Question

5．小明買了一種“汽泡爽”的沖調(diào)飲料．小明觀察了飲料說明后，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，以及加水溫度對產(chǎn)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200mL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）粉末混合后加水發(fā)生反應(yīng)，填寫生成氣體的化學(xué)式：3NaHCO₃+C₆H₈O₇═C₆H₅O₇Na₃+3H₂O+3CO₂↑
（2）為了檢驗(yàn)該氣體，小明選擇的試劑是澄清的石灰水（填寫試劑名稱）．
【實(shí)驗(yàn)二】探究加水溫度對產(chǎn)生氣體量的影響．
（3）小明先用冷水和熱水各沖了一杯飲料，品嘗時發(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)他搖動杯子時，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迅速降低．于是小明設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案，請?zhí)顚懕碇锌瞻祝?br />

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

（4）在老師的幫助下，小明采用相同的兩套實(shí)驗(yàn)裝置（如圖）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中油層的作用防止二氧化碳溶解在B裝置的水中．
（5）通過實(shí)驗(yàn)，小明測得：a=64mL，b=132mL，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)原因是依據(jù)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)，與溫度無關(guān)．
（6）通過反思，為了證明老師的觀點(diǎn)，小明繼續(xù)利用（5）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)操作是不斷搖動兩套裝置中的錐形瓶A，繼續(xù)收集氣體并測量體積．

Answer 1

分析 【實(shí)驗(yàn)一】
（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，在化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類、數(shù)目不變確定物質(zhì)的化學(xué)式；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)二氧化碳，通常選用的是澄清石灰水進(jìn)行分析；
【實(shí)驗(yàn)二】
（3）根據(jù)控制變量法和實(shí)驗(yàn)的目的是測定溫度對反應(yīng)的影響分析；
（4）根據(jù)二氧化碳極易溶于水進(jìn)行分析；
（5）根據(jù)運(yùn)用質(zhì)量守恒定律和反應(yīng)的化學(xué)方程式3NaHCO₃+C₆H₈O₇═C₆H₅O₇Na₃+3H₂O+3CO₂進(jìn)行分析；
（6）根據(jù)通過不斷的搖動錐形瓶，可以使產(chǎn)生的氣體加入B裝置進(jìn)行分析．

解答 解：【實(shí)驗(yàn)一】
（1）反應(yīng)前后原子的數(shù)量、種類和質(zhì)量都不改變，所以根據(jù)題中所給的化學(xué)方程式：3NaHCO₃+C₆H₈O₇═C₆H₅O₇Na₃+3H₂O+3_--，可以確定未知物為CO₂；
（2）檢驗(yàn)二氧化碳，可以使用澄清石灰水，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁；
【實(shí)驗(yàn)二】
（3）通過控制變量法可知，溫度不同，加水的體積需要相同，實(shí)驗(yàn)二是為了探究溫度對產(chǎn)生氣體量的影響，兩次實(shí)驗(yàn)中加水的體積必須相同，都是200mL；
（4）二氧化碳微溶于水但不溶于植物油，這樣可以防止二氧化碳溶解在B裝置的水中；
（5）溫度只是影響反應(yīng)速率大小，不會影響產(chǎn)生的氣體量，一包“汽泡爽”產(chǎn)生氣體的量與生成物的量和反應(yīng)物的量有關(guān)，與溫度無關(guān)；
（6）為使A中的氣體進(jìn)入C裝置，要不斷搖動A，并且繼續(xù)收集氣體并測量體積．
故答案為：
【實(shí)驗(yàn)一】（1）CO₂；
（2）澄清的石灰水；
【實(shí)驗(yàn)二】
（3）200；
（4）防止二氧化碳溶解在B裝置的水中；
（5）依據(jù)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)，與溫度無關(guān)；
（6）不斷搖動兩套裝置中的錐形瓶A，繼續(xù)收集氣體并測量體積．

點(diǎn)評 本題是與二氧化碳性質(zhì)有關(guān)的綜合性的實(shí)驗(yàn)探究題，既有實(shí)驗(yàn)操作的考查又有對化學(xué)方程式，還有化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量守恒定律的考查；注重知識的考查更有對能力的考查．