密闭容器中进行实验(或将氢氧化钠换为氢氧化钙) 【实验四】浓硫酸溶于水放热 局部温度过高造成酸液飞溅(或液滴溅出)
6.(1)CaCO3＋2HCl=== CaCl2＋H2O＋CO2↑
(2)HCl (3)不能 酚酞在氯化钙溶液和稀盐酸中均为无色(合理即可) (4)紫色石蕊溶液(或锌粒等活泼金属，合理即可) 溶液变为红色(或有气泡产生，合理即可，与上一空对应)(5)碱 大 (6)溶解度增大CaCO3已接近饱和
7. 【得出结论1】氢氧化钠>碳酸钠>碳酸氢钠 【实验探究2】NaOH与HCl恰好完全反应(或溶液呈中性、pH＝7等合理即可) 【实验探究3】NaCl和HCl NaCl和NaHCO3 【得出结论3】Na2CO3＋HCl=== NaCl＋NaHCO3 NaHCO3＋HCl=== NaCl＋H2O＋CO2↑
8. (1)产生大量白烟，放出热量 氧气被消耗，集气瓶内气体压强小于外界大气压 (2)装置的气密性良好(或红磷和铁粉除氧剂足量等合理即可) (3)实验2 反应后，实验1集气瓶中剩余氧气的体积分数为8.6%，而实验2中集气瓶内的氧气几乎耗尽 (4)能够和氧气反应、生成物不影响测定结果(合理即可) (5)2NaOH＋CO2=== Na2CO3＋H2O
(6)用冰水冷却集气瓶，打开K(合理即可)
9.(1)增大反应物间的接触面积，加快反应速率 (2)将酒精灯换为酒精喷灯(合理即可) C＋2CuO 2Cu＋CO2↑ (3)不能 因为碳也可与氧气反应生成二氧化碳使澄清石灰水变浑浊 AB(4)在一定范围内，除味剂的质量越大，吸附效果越好 (5)颗粒的大小会影响吸附效果(合理即可)；用两个小烧杯各取10 mL 10%的红墨水溶液，然后分别加入5 g粉末状除味剂和5 g颗粒状除味剂，充分搅拌，观察并记录溶液褪色的时间(与猜想对应)
10. (1)纯碱(或苏打) NaHCO3＋HCl=== NaCl＋H2O＋CO2↑ (2)同时全部注入 (3)②等质量时，碳酸氢钠生成的二氧化碳更多 0.252 (4)①保持压强平衡，使稀盐酸能顺利滴下 (5)碳酸氢钠 压强越大，生成的二氧化碳越多。产生相同质量的二氧化碳，碳酸氢钠所需时间短 (6)碳酸钠和稀盐酸反应分步进行，首先是Na2CO3＋HCl=== NaHCO3＋NaCl，然后才是碳酸氢钠和稀盐酸的反应 (7)若立即产生大量气泡，则a是稀盐酸，b是碳酸钠溶液；若刚开始无明显现象，后随着b不断滴入产生较多气泡，则a是碳酸钠溶液，b是稀盐酸
11. 【实验一】(1)CaCO3＋2HCl=== CaCl2＋H2O＋CO2↑ (2)接近液面时鸡蛋表面的气泡逸散，鸡蛋受到的浮力减小(合理即可) 【实验二】(3)加快溶解速率，使蛋壳粉充分溶解 (4)蛋壳粉中部分CaCO3逐渐溶解，溶液中离子浓度增大 溶质溶解接近饱和，离子浓度基本不变 【实验三】(5)2NaF＋CaCO3=== CaF2↓＋Na2CO3 (6)打开开关，推动注射器活塞，松开后，若活塞回到原位，则说明气密性良好(合理即可) (7)鸡蛋壳中的碳酸钙和稀盐酸反应产生二氧化碳气体，瓶内压强增大(8)能 相同条件下，使用含氟牙膏处理后的鸡蛋壳反应生成的气体更少，压强更小，消耗掉的鸡蛋壳更少(合理即可)
12. (1)2H2O2 2H2O＋O2↑ 干燥O2 (2)C (3)过滤 带火星的木条复燃 不支持，向步骤二得到的固体再加入H2O2溶液，产生的气体能使带火星的木条复燃，说明CuO在反应前后化学性质不变，可证明猜想②成立 (4)①控制变量，保证各催化剂的质量相等 ②装置内压强过大，将橡皮塞冲开，锥形瓶内气体逸出，使压强变小 ③CuO
13. (1)气密性 (2)K1、K2 2NaOH＋CO2=== Na2CO3＋H2O (3)往烧杯中加入热水 O2、CO2 (4) Z 温度降低，呼出的水蒸气会部分凝结成液态水(5) ×100% ×100% (6)76.66%(7)错误 实验二中测得空气中水蒸气的体积分数为1.98%，其值大于空气中其他气体和杂质的体积分数0.03%，说明教材中空气成分测定的是干燥空气
14. (1)CaCO3 ＋ 2HCl=== CaCl2＋H2O＋CO2↑(2)K1 K2、K3 将燃着的木条放在K1导管口处，若木条熄灭，则空气已经排尽 (3)小于 (4)吸收CO2中的HCl气体 偏小 (5)排水 15.7% (6)能 升温(或事先制成CO2的饱和溶液)
15. (1)瓶子变瘪，且比装水的瓶子更瘪 证明CO2与NaOH溶液发生反应 (2)BaCl2＋Na2CO3===BaCO3↓＋2NaCl CaCl2溶液与NaOH溶液反应可生成微溶的Ca(OH)2，无法判断溶液中是否含有Na2CO3 (3)红 Na2CO3溶液显碱性，也能使酚酞溶液变红 (4)Na2CO3＋H2O＋CO2=== 2NaHCO3 CO2与NaOH溶液反应是放热反应 (5)能量
(
1
)
