資源簡(jiǎn)介

綜合應(yīng)用題
例1 化學(xué)的基本特征是研究和創(chuàng)造物質(zhì)。試從科學(xué)家認(rèn)識(shí)物質(zhì)的視角認(rèn)識(shí)CO2。
(1)分類角度
CO2屬于_______(填字母)。
a.單質(zhì) b.氧化物 c.有機(jī)物
(2)微觀角度
我國(guó)研制的一種新型催化劑可將CO2和H2轉(zhuǎn)化為甲醇(CH3OH)和X．若用“O”表示氫原子，“”表示氧原子，“”表示碳原子，該反應(yīng)的微觀示意圖如圖：
畫出X分子的微觀示意圖：_______。
(3)性質(zhì)角度
三百多年前，人們發(fā)現(xiàn)一些洞穴內(nèi)有一種能使燃燒的木柴熄滅的氣體，后來該氣體被證實(shí)是CO2。據(jù)此推測(cè)CO2具有的化學(xué)性質(zhì)是_______。
(4)變化角度
如圖是某同學(xué)整理的物質(zhì)轉(zhuǎn)化圖。實(shí)驗(yàn)室中常用CO2→CaCO3檢驗(yàn)CO2氣體，寫出其化學(xué)反應(yīng)方程式_______。
(5)應(yīng)用角度
I.可用如圖所示方法自制汽水來消暑解熱。
制汽水時(shí)，NaHCO3與檸檬酸反應(yīng)生成檸檬酸鈉、二氧化碳和水。
①據(jù)此推測(cè)，通常條件下不能與檸檬酸反應(yīng)的物質(zhì)_______(填字母)。
a.鎂帶 b.氯化鈉 c.燒堿
②打開汽水瓶蓋時(shí)汽水會(huì)自動(dòng)噴出來。說明氣體在水中的溶解度與_______有關(guān)。
Ⅱ.Al﹣CO2電池是一種新型電池。
③電池的工作原理：在O2的催化下，Al與CO2發(fā)生化合反應(yīng)生成Al2(C2O4)3。寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式_______。
(6)環(huán)保角度
全球參與控制CO2的排放量是防止溫室效應(yīng)進(jìn)一步增強(qiáng)的根本對(duì)策。下列限制CO2排放量的做法不合理的是_______(填字母)。
a.制定旨在限制CO2排放的國(guó)際規(guī)定
b.減少化石能源的使用，開發(fā)太陽能等新能源
c.工廠通過加高煙囪直接排放含CO2的廢氣
例2 日常生活、生產(chǎn)以及社會(huì)發(fā)展中，往往蘊(yùn)含了許多化學(xué)知識(shí)。請(qǐng)根據(jù)要求回答下列問題：
（1）端午節(jié)吃粽子是中華民族的傳統(tǒng)習(xí)俗。粽子的主要配料是糯米，粽子為人體提供的主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是_______。
（2）裝飾房屋的玻璃雕刻著美麗的花紋，帶給我們美的享受。氫氟酸（HF）能刻畫玻璃，發(fā)生的主要反應(yīng)是：CaSiO3+6HF=X+SiF4↑+3H2O，則X的化學(xué)式為_______。
（3）我國(guó)研發(fā)的“柔性、可裁剪碲化鉍（Bi2Te3）/纖維素復(fù)合熱點(diǎn)薄膜電池”，能充分貼合人體體表，實(shí)現(xiàn)利用體表散熱為藍(lán)牙耳機(jī)、手表、智能手環(huán)等可穿戴電子設(shè)備供電。該過程是_______能轉(zhuǎn)化為電能。
（4）新能源汽車越來越受到人們的青睞，某新能源汽車定位系統(tǒng)微電腦控制器應(yīng)用了一種新型材料氮化鋁（AlN）。工業(yè)上在氮?dú)饬髦杏裳趸X與焦炭在高溫條件下制得氮化鋁，并生成一種可燃性氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。
（5）2019年1月3日，嫦娥四號(hào)月球探測(cè)器在月球背面的南極撞擊坑成功軟著陸。探測(cè)器如圖所示。請(qǐng)回答下列問題：
①圖中標(biāo)示的物質(zhì)中，屬于有機(jī)合成材料的是_______；
②聚酰亞胺聚合材料覆蓋在探測(cè)器表面，可以保證探測(cè)器在溫差極大的月球上正常工作，請(qǐng)推測(cè)該材料的一條性質(zhì)_______；
③月球上有豐富的氦﹣3（He﹣3）資源，它是核聚變反應(yīng)堆理想的燃料，核內(nèi)中子數(shù)為1，畫出He﹣3的原子結(jié)構(gòu)示意圖_______。
例3 碳酸鈉俗稱純堿或蘇打，在生活、生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)硏究中均有廣泛應(yīng)用。
【配制溶液】配制溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1%、2%和4%的Na2CO3溶液
（1）若配制50g溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%的Na2CO3溶液，下列操作正確的是________（填字母）。
a.用托盤天平稱取2g Na2CO3固體
b.選用50mL量筒量取所需體積的水
c.選用帶玻璃塞的廣口試劑瓶，將配好的溶液裝瓶并貼標(biāo)簽
（2）分別測(cè)定25℃時(shí)，上述3種溶液的pH，記錄數(shù)據(jù)如下：
