Question

小孫買了一種“汽泡爽”的沖調飲料．
【飲料說明】①主要原料：檸檬酸和小蘇打，葡萄糖等；②使用說明：將一包“汽泡爽”粉末倒入玻璃杯中，加入200mL冷水．③每袋5克
小孫觀察了飲料說明后，他借助化學實驗的方法，探究“汽泡爽”產生氣體的成分，以及加水溫度對產生氣質量的影響并計算出小蘇打的質量分數．
【實驗一】探究“汽泡爽”產生氣體的成分．
（1）小孫閱讀資料發現：“汽泡爽”原料中的檸檬酸（C₆H₈O₇）和小蘇打粉末混合后加水，可以發生以下反應，填寫生成氣體的化學式．
3NaHCO₃+C₆H₈O₇═C₆H₅O₇Na₃+3H₂O+3

CO₂

↑
（2）為了檢驗上述氣體，小孫選擇的試劑是

澄清石灰水

．實驗室中制取該氣體的方程式是：

CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑

．
【實驗二】探究加水溫度對產生氣體量的影響．
（1）小孫用冷水和熱水各沖了一杯飲料，品嘗時發現冷水沖的飲料中氣泡較多，熱水沖的飲料中氣泡較少．當他搖動杯子時，發現有大量氣泡從水中逸出．他查閱資料發現：隨著溫度升高，氣體在一定量的水中溶解的量會迅速降低．于是小孫設計了如下實驗方案，請填寫表中空白．

實驗序號	加入水的體積	加入水的溫度	收集到的氣體的體積
1	200mL	15℃	a（待記錄）
2	200 mL	50℃	b（待記錄）

（2）在老師的幫助下，小孫采用相同的兩套實驗裝置（如圖）分別完成上述實驗，在A瓶中加入水，再加入一袋“汽泡爽”，迅速塞緊橡皮塞．C 裝置用于收集A中產生的氣體所排出的液體，冷卻至室溫后讀取數據．B中油層的作用是：

防止二氧化碳溶于水

．
（3）通過實驗，小孫測得：a=64mL，b=132mL，由此獲得結論：“汽泡爽”產生氣體的量與加水溫度有關系．但是老師看到小孫的實驗報告后卻指出：兩套裝置中，“汽泡爽”產生氣體的總量應該近似相等，與溫度關系不大，其本質原因是：

反應物的量不變生成物的量也不變，所以“汽泡爽”產生氣體的總量應該近似相等

．
（4）通過反思，為了證明老師的觀點，小孫繼續利用（3）中已反應完的兩套裝置，又做了一步實驗，發現兩套裝置最終收集到的氣體的總量確實相近約為168mL，他的實驗操作是

振蕩或加熱裝置A

．
（5）計算出小蘇打的質量分數
小孫通過計算得出每袋“汽泡爽”中產生的二氧化碳的質量約為0.33克，那么每袋“汽泡爽”中小蘇打的質量分數是多少？

Answer 1

分析：實驗一：（1）根據化學反應前后原子的種類和數目不變進行解答；
（2）根據二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁進行解答；
實驗二：（1）根據該實驗應該控制水的體積一樣而溫度不同進行解答；
（2）根據常見的儀器名稱以及用途以及二氧化碳的性質進行解答；
（3）根據反應物的量不變進行解答；
（4）根據振蕩或加熱裝置A進行分析解答；
實驗三：根據二氧化碳的量求出小蘇打的質量進而求出小蘇打的質量分數．

解答：解：實驗一：（1）化學反應前后原子的種類和數目不變，生成氣體的化學式：3NaHCO₃+C₆H₈O₇═C₆H₅O₇Na₃+3H₂O+3CO₂；
（2）二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，小孫選擇的試劑是：澄清石灰水；實驗室中用稀鹽酸和石灰石反應制取二氧化碳氣體，方程式是：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
實驗二：（1）該實驗應該控制水的體積一樣而溫度不同，所以加水的體積為200ml；
（2）二氧化碳能溶于水而植物油不溶于水，B中油層的作用是：防止二氧化碳溶于水；
（3）反應物的量不變生成物的量也不變，所以“汽泡爽”產生氣體的總量應該近似相等；
（4）通過反思，為了證明老師的觀點，小孫繼續利用（3）中已反應完的兩套裝置，又做了一步實驗，發現兩套裝置最終收集到的氣體的總量確實相近約為168mL，他的實驗操作是：振蕩或加熱裝置A；
實驗三：設小蘇打的質量為x．
3NaHCO₃+C₆H₈O₇═C₆H₅O₇Na₃+3H₂O+3CO₂↑
252                            132
x                              0.33g
根據：

252

132

=

x

0.33g

解得x=0.63g，
小蘇打的質量分數=

0.63g

5g

×100%=12.6%
答：小蘇打的質量分數12.6%．
故答案為：實驗一：（1）CO₂；（2）澄清石灰水；CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
實驗二：（1）200；（2）錐形瓶；量筒；防止二氧化碳溶于水；（3）反應物的量不變生成物的量也不變；（4）振蕩或加熱裝置A；
實驗三：12.6%．

點評：本題是與二氧化碳性質有關的綜合性的實驗探究題，既有實驗操作的考查又有對化學方程式，還有化學反應前后質量守恒定律的考查；注重知識的考查更有對能力的考查．