1.某化学兴趣小组的同学对实验室制取CO2及相关性质进行一系列的探究活动。
图1
(1)气体制取。
按图1所示的制取装置进行实验。
①写出有标号仪器的名称：
a________，b________。
②实验室制取CO2的反应化学方程式是________________________________。
③实验室收集CO2的方法是__________________，原因是__________________________________。
(2)实验探究。
【提出问题】实验室制取CO2时能否采用排水法收集？
【设计实验】
实验一：向一个充满CO2气体的质地较软的塑料瓶中加入约体积的水，立即旋紧瓶盖，用力摇晃塑料瓶。可观察到塑料瓶________，说明CO2能溶于水。
实验二：先用集气瓶装满一瓶蒸馏水(pH＝7.0)，然后按图2所示组装装置并进行实验，再用pH计测定从装置C排到烧杯中的液体的pH。
图2 图3
①装置B中碳酸氢钠溶液的作用是________________________。
②测得烧杯中液体的pH＜7.0，说明溶液呈酸性，原因是________________________________。
【实验结论】实验室制取CO2不宜采用排水法收集。
【拓展延伸】某同学先对图2装置做了以下改进：将装置C中的部分蒸馏水换成植物油，将烧杯换成量筒(如图3所示)。然后利用改进后的装置测定收集到CO2的体积，测得气体的实际体积小于理论值，原因可能是：①______________，②______________。(合理即可)
2. 某化学兴趣小组同学利用下列装置制取氧气并探究氧气的性质。
图1
(1)实验室欲用高锰酸钾制取一瓶干燥的氧气，所选用的发生和收集装置组合是______(填序号)，发生反应的化学方程式为________________________。
(2)实验室也可用过氧化氢溶液与二氧化锰来制取氧气，其中二氧化锰起______作用。
图2
(3)小组同学用C装置收集一瓶氧气，研究一定量木炭粉在氧气中燃烧的产物。将一定量木炭粉在盛有氧气的集气瓶内燃烧(如图2)，在高温条件下使其充分反应，待反应结束后，集气瓶中的木炭粉已完全消失。
【提出问题】集气瓶中反应后的气体成分有哪些？
【猜想与假设】小组同学对集气瓶内气体组成提出以下猜想：
李月：CO2； 高明：CO2和CO；
苏静：CO2和 O2； 邱明：CO和O2。
小组同学经过讨论一致认为邱明的猜想不合理，理由是_____________________________。
【实验验证】李月和苏静设计如下实验进行验证。
实验步骤 实验现象 实验结论
李月将少量反应后集气瓶中的气体通入澄清石灰水中，观察现象 澄清石灰水变浑浊 气体中含有________
苏静先加热装有铜丝网的玻璃管一段时间，再通入反应后集气瓶中的气体，观察现象 ________________________________________________________________________ 气体中含有O2
【得出结论】苏静的猜想正确。
【反思评价】实验结束后同学们进行讨论，认为苏静的实验方案不严密，你认为应该如何改进苏静的实验方案__________________________。
3.某校化学兴趣小组在做溶液的导电性实验中，发现了以下一些问题：
(1)不是所有的溶液都能导电。下列物质溶于水后形成的溶液不能导电的是________。
A. 硫酸 B. 氢氧化钾
C. 碳酸钠 D. 乙醇
(2)同学们在做氯化钠溶液的导电性实验时，不仅看到灯泡亮了，还观察到两根石墨电极上都出现了气泡。于是他们对气泡的成分产生了浓厚兴趣，决定进一步探究。
【提出问题】氯化钠溶液通电时，石墨电极上生成了哪两种气体？
【查阅资料】氯气(Cl2)是黄绿色、有刺激性气味的有毒气体。
【提出猜想】猜想一：H2和O2；猜想二：O2和Cl2；
猜想三：________________。
【设计实验】
实验步骤 实验现象 解释或结论
①按照如图所示，连接好实验装置，通电一段时间后，用a、b两支试管分别收集两根石墨电极上产生的气体，观察气体的颜色 a试管收集到黄绿色的气体，b试管收集到无色的气体 通过对气体颜色的分析，说明猜想______(填“一”或“二”或“三”)肯定是错误的
②用拇指堵住b试管，移近点燃的酒精灯，松开拇指 听到轻微的爆鸣声 证明b试管中收集的气体为__________
【实验结论】实验证明：猜想三成立。实验完成后，同学们用pH试纸测出通电后的溶液呈碱性。请写出氯化钠溶液通电时发生反应的化学方程式______________________。
【讨论交流】实验结束后，老师和同学们在一起进行交流，老师肯定了实验结论的同时还告诉大家：氯化钠溶液通电时所发生的反应是氧化还原反应。在氧化还原反应中，有元素化合价升高，必定有元素化合价降低。从氧化还原反应原理考虑，就可以判断出猜想________(填“一”或“二”或“三”)是错误的，其中原因是____________________。