實(shí)驗(yàn)編號(hào) Ⅰ Ⅱ Ⅲ
溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù) 1% 2% 4%
溶液pH 11.62 11.76 11.90
分析I、Ⅱ、Ⅲ三組數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論是________。
【制備物質(zhì)】用Na2CO3溶液和FeSO4溶液發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)制備FeCO3
[已知溶液pH大于8.8時(shí)，F(xiàn)e2+完全生成Fe(OH)2沉淀]
（3）在燒杯中制備FeCO3沉淀時(shí)，應(yīng)選用的加料方式是________（填字母）。
a.將FeSO4溶液與Na2CO3溶液同時(shí)加入到燒杯中
b.將Na2CO3溶液緩慢加入到盛有FeSO4溶液的燒杯中
c.將FeSO4溶液緩慢加入到盛有Na2CO3溶液的燒杯中
（4）潮濕的FeCO3固體置于空氣中易變質(zhì)，反應(yīng)如下：
4FeCO3+6H2O+O2=4X+4CO2。則X的化學(xué)式為________。
【標(biāo)定濃度】標(biāo)定待測(cè)鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)
（5）將Na2CO3固體在270℃干燥至恒重，準(zhǔn)確稱取0.212g無水Na2CO3于錐形瓶中，加入50mL蒸餾水溶解，滴入待測(cè)鹽酸，當(dāng)兩者恰好完全反應(yīng)時(shí)，消耗鹽酸的體積為20.00mL（該鹽酸的密度近似等于1g mL-1，反應(yīng)中Na2CO3所含的碳元素全部轉(zhuǎn)化為CO2）。
①列式計(jì)算待測(cè)鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)（結(jié)果用百分?jǐn)?shù)表示，保留兩位小數(shù)）。
②若上述測(cè)定過程中Na2CO3固體未經(jīng)充分干燥，則測(cè)出鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)將________（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）。
例4 某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在整理歸納反應(yīng)規(guī)律葉發(fā)現(xiàn)，有些化學(xué)反應(yīng)發(fā)生時(shí)沒有伴隨明顯的現(xiàn)象，他們就此進(jìn)行了以下探究。
【提出問題】
怎樣證明NaOH溶液分別與CO2及稀鹽酸發(fā)生了反應(yīng)？
【分析討論】
同學(xué)們討論后認(rèn)為，可以用兩種思路探究上述反應(yīng)是否發(fā)生。
思路Ⅰ：驗(yàn)證有_________；思路Ⅱ：驗(yàn)證反應(yīng)物減少或消失。
【實(shí)驗(yàn)探究】同學(xué)們分兩組分別設(shè)計(jì)方案進(jìn)行探究。
組別 第一組 第二組
實(shí)驗(yàn)示意圖
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】
（1）第一組同學(xué)將充滿CO2氣體的試管倒扣在NaOH溶液中，觀察到試管內(nèi)液面升高，認(rèn)為NaOH溶液與CO2發(fā)生了反應(yīng)。但有同學(xué)指出，還應(yīng)進(jìn)行CO2與_________反應(yīng)的對(duì)比實(shí)驗(yàn)才能得出這一結(jié)論。
（2）第二組的小文同學(xué)向丙中滴入無色酚酞溶液后，觀察到溶液顏色_________。得出NaOH溶液與稀鹽酸發(fā)生了反應(yīng)的結(jié)論。小亮同學(xué)向丁中滴入AgNO3溶液后，觀察到有白色沉淀生成，由此他認(rèn)為NaOH溶液與稀鹽酸反應(yīng)生成了NaC1，你認(rèn)為小亮的結(jié)論是_________（填“合理”或“不合理”）的。
（3）第二組同學(xué)進(jìn)一步討論后認(rèn)為，如果將乙中的溶液蒸發(fā)結(jié)晶，再將得到的晶體溶于水，若在室溫下測(cè)得該溶液的pH_________（填“>”、“<”或“=”）7時(shí)，則能證明有NaC1生成。
【拓展應(yīng)用】第一組同學(xué)向反應(yīng)后的溶液中加入某無色溶液，觀察到有白色沉淀生成，也得出了NaOH溶液與CO2發(fā)生了反應(yīng)的結(jié)論，生成白色沉淀的化學(xué)方程式為_________。
跟蹤訓(xùn)練
1.水是生命之源，是“永遠(yuǎn)值得探究的物質(zhì)”，人類從未停止過對(duì)水的研究。
（1）1766年，英國(guó)化學(xué)家卡文迪許用鋅和稀硫酸制得“可燃空氣”，他所說的“可燃空氣”成分是_______（填化學(xué)式）。“可燃空氣”在純氧中燃燒生成水，可得出“水是一個(gè)結(jié)合物而不是簡(jiǎn)單元素”。
