Question

【題目】實驗探究和正確推理是提升認識的重要手段。

（實驗一） 取5枚去油去銹的潔凈鐵釘，分別裝入下表的試管中，進行實驗。

（1）通過上述實驗可知，實驗__________（填實驗序號）對比說明溫度越高鐵釘生銹速率越快；在____________（填“酸性”、“堿性”或“中性”）環境中鐵釘生銹速率較快。工業上用稀鹽酸除鐵銹的化學方程式為_________。

（實驗二）根據下列裝置圖，回答問題：

（2）實驗室利用圖1中的甲裝置制取二氧化碳，反應的化學方程式為__________。

（3）圖3是某同學利用報廢試管設計的制二氧化碳的發生裝置，該設計除了廢物利用的優點外，請另寫一個優點________。

（實驗三）某興趣小組用圖1裝置進行實驗時發現：燒杯中飽和石灰水先變渾濁，后逐漸澄清。為探究“飽和石灰水渾濁后變澄清的原因”，該小組同學開展了如下實驗：

（查閱文獻）碳酸鈣（碳酸鈉等）與二氧化碳、水反應生成可溶于水的碳酸氫鈣（碳酸氫鈉等）。

（提出假設）假設1：揮發出的HCl使渾濁變澄清；假設2：__________。

（設計實驗）為除去CO2中的HCl，小華在圖1中甲、乙裝置之間增加圖2裝置，裝置的連接順序是甲→_______→________→乙（填字母序號）；其中盛放的試劑合理的是_______（填選項序號）。

A濃硫酸 BNaOH溶液 C飽和Na2CO3溶液 D飽和NaHCO3溶液

（實驗現象）飽和石灰水渾濁后，繼續通入足量CO2，沉淀部分溶解但最終并未完全澄清。

（得出結論）由上述探究可知，石灰水最終變澄清是________氣體作用的結果。

（4）該小組在老師指導下，用pH傳感器測得圖1燒杯中溶液的pH隨通入氣體時間的變化曲線如圖4。

①實驗開始時從甲中排出裝置內的空氣，圖4中________段曲線對應此時段溶液pH的變化。

②BC段發生反應的化學方程式有_______（任寫一個）。

③D點所得澄清溶液中的陽離子_______（填離子符號）。

Answer 1

【答案】AD或CE 酸性 Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑ 可以控制反應的發生和停止 產生的CO2 使渾濁變澄清 b a D HCl AB CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O或Ca(OH)2+2HCl═CaCl2+2H2O Ca2+、H+

【解析】

[實驗一]

（1）AD、CE分別是只有溫度不同，從而對比說明溫度越高鐵釘生銹速率越快。對比ABC或DE鐵生銹時間可知，酸性環境中生銹速率較快。稀鹽酸除鐵銹的化學方程式為Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O。

[實驗二]

（2）實驗室用大理石和稀鹽酸制取二氧化碳，反應的化學方程式為CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑。

（3）設計除了廢物利用的優點外，還可通過移動試管使固液藥品分離從而控制反應的發生和停止。

[提出假設]

結合查閱文獻，可猜想產生的CO2 使渾濁變澄清。

[設計實驗]

圖2為洗氣瓶，應長進短出，即從b進，a出。故其中盛放的試劑需要能與HCl反應，不與CO2反應，只有碳酸氫鈉溶液，故選D。

[得出結論]

因實驗現象沉淀部分溶解但最終并未完全澄清，故石灰水最終變澄清是HCl氣體作用的結果。

（4）①實驗開始時從甲中排出裝置內的空氣，溶液pH基本不變，為AB；

②BC段pH減小，說明氫氧化鈣被反應，發生的反應方程式為CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O或Ca(OH)2+2HCl═CaCl2+2H2O；

③D點反應結束，所得澄清溶液中的陽離子有生成的Ca2+，還有過量HCl氣體，故還有H+。