某课外化学兴趣小组发现木炭与浓硫酸加热后产生了气体，该气体有刺激性气味，能使澄清的石灰水变浑浊。同学们在老师的指导下对该气体成分进行了探究。

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1. 某课外化学兴趣小组发现木炭与浓硫酸加热后产生了气体，该气体有刺激性气味，能使澄清的石灰水变浑浊。同学们在老师的指导下对该气体成分进行了探究。

(1) 【提出问题】该气体的成分是什么？

【提出猜想】猜想一：该气体是CO₂；猜想二：该气体是SO₂；猜想三：该气体是。

【查阅资料】

①SO₂能与酸性高锰酸钾溶液反应，使其褪色。

② $\text{[math]}$

【实验设计】

【现象与分析】

装置B中酸性高锰酸钾溶液颜色变浅，说明气体中含有。装置B中高锰酸钾溶液必须足量的原因是。

(2) 装置C中澄清石灰水变浑浊，说明气体中含有CO₂ ，请写出反应的化学方程式。

(3) 【实验结论】猜想三成立。

【反思交流】

若装置B与装置C位置互换，该实验设计是否合理，理由是。

(4) 有同学认为，木炭与浓硫酸加热后生成的产物中，除上述已验证的物质外，至少还有一种产物，理由是。

【考点】

碱的化学性质; 实验探究物质的组成成分以及含量; 化学实验方案设计与评价;

【答案】

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实验探究题困难

1. 某学习小组的同学以“探究碱石灰成分”为主题开展项目式学习。

(1)

任务一：查阅资料认识碱石灰

Ⅰ $\text{[math]}$ 制碱石灰的流程：

Ⅱ $\text{[math]}$ 的分解温度是 $\text{[math]}$ ； $\text{[math]}$ 受热不分解。

上述制得的碱石灰主要含有 $\text{[math]}$ 、和少量水。

(2) 任务二：探究实验室久置的“碱石灰”样品的成分
【作出猜想】样品中的成分可能有下列几种：猜想 $\text{[math]}$ ： $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 猜想 $\text{[math]}$ ： $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 猜想 $\text{[math]}$ ： $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 猜想 $\text{[math]}$ ： $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$
【实验探究】该小组同学设计并进行了如下实验 $\text{[math]}$ 已知 $\text{[math]}$ 溶液呈中性 $\text{[math]}$

实验步骤	现象	结论
步骤 $\text{[math]}$ ：取 $\text{[math]}$ “碱石灰”样品于烧杯中加入 $\text{[math]}$ 水，充分搅拌后静置	烧杯底部有白色固体	猜想 $\text{[math]}$ 不正确
步骤 $\text{[math]}$ ：取步骤 $\text{[math]}$ 烧杯中上层清液少许加入 $\text{[math]}$ 或通入 $\text{[math]}$ 试剂 $\text{[math]}$	无明显现象	猜想 $\text{[math]}$ 不正确
步骤 $\text{[math]}$ ：取步骤 $\text{[math]}$ 烧杯中上层清液少许滴 $\text{[math]}$ 滴酚酞溶液	溶液变红	猜想 $\text{[math]}$ 不正确，而猜想 $\text{[math]}$ 正确
步骤 $\text{[math]}$ ：取步骤 $\text{[math]}$ 变红的溶液加入过量 $\text{[math]}$ 溶液		猜想 $\text{[math]}$ 不正确，而猜想 $\text{[math]}$ 正确

(3) 【反思评价】步骤 $\text{[math]}$ 的方案不严密，理由是。改进实验方案：取 $\text{[math]}$ “碱石灰”样品于烧杯中，，则猜想 $\text{[math]}$ 不正确。

(4) 试剂 $\text{[math]}$ 可选用 ____ $\text{[math]}$ 填字母序号 $\text{[math]}$ 。 A. 氯化铁溶液 B. 稀盐酸 C. 碳酸钠溶液 D. 二氧化碳

实验探究题困难

2. 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

3. 科学探究和证据推理是化学学科核心素养的重要组成部分。实验室有一包粉末，可能由 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、NaOH中的一种或几种组成。

(1) 为探究其组成，小明同学在老师的指导下，设计并进行了以下实验：

实验操作	实验现象	实验结论
步骤一：取少量该粉末于烧杯中，加入足量的水溶解，并用玻璃棒充分搅拌，过滤。	滤液呈无色，有白色沉淀产生	该粉末中不存在的物质是。
步骤二：向白色沉淀中加入足量的稀硝酸。	沉淀全部溶解	该粉末中不存在的物质还有。
步骤三：取步骤一得到的少量滤液于试管中，滴加酚酞溶液，振荡，观察现象。	溶液变为色。	滤液显碱性

继续探究：为确定该粉末的组成，还需要对步骤-得到的滤液成分进行探究。

(2) 【提出问题】滤液中含有的溶质是什么？

【作出猜想】猜想Ⅰ：NaCl和NaOH

猜想Ⅱ：

猜想Ⅲ：NaCl、Na₂CO₃和NaOH

猜想Ⅳ：NaCl、BaCl₂和NaOH

(3) 【查阅资料】同学们查阅资料得知Na₂CO₃溶液呈碱性，NaCl、BaCl₂溶液呈中性。

【进行实验】取步骤一得到的无色滤液于试管中，滴加过量的BaCl₂溶液，观察到有白色沉淀产生；静置后，取上层清液滴加CuCl₂溶液，看到产生蓝色沉淀。

【得出结论】猜想成立。

通过探究可知，该粉末组成的物质是。

实验探究题困难

实验	实验操作	实验现象	实验结论
实验一	取少量滤液于试管中，仔细观察现象	溶液为无色	猜想不成立
实验二	向实验一所取滤液中滴入酚酞溶液		猜想二成立
实验三	常温下，再取少量滤液，测溶液酸碱度	pH>7	猜想不成立