（2）1785年，拉瓦錫將水蒸氣通過紅熱的鐵制槍管將水轉(zhuǎn)化為氫氣，同時(shí)生成四氧化三鐵，實(shí)驗(yàn)示意圖如圖1所示。上述反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。該反應(yīng)若生成1g氫氣，則理論上鐵制槍管應(yīng)增重_______g。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)槍管實(shí)際增重比理論數(shù)值大，其可能的原因是_______。
（3）1800年，英國(guó)化學(xué)家尼科爾森通過電解水得到氫氣和氧氣，后人不斷研究和改進(jìn)該實(shí)驗(yàn)。現(xiàn)有某同學(xué)在水電解器中加入含酚酞的稀Na2SO4溶液，至充滿管A和管B（Na2SO4溶液呈中性且不參與反應(yīng)）。通直流電一段時(shí)間后現(xiàn)象如圖2所示。電解結(jié)束后將容器內(nèi)所有液體倒入燒杯中，溶液呈無色。
①下列說法正確的是_______（填字母）。
a.硫酸鈉在水中形成自由移動(dòng)的Na+和SO42﹣，可增強(qiáng)水的導(dǎo)電性
b.電解過程中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
c.電極N與電源負(fù)極相連
②電解后，管A中生成的微粒有_______（填微粒符號(hào)）。
（4）當(dāng)溫度、壓強(qiáng)分別超過臨界溫度（374.2℃）和臨界壓強(qiáng)（22.1MPa）時(shí)的水稱為超臨界水?，F(xiàn)代研究表明：超臨界水能夠與氧氣以任意比例互溶，由此發(fā)展了超臨界水氧化技術(shù)。550℃時(shí)，測(cè)得乙醇（C2H6O）的超臨界水氧化結(jié)果如圖3所示。
注：δ（分布分?jǐn)?shù)）表示某物質(zhì)分子數(shù)占所有含碳物質(zhì)分子總數(shù)的比例。
如δ（CO）＝CO分子數(shù)/所有含碳物質(zhì)分子總數(shù)
圖中CO的分布分?jǐn)?shù)先增后降的原因是_______。
2.明明同學(xué)發(fā)現(xiàn)媽媽蒸饅頭、炸油條時(shí)常常用到發(fā)酵粉或堿面。這是為什么呢？查閱標(biāo)簽得知：發(fā)酵粉的主要成分是碳酸氫鈉和有機(jī)酸，堿面的主要成分是碳酸鈉。帶著這個(gè)問題，他和小組同學(xué)一起走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，展開了一系列的探究活動(dòng)：
【設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)一】觀察碳酸氫鈉和碳酸鈉都為白色粉末狀固體。分別取兩種固體少量于試管中，加水振蕩至充分溶解，得到無色溶液。
【設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)二】（1）在白色點(diǎn)滴板里進(jìn)行如圖1所示實(shí)驗(yàn)，觀察到紫色石蕊溶液都變成________色。
（2）如圖2分別取適量碳酸氫鈉和碳酸鈉粉末于試管中，滴加稀鹽酸。觀察到試管甲中都_______，試管乙中澄清石灰水都變渾濁。寫出試管甲中反應(yīng)的化學(xué)方程式________（任寫一個(gè)）。
【歸納與總結(jié)】以上實(shí)驗(yàn)說明，碳酸氫鈉和碳酸鈉溶液都呈________性；都能與稀鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w。大家認(rèn)為：發(fā)酵粉或堿面能用來蒸饅頭、炸油條，是因?yàn)開_______。
同伴芳芳提出猜想：蒸饅頭、炸油條時(shí)溫度都比較高，會(huì)不會(huì)是受熱后它們都分解了呢？
【設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)三】芳芳和同學(xué)一起設(shè)計(jì)方案，并用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你幫她完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
加熱碳酸氫鈉時(shí)，試管內(nèi)壁有水珠，澄清石灰水變渾濁。 碳酸氫鈉受熱________，有水和二氧化碳?xì)怏w生成。
加熱碳酸鈉時(shí)，試管內(nèi)壁和澄清石灰水都沒有明顯變化。 ________
【解釋與結(jié)論】由此可知，芳芳的猜想________（填“正確”或“不正確”）。
通過以上實(shí)驗(yàn)，小組同學(xué)對(duì)碳酸氫鈉和碳酸鈉的性質(zhì)有了較全面的認(rèn)識(shí)，它們的性質(zhì)既有相似之處，也有不同之處。同時(shí)，對(duì)物質(zhì)的性質(zhì)往往決定其用途，而物質(zhì)的用途又反映其性質(zhì)有了進(jìn)一步理解。
答案和解析
例1 化學(xué)的基本特征是研究和創(chuàng)造物質(zhì)。試從科學(xué)家認(rèn)識(shí)物質(zhì)的視角認(rèn)識(shí)CO2。
