(22分)某校兴趣小组同学准备进行常见酸、碱、盐的性质实验时,发现实验台上摆放的药品中(如下图),有一装溶液的试剂瓶未盖瓶盖且标签破损,于是决定对这瓶溶液进行实

(22分)某校兴趣小组同学准备进行常见酸、碱、盐的性质实验时,发现实验台上摆放的药品中(如下图),有一装溶液的试剂瓶未盖瓶盖且标签破损,于是决定对这瓶溶液进行实

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(22分)某校兴趣小组同学准备进行常见酸、碱、盐的性质实验时,发现实验台上摆放的药品中(如下图),有一装溶液的试剂瓶未盖瓶盖且标签破损,于是决定对这瓶溶液进行实验探究:

【提出问题】这瓶溶液是什么溶液?
【获得信息】酸、碱、盐的性质实验中用到含有钠元素的物质是氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠【提出猜想】这瓶溶液是:猜想一:氯化钠溶液;猜想二:氢氧化钠溶液;
猜想三:碳酸钠溶液。
【实验推断】
(1)小丽取样滴加无酚酞试液,溶液呈红色,得出结论:该溶液不可能是      溶液,理由是                                           
(2)小刚另取样滴加稀盐酸有           产生,反应的化学方程式为            
小刚得出结论:该溶液是碳酸钠溶液。
(3)小青认为小刚的结论不完全正确,理由是                            
小组同学讨论后一致认为还需要进行如下实验:
【继续探究】另取样加入过量的CaCl2溶液,观察到有           产生,设计这一步骤的目的是                                       ;静置后,取上层清液,滴入酚酞试液,溶液呈红色。
【实验结论】这瓶溶液是                      
【探究启示】实验取完药品后应将试剂瓶           

【拓展迁移】若该溶液与盐酸发生中和反应,恰好完全反应的微观过程如上图所示,
反应的实质表达式为:H+ + OH- = H2O,则反应后溶液中存在的阴、阳离子
                (填符号);
【继续探究】请写出实验中加CaCl2溶液反应的实质表达式:                   (用化学符号表示)
答案
(1)氯化钠溶液;    氯化钠溶液呈中性,不能使酚酞试液变色。
(2)气泡    Na2CO3 + 2HCl =" 2NaCl+" H2O + CO2↑;
(3)露置于空气中的NaOH溶液与空气中的CO2反应也生成碳酸钠。
【继续探究】白色沉淀;  完全除去溶液中的CO2-,避免其对OH-检验造成干扰。
【实验结论】NaOH溶液(填变质的NaOH溶液也可)
【探究启示】立即盖好瓶盖
【拓展迁移】Cl-、 Na+  ;      Ca2+ + CO32- = CaCO3
解析

试题分析:
【实验推断】
(1)氢氧化钠和碳酸钠溶液都呈碱性与酚酞变红色,氯化钠溶液呈中性.
(2)若有碳酸钠存在,滴加盐酸,发生反应Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑,有气泡产生;
(3)因为该试剂是敞口放置于空气中,若是氢氧化钠可能会和空气中二氧化碳反应变质生成部分碳酸钠。
【继续探究】要证明原来是氢氧化钠,可先加过量氯化钡或氯化钙溶液溶液除尽碳酸根,再用酚酞检验氢氧化钠的存在.
【实验结论】因为碳酸根变为碳酸钙沉淀,滴加酚酞变红色,证明氢氧根的存在,即氢氧化钠的存在.
【探究启示】实验结束后应立即盖好瓶盖,并补贴标签.
【拓展迁移】通过观察反应的微观过程图,可以看出反应后溶液的阴阳离子为Cl-、Na+
【继续探究】氯化钙和碳酸钠溶液反应前存在的Ca2+、CO32-、Cl-、Na+;反应后碳酸钙是沉淀,还有离子Cl-、Na+;所以反应的实质是Ca2+和CO32反应生成碳酸钙沉淀,即
CaCl2+ Na2CO3-=CaCO3↓+NaCl
举一反三
化学课堂上要学习碱的化学性质,老师让两位同学和他共同做实验,要求两位同学分别向澄清石灰水和氢氧化钠溶液中吹气,如图①②所示,老师告诉同学们,呼出的气体中只有二氧化碳有可能与澄清石灰水和氢氧化钠溶液反应.

