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专题07 科学探究
1.(2023·江苏无锡·校考二模)过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)常用于洗涤合成纤维、动物纤维、合成树脂纤维等衣物,不损伤面料,不泛黄。某兴趣小组在过碳酸钠中加入稀盐酸,产生许多气泡。小组同学对此产生了浓厚的兴趣,进行如下探究。
探究一:过碳酸钠与稀盐酸反应产生的气体成分。
【猜想假设】
小东:该气体可能含有O2、N2、CO2。
(1)小程:不可能含有N2,因为______。
小组同学认为:该气体可能含有CO2、O2中的一种或两种。
【进行实验】
(2)
操作
现象
结论
将气体通入澄清的石灰水中
______。
气体中含CO2
将气体通入灼热的铜网
铜网表面变黑
气体中含O2
探究二:测定产生气体中的氧气的体积分数。
【查阅资料】点燃条件下镁条能与二氧化碳反应生成氧化镁与碳。
方法1:用如图1装置测定气体中氧气含量。
(3)小组分析后一致认为不可行,原因是______(请用化学方程式表示)。
方法2:用如图2装置测量气体中氧气的含量。
①抽取140mL的气体,缓缓地从a处通入装置中。
②实验结束后,排入量筒中的溶液体积为56mL。
(4)结论:产生气体中的氧气体积分数为______。
【拓展延伸】
(5)写出氢氧化钠溶液吸收二氧化碳的化学方程式:______。
(6)图2集气瓶中左侧导管口略高于右侧导管口的原因是______。
(7)过碳酸钠在放入热水中比冷水中产生气泡速率快的原因是______。
2.(2023·江苏扬州·统考二模)化学兴趣小组对CO2与NaOH溶液反应的发生进行了探究。
(1)从压强变化的角度探究。
①利用图1装置进行实验,先挤压胶头滴管,再打开止水夹,观察到烧瓶内形成红色“喷泉”,原因是:烧瓶内压强___________(填“大于”或“小于”)外界大气压。
②利用图2装置进行实验,分别将等体积的NaOH溶液和水同时注入盛有等体积CO2的玻璃容器中。证明CO2与NaOH溶液发生反应的实验现象是___________。
③写出CO2与NaOH溶液反应的化学方程式:___________。
(2)利用“数字化实验”探究。
①石灰石和稀盐酸反应的化学方程式为:___________,检验CO2的方法是___________。
②实验测得烧杯中溶液的pH随时间的变化关系如图4所示,可推知反应过程中浓度不断减小的离子是___________(填离子符号)。
(3)氯碱工业生产的烧碱样品中常含有Na2CO3和NaCl等杂质。为测定烧碱样品中Na2CO3 的质量分数,称取20g烧碱样品,加足量水溶解,再加入足量的BaCl2溶液,充分反应后,过滤,将滤渣洗涤、干燥、称量,得到0.197g碳酸钡(BaCO3)固体。
①检验烧碱样品中是否含有Na2CO3,可选择的试剂是___________(填序号)。
A.稀盐酸 B.澄清石灰水 C.酚酞
②计算烧碱样品中Na2CO3的质量分数___________ (写出计算过程)。
3.(2023·江苏南通·校联考二模)2021年全球新冠疫情形势依然严峻,除了打疫苗、戴口罩、勤洗手外,还需要科学、正确、安全地消毒。84消毒液、H2O2溶液都是常用的消毒剂,某兴趣小组对这两种消毒剂进行了如下探究活动:
【实验】取少量84消毒液置于试管中,滴加H2O2溶液,有大量气泡产生,经检验产生的气体是氧气;
【查阅资料】84消毒液的有效成分是次氯酸钠(化学式为NaClO)
【提出问题】在上述反应中,NaClO的作用是什么?
【作出猜想】
猜想一:NaClO类似分解H2O2溶液制取氧气时MnO2的作用,作催化剂;
猜想二:NaClO与H2O2溶液发生化学反应,作_______。
【实验探究】
(1)按上图所示组装实验装置(固定装置省略)。加入药品前的操作是_______。
(2)实验Ⅰ:按上图装置经注射器甲注入10mL水,观察到注射器乙活塞向右移动10mL;(忽略大气压、摩擦等其他因素对测量结果造成的影响,下同)
(3)实验Ⅱ:先向锥形瓶中加入20mL84消毒液,再按上图装置将25mLH2O2溶液平均分5次经注射器甲注入锥形瓶中,待注射器乙活塞不再向右移动后,记录每次气体的总体积,数据见下表:
第1次
第2次
第3次
第4次
第5次
H2O2溶液/mL
5
5
5
5
5
注射器乙中气体的总体积/mL
35
70
85
a
b
表中的数据a=_______。
【实验结论】根据表中数据判断_______(填“猜想一”或“猜想二”)是正确的,依据是_______。
【反思评价】通过该实验说明消毒剂混用可能会影响消毒的效果,因此生活中在使用各种消毒剂时不能随意混用,应科学使用,注意安全。
4.