(1)分類角度
CO2屬于_______(填字母)。
a.單質(zhì) b.氧化物 c.有機(jī)物
(2)微觀角度
我國(guó)研制的一種新型催化劑可將CO2和H2轉(zhuǎn)化為甲醇(CH3OH)和X．若用“O”表示氫原子，“”表示氧原子，“”表示碳原子，該反應(yīng)的微觀示意圖如圖：
畫出X分子的微觀示意圖：_______。
(3)性質(zhì)角度
三百多年前，人們發(fā)現(xiàn)一些洞穴內(nèi)有一種能使燃燒的木柴熄滅的氣體，后來該氣體被證實(shí)是CO2。據(jù)此推測(cè)CO2具有的化學(xué)性質(zhì)是_______。
(4)變化角度
如圖是某同學(xué)整理的物質(zhì)轉(zhuǎn)化圖。實(shí)驗(yàn)室中常用CO2→CaCO3檢驗(yàn)CO2氣體，寫出其化學(xué)反應(yīng)方程式_______。
(5)應(yīng)用角度
I.可用如圖所示方法自制汽水來消暑解熱。
制汽水時(shí)，NaHCO3與檸檬酸反應(yīng)生成檸檬酸鈉、二氧化碳和水。
①據(jù)此推測(cè)，通常條件下不能與檸檬酸反應(yīng)的物質(zhì)_______(填字母)。
a.鎂帶 b.氯化鈉 c.燒堿
②打開汽水瓶蓋時(shí)汽水會(huì)自動(dòng)噴出來。說明氣體在水中的溶解度與_______有關(guān)。
Ⅱ.Al﹣CO2電池是一種新型電池。
③電池的工作原理：在O2的催化下，Al與CO2發(fā)生化合反應(yīng)生成Al2(C2O4)3。寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式_______。
(6)環(huán)保角度
全球參與控制CO2的排放量是防止溫室效應(yīng)進(jìn)一步增強(qiáng)的根本對(duì)策。下列限制CO2排放量的做法不合理的是_______(填字母)。
a.制定旨在限制CO2排放的國(guó)際規(guī)定
b.減少化石能源的使用，開發(fā)太陽能等新能源
c.工廠通過加高煙囪直接排放含CO2的廢氣
解析 (1)CO2是由碳、氧兩種元素組成的化合物，屬于氧化物；CO2雖然含有碳元素，但它具有無機(jī)化合物的特點(diǎn)，因此被看作無機(jī)化合物。(2)根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后原子的種類及數(shù)目不變，可推知X分子應(yīng)是水分子，微觀示意圖為。(3)根據(jù)CO2是一種能使燃燒的木柴熄滅的氣體，推測(cè)CO2具有的化學(xué)性質(zhì)是不燃燒，也不支持燃燒。(4)實(shí)驗(yàn)室中常用CO2→CaCO3檢驗(yàn)CO2氣體，利用的是二氧化碳能使清的石友水變渾濁，化學(xué)方程式為Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。(5)①檸檬酸是一種酸，能與鎂和燒堿反應(yīng)，不能與氯化鈉反應(yīng)。②打開汽水瓶蓋時(shí)壓強(qiáng)減小，二氧化碳在水中的溶解度減小，汽水會(huì)自動(dòng)噴出來，說明氣體在水中的溶解度與壓強(qiáng)有關(guān)。③電池的工作原理：在O2的催化下，A1與CO2發(fā)生化合反應(yīng)生成Al2(C2O4)3，據(jù)此可寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。(6)エ廠通過加高煙囪直接排放含CO2的廢氣，不能減少二氧化碳的排放量，c不符合題意。
答案 (1)b (2) (3)不能燃燒也不支持燃燒 (4)Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O (5)①b ②壓強(qiáng) ③2Al+6CO2=====Al2(C2O4)3 (6)c
例2 日常生活、生產(chǎn)以及社會(huì)發(fā)展中，往往蘊(yùn)含了許多化學(xué)知識(shí)。請(qǐng)根據(jù)要求回答下列問題：
（1）端午節(jié)吃粽子是中華民族的傳統(tǒng)習(xí)俗。粽子的主要配料是糯米，粽子為人體提供的主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是_______。
（2）裝飾房屋的玻璃雕刻著美麗的花紋，帶給我們美的享受。氫氟酸（HF）能刻畫玻璃，發(fā)生的主要反應(yīng)是：CaSiO3+6HF=X+SiF4↑+3H2O，則X的化學(xué)式為_______。
（3）我國(guó)研發(fā)的“柔性、可裁剪碲化鉍（Bi2Te3）/纖維素復(fù)合熱點(diǎn)薄膜電池”，能充分貼合人體體表，實(shí)現(xiàn)利用體表散熱為藍(lán)牙耳機(jī)、手表、智能手環(huán)等可穿戴電子設(shè)備供電。該過程是_______能轉(zhuǎn)化為電能。
（4）新能源汽車越來越受到人們的青睞，某新能源汽車定位系統(tǒng)微電腦控制器應(yīng)用了一種新型材料氮化鋁（AlN）。工業(yè)上在氮?dú)饬髦杏裳趸X與焦炭在高溫條件下制得氮化鋁，并生成一種可燃性氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。