此外，老师还提出这样一个问题请大家思考：通电一段时间后，氯化钠溶液的浓度有所降低。若要恢复为原氯化钠溶液的浓度，只需向通电后的溶液中加入__________(填物质的名称)即可。
4. 某兴趣小组对氨气(NH3)的某些性质进行探究。
图1
【实验回顾】(1)按图1所示，在小烧杯A中盛有少量浓氨水，小烧杯B中盛有少量含酚酞试液的蒸馏水，几分钟后，B中溶液变红，原因是浓氨水挥发出的氨分子进入溶液中产生了________(填离子符号)。若取少许B中变红后的溶液在试管中加热，你认为溶液的颜色会________(填“变深”、“变浅”或“不变”)。
(2)图2是该小组对图1装置的改进，和图1相比，其优点有______________________(任写一条)。
图2
【提出问题】氨气在水中的溶解性如何？
【查阅资料】常温常压下，氨气极易溶于水，可用图3装置验证。
【进行实验】步骤1：按图3连接装置，检查气密性。
图3
步骤2：在干燥的烧瓶内充满氨气，塞上带有玻璃管和胶头滴管(预先吸入少量水)的胶塞，把玻璃管插入烧杯的水中。
步骤3：打开橡皮管上的止水夹，________(填具体操作)，使少量水进入烧瓶。观察到的现象是____________________，产生该现象的原因是________________________________。
实验完毕，向烧瓶内的氨水中加入少量稀H2SO4将其转化为可用作氮肥的(NH4)2SO4，该反应的化学方程式为________________________。
【反思拓展】实验后请教老师知道，氨水中的NH3大部分与H2O结合成一水合氨(NH3·H2O)。则氨水中含有的分子有H2O、________、________(都填化学式)。
5.中和反应在工农业生产生活中有广泛的应用。某学生课外兴趣小组对中和反应进行研究。
【实验一】
对于没有明显实验现象的中和反应，如稀盐酸与稀氢氧化钠溶液的反应，要证明它们之间确实发生了化学反应，可通过如下实验来进行。
将稀盐酸逐滴匀速加入一定量的稀氢氧化钠溶液中，用数字化仪器对反应过程中溶液的pH、温度进行实时测定，得到的曲线如图1、图2所示。
图1图2
图1、图2均能证明中和反应发生了，图1能证明中和反应的判断依据是 。由图2还能得出的其他结论是____________________________。
【实验二】
取少量难溶的氢氧化镁置于试管中加水振荡，得到浑浊液，再加入稀盐酸，若观察到 现象，就可说明反应已经发生。该反应的化学方程式是 。
【实验反思】
在敞口久置的氢氧化钠溶液中加入盐酸后，意外发现有气泡产生，同学们认为产生意外现象是因为 而变质，变质后的物质和盐酸反应生成了 气体。
【实验三】
用白色无水硫酸铜粉末证明酸与碱之间能发生中和反应。
图3
(1)在试管①和②中加入等质量的无水硫酸铜粉末，并在试管②里加入一些固体氢氧化钠和无水醋酸与无水硫酸铜粉末混合，一段时间后试管②中无水硫酸铜粉末先变蓝，说明有水生成，从而证明中和反应发生了。
(2)小艺认为上述对照实验不能证明酸与碱发生了中和反应，小艺的理由是_______________________________。
你认为应怎样改进实验？_____________________________。
【实验四】
利用图2所示的原理来证明酸与碱可以发生中和反应。
(1)在盛有10 mL浓硫酸的烧杯中倒入5 mL氢氧化钠溶液，溶液温度迅速上升，由此证明硫酸与氢氧化钠发生了中和反应。小涵认为该实验不能证明硫酸与氢氧化钠发生了反应，小涵的理由是 。
(2)该实验可能造成的危害是 。
6.某兴趣小组收集了实验室利用大理石和稀盐酸制取二氧化碳后残留的废液，并对此展开了探究。
【查阅资料】
①CaCl2溶液呈中性。
②电导率越大，溶液导电性越强，离子浓度越大。
【提出问题】
滤液中的溶质成分是什么？
【猜想与验证】
(1)经过讨论，大家一致认为滤液中含有CaCl2，原因是 (用化学方程式表示)。
(2)甲同学又提出猜想，滤液中还可能含有 (填化学式)。请你和他一起验证该猜想。
【实验与结论】
甲同学取少量CaCl2溶液和废液分别加入到两支试管中，并向其中分别滴加无色酚酞试液做对比实验，结果两支试管中溶液均无色，于是甲同学认为自己的猜想是正确的。
(3)你认为甲同学的实验 (填“能”或“不能”)证明他的猜想，理由是______。
(4)若要证明他的猜想正确，你选择的试剂是 ；实验中可能观察到的现象是 。
【拓展与反思】
图1图2
(5)图1是某种造纸填料级沉淀碳酸钙(PCC)在蒸馏水中的溶解性曲线，由图像可知，PCC悬浮液呈 性，说明PCC在水中的溶解度较 (填“大”或“小”)。
(6)将PCC粉末放入烧杯中，加入蒸馏水，插入电导率传感器，搅拌，测得电导率随时间的变化如图2所示。①a－b段电导率变化的原因是 ；②b－c段电导率基本不变的原因是 。
