同学们用Na2CO3溶液和浓HCl来研究简易灭火器的反应原理-优题课

分类是研究物质的一种重要方法，同类物质具有相似的化学性质。学习完二氧
化碳的性质后，某化学兴趣小组的同学发现氢氧化钾与氢氧化钙的组成相似，设计
实验探究二氧化碳能否与氢氧化钾发生反应。
（1）实验准备
查阅资料：通常状况下，1体积的水约能溶解1体积二氧化碳。
（2）实验过程
【方案一】同学们取少量氢氧化钾溶液于试管中，向该溶液中通入二氧化碳气体，无明显现象。得出结论：二氧化碳不能与氢氧化钾发生反应。有的同学提出该结论不正确，理由是_______________________。
【方案二】在老师的帮助下，同学们利用下面的装置，通过实验证明二氧化碳与氢氧化钾确实发生了化学反应。

A B
分别取氢氧化钾和氢氧化钙溶液放入A、B中，
① 关闭K，通入二氧化碳，A、B中均无明显变化。B中盛放的溶液是_____。
② 打开K，继续通入二氧化碳。B中溶液变浑浊。B中反应的化学方程式为_____。
同学们依据上述实验现象，得出二氧化碳与氢氧化钾确实发生了化学反应。有同学
认为上述实验不足以证明二氧化碳和氢氧化钾发生了反应，其理由是_____。
③ 同学们用洗涤干净的上述装置重新实验，分别量取50 mL上述溶液放入A、B中，
关闭K，通入约500 mL二氧化碳，A、B中均无明显变化。此实验可以说明二氧化碳和氢氧化钾发生了反应，其理由是_____。
（3）实验反思
通过上述实验说明，对于没有明显现象的化学反应，可以从的角度证明反应的发生。

下图装置可以完成多个简单实验，具有药品用量少、实验现象明显、尾气不外逸等优点。
小资料：Na₂CO₃ + H₂SO₄=Na₂SO₄ + H₂O + CO₂↑；
氧化钙（俗称生石灰）与水反应放热。

（1）若甲中吸有浓氨水，乙中吸有无色酚酞溶液，将甲、乙中的液体同时挤出，一段时间后，观察到无色酚酞溶液变红，说明分子具有的性质是________。
（2）若甲中吸有水，乙中吸有稀硫酸，烧杯①中盛有用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花，烧杯②中盛有碳酸钠粉末。为了验证使石蕊变色的物质是碳酸而不是二氧化碳，应采取的实验操作是________。
（3）若先将甲中的液体挤出，观察到气球明显鼓起，一段时间后恢复原状；再将乙中的液体挤出，气球又明显鼓起。请将下表中的试剂补充完整。

	滴管甲	烧杯①	滴管乙	烧杯②
试剂	H₂O			MnO₂

气球鼓起是因为装置内气压增大，两次气压增大的原因依次是________。

根据下图回答问题。

（1）仪器a的名称是。
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为，所选用的收集装置是E或（填字母序号，下同）。
（3）实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式为，所选用的发生装置是。收集一瓶二氧化碳，将燃着的木条放在瓶口，若观察到________，说明瓶中已充满二氧化碳。

小丽对家中的家用制氧机产生了浓厚的兴趣。她通过阅读说明书了解到家用制氧机的工作原理如下：加压时，装填在制氧机内部的分子筛吸附空气中的氮气，制取高浓度氧气。减压时，分子筛将所吸附的氮气排放。整个过程中，分子筛并不消耗。小丽用这台家用制氧机制取并收集了一袋气体，带到实验室对其进行研究。

实验I：小丽欲通过以下实验验证所收集的气体是否为纯净的氧气。
【实验记录】

使用步骤	实验现象	化学方程式
取一只250mL的集气瓶，用排水法收集一瓶所带气体，然后把一小块燃着的木炭插入集气瓶中	木炭燃烧得更旺	化学方程式Ⅰ

表中，化学方程式Ⅰ是。
【实验结论】收集的气体是纯净的氧气。
【实验反思】老师指出上述实验并不能证明小丽所带来的气体一定是纯净的氧气。该实验不
能证明所收集气体为纯净氧气的原因是。
实验II：测定小丽所带气体中氧气的含量。
同学们在老师的指导下设计了如图所示装置，进行实验，并重复多次。

【实验记录】

实验操作	主要实验现象	实验结论及解释
①	检查装置的气密性		装置的气密性良好
②	加入药品，将装置连接固定
③	打开止水夹a和b，向A中缓慢鼓入一定量气体后关闭止水夹a和b	A中水进入到B中，B中水的体积为200mL。	收集200mL气体（由压强差引起的误差忽略不计）
④	用凸透镜聚光引燃白磷	燃烧，产生大量白烟
⑤	待白磷熄灭并冷却到室温，打开止水夹	现象Ⅰ	小丽收集的气体不是纯净的氧气

表中，现象I是。
白磷燃烧的化学方程式是。
【数据记录】

实验次序	1	2	3	4	5
B中剩余水体积/mL	100	42	39	41	38

【数据处理】在上表数据中，第1组数据偏差较大，存在明显误差，在数据处理时应删去。
小丽所带气体中氧气的体积分数为 %。
【实验反思】
（1）这台家用制氧机制氧气的过程发生的变化属于（填“物理变化”或“化
学变化”）。
（2）导致第1组数据产生较大误差的可能原因是。

某化学学习小组的同学围绕“澄清石灰水与碳酸钠溶液的反应”展开了如下探究活动。（1）该反应的化学方程式为________________________________。
（2）反应后溶液中的溶质是什么？同学们一致认为有以下三种情况：
①氢氧化钠和氢氧化钙；②氢氧化钠和碳酸钠；③_______________。
（3）小新取少量溶液于试管中，滴加过量稀盐酸，发现无气泡产生，说明情况_____（填序号）是不可能的。
为了进一步确定溶液的成分，同学们设计了如下实验方案：

实验步骤	现象	结论
		情况①正确

在同学们的合作下，他们顺利完成了探究任务。

方案	加入试剂	分离方法	方案评价
一	适量的 $C a (N O_{3})_{2}$ 溶液	过滤、蒸发结晶	（选填"可行"或"不可行"，下同）
二	适量的稀盐酸	蒸发结晶