Question

（8分）小明買(mǎi)了一種“汽泡爽”的沖調(diào)飲料。小明觀察了飲料說(shuō)明后，他借助化學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法，探究“汽泡爽”產(chǎn)生氣體的成分，以及加水溫度對(duì)產(chǎn)生氣體量的影響。

【飲料說(shuō)明】①主要原料：檸檬酸（C₆H₈O₇）和小蘇打（NaHCO₃）；

②使用說(shuō)明：將一包“汽泡爽”粉末倒入玻璃杯中，加入200 mL冷水，看到有大量氣泡快速生成，待粉末完全溶解，就得到一杯果味飲料。

【實(shí)驗(yàn)一】探究“汽泡爽”產(chǎn)生氣體的成分。

（1）小明閱讀資料發(fā)現(xiàn)：“汽泡爽”原料中的檸檬酸（C₆H₈O₇）和小蘇打（NaHCO₃）粉末混合后加水，可以發(fā)生以下反應(yīng)，填寫(xiě)生成氣體的化學(xué)式。

3NaHCO₃ + C₆H₈O₇ ="===" C₆H₅O₇Na₃ +  3H₂O  + 3         ↑  

（2）為了檢驗(yàn)該氣體，小明選擇的試劑是                  。寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________________________________________。

【實(shí)驗(yàn)二】探究加水溫度對(duì)產(chǎn)生氣體量的影響。

（1）小明先用冷水和熱水各沖了一杯飲料，品嘗時(shí)發(fā)現(xiàn)冷水沖的飲料中氣泡較多，熱水沖的飲料中氣泡較少。當(dāng)他搖動(dòng)杯子時(shí)，發(fā)現(xiàn)有大量氣泡從水中逸出。他查閱資料發(fā)現(xiàn)：隨著溫度升高，氣體在一定量的水中溶解的量會(huì)迅速降低。于是小明設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案，請(qǐng)?zhí)顚?xiě)表中空白。

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	加入水的體積	加入水的溫度	收集到的氣體的體積
1	200 mL	15℃	a（待記錄）
2		50℃	b（待記錄）

（2）在老師的幫助下，小明采用相同的兩套實(shí)驗(yàn)裝置（如下圖）分別完成上述實(shí)驗(yàn)，在A中加入水，再加入一袋“汽泡爽”，迅速塞緊膠塞。量筒C用于收集A中產(chǎn)生的氣體所排出的液體，冷卻至室溫后讀取數(shù)據(jù)。B中油層的作用是         。

A      B    C

（3）通過(guò)實(shí)驗(yàn)，小明測(cè)得：a =" 64" mL，b =" 132" mL，由此獲得結(jié)論：“汽泡爽”產(chǎn)生氣體的量與加水溫度有關(guān)系。但是老師看到小明的實(shí)驗(yàn)報(bào)告后卻指出：兩套裝置中，“汽泡爽”產(chǎn)生氣體的總量應(yīng)該近似相等，與溫度關(guān)系不大，其本質(zhì)原因是                   。

（4）通過(guò)反思，為了證明老師的觀點(diǎn)，小明繼續(xù)利用（3）中已反應(yīng)完的兩套裝置，又做了一步實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)兩套裝置最終收集到的氣體的總量確實(shí)相近，他的實(shí)驗(yàn)操作是        。

 

Answer 1

【答案】

【實(shí)驗(yàn)一】（1）CO₂     （2）澄清石灰水      CO₂+Ca（OH）₂="=" CaCO₃↓+H₂O

【實(shí)驗(yàn)二】（1）200 mL  （2）防止二氧化碳溶解在B裝置的水中

（3）依據(jù)反應(yīng)原理（化學(xué)方程式），一包“汽泡爽”產(chǎn)生氣體的量與反應(yīng)物（檸檬酸和小蘇打）的量有關(guān)，與溫度無(wú)關(guān)

（4）不斷搖動(dòng)兩套裝置中的錐形瓶A，繼續(xù)收集氣體并測(cè)量體積

【解析】

試題分析：【實(shí)驗(yàn)一】

（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)變化前后原子的種類(lèi)、數(shù)目都不變，結(jié)合題目中所給的化學(xué)方程式3NaHCO₃+C₆H₈O₇═C₆H₅O₇Na₃+3H₂O+3  ，可知方程式左邊比右邊多3個(gè)C原子，6個(gè)O原子，再除以計(jì)量數(shù)3得CO₂。

（2）由于二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，故小明選擇的試劑是澄清的石灰水,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO₂+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+H₂O。

【實(shí)驗(yàn)二】

（1）由于實(shí)驗(yàn)二是為了探究加水溫度對(duì)產(chǎn)生氣體量的影響，故除了水溫不同之外，其他各條件均應(yīng)相同，則兩次實(shí)驗(yàn)中加水的體積應(yīng)相同，故為200ml。

（2）由于二氧化碳?xì)怏w能溶于水但不溶于植物油，故B中油層的作用是防止二氧化碳溶解在B裝置的水中，而造成較大的誤差。

（3）根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式可知，生成物的質(zhì)量和反應(yīng)物的質(zhì)量之比是固定的，即生成物的質(zhì)量和反應(yīng)物的質(zhì)量有關(guān)，但和溫度無(wú)關(guān)。

（4）由于氣體的溶解度與溫度成反比，即溫度越高，溶解在水中的氣體的量就越少；而50℃比15℃的水溫高，所以后者的水中溶有氣體的量就比前者多，這也就是在題（3）中為什么看起來(lái)前者生成的氣體比后者多的原因；故只要不斷搖動(dòng)兩套裝置中的錐形瓶A，使生成的氣體逸出，從而繼續(xù)收集氣體并測(cè)量體積。

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量，常見(jiàn)氣體的檢驗(yàn)與除雜方法，化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)，質(zhì)量守恒定律及其應(yīng)用

點(diǎn)評(píng)：對(duì)于探究型實(shí)驗(yàn)探究，要熟悉實(shí)驗(yàn)探究的環(huán)節(jié)和方法，精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，將所學(xué)過(guò)探究物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律的技巧遷移至此，進(jìn)行細(xì)心地探究實(shí)驗(yàn)和觀察現(xiàn)象，再通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，推斷、總結(jié)出該物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律等。