7.兴趣小组的同学对碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠的某些性质进行相关探究。
【提出问题】它们溶液的酸碱性及与酸反应时溶液的pH如何变化？
【实验探究1】向等体积、等浓度的碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠溶液中，分别加入几滴紫甘蓝汁液，同时用蒸馏水进行对比实验，观察并记录现象如下：
液体名称 蒸馏水 碳酸氢钠溶液 碳酸钠溶液 氢氧化钠溶液
紫甘蓝汁液显示的颜色 蓝紫色 蓝色 绿色 黄色
查阅资料：
pH 7.5～9 10～11.9 12～14
紫甘蓝汁液显示的颜色 蓝色 绿色 黄色
【得出结论1】三种溶液的碱性由强到弱的顺序为 。
【实验探究2】向一定体积、一定浓度的氢氧化钠溶液中，逐滴加入一定浓度的盐酸，得到pH变化与时间的关系如图1所示：a点表示的含义是 。
图1
【得出结论2】在碱溶液中加酸，溶液pH逐渐减小。
【实验探究3】向等体积、含等碳原子数的碳酸氢钠和碳酸钠溶液中，分别逐滴加入一定浓度的盐酸，得到pH变化与时间的关系如图2、图3所示：
图2图3
b点的溶质为 (写化学式)，将图2和图3的阴影部分进行叠加，发现两者基本重合，c点的溶质为 (写化学式)。
【得出结论3】通过上述分析，碳酸钠和盐酸的反应过程，可以依次用以下两个化学方程式表示：_______________________。
【结论与反思】探究溶液酸碱性及反应的pH值的变化，可以认识反应的原理及进行的过程。
8.某兴趣小组开展“测定密闭容器中某种气体的体积分数”的探究实验。
图1图2
【实验1】按图1所示装置，用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。
【实验2】按图2所示装置，在集气瓶内壁用水均匀涂附铁粉除氧剂(其中辅助成分不干扰实验)，利用铁锈蚀原理测定空气中氧气的体积分数。
(1)实验1中，红磷燃烧的主要现象是 。红磷熄灭后，集气瓶冷却至室温，打开K，水能倒吸入集气瓶的原因是 。
(2)为提高实验的准确性，以上两个实验都需要注意的事项是___________(写一点)。
(3)实验过程中，连接数字传感器，测得实验1、实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图3、图4所示。依据图3、图4信息， (填“实验1”或“实验2”)的测定方法更准确，判断依据是 。
图3图4
(4)结合你的学习经验，若要寻找红磷或铁粉除氧剂的替代物，用图1或图2装置测定空气中氧气的体积分数，该替代物应满足的条件是
(写两点)。
【实验3】测定用排空气法收集到的集气瓶中二氧化碳的体积分数。
图5图6
(5)甲同学设计图5所示装置进行测定。浓NaOH溶液的作用是
(用化学方程式表示)。
(6)乙同学提出，仅利用图6所示装置，在不添加其他试剂的前提下，也能测得集气瓶中二氧化碳的体积分数。为达到实验目的，操作方法是 。
9.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。
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。
小明说：不可能含N2，因为 。
小芳说：不可能含有CO和H2，因为从药品安全角度考虑，H2易燃易爆，CO 。
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】
实验编号 实验操作 实验现象
① 将该气体通入澄清石灰水中 澄清石灰水变浑浊
② 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)由实验①可知，该气体中肯定含有 ，写出该反应的化学方程式 。
(2)由实验② (填“能”或“不能”)确定该气体中不含氧气，理由是 。
探究二：维C泡腾片溶液的酸碱性。
向维C泡腾片溶液中滴加石蕊试液，溶液变红，说明溶液显 性。
10.某学习小组对碳酸钠、碳酸氢钠和稀盐酸的反应进行了探究。
(1)分别在盛有少量碳酸钠(俗称________)、碳酸氢钠固体的试管中加入足量稀盐酸，观察到都剧烈反应且产生大量气泡。碳酸氢钠和稀盐酸反应的化学方程式为__________________________。
图1图2
【提出问题】
碳酸钠、碳酸氢钠和稀盐酸反应产生二氧化碳的快慢是否相同？
【设计与实验】
(2)甲设计的实验如图1所示。实验时，两注射器中的稀盐酸应______________(填操作)，观察到图2所示现象。于是他得出碳酸氢钠和稀盐酸反应产生二氧化碳较快的结论。
