【2015年四川省眉山市】下图是氧气的制取与性质实验装置图。-优题课

在七十五届联合国大会上，中国提出努力争取2060年前实现“碳中和”，实现二氧化碳的“零排放”。化学兴趣小组认为实验室可用氢氧化钠溶液吸收多余的二氧化碳，从而实现实验室二氧化碳的“零排放”。小组同学对吸收后溶液中溶质的成分产生兴趣并进行探究。

【提出问题】氢氧化钠溶液吸收二氧化碳气体后，溶液中溶质的成分是什么？

【查阅资料】

（1）CO₂与NaOH溶液反应会生成Na₂CO₃，当二氧化碳过量时，会继续反应生成NaHCO₃。

（2）NaHCO₃溶液呈弱碱性，一般不与CaCl₂溶液反应，与稀盐酸反应产生气体。

（3）CaCl₂溶液呈中性。

【作出猜想】

猜想①NaOH、Na₂CO₃

猜想②Na₂CO₃

猜想③Na₂CO₃、NaHCO₃

猜想④NaHCO₃

【实验与结论】

实验步骤	实验现象	实验结论
步骤一：取少量待测液于试管中，加入CaCl₂溶液	产生白色沉淀	猜想　　不成立
步骤二：另取少量待测液于试管中，加入过量CaCl₂溶液至不再产生沉淀，过滤，取少量滤液，向其中加入适量稀盐酸	气泡产生（填“有”或“无”）	猜想③不成立
步骤三：另取步骤二的少量滤液，向其中滴入2～3滴无色酚酞试液	试液变红	猜想　　成立

写出步骤一中反应的化学方程式　　。

【反思与交流】

反应物的量不同，可能导致生成物的种类不同。

【实验与结论】

实验步骤	实验现象	实验结论
步骤一：取少量待测液于试管中，加入CaCl₂溶液	产生白色沉淀，是因为碳酸钠和氯化钙反应生成白色沉淀碳酸钙和氯化钠，说明溶液中含有碳酸钠	猜想④不成立
步骤二：另取少量待测液于试管中，加入过量CaCl₂溶液至不再产生沉淀，过滤，取少量滤液，向其中加入适量稀盐酸	稀盐酸能和碳酸氢钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳，无气泡产生，说明溶液中不含有碳酸氢钠	猜想③不成立
步骤三：另取步骤二的少量滤液，向其中滴入2～3滴无色酚酞试液	试液变红，是因为除去碳酸钠后溶液中仍然含有氢氧化钠，氢氧化钠溶液显碱性，能使酚酞试液变红色，说明溶液中含有氢氧化钠	猜想①成立

步骤一中碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，反应的化学方程式：

学习小组同学在探究Cu、Al、Ag的活动性顺序时，做了如图两个实验，并由此展开了一系列学习探究活动。

【学习交流】

（1）实验中观察到，甲中铝丝表面附着一层　　色固体，乙中溶液颜色变为　　色。

（2）你认为通过上述实验　　（填“能”或“不能”）得出三种金属的活动性强弱。

【拓展探究】

上述实验后，同学们想进行废液的处理与回收，于是将甲、乙中的溶液倒入同一烧杯中，观察到混合溶液（即废液）澄清透明。同学们认为应该先确定废液中是否含有未反应完的CuSO₄和AgNO₃，为此，他们进行了实验并记录如下：

序号	实验操作	实验现象	实验结论
实验1	取少量废液于试管中，加入　　溶液	无明显现象	废液中没有AgNO₃
实验2	取少量废液于试管中，加入Ba（NO₃）₂溶液	产生白色沉淀	废液中含有未反应完的CuSO₄

【反思评价】

讨论后大家一致认为实验2所得结论不合理。你认为理由是　　（用化学方程式表示）。

【拓展应用】

同学们尝试从废液中回收铜，将过量铝粉加入废液中，充分反应后过滤，滤液中存在的金属阳离子是　　（写离子符号）。

3月16日，沙尘暴席卷我国西北地区，次日多地又遇到降雨。该地某校环境监测实践小组的同学们，对沙尘暴的成因、危害、成分、防护、治理以及雨水酸碱度的异常变化产生了浓厚的兴趣，在老师的指导下，他们紧急立项，开启了项目性学习的探究之旅。

