Question

【題目】（1）小琪等幾位同學(xué)準備進行鑒別澄清石灰水和氫氧化鈉溶液的實驗探究，請你參與：

（提出問題）如何鑒別這兩種無色溶液？

（實驗方案）他們進行了如圖所示的實驗

請你回答下列問題：

①四組實驗中不能達到實驗?zāi)康氖?/span>___________（填字母）；

②C組實驗中反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________；

③D組實驗中變渾濁的原溶液是_______________。

（繼續(xù)探究）實驗結(jié)束后，小琪同學(xué)將A、B、C、D四組試管中的物質(zhì)全部倒入同一個干凈的燒杯中，充分反應(yīng)后，得到無色澄清透明的溶液，對該溶液的成分又進行了探究．

（提出問題）該溶液中除水、酚酞外還含有哪些物質(zhì)？

（查閱資料）氯化鈣溶液呈中性．

（猜想與假設(shè)）

Ⅰ．_______________

Ⅱ．NaCl、CaCl2、HCl

Ⅲ．NaCl、CaCl2、NaOH

（反思與拓展）①上述猜想與假設(shè)中只有一個不成立，它是_____（填序號），理由是________。

②根據(jù)所學(xué)化學(xué)知識，驗證燒杯內(nèi)溶液中可能有的物質(zhì)是否存在，下列哪些物質(zhì)單獨使用不能完成該實驗___________（填字母）

a pH試紙 b 硝酸銀溶液 c 紫色石蕊試液 d 銅 e 足量氫氧化鈉溶液．

（2）葡萄糖是生命體所需能量的主要來源。

（提出問題）葡萄糖的燃燒產(chǎn)物是CO2和H2O，由此能否證明葡萄糖是只由碳元素和氫元素組成的有機物？

（設(shè)計實驗）為了確定葡萄糖的元素組成，某小組設(shè)計了如下實驗（其中濃硫酸、無水CaCl2均為常用干燥劑，部分固定裝置省略）。

①裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________________________；

②裝置B中濃硫酸的作用是_________________________。

③裝置C處氧化銅的作用是_________________________。

（方案評價）

①用充有空氣的儲氣球代替裝置A，是否更有利于實驗的進行？_____（填“是”或“否”）原因是______________________。

②裝置C處葡萄糖燃燒的設(shè)計特點是_________________（至少一條）。

（數(shù)據(jù)處理）下表是同學(xué)們填寫的實驗報告，請你幫助完成。

實驗事實	數(shù)據(jù)分析及結(jié)論
1.8g葡萄糖完全燃燒，得到2.64gCO2和1.08gH2O	數(shù)據(jù)___________________________ 結(jié)論：葡萄糖含有C、H、O三種元素

（討論交流）為了盡量減少誤差：

（1）該實驗在進行過程中應(yīng)注意的問題是_______________（1條）。

（2）從定量實驗的角度看，該實驗可進一步改進。請簡要寫出一個改進意見：________。

Answer 1

【答案】A、B Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+2NaOH 澄清石灰水（或Ca（OH）2溶液） NaCl、CaCl2 Ⅲ NaOH溶液能使無色酚酞試液變紅，不能得到無色溶液 b、d 2H2O22H2O +O2↑ 干燥氧氣 將葡萄糖不完全產(chǎn)生的少量CO轉(zhuǎn)化為CO2，保證葡萄糖中的碳都轉(zhuǎn)化為CO2 否 空氣中的二氧化碳會干擾實驗結(jié)果的測定（或空氣中氧氣含量低，可能造成葡萄糖大量不完全燃燒，影響結(jié)果測定） 在密閉體系中進行實驗，結(jié)果更準確 2.64g二氧化碳中含有碳元素0.72g，1.08g水中含有氫元素0.12g碳氫元素的質(zhì)量之和為0.84g小于1.8g葡萄糖的質(zhì)量，所以葡萄糖含有C、H、O三種元素（若葡萄糖中只含有C、H兩種元素，則需O2：2.64g+1.08g-1.8g=1.92g，而2.64gCO2中氧的質(zhì)量為1.92g，1.08gH2O中氧的質(zhì)量為0.96g，因為產(chǎn)物中共有氧：1.92g+0.96g=2.88g>1.92g，所以葡萄糖含有C、H、O三種元素） 控制A中產(chǎn)生氧氣的速率 （或氧氣足量，防止燃燒不充分）（或待裝置冷卻后再稱量D、E的質(zhì)量）（或先通氧氣再點燃C處酒精燈） 增加尾氣處理裝置（或?qū)?/span>F換成裝有NaOH的干燥管，同時吸收空氣中的CO2和水，減少實驗誤差）（或在A、B間加一個空集氣瓶，用導(dǎo)管連接）

【解析】

（1）{實驗方案}①A 鹽酸與澄清石灰水和氫氧化鈉均能發(fā)生中和反應(yīng)，都不產(chǎn)生明顯的變化，不能區(qū)分澄清石灰水與氫氧化鈉溶液；

B 澄清石灰水與氫氧化鈉溶液均呈堿性，都能使酚酞試液變紅，即用酚酞不能區(qū)分澄清石灰水與氫氧化鈉溶液；

C 碳酸鈉溶液與澄清石灰水反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀，與氫氧化鈉溶液不發(fā)生反應(yīng)，即碳酸鈉溶液可以區(qū)分澄清石灰水與氫氧化鈉溶液；