(3)乙对甲的实验提出了质疑：①碳酸钠、碳酸氢钠固体和稀盐酸反应都很剧烈，通过观察很难判断产生气体的快慢；②________________________。他认为，应取含碳元素质量相同的碳酸钠和碳酸氢钠，若碳酸钠的质量仍为0.318 g，应称取________g碳酸氢钠。
(4)小组同学在老师指导下设计了图3所示的实验。
图3
①连通管的作用是_______________________________________________。
②分别取等体积、含碳元素质量相同的碳酸钠和碳酸氢钠稀溶液(各滴2滴酚酞溶液)，以及相同体积、相同浓度的足量稀盐酸进行实验。实验时，溶液颜色变化记录如表1，广口瓶内压强随时间变化如图4所示。
图4
滴入酚酞溶液 滴入稀盐酸，溶液颜色变化
碳酸钠溶液 红色 红色→浅红色→无色
碳酸氢钠溶液 浅红色 浅红色→无色
表1
【实验结论】
(5)分析图4所示的实验数据可得到的结论是：相同条件下，________和稀盐酸反应产生二氧化碳较快，理由是____________________________________________________。
【反思与应用】
(6)小组同学分析表1实验现象和图4数据，得出另一种物质和稀盐酸反应产生二氧化碳较慢的原因是________________________________(请用必要的文字和化学方程式说明)。
(7)通过以上探究与分析，小组同学设计了只用试管和胶头滴管鉴别碳酸钠溶液和稀盐酸的实验。
操作 现象与结论
未知溶液分别编号为a、b，取适量a于试管中，用胶头滴管逐滴滴入b并振荡 ____________________________________
11.某项目学习小组进行了如下探究。
【查阅资料】电导率越大，溶液导电性越强，离子浓度越大。
鸡蛋壳主要成分是CaCO3，其他成分对实验影响忽略不计。
鸡蛋壳与牙齿和含氟牙膏反应的化学原理相似。
【实验一】鸡蛋沉浮
将一个新鲜的鸡蛋放在盛有足量稀盐酸的烧杯中，可观察到鸡蛋一边冒气泡一边沉到杯底，一会儿又慢慢上浮，到接近液面时又下沉。
(1)冒气泡的原因__________________________(化学方程式表示)。
(2)接近液面时又下沉的原因__________________________________________
________________________________________________________。
图1
【实验二】鸡蛋壳溶
解在烧杯中加入蒸馏水，插入电导率传感器，加入蛋壳粉，搅拌，测得电导率随时间的变化如图1。
(3)搅拌的目的是__________________________________________________。
(4)图1中，a～b段电导率变化的原因______________________________，b～c段电导率基本不变的原因______________________________。
【实验三】鸡蛋壳代替牙齿探究含氟牙膏能否预防龋齿
图2图3
(5)由资料知，含氟牙膏(含氟成分为NaF)与蛋壳反应在表面生成氟化钙保护层。反应的化学方程式为______________________________。
(6)先检查图2装置气密性，方法是_______________________。再称取0．50 g“牙膏处理过的蛋壳(用牙膏浆液浸泡、洗涤、晾干)”于锥形瓶中，用注射器抽取 20 mL 3.5%的盐酸(模拟形成龋齿的酸环境)，连接好装置，打开开关，将盐酸快速压入锥形瓶，关闭开关，测得压强随时间的变化如图3所示。用“未用牙膏处理的蛋壳”重复上述实验。
(7)图3中x～y段压强增大的主要原因______________________________。
(8)根据实验三的数据分析，含氟牙膏________(填“能”或“不能”)预防龋齿，理由是______________________________。
12.如图1所示，某校化学兴趣小组用过氧化氢(H2O2)溶液(MnO2作催化剂)制取干燥的氧气，并用来测定10 g某铜粉样品(含少量杂质碳)中铜的质量分数。回答下列问题：(温馨提示：2Cu＋O2 2CuO，NaOH溶液可以吸收二氧化碳。)
图1
【实验一】
(1)装置A中发生的化学反应方程式是________________________，装置B的作用是________。
(2)通过称量完全反应前后装置________的质量，进行计算便可求出样品中铜的质量分数。
(3)实验完毕。小锦同学误将用剩的H2O2溶液和装置C玻璃管中的剩余固体一起倒入烧杯中，发现有大量的气泡产生，经检验确认产生的气体是氧气，小江和小川两位同学对此极感兴趣，进而展开了他们的探究之旅。
【提出问题】是哪种物质加快了H2O2的分解速率？
【大胆猜想】猜想①：剩余固体中的氧化铜加快了H2O2溶液的分解。
猜想②：氧化铜能做H2O2分解的催化剂。
【实验二】
实验方案 实验现象 分析及结论
