某实验小组的同学用氢氧化钙和盐酸进行酸碱中和的实验时，向烧杯-优题课

某实验小组对实验室制取氢气的反应原理进行探究。
【知识回顾】能产生氢气的化学反应有： ①水电解 ②活泼金属与酸反应
【讨论交流】反应①的化学方程式；同学们讨论后认为该反应不适用于实验室制取氢气。
【实验探究】为了探究哪种物质更适合用于实验室制取氢气，大家设计了如下实验：

【分析与结论】填写实验报告。

实验	实验现象	实验结论
A	剧烈反应，迅速产生大量气泡，试管外壁	反应速率过快，气体不便收集，不能用于实验室制取氢气
B	缓慢产生少量气泡	反应速率过慢,不能用于实验室制取氢气
C	较快产生大量气泡，试管外壁发热

通过实验得出，适合实验室制取氢气的化学反应方程式为；
【知识拓展】（1）确定实验室制取气体的反应原理时，要考虑诸多因素，如反应的快慢、收集的难易、等。
（2）用稀盐酸制取氢气时，制得的气体中可能会增加的杂质为。

厨房中有一包无标识的白色粉末，经初步认定可能是氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种。小明对白色粉末的成分进行了探究。
[查阅资料]碳酸钠俗称、苏打，碳酸氢钠俗称小苏打，两者都属于（选填“酸”、“碱”、“盐”)，都能溶于水，且水溶液都呈碱性。
[实验探究]小明取适量白色粉末，配制成溶液，按表中所示实验方案进行探究。

实验步骤	实验内容	实验现象	实验结论
1	取少量溶液，滴加无色酚酞溶液	溶液变红色	白色粉末肯定不是
2	取少量溶液，滴加稀盐酸
3	取少量溶液，滴加澄清石灰水	产生白色沉淀

（1）请完成表中空格。
（2）实验步骤2中可能发生反应的化学方程式为(写出一个即可)。实验步骤3中白色沉淀的成分是（填写化学式）。
[实验反思]小明实验后发现上述实验方案并不能确定白色粉末的组成。经老师指导后，小明再取少量配制的溶液滴加氯化钙溶液，没有观察到明显现象，则该白色粉末是。

(10分)某兴趣小组对物质的性质和成分进行相关探究。
（1）常见金属活动性顺序如下，填写相应的元素符号：

金属活动性由强逐渐减弱某同学用硫酸铜溶液把"铁刀变成铜刀"，其反应的化学方程式为，该反应的基本反应类型为。
（2）兴趣小组同学用氧化铜与足量的炭粉利用图甲所示的装置进行实验，对生成气体的成分进行探究。

甲
[提出问题]生成的气体中是否含有一氧化碳?
[实验与讨论]
①打开 $K$ ，缓缓通入干燥的氮气一段时间。
②关闭 $K$ ，加热至一定温度使之反应，用气囊收集气体样品。
③除去气体样品中的二氧化碳，并将剩余气体收集在集气瓶中，下列装置中最为合理的是。

[实验求证]
将除尽二氧化碳后的气体样品干燥，仍然用图甲所示的装置进行实验， $A$ 中的固体应选用，B中溶液为澄清石灰水，若 $A$ 中黑色固体出现了红色， $B$ 中澄清石灰水，可说明气体样品中含有一氧化碳。
[实验反思]
炭粉还原氧化铜的实验中，若生成的气体中含有一氧化碳，则反应时消耗碳、氧元素的质量比(填"大于"、"等于"或"小于")3∶8。

实验室中的药品一般要密封保存，否则可能会与空气接触而变质。某研究性学习小组的同学对实验室里久置于空气中变质的过氧化钠（ $N a_{2} O_{2}$ )固体的成分进行探究。
[查阅资料]

（1） $N a_{2} O_{2}$ 的化学性质很活泼，能与水、二氧化碳反应，相关反应的化学方程式为： $2 N a_{2} O_{2} + 2 H_{2} O = 4 N a O H + O_{2} ↑$ $2 N a_{2} O_{2} + 2 C O_{2} = 2 N a_{2} C O_{3} + O_{2} ↑$

（2） $C a C l_{2}$ 溶液为中性
[猜想]I：固体为 $N a_{2} O_{2}$ 、 $N a O H$ 、 $N a_{2} C O_{3}$ 的混合物
Ⅱ：固体为 $N a O H$ 和 $N a_{2} C O_{3}$ 的混合物
Ⅲ：固体为 $N a O H$

Ⅳ：固体为 $N a_{2} C O_{3}$
[实验探究]

实验操作	实验现象	实验结论
①取少量固体于试管中，加水振荡，直至完全溶解		猜想I不成立
②取少量①的溶液于试管中，滴加 $C a C l_{2}$ 溶液至过量		证明有 $N a_{2} C O_{3}$ 存在
③		证明有 $N a O H$ 存在
综合以上实验现象，说明猜想Ⅱ是成立的。

[反思评价]

（1）实验操作②中反应的化学方程式为

（2）实验操作②中"滴加 $C a C l_{2}$ 溶液至过量"的目的是

为探究气体 $X$ 的组成，某兴趣小组进行图12所示实验（固定装置未画出）。
【资料在线】
（1）加热条件下，气体 $X$ 能与氧化铜反应生成铜、水和氮气。
（2）碱石灰为固体氢氧化钠和氧化钙的混合物，不与气体 $X$ 反应。无水氯化钙可吸收气体 $X$ 。
（3）本实验条件下，氮气密度为 $1.15 g / L$ ，装置内空气中的水与二氧化碳对相关数据测定的影响可忽略不计。
【实验步骤】
（1）连接仪器，并检查装置气密性。
（2）取一定量氧化铜，准确称得其质量为2.40 $g$ 。
（3）按图12所示装入药品，测量并记录相关数据Ⅰ（见表1）。
（4）连接 $A, B, C$ 装置，将气体 $X$ 缓缓通入一段时间后，连接上 $D$ 装置，读数后开始加热。当 $A$ 装置中氧化铜反应完全，停止加热，继续通入气体 $X$ 至玻璃管冷却，再次测量并记录相关数据Ⅱ（见表1）。
【实验装置】

【相关数据】

数据编号测量项目	Ⅰ	Ⅱ
玻璃管（含药品）的质量/ $g$	52.40	51.92
B装置（含药品）的质量/ $g$	102.00	102.54
氮气的体积/ $m l$	/	243.5

【回答问题】
（1） $B$ 装置中氧化钙吸水的原理为（用化学方程式表示）。
（2）实验过程中，当观察到，说明氧化铜已反应完全，停止加热，继续通入气体 $X$ 至玻璃管冷却的目的是。
（3）分析实验测量的数据，生成水的质量为 $g$ ，氧化铜中氧元素的质量为 $g$ 。由此推知，气体 $X$ 中一定（填"有"或 "没有"）氧元素。
（4）通过计算推导出气体 $X$ 的化学式。