（5）2019年1月3日，嫦娥四號(hào)月球探測(cè)器在月球背面的南極撞擊坑成功軟著陸。探測(cè)器如圖所示。請(qǐng)回答下列問題：
①圖中標(biāo)示的物質(zhì)中，屬于有機(jī)合成材料的是_______；
②聚酰亞胺聚合材料覆蓋在探測(cè)器表面，可以保證探測(cè)器在溫差極大的月球上正常工作，請(qǐng)推測(cè)該材料的一條性質(zhì)_______；
③月球上有豐富的氦﹣3（He﹣3）資源，它是核聚變反應(yīng)堆理想的燃料，核內(nèi)中子數(shù)為1，畫出He﹣3的原子結(jié)構(gòu)示意圖_______。
解析 (1)粽子的主要配料是糯米，糯米的成分是淀粉，屬于糖類物質(zhì)。(2)觀察題中所給出的化學(xué)方程式可知，反應(yīng)前各物質(zhì)分子中共含有1個(gè)Ca原子、1個(gè)Si原子、3個(gè)O原子、6個(gè)H原子、6個(gè)F原子，反應(yīng)后已知物質(zhì)分子中共含有1個(gè)Si原子、4個(gè)F原子、6個(gè)H原子、3個(gè)O原子，兩者相差1個(gè)Ca原子、2個(gè)F原子，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后各元素的原子總數(shù)不變，故每個(gè)X分子應(yīng)含1個(gè)Ca原子、2個(gè)F原子，因此X的化學(xué)式為CaF2。(3)根據(jù)題意可知，該過程是利用體表散熱為手表、智能手環(huán)等可穿戴電子設(shè)備供電，即將熱能轉(zhuǎn)化為電能。(4)工業(yè)上制取氮化鋁的反應(yīng)為氮?dú)?、氧化鋁、碳在高溫條件下反應(yīng)，生成氮化鋁和一種具有可燃性的氣體，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，該氣體中含有碳元素和氧元素，且該氣體具有可燃性，因此該物質(zhì)為一氧化碳而非二氧化碳，據(jù)此可寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。(5)①有機(jī)合成材料包括塑料、合成纖維、合成橡膠，聚酰亞胺聚合材料薄膜屬于塑料，是一種有機(jī)合成材料；硅片是一種非金屬單質(zhì)材料；鋁合金支架屬于金屬材料。②根據(jù)題意可知，聚酰亞胺聚合材料覆蓋在探測(cè)器表面可以保證探測(cè)器在溫差極大的月球上正常工作，說明該材料導(dǎo)熱性差，穩(wěn)定性強(qiáng)。③氦-3是質(zhì)子數(shù)為2、中子數(shù)為1的一種原子，核外電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)=2，其原子結(jié)構(gòu)示意為。
答案 （1）糖類 （2）CaF2 （3）熱 （4）Al2O3+N2+3C2AlN+3CO （5）①聚酰亞胺聚合材料或聚酰亞胺或聚酰亞胺聚合材料薄膜 ②導(dǎo)熱性差或穩(wěn)定性強(qiáng)（合理即可） ③
例3 碳酸鈉俗稱純堿或蘇打，在生活、生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)硏究中均有廣泛應(yīng)用。
【配制溶液】配制溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1%、2%和4%的Na2CO3溶液
（1）若配制50g溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%的Na2CO3溶液，下列操作正確的是________（填字母）。
a.用托盤天平稱取2g Na2CO3固體
b.選用50mL量筒量取所需體積的水
c.選用帶玻璃塞的廣口試劑瓶，將配好的溶液裝瓶并貼標(biāo)簽
（2）分別測(cè)定25℃時(shí)，上述3種溶液的pH，記錄數(shù)據(jù)如下：
實(shí)驗(yàn)編號(hào) Ⅰ Ⅱ Ⅲ
溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù) 1% 2% 4%
溶液pH 11.62 11.76 11.90
分析I、Ⅱ、Ⅲ三組數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論是________。
【制備物質(zhì)】用Na2CO3溶液和FeSO4溶液發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)制備FeCO3
[已知溶液pH大于8.8時(shí)，F(xiàn)e2+完全生成Fe(OH)2沉淀]
（3）在燒杯中制備FeCO3沉淀時(shí)，應(yīng)選用的加料方式是________（填字母）。
a.將FeSO4溶液與Na2CO3溶液同時(shí)加入到燒杯中
b.將Na2CO3溶液緩慢加入到盛有FeSO4溶液的燒杯中
c.將FeSO4溶液緩慢加入到盛有Na2CO3溶液的燒杯中
（4）潮濕的FeCO3固體置于空氣中易變質(zhì)，反應(yīng)如下：
4FeCO3+6H2O+O2=4X+4CO2。則X的化學(xué)式為________。