步骤一：将带火星的木条伸入盛有5 mL 5%H2O2溶液的试管 带火星木条不复燃 H2O2溶液常温下产生氧气的量很少，不足以使带火星的木条复燃
步骤二：向盛有5 mL 5%H2O2溶液的试管中加入1 g氧化铜固体，将一根带火星的木条伸入试管。观察现象，反应结束后将试管里的剩余物进行________、洗涤、干燥、称量，对比反应前后固体的质量 ____________；称得固体质量为1 g 猜想①成立，并且反应前后固体的质量相等
【讨论交流】小川同学认为，根据步骤一、二的实验现象，得出的两个结论就能判断猜想②成立。你是否支持他的观点？若要证明猜想②成立，你认为还应补做的实验是___________________________________________________________________________。
(4)该化学兴趣小组利用压强传感器，对MnO2、CuO、Fe2O3三种金属氧化物中，哪一种更适宜作过氧化氢制取氧气的催化剂，又做了如下的数字化实验探究。
【实验三】实验方案如下：
Ⅰ.用MnO2、CuO、Fe2O3三种催化剂分别与海藻酸钠溶液混合，滴入氯化钙溶液制成含等质量催化剂、大小相同的海藻酸钠微球，备用。
Ⅱ.取30粒含MnO2的海藻酸钠微球，采用如图2所示装置进行实验。改用其他两种微球，分别重复上述实验，得到的锥形瓶内压强随时间变化的曲线如图3所示。
图2图3
①每次重复实验时，海藻酸钠微球数应相同的原因是______________________。
②用含MnO2的海藻酸钠微球进行实验。60 s时压强瞬间回落，其原因可能是__________________________________。
③从实验曲线看，催化效果较好，反应温和的催化剂是________。
13.某学习小组对人体吸入的空气与呼出的气体，进行了如下探究。
【提出问题】人体吸入的空气与呼出的气体组成有什么不同？
【查阅资料】通常条件下，白磷与氢氧化钠溶液不反应。
【实验操作、记录、分析】
图1
实验一：
(1)先检查装置的________，装入试剂，在医用输液袋中装入V mL气体，连接装置。
(2)打开弹簧夹________，缓慢将袋中的气体全部排出。读出量筒中液体体积为V1 mL。氢氧化钠发生反应的化学方程式是___________________________________。
(3)关闭弹簧夹K1、K2，再______________(填操作方法)，以促使白磷迅速燃烧。待瓶中气体冷却至室温，打开K2。读出量筒中液体体积为V2 mL，其数值等于已反应的________之外的气体总体积。
实验二：
(4)把氧气、二氧化碳、水蒸气(测湿度)探头放入袋中，开始采集数据，然后向袋内呼出气体。采集的数据经处理如图2，表示二氧化碳体积分数变化的是________(填“X”“Y”或“Z”)。Y的体积分数在60 s之后逐渐减小的原因是__________________________________。
【数据处理】
(5)实验一中，二氧化碳的体积分数是________，氧气的体积分数是____________。
(6)实验二中，200 s时没有采集数据的所有气体的总体积分数为________。
图2
【评价与反思】
(7)有人认为教材中空气成分的“其他气体和杂质”主要是指水蒸气，由实验二判断此说法是________(填“正确”或“错误”)的，理由是___________________________________。
14.某小组在学习“二氧化碳制取的研究”课题时，探究了二氧化碳气体的收集方法。
【查阅资料】通常状况下，1体积水约能溶解1体积二氧化碳，所得溶液pH约为5.6。
【提出问题】二氧化碳能不能用排水法收集？
【实验设计与操作】实验一：在通常状况下，测定二氧化碳溶于水所得溶液的pH，判断二氧化碳在水中溶解的体积。
图1
(1)甲装置中反应的化学方程式是______________________________。
(2)实验时，需先将甲装置中的空气排尽。其操作是：开启弹簧夹________、关闭弹簧夹________，打开活塞，滴加稀盐酸至空气排尽。检验空气已经排尽的方法是________________________________________________________________。
(3)关闭K1，打开K2和K3。待丙装置中收集半瓶气体时，关闭活塞K2和K3，充分振荡丙装置。然后用pH计测得如下数据：
物质 丁装置中溶液 丙装置中溶液
pH 6.50 5.60
分析可知，在丙和丁装置中水所溶解二氧化碳的体积________(填“大于”、“小于”或“等于”)丙和丁装置中溶液的总体积。
(4)实验中，乙装置的作用是________________。若没有乙装置，则测出的溶液pH会________。
实验二：在通常状况下，分别测定排空气法和排水法收集的气体中氧气的体积分数，从而得到二氧化碳的体积分数。
