茶垢是茶中的有机物经过系列变化形成的，不易清洗，使用茶垢清洁剂可以轻松将茶垢除去。某校化学兴趣小组对茶垢清洁剂的除垢原理、使用方法等进行了如下探究。晓明同学按照说明书将适量茶垢清洁剂放入有茶垢的杯子中，加入热水浸没茶垢，立即产生大量气泡，一段时间后冲洗茶杯，茶杯光亮如新。【提出问题1】产生的气体是什么？【查阅资料】茶垢清洁剂的主要成分为过碳酸钠（Na2CO4）。

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1. 茶垢是茶中的有机物经过系列变化形成的，不易清洗，使用茶垢清洁剂可以轻松将茶垢除去。某校化学兴趣小组对茶垢清洁剂的除垢原理、使用方法等进行了如下探究。晓明同学按照说明书将适量茶垢清洁剂放入有茶垢的杯子中，加入热水浸没茶垢，立即产生大量气泡，一段时间后冲洗茶杯，茶杯光亮如新。

【提出问题1】产生的气体是什么？

【查阅资料】茶垢清洁剂的主要成分为过碳酸钠（Na₂CO₄）。

(1) 【猜想与假设】同学们对该气体的成分提出了三种猜想。

猜想1：只有O₂；猜想2：；猜想3：既有O₂又有CO₂。

(2) 【实验验证】晓明按图装置对猜想进行如下验证：

实验操作	现象	结论
检查气密性后，向A中加入热水，将生成气体依次通过B、C，向D中插入带火星的木条	观察到。	猜想1正确

(3) 【拓展实验】小周改用冷水重复上述实验，观察到锥形瓶中有持续的小气泡缓慢放出，带火星的木条没有复燃。该木条不复燃的原因是。

(4) 【交流与讨论】通过两位同学的实验可知，若要使茶垢快速分解、剥离、脱落，应怎样使用茶垢清洁剂。

(5) 【提出问题2】过碳酸钠与热水反应后所得溶液E中溶质的成分是什么？

【猜想与假设】同学们查阅资料后，作出三种猜想。

猜想1：只有Na₂CO₃；

猜想2：只有NaOH；

猜想3：既有Na₂CO₃又有NaOH。

【实验验证】小施从下列试剂中选择合适的试剂完成探究：稀盐酸、饱和Ca（OH）₂溶液、CaCl₂溶液、酚酞溶液、Ba（OH）₂溶液。

操作	现象	结论
步骤1：取少量溶液E，滴加。	有气泡产生	溶液中一定有Na₂CO₃ ，猜想2不正确
步骤2：另取少量溶液E，滴加CaCl₂溶液至不再产生沉淀止，向上层清液中加入	无明显现象	溶液中无NaOH，猜想3不正确，猜想1正确

(6) 【交流与讨论】步骤2中选用CaCl₂而不用Ca（OH）₂的原因是。

(7) 【总结提升】

①根据过碳酸钠的性质，保存茶垢清洁剂应注意。

②过氧化钠（Na₂O₂）常用作供氧剂，其与水反应的历程与过碳酸钠类似，即先与水反应生成过氧化氢和一种碱，之后过氧化氢迅速分解。请写出过氧化钠与水反应的总反应方程式。

【考点】

实验探究物质的组成成分以及含量;

【答案】

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实验探究题困难

1. 有一包白色粉末，可能是NaHCO₃、NaCl中的一种或两种。同学们设计了如下两个实验对其成分进行探究。

【定性探究】样品成分验证

(1) 请完善下面的表格。

实验步骤	实验现象	实验结论
步骤一：取适量样品完全溶解在水中，向其中滴加足量稀HNO₃	有产生	样品中含有NaHCO₃
步骤二：取步骤一反应后的溶液于试管中，向其中滴加溶液	有产生	样品中含有NaCl