【標(biāo)定濃度】標(biāo)定待測(cè)鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)
（5）將Na2CO3固體在270℃干燥至恒重，準(zhǔn)確稱取0.212g無水Na2CO3于錐形瓶中，加入50mL蒸餾水溶解，滴入待測(cè)鹽酸，當(dāng)兩者恰好完全反應(yīng)時(shí)，消耗鹽酸的體積為20.00mL（該鹽酸的密度近似等于1g mL-1，反應(yīng)中Na2CO3所含的碳元素全部轉(zhuǎn)化為CO2）。
①列式計(jì)算待測(cè)鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)（結(jié)果用百分?jǐn)?shù)表示，保留兩位小數(shù)）。
②若上述測(cè)定過程中Na2CO3固體未經(jīng)充分干燥，則測(cè)出鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)將________（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）。
解析 （1）配制50g 4%的碳酸鈉溶液，需要稱量碳酸鈉的質(zhì)量=50g×4%=2g，需要稱量水的質(zhì)量=50g-2g=48g，水的體積=48g÷1g/mL=48mL。應(yīng)該用托盤天平稱量碳酸鈉固體2g，a正確；需要量取48mL的水，則需要50mL的量筒，b正確；碳酸鈉溶液是液體，應(yīng)該使用細(xì)口瓶盛裝，并且用貼上標(biāo)簽，c錯(cuò)誤。（2）通過圖表可知，25℃時(shí)，碳酸鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，溶液的pH越大，則溶液的堿性越強(qiáng)。（3）根據(jù)提示信息可知，當(dāng)溶液的pH＞8.8時(shí)，F(xiàn)e2+會(huì)完全生成Fe(OH)2沉淀。而該反應(yīng)的目的是制備FeCO3沉淀，碳酸鈉的水溶液呈堿性，則可能會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物Fe(OH)2沉淀。如果將FeSO4加入Na2CO3溶液中，則碳酸鈉溶液呈堿性，存在OH-，pH＞7，很容易生成Fe(OH)2沉淀。若將Na2CO3溶液加入FeSO4溶液中，此時(shí)Fe2+是過量的，而且此時(shí)溶液顯酸性，F(xiàn)e2+不易產(chǎn)生Fe(OH)2沉淀，此時(shí)CO32-很容易和Fe2+結(jié)合為沉淀析出，故選b。（4）根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，反應(yīng)前后原子的個(gè)數(shù)相同。反應(yīng)前，有4個(gè)鐵原子、4個(gè)碳原子、12個(gè)氫原子、20個(gè)氧原子，反應(yīng)后有4個(gè)碳原子、8個(gè)氧原子，相差了4個(gè)鐵原子、12個(gè)氫原子、12個(gè)氧原子，則X的化學(xué)式為Fe(OH)3。（5）①消耗鹽酸的質(zhì)量為：20mL×1g mL-1=20g。
設(shè)反應(yīng)消耗的HCl的質(zhì)量為x。
Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O
106 73
0.212g x
解得x=0.146g
則鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)=。
②若碳酸鈉沒有充分干燥，則實(shí)際的碳酸鈉的質(zhì)量小于0.212g，則消耗的HCl的質(zhì)量小于對(duì)應(yīng)的0.146g，對(duì)應(yīng)消耗的鹽酸溶液的質(zhì)量也小于20g。但是進(jìn)行相關(guān)計(jì)算時(shí)，仍然會(huì)按照“碳酸鈉的質(zhì)量為0.212g”進(jìn)行計(jì)算，則會(huì)導(dǎo)致計(jì)算溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)，計(jì)算的參加反應(yīng)的HCl的質(zhì)量依然為0.146g，但是實(shí)際消耗的溶液的質(zhì)量減少了，則會(huì)導(dǎo)致計(jì)算出的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大。
答案 （1）ab （2）25℃時(shí)，Na2CO3溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，堿性越強(qiáng) （3）b （4）Fe(OH)3 （5）①0.73% ②偏大
例4 某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在整理歸納反應(yīng)規(guī)律葉發(fā)現(xiàn)，有些化學(xué)反應(yīng)發(fā)生時(shí)沒有伴隨明顯的現(xiàn)象，他們就此進(jìn)行了以下探究。
【提出問題】
怎樣證明NaOH溶液分別與CO2及稀鹽酸發(fā)生了反應(yīng)？
【分析討論】