(5)用氧气测量仪测得收集的气体中氧气体积分数随时间的变化关系如图2(起始时氧气的体积分数都以21%计)，则最终两种方法收集的气体中二氧化碳体积分数较大的是________(填“排空气”或“排水”)法，两种方法收集的气体中二氧化碳体积分数的差值是________。
图2
【结论与反思】(6)由实验一、二分析，你认为二氧化碳________(填“能”、“不能”或“无法确定”)用排水法收集。能减少二氧化碳气体在水中溶解的措施是______________(写一条即可)。
15.为探究CO2与NaOH溶液发生的反应，某兴趣小组尝试用不同的方式进行实验。
【查阅资料】
Ⅰ.20 ℃时，几种物质在水中的溶解度见下表：
物质 Na2CO3 NaHCO3 Ca(OH)2 Ba(OH)2
溶解度/g 21.5 9.6 0.165 3.89
Ⅱ.本实验条件下，Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH分别约为11.0和8.5。
【实验探究】
(1)实验一：小雨取一充满CO2的矿泉水瓶，加入一定量的水，立即拧紧瓶盖，振荡，发现瓶子变瘪。小雨另取一相同的充满CO2的矿泉水瓶，向其中加入与水等体积的NaOH溶液，立即拧紧瓶盖，振荡，得到溶液X，此时观察到的现象是__________________。实验中，小雨采用两只矿泉水瓶做对比实验的目的是___________________________________。
(2)实验二：为检验CO2与NaOH溶液反应的产物，小亮取实验一所得溶液X少许，向其中滴加BaCl2溶液，有白色沉淀产生，该反应的化学方程式为____________________________。实验中不宜将BaCl2溶液换成CaCl2溶液的原因是_______________________________。
(3)实验三：小华取实验一所得溶液X少许，向其中加入过量的BaCl2溶液，振荡，静置，取上层清液，滴入1滴酚酞溶液，发现溶液呈________色，证明溶液X中有NaOH剩余。实验中，小华没有直接向少量溶液X中滴入酚酞溶液，理由是_____________________。
(4)实验四：兴趣小组将CO2持续通入一定浓度一定量的NaOH溶液中，用数字化实验技术测定反应过程中溶液的pH和温度变化，结果如图1、图2所示。
图1
图2
第7题图
图1中，BC段发生反应的化学方程式为______________________。
图2中，DE段温度变化的原因是________________________。
【反思感悟】
实验从CO2减少、NaOH减少、Na2CO3生成等物质的变化，以及________转化等视角多维度探究CO2与NaOH发生了反应。对于现象不明显的化学反应，可以通过现代技术手段进行数据测定，实现反应过程的“可视化”。
参考答案
1. (1)①铁架台 试管 ②CaCO3＋2HCl=== CaCl2＋H2O＋CO2↑ ③向上排空气法 二氧化碳能溶于水且与水反应，密度比空气大且不与空气中各成分反应 (2)【设计实验】变瘪(或变形) ①除去气体中混有的氯化氢 ②二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸呈酸性 【拓展延伸】 ①装置气密性不好 ②有部分CO2溶于B装置中的碳酸氢钠溶液中
2. (1)AC 2KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2↑ (2)催化 (3)【猜想与假设】 CO和O2能在高温条件下发生反应 【实验验证】CO2 铜丝网由红色变为黑色 【反思评价】应先通入反应后集气瓶中的气体一段时间后再加热
3. (1)D (2)【提出猜想】H2和Cl2(或氢气和氯气) 【设计实验】①一 ②H2(或氢气) 【实验结论】2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 【讨论交流】二 若生成氧气和氯气，元素化合价只升高不降低，不符合氧化还原反应原理 氯化氢
4. 【实验回顾】(1)OH－ 变浅(2)节约药品(或减少污染等合理即可)【进行实验】挤压胶头滴管 产生喷泉 氨气极易溶于水，烧瓶内的压强急剧减小，在大气压的作用下水从烧杯进入烧瓶产生喷泉 2NH3·H2O＋H2SO4===(NH4)2SO4＋2H2O 【反思拓展】NH3 NH3·H2O
5.【实验一】溶液pH由大于7逐渐变为等于、小于7(或溶液由碱性逐渐变为酸性) 中和反应放热(或50秒时两者恰好完全反应) 【实验二】液体变澄清(或浑浊消失或沉淀消失) Mg(OH)2＋2HCl=== MgCl2＋2H2O 【实验反思】氢氧化钠溶液与空气中的二氧化碳反应 CO2(或二氧化碳) 【实验三】氢氧化钠固体易吸水而潮解 在密闭容器中进行实验(或将氢氧化钠换为氢氧化钙) 【实验四】浓硫酸溶于水放热 局部温度过高造成酸液飞溅(或液滴溅出)
