小冉和小海两位同学在实验室中进行化学实验。小冉将CO2通入澄-优题课

一种名为"污渍爆炸盐"的洗涤产品能高效去除衣物上的顽固污渍，某校化学研究性学习小组的同学在老师的指导下对该产品开展了以下探究活动．

【查阅资料】
"污渍爆炸盐"的主要成分是过碳酸钠（相对分子质量为122），它是一种白色固体粉末，易溶于水且能与水反应生成一种碳酸盐和一种强氧化性的物质，是当前使用最为广泛的洗涤助剂之一．
【实验探究一】过碳酸钠的化学组成
为探究过碳酸钠的化学组成，同学们设计了以下实验，请按要求完成表格内容：

序号	实验步骤	实验现象	实验分步结论（或解释）
①	向盛有过碳酸钠固体的试管中加入适量水	固体溶解
②	向序号①的所得溶液中加入适量的二氧化锰粉末	有大量气泡产生
③	将带火星的木条置于试管口	木条复燃	序号②试管中产生的气体是；过碳酸钠溶于水能生成（填化学式）．
④	取序号③试管中的上层清液加入氯化钙溶液	产生白色沉淀	反应的化学方程式．
实验小结	过碳酸钠的化学式是；过碳酸钠与水反应的化学方程式是．

【实验探究二】：过碳酸钠含量测定
老师给同学们一份含碳酸钠杂质的过碳酸钠样品（不含其它杂质），要求设计方案测定该样品中过碳酸钠的含量，同学们经讨论设计了如图所示的实验装置．图中装置B盛装氢氧化钠溶液、C盛装澄清石灰水、D盛装浓硫酸，E、F均装入干燥的碱石灰（主要成分：氧化钙和氢氧化钠的固体混合物；可吸收二氧化碳和水蒸气）．
（1）首先关闭活塞K、K₂，打开活塞K₁、K₃、K₄，通入一段时间的氮气排出锥形瓶中的空气，此时装置B的作用是；
（2）依次关闭活塞K₁、K₃、K₄，打开活塞K₂、K，此时锥形瓶中反应生成的气体是，E中装入碱石灰的作用是，反应完全后关闭活塞K，再次打开活塞K₁通入氮气的作用是；
（3）同学们根据E装置在测定前后的质量差计算出了样品中过碳酸钠的含量．装置F的作用是，如不连接装置F，测定的过碳酸钠含量会（填"偏高"或"偏低"）．

某同学发现，上个月做实验用的氢氧化钠溶液忘记了盖瓶盖。对于该溶液是否变质，同学们提出了如下假设:
【猜想】猜想一：没有变质；猜想二：部分变质；猜想三:①。
【查阅资料】 $N a_{2} C O_{3}$ 溶液呈碱性。
【进行实验】对猜想二进行验证。

实验步骤

实验现象

结论

取少许该溶液于试管中，滴
入适量的②溶液。

③

猜想二正确

静置上述溶液，取上层清液少许于另一支试管中，滴入几滴

④溶液

⑤

写出现象③的化学方程式⑥。
【反思】氢氧化钠溶液必须密封保存。
氢氧化钠溶液变质的原因（用化学方程表示）⑦。

研究性学习小组测定实验室里一瓶久置的 $N a O H$ 固体是否变质．
【提出问题】 $N a O H$ 固体是否变质？
【猜想与假设】猜想1：没变质，全部是 $N a O H$ ；
猜想2：全变质，全部是 $N a_{2} C O_{3}$
猜想3：部分变质，既含有 $N a O H$ ，又含有 $N a_{2} C O_{3}$ ；
【设计方案并进行实验】请你与他们一起完成，并回答所给问题．

实验步骤	实验现象	实验结论
①称取上述固体样品8g溶于100mL水配成溶液，向溶液中滴加过量的氯化钙溶液充分反应后，静置．		说明久置固体中，一定含有 $N a_{2} C O_{3}$
②用玻璃棒蘸取少量①中的上层清液滴在pH试纸上，与标准比色卡对比，测出pH	pH=10	说明固体中，还一定含有　（填化学式）．

上述步骤①中，滴加过量氯化钙溶液的目的是　【实验结论】通过实验，说明上述猜想中　　是正确的．
【拓展】
（1）为测定出该 $N a O H$ 固体的变质程度，继续将上述白色沉淀过滤、洗净、干燥，称得其质量为2g，则固体样品中 $N a O H$ 的质量分数为　（假定试剂中无其它杂质）．
（2）要除去氢氧化钠中含有的碳酸钠，所用的方法（用化学方程式表示）　

