Question

【題目】實驗是科學探究的重要方法。

實驗探究一：氣體實驗室制法

查閱資料：① 實驗室用銅與濃硝酸反應制取NO2氣體。

② NO2 是一種紅棕色的氣體，密度比空氣大，能與水反應生成HNO3和NO氣體，NO是一種無色氣體，NO和NO2都是大氣污染物。 根據圖所示裝置回答有關問題。

（1）實驗室制取NO2氣體的發生裝置是_____（填裝置序號），用C裝置收集NO2氣體時，NO2應從導管_____（填“a”或“b”）進入。

（2）NO2氣體不能用排水法收集的原因（用化學方程式解釋）_____。

（3）用D裝置演示分子運動實驗，為了縮短演示時間，應將盛有NO2的集氣瓶 最好放在_____（填“上”或“下”）面，另一瓶是空氣。

實驗探究二：探究影響化學反應速率的因素 以過氧化氫分解為研究對象進行實驗。化學小組均采用如圖裝置進行實驗，記錄收集10ml氧氣的時間。

實驗室提供的試劑：2.5%、5%、10%三種 濃度的H2O2溶液；MnO2；CuO；紅磚粉末。 數據記錄如下：

實驗序號	H2O2 溶液	其他物質質量	收集 10ml氧氣的時間/s
①	5ml10%	0.5g MnO2	10
②	5ml10%	0.5g 紅磚粉末	60
③	5ml10%	0.5g CuO	20
④	5ml5%	0.5g MnO2	15

（1）小明通過分析實驗①②③的數據。

得出結論：MnO2、CuO對H2O2分解有催化作用，紅磚粉末無催化作用。

小洪同學對該結論提出疑問，并補充對比實驗，其實驗操作為：____。 結果：長時間（大于 100s）后，收集到很少量氣體。 結論：紅磚粉末_____（選填“有”、“無”）催化作用，三者中_____催化效率最高。 寫出實驗③的反應化學方程式：_________。

（2）小王同學通過分析實驗_____（填實驗序號）。 得出結論為：當__________時，反應物濃度越大，反應速率越快。

（3）影響化學反應速率的因素還有____________________________。

實驗探究三：二氧化碳氣體與氫氧化鈉溶液的反應情況。

化學小組用小燒杯盛裝一定量的氫氧化鈉溶液并通入一定量的CO2氣體進行探究。

（提出問題）

氫氧化鈉溶液中通入/span>CO2一段時間后所得的溶液（下面稱樣品）中會有什么溶質？

（查閱資料）

① 通入少量的二氧化碳時，NaOH與CO2反應的化學方程式_____。

② 通入過量的二氧化碳時，反應的化學方程式為Na2CO3+CO2+H2O= 2NaHCO3

③ 碳酸氫鹽都能溶于水，BaCO3難溶于水且是白色固體。

④ Na2CO3、NaHCO3的溶液呈堿性、BaCl2 呈中性

（提出猜想）A．溶質是NaOH、Na2CO3； B．溶質是Na2CO3；C.溶質是Na2CO3、NaHCO3； D．溶質是NaHCO3

（設計實驗方案）

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
取少量樣品于試管中， 滴加幾滴_______試液（填酸堿指示劑）	溶液變紅色	該溶液顯堿性
②另取少量樣品于試管中， 滴加過量的 BaCl2溶液	有白色沉淀生成	猜想_____不成立
③取步驟②靜置后的上層清液，滴入稀鹽酸	有氣泡冒出	猜想A和B不成立

（得出結論）猜想_____成立

（討論交流）

（1）同學們討論后一致認為實驗步驟①是多余的。 理由是：_____。

（2）若長時間向澄清石灰水中通入二氧化碳會看到什么樣的現象呢？ 現象是：_____。

Answer 1

【答案】B a 上 取5ml10%H2O2溶液不放入任何催化劑記錄產生10ml氧氣時間 有 ①和④ 催化劑相同 溫度 無色酚酞 D C NaOH溶液、Na2CO3溶液、NaHCO3溶液都顯堿性 澄清石灰水先變渾濁，再慢慢變澄清