6.(1)CaCO3＋2HCl=== CaCl2＋H2O＋CO2↑
(2)HCl (3)不能 酚酞在氯化钙溶液和稀盐酸中均为无色(合理即可) (4)紫色石蕊溶液(或锌粒等活泼金属，合理即可) 溶液变为红色(或有气泡产生，合理即可，与上一空对应)(5)碱 大 (6)溶解度增大CaCO3已接近饱和
7. 【得出结论1】氢氧化钠>碳酸钠>碳酸氢钠 【实验探究2】NaOH与HCl恰好完全反应(或溶液呈中性、pH＝7等合理即可) 【实验探究3】NaCl和HCl NaCl和NaHCO3 【得出结论3】Na2CO3＋HCl=== NaCl＋NaHCO3 NaHCO3＋HCl=== NaCl＋H2O＋CO2↑
8. (1)产生大量白烟，放出热量 氧气被消耗，集气瓶内气体压强小于外界大气压 (2)装置的气密性良好(或红磷和铁粉除氧剂足量等合理即可) (3)实验2 反应后，实验1集气瓶中剩余氧气的体积分数为8.6%，而实验2中集气瓶内的氧气几乎耗尽 (4)能够和氧气反应、生成物不影响测定结果(合理即可) (5)2NaOH＋CO2=== Na2CO3＋H2O
(6)用冰水冷却集气瓶，打开K(合理即可)
9.(1)增大反应物间的接触面积，加快反应速率 (2)将酒精灯换为酒精喷灯(合理即可) C＋2CuO 2Cu＋CO2↑ (3)不能 因为碳也可与氧气反应生成二氧化碳使澄清石灰水变浑浊 AB(4)在一定范围内，除味剂的质量越大，吸附效果越好 (5)颗粒的大小会影响吸附效果(合理即可)；用两个小烧杯各取10 mL 10%的红墨水溶液，然后分别加入5 g粉末状除味剂和5 g颗粒状除味剂，充分搅拌，观察并记录溶液褪色的时间(与猜想对应)
10. (1)纯碱(或苏打) NaHCO3＋HCl=== NaCl＋H2O＋CO2↑ (2)同时全部注入 (3)②等质量时，碳酸氢钠生成的二氧化碳更多 0.252 (4)①保持压强平衡，使稀盐酸能顺利滴下 (5)碳酸氢钠 压强越大，生成的二氧化碳越多。产生相同质量的二氧化碳，碳酸氢钠所需时间短 (6)碳酸钠和稀盐酸反应分步进行，首先是Na2CO3＋HCl=== NaHCO3＋NaCl，然后才是碳酸氢钠和稀盐酸的反应 (7)若立即产生大量气泡，则a是稀盐酸，b是碳酸钠溶液；若刚开始无明显现象，后随着b不断滴入产生较多气泡，则a是碳酸钠溶液，b是稀盐酸
11. 【实验一】(1)CaCO3＋2HCl=== CaCl2＋H2O＋CO2↑ (2)接近液面时鸡蛋表面的气泡逸散，鸡蛋受到的浮力减小(合理即可) 【实验二】(3)加快溶解速率，使蛋壳粉充分溶解 (4)蛋壳粉中部分CaCO3逐渐溶解，溶液中离子浓度增大 溶质溶解接近饱和，离子浓度基本不变 【实验三】(5)2NaF＋CaCO3=== CaF2↓＋Na2CO3 (6)打开开关，推动注射器活塞，松开后，若活塞回到原位，则说明气密性良好(合理即可) (7)鸡蛋壳中的碳酸钙和稀盐酸反应产生二氧化碳气体，瓶内压强增大(8)能 相同条件下，使用含氟牙膏处理后的鸡蛋壳反应生成的气体更少，压强更小，消耗掉的鸡蛋壳更少(合理即可)
12. (1)2H2O2 2H2O＋O2↑ 干燥O2 (2)C (3)过滤 带火星的木条复燃 不支持，向步骤二得到的固体再加入H2O2溶液，产生的气体能使带火星的木条复燃，说明CuO在反应前后化学性质不变，可证明猜想②成立 (4)①控制变量，保证各催化剂的质量相等 ②装置内压强过大，将橡皮塞冲开，锥形瓶内气体逸出，使压强变小 ③CuO
13. (1)气密性 (2)K1、K2 2NaOH＋CO2=== Na2CO3＋H2O (3)往烧杯中加入热水 O2、CO2 (4) Z 温度降低，呼出的水蒸气会部分凝结成液态水(5) ×100% ×100% (6)76.66%(7)错误 实验二中测得空气中水蒸气的体积分数为1.98%，其值大于空气中其他气体和杂质的体积分数0.03%，说明教材中空气成分测定的是干燥空气
14. (1)CaCO3 ＋ 2HCl=== CaCl2＋H2O＋CO2↑(2)K1 K2、K3 将燃着的木条放在K1导管口处，若木条熄灭，则空气已经排尽 (3)小于 (4)吸收CO2中的HCl气体 偏小 (5)排水 15.7% (6)能 升温(或事先制成CO2的饱和溶液)
15. (1)瓶子变瘪，且比装水的瓶子更瘪 证明CO2与NaOH溶液发生反应 (2)BaCl2＋Na2CO3===BaCO3↓＋2NaCl CaCl2溶液与NaOH溶液反应可生成微溶的Ca(OH)2，无法判断溶液中是否含有Na2CO3 (3)红 Na2CO3溶液显碱性，也能使酚酞溶液变红 (4)Na2CO3＋H2O＋CO2=== 2NaHCO3 CO2与NaOH溶液反应是放热反应 (5)能量
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