明矾化学式为KAl(SO4)2·12H2O是一种常用的净水剂-优题课

小张同学得知我国早在西汉时期，就能利用铁单质与硫酸铜溶液反应制取铜，其反应的化学方程式为．他利用硫酸铜进行趣味实验，将浸泡了色硫酸铜溶液的滤纸在酒精灯火焰上点燃，观察到滤纸颜色变白，由湿变干后燃烧．在燃烧后的灰烬中出现红色固体．他很好奇，进行了相关探究，请你参与并填写有关空白．
【提出问题】
红色固体是什么物质？它是如何产生的？
【查阅资料】
（1）温度达200℃时， $C u S O_{4}$ 开始分解生成 $C u O$ 和另一种氧化物；此反应前后各元素的化合价保持不变．
（2）温度超过1000℃， $C u O$ 才分解生成氧化亚铜（ $C u_{2} O$ ）； $C u_{2} O$ 呈红色．
【作出猜想】红色固体①可能是 $C u$ ；②也可能是 $C u_{2} O$ ；③还可能是的混合物．
【实验探究】
（1）取红色固体观赏，呈亮红色；
（2）取少量红色固体于试管中，加入稀硫酸，固体不溶解，溶液仍为无色．
【分析推理】
（1）请教老师后得知，如有 $C u_{2} O$ 存在，加入稀硫酸会发生如下反应： $C u_{2} O + H_{2} S O_{4} = C u S O_{4} + C u + H_{2} O$ 结合实验探究的现象，确定亮红色固体为，同时也说明滤纸燃烧时的温度低于（填序号）
A.200℃ B.1000℃
（2）滤纸主要是由碳、氢、氧三种元素组成的，经分析，产生红色固体的原因可能是滤纸在燃烧过程中产生的碳与分解产生的 $C u O$ 发生反应，生成亮红色固体和二氧化碳，请写出该反应的化学方程式．
【交流讨论】
（1）将浸有硫酸铜溶液的滤纸点燃，刚开始不能燃烧，是因为．
（2）此实验中， $C u S O_{4}$ 受热分解生成 $C u O$ 和（填化学式）．

某化学兴趣小组的同学在整理学校实验时，发现了一瓶标签中化学式已破损（如图所示）但未变质的无色溶液，他们对这瓶无色溶液产生了兴趣．经过询问实验老师得知，这瓶无色溶液的溶质应该是碳酸钠、氯化钠、硫酸钠、氢氧化钠中的一种．请你与他们一起对这瓶溶液的溶质成分进行探究．
【提出问题】这瓶无色溶液溶质成分是什么？
【提出假设】①碳酸钠（ $N a_{2} C O_{3}$ ）②硫酸钠（ $N a_{2} S O_{4}$ ）③氯化钠（ $N a C l$ ）④氢氧化钠（ $N a O H$ ）
【查阅资料】硫酸钠、氯化钠的溶液呈中性，碳酸钠、氢氧化钠的溶液呈碱性．
【讨论交流】为了确定该瓶溶液溶质的成分，首先他们根据标签上物质元素组成的特点，认为该瓶溶液不可能是溶液和　溶液．
【实验探究】

实验操作	实验现象
取少量样品溶液于试管中，滴加稀盐酸	产生大理气泡

【实验结论】通过对上述实验现象的分析，你认为假设　（填序号）成立．写出该实验操作中化学反应的方程式：．
【反思拓展】通过上述【讨论交流后】后，排除了四种假设物质中的两种．请你根据查阅资料所获取的知识，再举一例判定两种假设物质的实验方法　，则该物质是碳酸钠　．

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．

实验序号	水样（稍浑浊）体积（mL）	实验操作	观测时间	实验现象
①	20	向水样中加入KCl溶液	5分钟	仍浑浊
②	20	向水样中加入Na₂SO₄溶液	5分钟	仍浑浊
③	20	向水样中加入Al₂(SO₄)₃溶液	5分钟	变澄清
④	20	向水样中加入AlCl₃溶液	5分钟	变澄清