同學(xué)們討論后認(rèn)為，可以用兩種思路探究上述反應(yīng)是否發(fā)生。
思路Ⅰ：驗(yàn)證有_________；思路Ⅱ：驗(yàn)證反應(yīng)物減少或消失。
【實(shí)驗(yàn)探究】同學(xué)們分兩組分別設(shè)計(jì)方案進(jìn)行探究。
組別 第一組 第二組
實(shí)驗(yàn)示意圖
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】
（1）第一組同學(xué)將充滿CO2氣體的試管倒扣在NaOH溶液中，觀察到試管內(nèi)液面升高，認(rèn)為NaOH溶液與CO2發(fā)生了反應(yīng)。但有同學(xué)指出，還應(yīng)進(jìn)行CO2與_________反應(yīng)的對(duì)比實(shí)驗(yàn)才能得出這一結(jié)論。
（2）第二組的小文同學(xué)向丙中滴入無色酚酞溶液后，觀察到溶液顏色_________。得出NaOH溶液與稀鹽酸發(fā)生了反應(yīng)的結(jié)論。小亮同學(xué)向丁中滴入AgNO3溶液后，觀察到有白色沉淀生成，由此他認(rèn)為NaOH溶液與稀鹽酸反應(yīng)生成了NaC1，你認(rèn)為小亮的結(jié)論是_________（填“合理”或“不合理”）的。
（3）第二組同學(xué)進(jìn)一步討論后認(rèn)為，如果將乙中的溶液蒸發(fā)結(jié)晶，再將得到的晶體溶于水，若在室溫下測(cè)得該溶液的pH_________（填“>”、“<”或“=”）7時(shí)，則能證明有NaC1生成。
【拓展應(yīng)用】第一組同學(xué)向反應(yīng)后的溶液中加入某無色溶液，觀察到有白色沉淀生成，也得出了NaOH溶液與CO2發(fā)生了反應(yīng)的結(jié)論，生成白色沉淀的化學(xué)方程式為_________。
解析 【分析討論】化學(xué)變化的特征是有新物質(zhì)生成。常見的探究思路是：一是驗(yàn)證新物質(zhì)生成或新物質(zhì)出現(xiàn)或生成物出現(xiàn)；二是驗(yàn)證反應(yīng)物減少或消失?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】（1）觀察到試管內(nèi)液面升高，也有可能是O2和水發(fā)生了反應(yīng)，故還應(yīng)進(jìn)行二氧化碳和水的反應(yīng)的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。（2）向丙中滴入無色酚酞溶液后，觀察到溶液顏色仍為無色，說明溶液酸堿性發(fā)生改變，可得出NaOH溶液與稀鹽酸發(fā)生了反應(yīng)。向丁中滴入AgNO3溶液后，觀察到有白色沉淀生成，不能得出NaOH溶液與稀鹽酸反應(yīng)生成了NaC1，因?yàn)橄←}酸和硝酸銀生成氯化銀沉淀和硝酸，也會(huì)生成白色沉淀。（3）將乙中的溶液蒸發(fā)結(jié)晶，再將得到的晶體溶于水，如果生成氯化鈉的話，晶體肯定含有氯化鈉，氯化鈉溶于水溶液呈中性，pH=7，說明有氯化鈉生成。【拓展應(yīng)用】氫氧化鈉和二氧化碳生成碳酸鈉和水，向反應(yīng)后的溶液中加入氯化鈣溶液，氯化鈣和碳酸鈉生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，有白色沉淀生成，說明NaOH溶液與CO2發(fā)生了反應(yīng)。
答案 【分析討論】新物質(zhì)生成或新物質(zhì)出現(xiàn)或生成物出現(xiàn) 【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】（1）水或H2O （2）仍為無色或不變色或不變 不合理 （3）= 【拓展應(yīng)用】Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓ +2NaCl（合理即可）
跟蹤訓(xùn)練
1.水是生命之源，是“永遠(yuǎn)值得探究的物質(zhì)”，人類從未停止過對(duì)水的研究。
（1）1766年，英國(guó)化學(xué)家卡文迪許用鋅和稀硫酸制得“可燃空氣”，他所說的“可燃空氣”成分是_______（填化學(xué)式）?！翱扇伎諝狻痹诩冄踔腥紵伤傻贸觥八且粋€(gè)結(jié)合物而不是簡(jiǎn)單元素”。
（2）1785年，拉瓦錫將水蒸氣通過紅熱的鐵制槍管將水轉(zhuǎn)化為氫氣，同時(shí)生成四氧化三鐵，實(shí)驗(yàn)示意圖如圖1所示。上述反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。該反應(yīng)若生成1g氫氣，則理論上鐵制槍管應(yīng)增重_______g。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)槍管實(shí)際增重比理論數(shù)值大，其可能的原因是_______。
（3）1800年，英國(guó)化學(xué)家尼科爾森通過電解水得到氫氣和氧氣，后人不斷研究和改進(jìn)該實(shí)驗(yàn)。現(xiàn)有某同學(xué)在水電解器中加入含酚酞的稀Na2SO4溶液，至充滿管A和管B（Na2SO4溶液呈中性且不參與反應(yīng)）。通直流電一段時(shí)間后現(xiàn)象如圖2所示。電解結(jié)束后將容器內(nèi)所有液體倒入燒杯中，溶液呈無色。
