实验室用溶质质量分数为10%氢氧化钠溶液进行水的电解实验．实-优题课

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．

化学兴趣小组的同学对"影响金属与盐酸反应的剧烈程度的因素"进行了探究
【提出问题】金属与盐酸反应剧烈程度受哪些因素的影响？
【作出猜想】a、可能与金属本身的性质有关
b、可能与盐酸的浓度有关
【设计探究】实验所用金属均已用砂纸打磨．
实验（1）为探究猜想a，小组同学分别在两支试管中放入相同质量的锌片和铁片，然后分别加入相同尝试和质量的稀盐酸，观察到放锌片的试管中立即产生大量气泡，放铁片的试管中只产生少量气泡，发生反应的化学方程式有．
从实验现象可判断：金属活动性 $Z n$ $F e$ （填"＜""=""＞"）．
得出结论：金属与盐酸发生反应的剧烈程度与金属本身性质有关，金属的活动性与反应的剧烈程度的关系是．
实验（2）为探究猜想b，小组同学设计如图的装置进行实验，其中注射器的作用是．所用药品，实验数据如下表：

实验编号	选用金属（均取2g）	盐酸质量分数（均取50mL）	每分钟产生氢气的体积/mL
1分钟	1﹣2分钟	2﹣3分钟	3﹣4分钟	4﹣5分钟	前5分钟共收集气体
Ⅰ	锌片	15%	2.9	16.9	11.0	9.2	7.6	48.5
Ⅱ	锌片	5%	1.6	8.4	5.9	4.8	3.7	24.4

得出结论：金属与盐酸发生反应的剧烈程度与盐酸的浓度有关，其关系是．
【反思评价】根据表一中实验Ⅱ数据分析，请描述锌与盐酸发生反应快慢的变化情况并解释原因
通过以上探究，你认为金属与盐酸反应的剧烈程度可能还受哪些因素的影响（写一条即可）．
【拓展延伸】很多金属不仅能与酸反应，也能与盐酸溶液反应，现将a g铁钉投入到 $C u S O_{4}$ 溶液中，反应一段时间后，将固体取出洗净、烘干，称重为b g，则生成铜的质量为　．