【解析】

實驗探究一：氣體實驗室制法

（1）根據資料可知實驗室用銅與濃硝酸反應制取 NO2 氣體，反應物為固體和液體，不需要加熱，因此實驗室制取 NO2 氣體的發生裝置是固液不加熱型，即裝置B，NO2密度比空氣大，用 C 裝置收集NO2氣體時，NO2 應從導管a進入。

（2）NO2 氣體不能用排水法收集的原因NO2能與水反應生成HNO3和NO氣體，反應的化學方程式為。

（3）NO2 是一種紅棕色的氣體，密度比空氣大，用D裝置演示分子運動實驗，為了縮短演示時間，應將盛有 NO2 的集氣瓶最好放在上面，另一瓶是空氣。

實驗探究二：探究影響化學反應速率的因素 以過氧化氫分解為研究對象進行實驗。

（1）小明通過分析實驗①②③的數據。

得出結論：MnO2、CuO對H2O2分解有催化作用，紅磚粉末無催化作用。

小洪同學對該結論提出疑問，并補充對比實驗，探究無紅磚粉末情況下，5ml10%分解產生10ml氧氣的時間，其實驗操作為：取 5mL10%H2O2 溶液不放入任何催化劑記錄產生 10ml氧氣時間。

結果：長時間（大于 100s）后，收集到很少量氣體。

根據收集10ml氧氣的時間可以得出結論：紅磚粉末有催化作用，三者中催化效率最高。

實驗③是以氧化銅為催化劑分解過氧化氫生成氧氣和水，反應化學方程式為。

（2）根據實驗①和④的條件和時間數據可以得出結論為：當催化劑相同時，反應物濃度越大，反應速率越快。

（3）除了催化劑之外，影響化學反應速率的因素還有溫度等。

實驗探究三：二氧化碳氣體與氫氧化鈉溶液的反應情況。

用小燒杯盛裝一定量的氫氧化鈉溶液并通入一定量的CO2氣體進行探究。

提出問題：氫氧化鈉溶液中通入CO2一段時間后所得的溶液（下面稱樣品）中會有什么溶質？

查閱資料：

① 通入少量的二氧化碳時，NaOH與CO2反應生成碳酸鈉和水，反應的化學方程式為。

② 通入過量的二氧化碳時，反應的化學方程式為Na2CO3+CO2+H2O= 2NaHCO3

③ 碳酸氫鹽都能溶于水，BaCO3難溶于水且是白色固體。

④ Na2CO3、NaHCO3的溶液呈堿性、BaCl2 呈中性

提出猜想：

A．溶質是NaOH、Na2CO3；

B．溶質是Na2CO3；

C.溶質是Na2CO3、NaHCO3；

D．溶質是NaHCO3

設計實驗方案：

實驗步驟①：取少量樣品于試管中， 滴加幾滴無色酚酞試液，發現溶液變紅色，說明該溶液顯堿性；

實驗步驟②：另取少量樣品于試管中，滴加過量的 BaCl2溶液，發現有白色沉淀生成，猜想D不成立；

實驗步驟③：取步驟②靜置后的上層清液，滴入稀鹽酸，發現有氣泡冒出，猜想A和B不成立；

得出結論：猜想C成立；

討論交流：

（1）同學們討論后一致認為實驗步驟①是多余的，理由是：NaOH 溶液、Na2CO3溶液、NaHCO3 溶液都顯堿性。

（2）向澄清石灰水中通入二氧化碳，氫氧化鈣與二氧化碳反應生成碳酸鈣沉淀和水，澄清石灰水變渾濁，繼續通入二氧化碳，碳酸鈣與二氧化碳、水繼續反應生成碳酸氫鈣，沉淀消失，石灰水又變澄清。