Question

（8分）小明買了一種“汽泡爽”的沖調飲料。小明觀察了飲料說明后，他借助化學實驗的方法，探究“汽泡爽”產生氣體的成分，以及加水溫度對產生氣體量的影響。

【飲料說明】①主要原料：檸檬酸（C₆H₈O₇）和小蘇打（NaHCO₃）；

②使用說明：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。

【實驗一】探究“汽泡爽”產生氣體的成分。

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

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

（2）為了檢驗該氣體，小明選擇的試劑是                  。寫出該反應的化學方程式_________________________________________________。

【實驗二】探究加水溫度對產生氣體量的影響。

（1）小明先用冷水和熱水各沖了一杯飲料，品嘗時發現冷水沖的飲料中氣泡較多，熱水沖的飲料中氣泡較少。當他搖動杯子時，發現有大量氣泡從水中逸出。他查閱資料發現：隨著溫度升高，氣體在一定量的水中溶解的量會迅速降低。于是小明設計了如下實驗方案，請填寫表中空白。

實驗序號	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驗裝置（如下圖）分別完成上述實驗，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中產生的氣體所排出的液體，冷卻至室溫后讀取數據。B中油層的作用是         。

A      B    C

（3）通過實驗，小明測得：a =" 64" mL，b =" 132" mL，由此獲得結論：“汽泡爽”產生氣體的量與加水溫度有關系。但是老師看到小明的實驗報告后卻指出：兩套裝置中，“汽泡爽”產生氣體的總量應該近似相等，與溫度關系不大，其本質原因是                   。

（4）通過反思，為了證明老師的觀點，小明繼續利用（3）中已反應完的兩套裝置，又做了一步實驗，發現兩套裝置最終收集到的氣體的總量確實相近，他的實驗操作是        。

 

Answer 1

【答案】

【實驗一】（1）CO₂     （2）澄清石灰水      CO₂+Ca（OH）₂="=" CaCO₃↓+H₂O

【實驗二】（1）200 mL  （2）防止二氧化碳溶解在B裝置的水中

（3）依據反應原理（化學方程式），一包“汽泡爽”產生氣體的量與反應物（檸檬酸和小蘇打）的量有關，與溫度無關

（4）不斷搖動兩套裝置中的錐形瓶A，繼續收集氣體并測量體積

【解析】

試題分析：【實驗一】

（1）根據質量守恒定律，化學變化前后原子的種類、數目都不變，結合題目中所給的化學方程式3NaHCO₃+C₆H₈O₇═C₆H₅O₇Na₃+3H₂O+3  ，可知方程式左邊比右邊多3個C原子，6個O原子，再除以計量數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,該反應的化學方程式為CO₂+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+H₂O。

【實驗二】

（1）由于實驗二是為了探究加水溫度對產生氣體量的影響，故除了水溫不同之外，其他各條件均應相同，則兩次實驗中加水的體積應相同，故為200ml。

（2）由于二氧化碳氣體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）根據反應的化學方程式可知，生成物的質量和反應物的質量之比是固定的，即生成物的質量和反應物的質量有關，但和溫度無關。

（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）中為什么看起來前者生成的氣體比后者多的原因；故只要不斷搖動兩套裝置中的錐形瓶A，使生成的氣體逸出，從而繼續收集氣體并測量體積。

考點：實驗探究物質的組成成分以及含量，常見氣體的檢驗與除雜方法，化學實驗方案設計與評價，質量守恒定律及其應用

點評：對于探究型實驗探究，要熟悉實驗探究的環節和方法，精心設計實驗方案，將所學過探究物質的性質或變化規律的技巧遷移至此，進行細心地探究實驗和觀察現象，再通過分析實驗現象，推斷、總結出該物質的性質或變化規律等。