任务一：监测沙尘暴的成因

同学们参与当地环境监测。他们在10米高台上，利用“风向风速器”，测得风速为10m/s时，有大量的沙尘被卷入空中，能见度迅速降低。引发这一自然现象的根本原因是

　　（写1条）。

任务二：分析沙尘暴的危害

当人暴露于沙尘天气中时，含有各种有毒的化学物质、病菌等的尘土可进入到口、鼻、眼、耳中引发各种疾病。除此之外沙尘暴还会产生的危害是　　（写1条）。

任务三：探究沙尘暴的成分

【信息检索】我国西北地区，含有大量钠盐的干涸盐湖和盐碱地总面积约有50万平方公里，为沙尘暴的形成埋下隐患。

【猜想假设】此次沙尘暴中可能含有碳酸钠等碱性物质。

【进行实验】取少量盐碱地的土壤与蒸馏水按1：5的质量比在烧杯中混合，充分搅拌后静置，取上层清液，用如图装置完成如下实验。

项耳	实验步骤	实验现象	实验结论
方案	①挤压胶头滴管a，滴入	产生白色沉淀	沙尘暴中含有Na₂CO₃，不含NaOH
方案	②挤压胶头滴管b，滴入几滴酚酞溶液	酚酞溶液不变色	沙尘暴中含有Na₂CO₃，不含NaOH

【反思评价】

（1）步骤①中发生反应的化学方程式为　　。

（2）自然界的土壤中通常不含NaOH，理由是　　。

（3）若加入的X是　　（填化学式），则只能证明沙尘暴中含有Na₂CO₃，而不能确定是否含有NaOH。

任务四：评价雨水pH异常的原因

【数据监测】小组同学在老师的帮助下，从环保部门获得了当地雨水的pH数据。

测定时间	3月5日	3月17日	3月28日	3月31日
pH	5.57	5.73	5.60	5.59

【表达交流】3月17日，雨水pH出现异常的原因是　　。

【检查进度】该项目性学习还没有进行的探究项目是　　。

因发现青蒿素而获诺贝尔奖的科学家屠呦呦还发现了双青蒿素，查阅资料可知，双青蒿素由碳、氢、氧三种元素组成。为测定双青蒿素中碳、氢、氧三种元素的质量比。兴趣小组进行了以下探究。

【设计实验】兴趣小组设计并进行了如图一所示的实验。（装置气密性良好）

将7.1g双青蒿素放在装置C的玻璃管中，燃烧至无固体灰分残留。

（1）装置A、B中盛放的试剂分别是　　（填序号）。

①足量NaOH溶液、足量浓硫酸

②足量浓硫酸、足量NaOH溶液

（2）装置F可吸收从装置E的气流中带出来的少量水蒸气，生石灰与水蒸气发生反应的化学方程式是　　。

【记录数据】加热前，先通入空气一段时间，再称量装置D的质量、装置E和F的总质量（反应前的质量）。双青蒿素完全反应后，停止加热，继续通入空气一段时间，再次称量装置D的质量、装置E和F的总质量（反应后的质量），实验数据如表所示。

装置	反应前的质量/g	反应后的质量/g
D	74.7	80.1
E和F	80.3	96.8

【实验结论】（3）根据表中数据分析，双青蒿素中碳、氢、氧三种元素的质量比是　　。

【拓展分析】（4）双青蒿素分子中碳、氢、氧三种原子的个数比是　　。

【实验反思】（5）实验过程中，加热前要先通入空气一段时间，该操作的作用是　　。

（6）有同学建议，为使实验结果更准确，需要在装置C和D之间增加图二所示的装置，其目的是　　。

兴趣小组的同学为探究在空气中久置的某氢氧化钠样品是否变质，设计了如图所示的A、B、C、D四组探究实验。

【查阅资料】氯化钙、氯化钡溶液都呈中性。

【实验探究】取适量该氢氧化钠样品，加足量的水溶解，将得到的溶液分别加入到四支试管中，再向四支试管中分别加入稀盐酸（足量）、酚酞试液、氢氧化钙溶液、氯化钙溶液，如图所示。

【分析与结论】（1）上述四组实验中不能达到实验目的的是　　（填字母序号）。

（2）实验A中，观察到　　的现象，说明该氢氧化钠样品已经变质。

（3）实验D中，证明该氢氧化钠样品已经变质的反应的化学方程式是　　。

【继续探究】实验结束后，同学们将四支试管中反应后的混合物全部倒入一个洁净的大烧杯中（如图），充分搅拌、静置，观察到烧杯内上层清液呈红色，下层有白色沉淀。

【提出问题】上层清液呈红色，说明溶液呈碱性。上层清液中呈碱性的物质是什么？

【猜想与假设】上层清液中呈碱性的物质可能是碳酸钠、氢氧化钙和　　三种物质中的一种或两种。

【设计实验】取少量烧杯中的上层清液于试管中，加入过量的氯化钡溶液，观察现象。

【现象与结论】

预测现象

结论

①若有白色沉淀生成，溶液呈红色

上层清液中呈碱性的物质是

②若无沉淀生成，溶液呈红色

上层清液中呈碱性的物质是氢氧化钙。

【实验反思】同学们认为上述预测现象②所得结论不严密，原因是　　。