Question

18．實驗探究是科學探究的重要形式，請參與以下探究活動并回答問題：
（一）測定空氣里氧氣的含量

（1）A裝置是人教版教材設計的“測量空氣里氧氣的含量”的實驗裝置，教材實驗所需試劑是水和紅磷（填物質名稱），實驗前向集氣瓶內加入少量水后將水面上方空間準確分為五等分，該操作中一定要使用的儀器是刻度尺；
（2）小華用A裝置測定的氧氣含量偏低，可能的原因是裝置漏氣（任答一點）
（3）B裝置也可用于測量空氣中氧氣的含量，其實驗原理用化學方程式可表示為2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO；
（4）使用B裝置進行實驗時需交替緩慢推動兩個注射器活塞的原因是使注射器內氧氣與銅粉充分反應，實驗結束后移開酒精燈，恢復到室溫后讀數即可計算出氧氣含量，B裝置的優點是反應始終在密閉容器中進行，測量結果更準確（任寫一點）
（二）實驗異常現象探究
在學校實驗室開放日，小明用氯化鈣、碳酸鈉、碳酸氫鈉的飽和溶液與稀鹽酸等藥品設計了復分解反應發生條件的驗證實驗，請參與他的實驗過程．
【查閱資料】20℃時部分物質的溶解度：NaHCO₃ 9.6g；Ca（HCO₃）₂ 16.6g
【實驗設計】小明用稀鹽酸和上述三種飽和溶液設計出如圖所示的四個驗證實驗

【實驗預測】小明依據所學的“復分解反應發生條件”的規律預測，在Ⅰ～Ⅳ四個實驗操作中能發生復分解反應的共有4（填數字）個．
【發現問題】小明在實驗Ⅱ中的操作中發現產生了白色沉淀X？
【提出假設】小明認為X可能是Ca（HCO₃）₂、CaCO₃、NaCl（填化學式）中的一種或幾種；
【理論計算】小明依據化學反應方程式經理論計算發現，X不可能是Ca（HCO₃）₂；
【實驗探究】將實驗Ⅱ中的白色沉淀X過濾后，取少量X固體于試管中并加適量水振蕩，再滴入幾滴酚酞試液，觀察到溶液顏色無變化，說明X一定不是NaCl（填化學式）；另取少量X固體滴加稀鹽酸產生的無色氣體能使澄清石灰水變渾濁，則X一定是CaCO₃（填化學式）
【拓展延伸】小明查詢得知：高濃度的碳酸氫鈉溶液可與氯化鈣溶液反應生成白色沉淀，許多化學反應事實也證實；在不同條件下（如濃度、溫度、顆粒物大小等），物質可能體現出不同的化學性質，請舉例說明濃硫酸具有強氧化性，金屬和它反應不能生成氫氣而生成水；稀硫酸能和活潑金屬反應生成氫氣．

Answer 1

分析 （一）
（1）根據測量空氣中氧氣的含量所用的藥瓶具儀器解答；
（2）根據導致測量結果不準確的原因有：a．裝置漏氣，b．紅磷量太少，c．沒有冷卻到室溫就讀數等據此分析回答；
（3）根據銅被加熱生成氧化銅解答；
（4）交替緩慢推動注射器活塞，使注射器內的氧氣與銅充分反應解答．
（二）
【實驗預測】根據復分解反應發生的條件解答；
【提出假設】根據反應原理進行猜想；
【實驗探究】根據碳酸鈣和鹽酸反應氯化鈣、水和二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁解答；
【拓展延伸】運用濃硫酸具有強氧化性，金屬和它反應不能生成氫氣而生成水；稀硫酸能和活潑金屬反應生成氫氣．

解答 解：（一）（1）A裝置是人教版教材設計的“測量空氣里氧氣的含量”的實驗裝置，教材實驗所需試劑是水和紅磷，實驗前向集氣瓶內加入少量水后將水面上方空間準確分為五等分，該操作中一定要使用的儀器是刻度尺；
（2）造成該實驗不夠精確的可能原因是裝置漏氣、紅磷的量不足等．
（3）銅被加熱生成氧化銅，其實驗原理用化學方程式可表示為：2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO；
（4）在實驗的加熱過程中，交替緩慢推動兩個注射器活塞的目的是使注射器內氧氣與銅粉充分反應．實驗結束后移開酒精燈，恢復到室溫后讀數即可計算出氧氣含量，B裝置的優點是反應始終在密閉容器中進行，測量結果更準確；
（二）
【實驗預測】碳酸鈉和氯化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，碳酸氫鈉與氯化鈣反應生成碳酸鈣、氯化鈉、水和二氧化碳，碳酸鈉和鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，碳酸氫鈉與鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，據所學的“復分解反應發生條件”的規律預測，在Ⅰ～Ⅳ四個實驗操作中能發生復分解反應的共有4個；
【提出假設】小明在實驗Ⅱ中的操作中發現產生了白色沉淀X？小明認為X可能是Ca（HCO₃）₂、CaCO₃、NaCl；
【實驗探究】將實驗Ⅱ中的白色沉淀X過濾后，取少量X固體于試管中并加適量水振蕩，再滴入幾滴酚酞試液，觀察到溶液顏色無變化，說明X一定不是氯化鈉，另取少量X固體滴加稀鹽酸產生的無色氣體能使澄清石灰水變渾濁，則X一定是CaCO₃；
【拓展延伸】
答案：
（一）（1）紅磷；刻度尺；
（2）裝置漏氣；
（3）2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO；
（4）使注射器內氧氣與銅粉充分反應；反應始終在密閉容器中進行，測量結果更準確；
（二）
【實驗預測】4；
【提出假設】CaCO₃、NaCl；
【實驗探究】NaCl；CaCO₃；CaCO₃
【拓展延伸】濃硫酸具有強氧化性，金屬和它反應不能生成氫氣而生成水；稀硫酸能和活潑金屬反應生成氫氣．

點評 根據實驗操作圖，回憶實驗中注意事項，從而回答該實驗的有關問題．對于實驗的改進，要從原理上來考慮并進行合理的評價．