同学们在吹气后观察到①中澄清石灰水边浑浊,②中氢氧化钠溶液无明显现象.观察实验现象后老师问,通过实验现象的观察,检验二氧化碳气体应该使用             ,针对②中的情况,师生共同开始探究之旅.
【提出问题】二氧化碳通入氢氧化钠溶液中无明显现象,两者是否发生了化学反应?
【猜想假设】猜想A:两者发生了化学反应;猜想B:两者没有发生化学反应.
【实验探究】
(1)小明设计了如图所示的③、④两个实验.
实验现象:③中的软塑料瓶变瘪,④中                                      
(2)小亮认为小明的实验是可行的,其共同原理是二氧化碳和氢氧化钠溶液反应,使容器内压强降低,小光同学却对此提出了质疑,他认为小明的实验不严谨,若仍利用该装置,需要补做的对比实验是                                                                   
(3)小光设计的是通过检验生成物来验证猜想,请帮他填写实验报告:
实验步骤
实验现象
实验结论
取③实验后的溶液少许,再向其加入     (           )
                     
                  
验证了二氧化碳和氢氧化钠溶液反应
【实验结论】二氧化碳和氢氧化钠溶液发生了化学反应.
【反思拓展】探究结束老师说,通过此探究实验我们发现,对于没有明显现象的化学反应,可以从不同的角度证明反应的发生,这些角度可以是:
①通过检验反应物减少证明反应发生;②通过                     证明反应的发生.
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(5分)用科学方法去思考
形成科学认识需要运用一定的科学方法。请回答:
(1)观察、猜想、假设、实验等收集证据的方法是获得感性认识的重要方法。
观察是用感官或借助仪器去获得信息的过程。
猜想是没有事实根据、不知真假的主观猜测,可能会出错,可不去证明,也可能无法证明。
假设是对客观事物的假定性说明。假设必须建立在观察和已有知识经验基础上,能够被检验,不是对的,就是错的。
下面的5个陈述,来自一位食品与营养化学工作者的笔记。其中,哪个陈述是观察?(填代号,下同)        ;哪个陈述是猜想?        ;哪个陈述是假设?       
A.包装良好的食物可以长期储存,不会滋长霉菌
B.在对34名志愿者跟踪和检测后发现,持续一周的饮食为全麦、新鲜蔬菜和水果,可以让每个人的体重平均减轻1.9Kg
C.如果食物遇到碘水变蓝,那么十五含有淀粉
D.早餐时,看到一袋胀包的牛奶,打开后,嗅到酸臭味
E.实验表明,橘子、柠檬、草莓中富含维生素C
(2)抽象、归纳、演绎等是理性思维的重要方法。
抽象是从众多事物中抽取它们共同的本质特征的过程。例如,微观粒子Na+ 、Mg2+、K+、NH共同的本质特征是都带正电荷,这类微观粒子称为阳离子。
归纳是根据一系列具体事实概括出一般原理或结论的过程。如在买樱桃时,先拿几个樱桃尝一尝,如果都很甜,就能归纳出这份樱桃是甜的。
下面的4个陈述,来自某同学的化学笔记。其中,哪个陈述是抽象?        ;哪个陈述是归纳?        
A.重金属盐能使蛋白质变性,所以摄入铅对人体有毒
B.实验证明,盐酸能跟NaOH反应,也能跟Ca(OH)2反应,所以盐酸能和碱反应
C. NaOH、KOH 、Ca(OH)2都能使酚酞试液变红的本质原因,是它们的溶液中都存在OH-,我们把溶于水理解出的阴离子都是OH-的一类化合物称为碱
D.石蕊试液遇到盐酸变红,因为盐酸中有氢离子