①下列說法正確的是_______（填字母）。
a.硫酸鈉在水中形成自由移動(dòng)的Na+和SO42﹣，可增強(qiáng)水的導(dǎo)電性
b.電解過程中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
c.電極N與電源負(fù)極相連
②電解后，管A中生成的微粒有_______（填微粒符號(hào)）。
（4）當(dāng)溫度、壓強(qiáng)分別超過臨界溫度（374.2℃）和臨界壓強(qiáng)（22.1MPa）時(shí)的水稱為超臨界水。現(xiàn)代研究表明：超臨界水能夠與氧氣以任意比例互溶，由此發(fā)展了超臨界水氧化技術(shù)。550℃時(shí)，測(cè)得乙醇（C2H6O）的超臨界水氧化結(jié)果如圖3所示。
注：δ（分布分?jǐn)?shù)）表示某物質(zhì)分子數(shù)占所有含碳物質(zhì)分子總數(shù)的比例。
如δ（CO）＝CO分子數(shù)/所有含碳物質(zhì)分子總數(shù)
圖中CO的分布分?jǐn)?shù)先增后降的原因是_______。
2.明明同學(xué)發(fā)現(xiàn)媽媽蒸饅頭、炸油條時(shí)常常用到發(fā)酵粉或堿面。這是為什么呢？查閱標(biāo)簽得知：發(fā)酵粉的主要成分是碳酸氫鈉和有機(jī)酸，堿面的主要成分是碳酸鈉。帶著這個(gè)問題，他和小組同學(xué)一起走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，展開了一系列的探究活動(dòng)：
【設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)一】觀察碳酸氫鈉和碳酸鈉都為白色粉末狀固體。分別取兩種固體少量于試管中，加水振蕩至充分溶解，得到無色溶液。
【設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)二】（1）在白色點(diǎn)滴板里進(jìn)行如圖1所示實(shí)驗(yàn)，觀察到紫色石蕊溶液都變成________色。
（2）如圖2分別取適量碳酸氫鈉和碳酸鈉粉末于試管中，滴加稀鹽酸。觀察到試管甲中都_______，試管乙中澄清石灰水都變渾濁。寫出試管甲中反應(yīng)的化學(xué)方程式________（任寫一個(gè)）。
【歸納與總結(jié)】以上實(shí)驗(yàn)說明，碳酸氫鈉和碳酸鈉溶液都呈________性；都能與稀鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w。大家認(rèn)為：發(fā)酵粉或堿面能用來蒸饅頭、炸油條，是因?yàn)開_______。
同伴芳芳提出猜想：蒸饅頭、炸油條時(shí)溫度都比較高，會(huì)不會(huì)是受熱后它們都分解了呢？
【設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)三】芳芳和同學(xué)一起設(shè)計(jì)方案，并用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你幫她完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
加熱碳酸氫鈉時(shí)，試管內(nèi)壁有水珠，澄清石灰水變渾濁。 碳酸氫鈉受熱________，有水和二氧化碳?xì)怏w生成。
加熱碳酸鈉時(shí)，試管內(nèi)壁和澄清石灰水都沒有明顯變化。 ________
【解釋與結(jié)論】由此可知，芳芳的猜想________（填“正確”或“不正確”）。
通過以上實(shí)驗(yàn)，小組同學(xué)對(duì)碳酸氫鈉和碳酸鈉的性質(zhì)有了較全面的認(rèn)識(shí)，它們的性質(zhì)既有相似之處，也有不同之處。同時(shí)，對(duì)物質(zhì)的性質(zhì)往往決定其用途，而物質(zhì)的用途又反映其性質(zhì)有了進(jìn)一步理解。
答案 1.（1）H2 （2）3Fe+4H2OFe3O4+4H2 8 槍管外壁部分鐵與空氣中的氧氣反應(yīng)而增重 （3）①ac ②O2和H+ （4）在超臨界水氧化過程中，乙醇先氧化成CO，CO再氧化成CO2（合理即可）
2.【設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)二】（1）藍(lán) （2）產(chǎn)生氣泡 NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O或Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O
【歸納與總結(jié)】堿 碳酸氫鈉、碳酸鈉都能與酸性物質(zhì)反應(yīng)生成二氧化碳
【設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)三】分解 碳酸鈉受熱不分解
【解釋與結(jié)論】不正確
O2

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