Question

小孙买了一种“汽泡爽”的冲调饮料．
饮料说明：①主要原料：柠檬酸和小苏打，葡萄糖等；②使用说明：将一包“汽泡爽”粉末倒入玻璃杯中，加入200mL冷水．③每袋5克  小孙观察了饮料说明后，他借助化学实验的方法，探究“汽泡爽”产生气体的成分，以及加水温度对产生气质量的影响并计算出小苏打的质量分数．
实验一：探究“汽泡爽”产生气体的成分．
（1）小孙阅读资料发现：“汽泡爽”原料中的柠檬酸（C₆H₈O₇）和小苏打粉末混合后加水，可以发生以下反应，填写生成气体的化学式．
3NaHCO₃+C₆H₈O₇═C₆H₅O₇Na₃+3H₂O+3

CO₂

↑
（2）为了检验上述气体，小孙选择的试剂是

澄清石灰水

，化学方程式是

CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O

．
实验二：探究加水温度对产生气体量的影响．
（1）小孙用冷水和热水各冲了一杯饮料，品尝时发现冷水冲的饮料中气泡较多，热水冲的饮料中气泡较少．当他摇动杯子时，发现有大量气泡从水中逸出．他查阅资料发现：随着温度升高，气体在一定量的水中溶解的量会迅速降低．于是小孙设计了如下实验方案，请填写表中空白．

实验序号	加入水的体积	加入水的温度	收集到的气体的体积
1	200mL	15℃	a（待记录）
2	200 mL	50℃	b（待记录）

（2）在老师的帮助下，小孙采用相同的两套实验装置（如右图）分别完成上述实验，在A瓶中加入水，再加入一袋“汽泡爽”，迅速塞紧橡皮塞．C 装置用于收集A中产生的气体所排出的液体，冷却至室温后读取数据．B中油层的作用是

防止二氧化碳溶于水

．
（3）通过实验，小孙测得：a=64mL，b=132mL，由此获得结论：“汽泡爽”产生气体的量与加水温度有关系．但是老师看到小孙的实验报告后却指出：两套装置中，“汽泡爽”产生气体的总量应该近似相等，与温度关系不大，其本质原因是：

反应物的量不变生成物的量也不变

．
（4）通过反思，为了证明老师的观点，小孙继续利用（3）中已反应完的两套装置，又做了一步实验，发现两套装置最终收集到的气体的总量确实相近约为168mL，他的实验操作是

振荡或加热装置A

．
（5）计算出小苏打的质量分数
小孙通过计算得出每袋“汽泡爽”中产生的二氧化碳的质量约为0.33克，那么每袋“汽泡爽”中小苏打的质量分数是多少？

Answer 1

分析：实验一：（1）根据化学反应前后原子的种类和数目不变进行解答；
（2）根据二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊进行解答；
实验二：（1）根据该实验应该控制水的体积一样而温度不同进行解答；
（2）根据二氧化碳的性质进行解答；
（3）根据反应物的量不变进行解答；
（4）根据振荡或加热装置A进行分析解答；
（5）根据二氧化碳的量求出小苏打的质量进而求出小苏打的质量分数．

解答：解：实验一：（1）化学反应前后原子的种类和数目不变，所以分析题给的化学方程式可以知道，反应前：3个
Na，11个H，9个C，16个O，而反应后：6个C，11个H，10个O，3个Na，所以判断生成气体的化学式为：CO₂；
（2）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，所以可以判断小孙选择的试剂是澄清石灰水；发生的反应方程式是：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
实验二：（1）根据控制变量法可以判断，该实验应该控制水的体积相同而温度不同，所以加水的体积为200ml；
（2）二氧化碳能溶于水而不溶于植物油，所以B中油层的作用是防止二氧化碳溶于水；
（3）根据质量守恒定律可以知道，反应物的质量不变生成物的质量也不变，所以“汽泡爽”产生气体的总量应该近似相等；
（4）通过反思，两装置的温度不同，而气体受热膨胀，从而得出了不同的结论，所以为了证明老师的观点，小孙应该加热装置A，使它们在同一温度下进行实验；
（5）设小苏打的质量为x．
2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑
168                    44
x                      0.33g

168

x

=

44

0.33g

解得：x=1.26g
小苏打的质量分数=

1.26g

5g

×100%=25.2%
答：小苏打的质量分数25.2%．
故答案为：实验一：（1）CO₂；
（2）澄清石灰水；CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
实验二：（1）200；
（2）防止二氧化碳溶于水；
（3）反应物的量不变生成物的量也不变；
（4）振荡或加热装置A；
（5）25.2%．

点评：本题是与二氧化碳性质有关的综合性的实验探究题，既有实验操作的考查又有对化学方程式，还有化学反应前后质量守恒定律的考查；注重知识的考查更有对能力的考查．