(2) 【定量探究】样品中NaHCO₃的质量分数。

【设计实验】装置图如下：

【进行实验】

已知：装置B、C、D中药品均足量。

①连接装置并检查气密性，加入ag样品于锥形瓶中

②打开K₁ ，通一段时间氮气后，称量装置B、C的质量分别是a₁g和a₂g，记录数据。

③关闭K₁ ，打开K₂ ，向锥形瓶中缓慢注入足量稀硫酸，关闭K₂

④待锥形瓶中无气泡产生时…关闭K₁。第二次称量装置B、C的质量分别是a₃g和a₄g，记录数据。

【分析讨论】

A中反应的化学方程式是。

(3) 装置D的作用是。

(4) 将④中省略号处的操作补充完整。

(5) 如果没有步骤②中通一段时间N₂的操作，会使测得NaHCO₃的质量分数（选填“偏大”“偏小”或“无影响”）。

(6) 【得出结论】

样品中NaHCO₃的质量分数是（用含有相关字母的式子表示）。

实验探究题困难

2. 小明观察到做口水草缸（水草和鱼共存）中不断有气体通入，如图所示，他对此很感兴趣，于是跟小组同学进行了如下探究。

探究Ⅰ：向水草缸中通入的气体是什么？

【作出猜想】可能是空气或 $\text{[math]}$ 。

【实验1】将气体细化器从水中取出，收集一瓶通入的气体，将燃着的木条伸入瓶内，发现木条立即熄灭，说明猜想不成立。

【提出新猜想】可能是 $\text{[math]}$ 或 $\text{[math]}$ 。

(1) 【实验2】将该气体通入中，根据现象确定通入的气体是 $\text{[math]}$ 。

(2) 【交流讨论】通入 $\text{[math]}$ 有利于水草进行光合作用。光合作用放出的气体为。

(3) 探究Ⅱ：利用生活中的物质自制简易 $\text{[math]}$ 发生器并应用于水草缸中。

【回忆旧知】实验室制取 $\text{[math]}$ 的反应原理为（用化学方程式表示）。

(4) 【选择药品】小组讨论后选择了鸡蛋壳、小苏打和白醋等。

【设计装置】利用塑料瓶、输液管等材料，设计并制作了如图所示的甲、乙两套发生装置（乙中的夹持装置已省略）。

【分析讨论】

装置甲可随时控制反应的发生与停止。向装有白醋的瓶中加入鸡蛋壳，拧紧瓶塞，使反应发生的具体操作为。

(5) 与甲相比，装置乙既可控制反应的速率，又可得到持续稳定的气流，故选择乙与下图所示装置（用于除杂和观察气泡）组装成 $\text{[math]}$ 发生器。下列分析正确的是____（选填字母）。

A. 乙中的b口应与图32中的c口相连接 B. 为除去 $\text{[math]}$ 中混有的醋酸，X可以是NaOH溶液 C. 可根据X中冒出气泡的快慢来调节乙中的流速调节器

(6) 【实践应用】小组同学用自制的 $\text{[math]}$ 发生器连接气体细化器向水草缸中通入气体，实践效果很好。使用气体净化器的作用是。

反思拓展： $\text{[math]}$ 发生器的不合理使用会影响缸中鱼类生存，请写出使用时的一条注意事项：。

实验探究题困难

3. 某食品脱氧剂的主要成分为铁粉、活性炭、氯化钠。化学兴趣小组的同学们对这包脱氧剂进行了探究。

【查阅资料】 $\text{[math]}$ ，常用于 $\text{[math]}$ 的检验

【提出问题】此包食品脱氧剂中含铁元素的成分是什么？

(1) 【猜想与假设】猜想一：只有铁

猜想二：铁和氧化铁

猜想三：

(2) 【实验探究1】

	实验操作	实验现象	结论
Ⅰ	取少量固体于烧杯中，加入足量稀盐酸，充分反应		脱氧剂中含有铁
Ⅱ	过滤，得滤液A和滤渣	滤液A呈浅棕黄色，滤渣为黑色物质	脱氧剂中含有C、 $\text{[math]}$
Ⅲ	取少量滤液A于试管1中，向其中滴加溶液	溶液呈红色	脱氧剂中含有C、 $\text{[math]}$

(3) 【实验结论】猜想二正确。

【实验探究2】小华另取少量固体于试管2中进行实验：向试管2中滴加水，振荡，静置，取上层清液，加入，现象为，说明该脱氧剂中含有氯化钠。

(4) 【拓展延伸】脱氧剂的原理是铁粉与空气中的氧气、水蒸气反应生成铁锈（ $\text{[math]}$ ），反应的化学方程式为。活性炭和氯化钠是辅助材料，能提升脱氧效果。

实验探究题困难

序号	实验操作	实验现象	实验结论
i	取少量滤液于试管中，滴加过量溶液	有白色沉淀产生	滤液中溶质为Na₂CO₃
ii	将i所得混合液，静置，往上层清液中滴加2～3滴酚酞溶液		滤液中溶质为Na₂CO₃