D 二氧化碳氣體與澄清石灰水反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀，與氫氧化鈉反應(yīng)不產(chǎn)生明顯變化，即用二氧化碳可以區(qū)分澄清石灰水與氫氧化鈉溶液，則四組實驗中不能達到實驗?zāi)康氖?/span>A、B，故填AB。

②C組實驗中的反應(yīng)是碳酸鈉與澄清石灰水中的氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀與氫氧化鈉，故反應(yīng)的化學(xué)方程式寫為：Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH。

③二氧化碳能與澄清石灰水中的氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀使液體變渾濁，所以D組實驗中變渾濁的原溶液是澄清的石灰水，故填澄清石灰水（或Ca(OH)2溶液）。

{猜想與假設(shè)}反應(yīng)后，得到無色澄清透明的溶液，說明溶液中不存在能使酚酞變紅的氫氧化鈉和碳酸鈉，所以溶液中的溶質(zhì)由氯化鈉、氯化鈣，故填NaCl、CaCl2。

{反思與拓展}①上述猜想與假設(shè)中只有一個不成立，它是Ⅲ．NaCl、CaCl2、NaOH，故填III；

氫氧化鈉溶液呈堿性，能使溶液中的酚酞變紅，不能得到無色溶液，故填NaOH溶液能使無色酚酞試液變紅，不能得到無色溶液。

②a 通過pH試紙測溶液的pH可以判斷溶液的酸堿性，能夠判斷溶液中的可能存在物質(zhì)的情況，選項正確；

b 硝酸銀溶液能與氯化鈉、氯化鈣反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀氯化銀，也能與鹽酸反應(yīng)生成白色沉淀氯化銀，不能判斷可能存在物質(zhì)的存在情況，選項錯誤；

c 紫色石蕊試液通過顏色的變化指示溶液的酸堿性，能夠判斷溶液中的可能存在物質(zhì)的情況，選項正確；

d 銅與溶液中的一定存在的物質(zhì)和可能存在的物質(zhì)均不發(fā)生反應(yīng)，不能判斷可能存在物質(zhì)的存在情況，選項錯誤；

e 將足量氫氧化鈉溶液加到溶液中，如果不立即變紅，說明可能存在的物質(zhì)-----鹽酸存在，如果立即變紅，說明鹽酸不存在，選項正確，故填b、d。

（2）{設(shè)計實驗}①由圖可知，裝置A中發(fā)生的反應(yīng)是過氧化氫在二氧化錳作催化劑的條件下反應(yīng)生成水和氧氣，故反應(yīng)的化學(xué)方程式寫為：2H2O2 2H2O +O2↑。

②濃硫酸具有吸水性，所以裝置B中濃硫酸的作用是干燥氧氣，故填干燥氧氣。

③氧化銅具有氧化性，裝置C處氧化銅的作用是將葡萄糖不完全產(chǎn)生的少量CO轉(zhuǎn)化為CO2，保證葡萄糖中的碳都轉(zhuǎn)化為CO2，故填將葡萄糖不完全產(chǎn)生的少量CO轉(zhuǎn)化為CO2，保證葡萄糖中的碳都轉(zhuǎn)化為CO2。

{方案評價} ①空氣含有多種成分，會對實驗產(chǎn)生干擾，故填否；

空氣中的二氧化碳會干擾實驗結(jié)果的測定，或者說空氣中氧氣含量低，可能造成葡萄糖大量不完全燃燒，影響結(jié)果測定，故填空氣中的二氧化碳會干擾實驗結(jié)果的測定（或空氣中氧氣含量低，可能造成葡萄糖大量不完全燃燒，影響結(jié)果測定）。

②裝置C處葡萄糖在密閉裝置中燃燒，隔絕了空氣，避免空氣中的成分對實驗產(chǎn)生干擾，故填在密閉體系中進行實驗，結(jié)果更準確。

{數(shù)據(jù)處理} 生成的2.64g二氧化碳中含有碳元素的質(zhì)量為 2.64g× ×100%=0.72g，生成的1.08g水中含有氫元素的質(zhì)量為1.08g×=0.12g，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，1.8g葡萄糖中碳氫元素的質(zhì)量之和為0.72g+0.12g=0.84g，0.84g小于1.8g葡萄糖的質(zhì)量，所以葡萄糖含有C、H、O三種元素，故填2.64g二氧化碳中含有碳元素0.72g，1.08g水中含有氫元素0.12g碳氫元素的質(zhì)量之和為0.84g小于1.8g葡萄糖的質(zhì)量，所以葡萄糖含有C、H、O三種元素。

{討論交流}①該實驗在進行過程中應(yīng)注意的問題有：1、控制A中產(chǎn)生氧氣的速率 （或氧氣足量，防止燃燒不充分）；2、待裝置冷卻后再稱量D、E的質(zhì)量；3、先通氧氣再點燃C處酒精燈，故填控制A中產(chǎn)生氧氣的速率 （或氧氣足量，防止燃燒不充分）（或待裝置冷卻后再稱量D、E的質(zhì)量）（或先通氧氣再點燃C處酒精燈）。

②為避免E中氫氧化鈉固體吸收空氣中的二氧化碳對實驗產(chǎn)生干擾，可將F換成裝有NaOH的干燥管，同時吸收空氣中的CO2和水，減少實驗誤差，故填將F換成裝有NaOH的干燥管，同時吸收空氣中的CO2和水，減少實驗誤差。