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(10分)像科学家一样做科学
——探究胡萝卜汁对过氧化氢分解的催化作用
体育课上,小华不慎擦伤了皮肤,她用过氧化氢溶液对皮肤进行消毒时,惊奇地发现有嘶嘶的响声,并产生大量气泡。
小华通过查阅文献获得以下信息:
信息Ⅰ:人体皮肤细胞中存在一种叫做过氧化氢酶的物质,能加快过氧化氢分解反应的速率。
信息Ⅱ:胡萝卜汁等植物细胞中也含有过氧化氢酶。
信息Ⅲ:酶是动植物体内活细胞产生的具有催化作用的生物大分子,其催化作用受温度影响。
信息Ⅳ:在没有催化剂时,60℃以下,温度对过氧化氢的分解基本没有影响。
请你在小华探究的基础上,完成以下探究活动。
(1)胡萝卜汁对过氧化氢的分解是否有催化作用?
请完成下表中的实验报告(实验步骤中应包括使用的仪器、药品和实验过程)。
实验步骤
实验现象
实验结论
 
 
胡萝卜汁对过氧化氢的分解有催化作用。
反应的化学方程式        
(2)温度如何影响胡萝卜汁的催化作用?
药品:3%过氧化氢溶液、新鲜胡萝卜汁、不同温度的水(0℃、20℃、35℃、55℃)。
仪器:15mm×150mm试管8支,250mL烧杯4只、10mL量筒、秒表、温度计、刻度尺。
实验:如图所示,用提供的仪器和药品,按如下步骤进行实验:
①两支试管中分别盛有胡萝卜汁和3%过氧化氢溶液;
②将①中的试管放入盛有0℃水的烧杯中,恒定试管及反应物的温度;
③5min以后,把过氧化氢溶液倒入装有胡萝卜汁的试管中,稍微振荡,使胡萝卜汁跟过氧化氢溶液均匀混合;
④将③中的试管放回原烧杯,恒温6min;
⑤用刻度尺测量试管中泡沫状混合物的高度;
⑥按上述步骤进行实验,分别测定20℃、35℃、55℃时泡沫状混合物的高度。

每个温度下的实验重复3次,取平均值,得到如下数据:
实验编号
反应物的温度
混合恒温6min时,泡沫的高度(cm)
A
0℃
1.7
B
20℃
3.8
C
35℃
6.5
D
55℃
2.1
请回答下列问题:
①为了测定实验准确性,该实验过程中还需要控制的条件有        
②请你在下面的直角坐标系中,绘制出泡沫的高度随温度变化而变化的曲线。
(要求:需表示出横坐标和纵坐标表示的数量级单位)

③关于温度对胡萝卜汁的催化作用的影响,你的结论是        
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实验小组同学向盛有2ml稀硫酸的试管中加入2ml氢氧化钠溶液,未观察到明显现象。
【提出问题】两者是否发生了化学反应?
【实验探究】将盛有上述实验混合液的试管标为①,如图甲。
小华:测得实验所用稀硫酸的pH<7,试管①中溶液pH>7。于是得出结论:       
小敏:取两支试管,编号为②和③,分别加入稀硫酸和试管①中溶液各2ml,逐滴滴加Na2CO3溶液至过量,实验过程与现象如图乙,由此他得出了与小华一样的实验结论。

【反思评价】小军认为小敏在实验设计中存在不够严密的地方,请帮他指出:       
【交流讨论】试管③中的溶液中有哪些溶质?同学们分析了两位同学的实验过程,一致认为没有H2SO4,其理由是          。在此基础上,同学们提出了二种推理:
推理1:含有Na2SO4、Na2CO3和NaOH
推理2:含有Na2SO4、Na2CO3
正确的是推理          (选填“1”或“2”)。
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实验室常用的干燥剂“碱石灰”是氧化钙和固体氢氧化钠的混合物,易与空气中的水蒸气和二氧化碳反应而变质。某同学对一瓶久置的碱石灰进行了如下探究:
【猜想与假设】
猜想一:没有变质,只含有氧化钙和氢氧化钠;
猜想二:部分变质;
猜想三:完全变质,含有______________和______________。
则氢氧化钠变质的化学反应方程式是______________________________。
【进行实验】
实验如下图所示:

【解释与结论】
由操作②的现象判断:猜想三______________(填“成立”或“不成立”);由操作⑤⑥的现象判断滤液中含有_____________,由此判断猜想一不成立,得出结论。
【反思与评价】实验室中碱石灰应该______________保存。
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