Question

【题目】实验是科学探究的重要方法。

实验探究一：气体实验室制法

查阅资料：① 实验室用铜与浓硝酸反应制取NO2气体。

② NO2 是一种红棕色的气体，密度比空气大，能与水反应生成HNO3和NO气体，NO是一种无色气体，NO和NO2都是大气污染物。 根据图所示装置回答有关问题。

（1）实验室制取NO2气体的发生装置是_____（填装置序号），用C装置收集NO2气体时，NO2应从导管_____（填“a”或“b”）进入。

（2）NO2气体不能用排水法收集的原因（用化学方程式解释）_____。

（3）用D装置演示分子运动实验，为了缩短演示时间，应将盛有NO2的集气瓶 最好放在_____（填“上”或“下”）面，另一瓶是空气。

实验探究二：探究影响化学反应速率的因素 以过氧化氢分解为研究对象进行实验。化学小组均采用如图装置进行实验，记录收集10ml氧气的时间。

实验室提供的试剂：2.5%、5%、10%三种 浓度的H2O2溶液；MnO2；CuO；红砖粉末。 数据记录如下：

实验序号	H2O2 溶液	其他物质质量	收集 10ml氧气的时间/s
①	5ml10%	0.5g MnO2	10
②	5ml10%	0.5g 红砖粉末	60
③	5ml10%	0.5g CuO	20
④	5ml5%	0.5g MnO2	15

（1）小明通过分析实验①②③的数据。

得出结论：MnO2、CuO对H2O2分解有催化作用，红砖粉末无催化作用。

小洪同学对该结论提出疑问，并补充对比实验，其实验操作为：____。 结果：长时间（大于 100s）后，收集到很少量气体。 结论：红砖粉末_____（选填“有”、“无”）催化作用，三者中_____催化效率最高。 写出实验③的反应化学方程式：_________。

（2）小王同学通过分析实验_____（填实验序号）。 得出结论为：当__________时，反应物浓度越大，反应速率越快。

（3）影响化学反应速率的因素还有____________________________。

实验探究三：二氧化碳气体与氢氧化钠溶液的反应情况。

化学小组用小烧杯盛装一定量的氢氧化钠溶液并通入一定量的CO2气体进行探究。

（提出问题）

氢氧化钠溶液中通入/span>CO2一段时间后所得的溶液（下面称样品）中会有什么溶质？

（查阅资料）

① 通入少量的二氧化碳时，NaOH与CO2反应的化学方程式_____。

② 通入过量的二氧化碳时，反应的化学方程式为Na2CO3+CO2+H2O= 2NaHCO3

③ 碳酸氢盐都能溶于水，BaCO3难溶于水且是白色固体。

④ Na2CO3、NaHCO3的溶液呈碱性、BaCl2 呈中性

（提出猜想）A．溶质是NaOH、Na2CO3； B．溶质是Na2CO3；C.溶质是Na2CO3、NaHCO3； D．溶质是NaHCO3

（设计实验方案）

实验步骤	实验现象	实验结论
取少量样品于试管中， 滴加几滴_______试液（填酸碱指示剂）	溶液变红色	该溶液显碱性
②另取少量样品于试管中， 滴加过量的 BaCl2溶液	有白色沉淀生成	猜想_____不成立
③取步骤②静置后的上层清液，滴入稀盐酸	有气泡冒出	猜想A和B不成立

（得出结论）猜想_____成立

（讨论交流）

（1）同学们讨论后一致认为实验步骤①是多余的。 理由是：_____。

（2）若长时间向澄清石灰水中通入二氧化碳会看到什么样的现象呢？ 现象是：_____。

Answer 1

【答案】B a 上 取5ml10%H2O2溶液不放入任何催化剂记录产生10ml氧气时间 有 ①和④ 催化剂相同 温度 无色酚酞 D C NaOH溶液、Na2CO3溶液、NaHCO3溶液都显碱性 澄清石灰水先变浑浊，再慢慢变澄清

【解析】

实验探究一：气体实验室制法

（1）根据资料可知实验室用铜与浓硝酸反应制取 NO2 气体，反应物为固体和液体，不需要加热，因此实验室制取 NO2 气体的发生装置是固液不加热型，即装置B，NO2密度比空气大，用 C 装置收集NO2气体时，NO2 应从导管a进入。

（2）NO2 气体不能用排水法收集的原因NO2能与水反应生成HNO3和NO气体，反应的化学方程式为。

（3）NO2 是一种红棕色的气体，密度比空气大，用D装置演示分子运动实验，为了缩短演示时间，应将盛有 NO2 的集气瓶最好放在上面，另一瓶是空气。

实验探究二：探究影响化学反应速率的因素 以过氧化氢分解为研究对象进行实验。

（1）小明通过分析实验①②③的数据。

得出结论：MnO2、CuO对H2O2分解有催化作用，红砖粉末无催化作用。

小洪同学对该结论提出疑问，并补充对比实验，探究无红砖粉末情况下，5ml10%分解产生10ml氧气的时间，其实验操作为：取 5mL10%H2O2 溶液不放入任何催化剂记录产生 10ml氧气时间。

结果：长时间（大于 100s）后，收集到很少量气体。

根据收集10ml氧气的时间可以得出结论：红砖粉末有催化作用，三者中催化效率最高。

实验③是以氧化铜为催化剂分解过氧化氢生成氧气和水，反应化学方程式为。

（2）根据实验①和④的条件和时间数据可以得出结论为：当催化剂相同时，反应物浓度越大，反应速率越快。

（3）除了催化剂之外，影响化学反应速率的因素还有温度等。

实验探究三：二氧化碳气体与氢氧化钠溶液的反应情况。

用小烧杯盛装一定量的氢氧化钠溶液并通入一定量的CO2气体进行探究。

提出问题：氢氧化钠溶液中通入CO2一段时间后所得的溶液（下面称样品）中会有什么溶质？

查阅资料：

① 通入少量的二氧化碳时，NaOH与CO2反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式为。

② 通入过量的二氧化碳时，反应的化学方程式为Na2CO3+CO2+H2O= 2NaHCO3

③ 碳酸氢盐都能溶于水，BaCO3难溶于水且是白色固体。

④ Na2CO3、NaHCO3的溶液呈碱性、BaCl2 呈中性

提出猜想：

A．溶质是NaOH、Na2CO3；

B．溶质是Na2CO3；

C.溶质是Na2CO3、NaHCO3；

D．溶质是NaHCO3

设计实验方案：

实验步骤①：取少量样品于试管中， 滴加几滴无色酚酞试液，发现溶液变红色，说明该溶液显碱性；

实验步骤②：另取少量样品于试管中，滴加过量的 BaCl2溶液，发现有白色沉淀生成，猜想D不成立；

实验步骤③：取步骤②静置后的上层清液，滴入稀盐酸，发现有气泡冒出，猜想A和B不成立；

得出结论：猜想C成立；

讨论交流：

（1）同学们讨论后一致认为实验步骤①是多余的，理由是：NaOH 溶液、Na2CO3溶液、NaHCO3 溶液都显碱性。

（2）向澄清石灰水中通入二氧化碳，氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，澄清石灰水变浑浊，继续通入二氧化碳，碳酸钙与二氧化碳、水继续反应生成碳酸氢钙，沉淀消失，石灰水又变澄清。