某化学兴趣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-优题课

用图﹣1所示装置制取干燥的 $C O_{2}$ ，并对 $C O_{2}$ 的部分性质进行探究。

（1）装置A中发生反应的化学方程式为　　。

（2）①装置B中饱和 $NaHC O_{3}$ 溶液的作用是　　。

②装置C中试剂 $X$ 应该选用　　（填字母）。

a.稀 $H_{2} S O_{4}$

b.浓 $H_{2} S O_{4}$

c. $KOH$ 溶液

（3）收集 $C O_{2}$ 并验满。将集满 $C O_{2}$ 的锥形瓶与盛有足量 $NaOH$ 溶液的注射器和传感器密封连接，缓慢的将 $NaOH$ 溶液注入到锥形瓶中，采集信息形成图像。见图﹣2。

①检验装置D中 $C O_{2}$ 已经集满的方法是　　。

②随着反应的进行，锥形瓶中压强降低的原因是　　。

③反应结束后锥形瓶中的压强保持在 $40 kPa$ 说明　　。

（4）取2mL饱和澄清石灰水于试管中，用4mL蒸馏水稀释，向其中缓慢通入足量 $C O_{2}$ 。测定反应体系的电导率变化如图﹣3所示。（忽略反应前后溶液体积的变化）

【查阅资料】

材料一：溶液的导电能力越强，溶液的电导率越大。

材料二：单位体积溶液中某离子的个数越多，则该离子的浓度越大，溶液的导电能力越强。相同浓度的不同离子导电能力不同。

材料三： $Ca （ OH ）_{2}$ 溶于水能完全解离出 $C a^{2 +}$ 和 $O H^{﹣}$ 。

$CaC O_{3}$ 遇到溶有 $C O_{2}$ 的水时，能反应生成易溶于水的 $Ca （ HC O_{3} ）_{2}$ ， $Ca （ HC O_{3} ）_{2}$ 在水中能完全解离出 $C a^{2 +}$ 和 $HC O_{3}^{﹣}$ 。

①石灰水中通入 $C O_{2}$ 气体，溶液的电导率先逐渐降低的主要原因是　　。

②反应最终电导率的稳定值低于初始值的可能原因是　　、　　。

钱老师设计了如图1所示的数字化实验指导同学们对铜铁锈蚀进行探究。用铁粉和碳粉的均匀混合物模拟铁钉成分，用传感器测定试剂瓶内气体的相关数据。

可供选择的药品见表：

组别	药品
组别	铁粉/g	碳粉/g	水/滴	食盐/g	其他
一	5.0	0.1	0	0	干燥剂
二	5.0	0.1	10	0	无
三	5.0	0.1	10	1.0	无
四	5.0	0.1	0	1.0	无

（1）铁在空气中锈蚀生成铁锈。铁锈的主要成分是　　（填化学式）。

（2）在A、B两只试剂瓶中依次加入第一组和第二组药品进行实验。

①600s内A瓶中 $O_{2}$ 含量几乎不变，B瓶中不断减少。实验表明，铁在空气中锈蚀是铁和 $O_{2}$ 、　　发生了化学反应。

②将第二组药品中的水改为迅速冷却的沸水，且用量增多至足以完全浸没固体混合物。600s内B瓶中 $O_{2}$ 含量也略有减少，主要原因是　　。

（3）为探究食盐对钢铁锈蚀速率的影响，应选择的药品组别是　　（填序号）。

（4）在两只试剂瓶中均加入第二组药品，分别改用温度和湿度传感器测得结果如图2所示。瓶内湿度随时间增大（即水蒸气含量增大），根本原因是　　。

（5）请提出一种防止钢铁生锈的方法：　　。

在初中化学“金属的性质”中有如下实验：将无锈铁钉浸入 $CuS O_{4}$ 溶液，观察到铁钉表面出现红色物质。研究性学习小组对其展开了进一步探究。

【提出问题】 $Al$ 和 $CuS O_{4}$ 溶液也能发生化学反应吗？

（1）预测 $Al$ 能和 $CuS O_{4}$ 溶液反应，理由是　　。

【进行实验】将一端缠绕的铝丝浸入 $CuS O_{4}$ 溶液（如图），观察现象。

（2）铝丝表面未出现红色物质，原因是　　。

【实验改进】用砂纸将铝丝表面打磨光亮，将其浸入 $CuS O_{4}$ 溶液，观察现象。

（3）填写实验报告单：

序号	实验现象	结论与解释
1	铝丝表面有少量气泡；铝丝周围出现蓝绿色物质	$CuS O_{4}$ 溶液呈弱酸性，与 $Al$ 反应产生的气体是　　，蓝绿色物质成分待探究
2	24h后，铝丝仍光亮； 48h后，铝丝表面出现少量红色物质	红色物质是　　，说明 $Al$ 能和 $CuS O_{4}$ 溶液反应，但反应较慢
③	铝丝周围溶液逐渐变成无色，铝丝以下溶液仍为蓝色；两层溶液界面清晰	反应生成的 $A l_{2} （ S O_{4} ）_{3}$ 为无色； $A l_{2} （ S O_{4} ）_{3}$ 溶液的密度　　（填“＞”或“＜”） $CuS O_{4}$ 溶液

