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5.某兴趣小组在探究CO2与NaOH溶液反应的实验中,先用铝制易拉罐收集满一罐CO2气体,然后迅速向其中加入一定量的NaOH浓溶液,立即将易拉罐口封闭(不漏气),轻轻摇动易拉罐,发现易拉罐很快变瘪,但过一段时间后,易拉罐又重新鼓起来(反应过程中温度的变化忽略不计).
【讨论】甲同学认为易拉罐变瘪,说明CO2与NaOH溶液发生反应,CO2与NaOH反应的化学方程式是CO2+2NaOH═Na2CO+H2O;乙同学认为此结论不合理,原因是氢氧化钠溶液中的水也可能与CO2反应,还需进一步验证.
【提出问题】易拉罐为什么又鼓起来?是不是反应又产生了气体,该气体的成分是什么?
【猜想假设】
a.该气体可能是CO2;
b.该气体可能是H2.
【查阅资料】
①Na2CO3具有较强的热稳定性,只有在高温条件下才会分解;
②铝不仅与酸反应,还能与碱溶液反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
【实验验证】
]①将易拉罐口打开,迅速用燃着的木条伸入罐口,发出“噗”的一声,产生淡蓝色火焰,片刻后熄灭.反应的化学方程式是2H2+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H2O.
②取少量铝片于试管中,先加入适量的水,无明显变化.片刻后再加入少量的氢氧化钠浓溶液,产生气泡.该步实验的目的是验证铝能和氢氧化钠溶液反应.
【结论】证明猜想b成立.

分析 [讨论]根据二氧化碳与氢氧化钠反应原理书写方程式;氢氧化钠溶液中含有水,水也可与二氧化碳反应,故还需进一步做对比实验验证;
[猜想假设]根据质量守恒定律进行猜想,可能是氢气;
[实验验证]根据实验内容和实验现象分析实验目的;
[结论]氢气可以燃烧,二氧化碳不能燃烧,根据上述实验现象可知猜想b成立;
[反思与应用]根据上述实验可知铝也可与碱性溶液反应,故不能盛装碱性物质.

解答 解:[讨论]CO2与NaOH反应生成碳酸钠和水,反应的方程式是:CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O;二氧化碳也可与水反应,故乙同学认为此结论不合理,还需进一步验证,验证方法是:用等量水代替氢氧化钠溶液做对比实验,观察易拉罐变瘪的程度,并与开始实验易拉罐变瘪的程度比较得出正确的结论;
故答案为:CO2+2NaOH═Na2CO+H2O;氢氧化钠溶液中的水也可能与CO2反应;
[猜想假设]根据质量守恒定律进行猜想,可能是氢气;
故答案为:H2;
[实验验证]①氢气燃烧生成水,反应的方程式是2H2+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H2O,故填:2H2+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H2O;
②取少量铝片于试管中,先加入适量的水,无明显变化,说明铝片与水不反应;片刻后再加入少量的氢氧化钠浓溶液,产生气泡,证明了氢氧化钠溶液与铝片可发生反应,所以该步实验的目的是:验证铝能和氢氧化钠溶液反应;故填:验证铝能和氢氧化钠溶液反应.
[结论]氢气可以燃烧,二氧化碳不能燃烧,根据上述实验现象可知猜想b成立;
故答案为:b.

点评 本题是一道实验探究题,培养了学生从题中信息提炼加工成有用信息,并应用信息探究、分析解决问题的能力,要根据所学知识细心分析.

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16.化学兴趣小组设计的创新实验是“火龙生字”.在成果展示现场,某同学用硝酸钾的热饱和溶液先在白纸上书写“火”字,晾干后白纸上出现硝酸钾晶体(见图1).用带火星的木条接触硝酸钾晶体,就会观察到白纸上写过字的地方燃烧并迅速蔓延,留下“火”字的黑色痕迹(见图2).在场的同学对此产生了浓厚的兴趣,并进行了如下研究:
【提出问题】为什么附有硝酸钾的白纸更容易燃烧?
【查阅资料】硝酸钾受热易分解,生成亚硝酸钾(KNO2)和一种常见的气体单质.
【猜想与假设】对于生产的是什么气体,四位同学有如下猜测:
甲:二氧化氮; 乙:氮气; 丙:氧气; 丁:氢气;
同学丙指出不可能是二氧化氮、氢气,理由是:二氧化氮不属于单质、硝酸钾中不含有氢元素.
【进行实验】四位同学设计了实验对同学丙的猜想进行了验证,他们的操作方法是:把适量的硝酸钾置于试管中加热,把带火星的木条伸入试管中,观察到的现象是带火星的木条复燃,说明同学丙的猜想正确.硝酸钾分解的化学方程式是2KNO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2KNO2+O2↑.
【解释与结论】白纸上写过字的地方更容易燃烧的原因是:硝酸钾受热分解生成氧气,导致白纸上写过字的地方氧气浓度增大
【反思与评价】为什么要用“硝酸钾的热饱和溶液”书写文字?
已知硝酸钾在不同温度时的溶解度如表:
温度/℃20406080100
溶解度/g31.663.9110169246
你对上述问题的解释是:硝酸钾的溶解度随着温度升高而增大,用“硝酸钾的热饱和溶液”书写文字能够得到较多的硝酸钾固体.

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13.在研究酸和碱的化学性质时,某小组同学想证明:稀磙酸与氢氧化钠溶液混合后,虽然仍为无色溶液,但确实发生了化学反应,请与他们一起完成实验方案设计、实施和评价.
(1)探究稀硫酸与氢氧化钠溶液的反应:

当滴入几滴酚酞试液后,溶液由无色变为红色.根据上述实验中颜色变化,可确定稀硫酸和氢氧化钠溶液发生了反应,反应的化学方程式为:2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O;
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根据上述反应过程中溶液变成无色,不能确定稀硫酸是否过量.同学们又分别选取氯化钡溶液与紫色石蕊试液设计实验方案,请你判断并分析:
实验方案实验步骤实验现象实验结论
方案一取样,滴入适量的BaCl2溶液出现白色沉淀稀H2SO4过量
方案二取样,滴入几滴紫色石蕊试液溶液变红稀H2SO4过量
上述设计的实验方案中,正确的是方案二(填“方案一”或“方案二”);另外一个实验方案错误的原因是NaOH和H2SO4反应后生成的硫酸钠也能和BaCl2反应产生白色沉淀BaSO4;请你再设计一个实验方案以确定稀硫酸过量,你选用锌粒(或碳酸钠等)(填药品或方法).

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