【反思】通过探究，实验室中的氢氧化钠应密封保存．

世界上每年因锈蚀而报废的金属设备和材料，高达产量的20%～40%，某实验小组对铁的燃烧和锈蚀进行如下探究

探究一：铁丝燃烧
如图1所示，取3根粗细、长度均相同的光亮细铁丝，将其中两根分别盘成螺旋状，在每根铁丝一端系上粗铜丝，另一端系一根火柴杆，点燃火柴杆待快燃尽时，分别插入充满氧气的集气瓶中，观察到：观察到：Ⅰ、Ⅱ中铁丝都剧烈燃烧，且Ⅱ中铁丝燃烧比I中的更剧烈；Ⅲ中铁丝没有燃烧．
（1）集气瓶中加入少量水的作用：．
（2）为什么Ⅲ中铁丝不能燃烧．
（3）分析Ⅱ中铁丝燃烧比Ⅰ中更剧烈的原因．
探究二：铁粉腐蚀的条件
如图2所示，将包有样品的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上，迅速塞紧，观察到量筒内水沿着细导管慢慢进广口瓶（容积为146mL）．当温度恢复至室温，且量筒内水面高度不变时读数（此时瓶内氧气含量近似为零）．记录起始和最终量筒的读数以及所需时间如下表．

序号	样品	量筒起始读数/mL	量筒最终读数/mL	所需时间 /min
1	1g铁粉、0.2g碳和10滴水	100	72	约120
2	l　g铁粉、0.2g碳、10滴水和少量 $N a C l$	100	72	约70
3		\	\	\

（4）金属腐蚀的过程实际上就是金属元素化合价（填"升高"或"降低"）的过程．
（5）实验①和②说明NaCl可以（填"加快"或"减慢"）铁锈蚀的速率．
（6）实验开始后，广口瓶内温度有所上升，说明铁的锈蚀过程是（填"放热"或"吸热"）过程．
（7）实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响，请在表格空白处填写实验③的样品组成是．
（8）该装置还可用于测量空气中氧气的含量，根据上述数据计算氧气的体积含量是%（精确到小数点后1位），试分析该实验结果出现误差的原因（写任意一条即可）

$c g$ $H_{2}$ 定性和定量结合既是化学的重要思想，也是研究物质组成的重要方法。某研究性学习小组为检测实验室用 $H_{2}$ $C u$ 还原 $C u O$ 所得红色固体Cu中是否含有 $C u_{2} O$ （红色），进行了认真的研究。请你一起踏上探究之路，回答下列问题。
【查阅资料】①无水 $C u S O_{4}$ 遇水变蓝 ②高温灼烧 $C u O$ 生成 $C u_{2} O$ 和 $O_{2}$ ③ $C u_{2} O$ 与稀 $H_{2} S O_{4}$ 反应： $C u_{2} O + H_{2} S O_{4} = C u + C u S O_{4} + H_{2} O$ 【设计实验方案】
方案1取该红色固体加入适量稀 $H_{2} S O_{4}$ ，实验现象为，结论为红色固体中含有 $C u_{2} O$ ．
方案2装置如图所示，拟通过干燥管中 $C u S O_{4}$ 变蓝来判断红色固体是否含有 $C u_{2} O$ ．

（1）为确保探究的科学、合理、安全．实验中还应采取的措施有；（填序号）
①加热前先排尽装置中的空气
②在氢气发生器与硬质玻璃管之间加一个干燥装置
③在盛有 $C u S O_{4}$ 的干燥管后再连接一个装有浓 $H_{2} S O_{4}$ 的洗气瓶
（2）由方案2实验后得出结论：红色固体中含有 $C u_{2} O$ ．写出红色固体 $C u_{2} O$ 与 $H_{2}$ 反应的化学方程式

方案3 称得干燥坩埚（常用于固体加热的容器）的质量为 $a g$ ，取红色固体置于坩埚中称得总质量为 $b g$ ，在空气中高温灼烧至质量恒定，称得最后坩埚与固体总质量为cg．
（1）该实验方案最少得进行次称量；
（2）若确认红色固体中含有 $C u_{2} O$ ，则c与a，b应符合的数学关系式为．