【深入探究】为研究上述异常现象，同学们查阅了相关资料，继续开展探究。

资料：① $C u_{2} （ OH ）_{2} S O_{4}$ 呈蓝绿色，不溶于水；

② $C l^{﹣}$ 可加快铝丝和其他物质的反应速率。

（4）取出铝丝，将试管中的混合物分离得到蓝绿色固体。加入稀硫酸，固体溶解形成蓝色溶液，该反应的化学方程式为　　。

（5）欲加快 $Al$ 和 $CuS O_{4}$ 溶液的反应，可加入的物质是　　（填一种即可）。

【拓展应用】通过探究，同学们提出了铝制品使用的注意事项。

（6）下列食品不能长时间用铝制炊具盛放的是　　（填序号）。

A．	食醋
B．	食用油
C．	面粉
D．	咸菜

张老师在课堂上做了这样一个实验：往半瓶矿泉水中加入一片维C泡腾片，立即产生大量气泡，片刻成为一瓶可口的饮料。同学们对此产生了极大的兴趣，在张老师的指导下进行了如下的探究：

【提出问题】该气体的成分是什么？

【查阅资料】维C泡腾片是一种保健药品，其主要成分有维生素C（ $C_{6} H_{8} O_{6}$ ）、碳酸氢钠（ $NaHC O_{3}$ ）和柠檬酸（ $C_{6} H_{8} O_{7}$ ），柠檬酸是一种酸。

【提出猜想】甲同学根据质量守恒定律认为该气体可能是 $C O_{2}$ 、 $CO$ 、 $H_{2}$ 、 $O_{2}$ 中的一种或几种，而乙同学还从保健药品安全角度考虑，由于 $CO$ 、 $H_{2}$ 属于易燃易爆气体，且　　（填“ $CO$ ”或“ $H_{2}$ ”）有毒，所以不可能含有 $CO$ 和 $H_{2}$ ，认为该气体只可能是 $C O_{2}$ 、 $O_{2}$ 中的一种或两种。

【进行实验】丙同学将产生的气体通入澄清石灰水中，观察到澄清石灰水变浑浊。丁同学用带火星的木条检验该矿泉水瓶内的气体，没有观察到带火星的木条复燃。

【得出结论】根据丙同学和丁同学的实验，张老师组织学生讨论后认为：由丙同学的实验可知，该气体中肯定含有 $C O_{2}$ ，此过程中反应的化学方程式为　　；由于同学的实验不能确定该气体中是否含有 $O_{2}$ ，理由是　　。根据有关资料和实验证明，该气体中只含 $C O_{2}$ 。

【拓展延伸】为了测定某维C泡腾片中碳酸氢钠的含量，张老师引导学生设计了如下实验装置（仪器固定装置及止水夹等均已略去）并进行实验。有关实验数据为：维C泡腾片2片（每片维C泡腾片的质量为4.00g），盛有碱石灰（碱石灰是一种干燥剂，可吸收 $C O_{2}$ 气体和水蒸气）的干燥管a质量增加了0.88g。

（1）碳酸氢钠（ $NaHC O_{3}$ ）俗称　　，可与酸反应产生二氧化碳。 $NaHC O_{3}$ 与稀盐酸反应的化学方程式为　　。

（2）该实验中维C泡腾片反应完毕后通入空气的目的是　　；装置中干燥管b的作用是　　。

（3）根据实验数据，可计算出该维C泡腾片中碳酸氢钠的含量为　　。

（4）如果撤去装置中盛有浓硫酸的洗气瓶，则测定结果　　（填“偏高”“偏低”或“无影响”）

化学药品在实验室中若保存不当，可能会发生变质，某学校化学实验活动小组的同学们为了探究实验室中久置的氢氧化钠固体药品的成分，进行了下列有关实验。

【猜想与假设】

久置的氢氧化钠固体的成分有下面3种可能情况：

猜想一：只有氢氧化钠

猜想二：　　

猜想三：只有碳酸钠

【实验探究】

实验方案	实验现象	结论
称取 $m$ 克固体放入试管中，加蒸馏水完全溶解，然后滴加足量的 $BaC l_{2}$ 溶液		猜想一不成立

为了进一步验证是猜想二还是猜想三成立，活动小组的同学们又提出了一个定量实验方案。

实验如下：将反应后的物质过滤、洗涤、干燥，称得沉淀的质量为 $n$ g（忽略操作过程中物质的损失）。若猜想二成立，则 $n$ 的取值范围是　　。

【反思与交流】

氢氧化钠暴露在空气中容易变质，其主要原因是　　（用化学方程式表示），因此实验室中氢氧化钠固体必须密封保存。