Question

3．某同學(xué)發(fā)現(xiàn)某維生素C泡騰片遇水產(chǎn)生大量氣泡，對(duì)其產(chǎn)生興趣并進(jìn)行了一系列研究．已知維生素C泡騰片的配料：維生素C 2%、乳糖、碳酸鹽等．

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
如圖1，向試管中滴入幾滴水，1min后振蕩錐形瓶	小試管中產(chǎn)生大量氣泡，澄清石灰水變渾濁，注射器活栓向外移動(dòng)	猜想成立，且無(wú)其它氣體生成

【生成氣體成分及原因】
猜想：氣泡中含有CO₂，依據(jù)是二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁．
猜想產(chǎn)生氣體的原因：該泡騰片中含有酸性物質(zhì)與碳酸鹽反應(yīng)．
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：將維生素C泡騰片溶解于一定量水，用pH試紙測(cè)量反應(yīng)后的溶液酸堿度為3，說(shuō)明該維生素C泡騰片含有酸性物質(zhì)．
上述實(shí)驗(yàn)中固態(tài)酸性物質(zhì)與碳酸鹽反應(yīng)時(shí)，水的作用是溶解固態(tài)酸性物質(zhì)形成酸溶液，使之與碳酸鹽反應(yīng)．因此，儲(chǔ)存該維生素C泡騰片應(yīng)注意密封、干燥．
【探究二氧化碳源】
猜想：該維生素C泡騰片含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的二氧化碳源（鈉鹽），有關(guān)資料記載二氧化碳可能是①NaHCO₃②Na₂CO₃   ③NaHCO₃和Na₂CO₃的混合物．

實(shí)驗(yàn)：利用圖2裝置（夾持儀器略）進(jìn)行探究，圖2中裝稀硫酸的儀器名稱是分液漏斗．主要實(shí)驗(yàn)步驟有：①檢查裝置氣密性；②稱取4.20g泡騰片粉末裝入燒瓶中，松開(kāi)彈簧夾K，通入一段時(shí)間空氣；③稱量裝置D為200.00g，夾上彈簧夾K，滴加稀硫酸；④松開(kāi)彈簧夾K，再通入一段時(shí)間空氣；⑤稱量裝置D質(zhì)量為200.44g．反應(yīng)開(kāi)始前通入空氣的目的是除去裝置中的空氣．步驟④的作用是將反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳完全排入吸收裝置D中．
數(shù)據(jù)處理：通過(guò)計(jì)算判斷出以上猜想①（填序號(hào)）成立．
反思交流：
（1）E裝置的作用是防止空氣中的二氧化碳進(jìn)入D裝置中對(duì)實(shí)驗(yàn)造成干擾．
（2）有同學(xué)提出，將D裝置替換成與E相同的裝置更加合理，原因是氣體通過(guò)氫氧化鈉溶液時(shí)可能帶出水蒸氣．
（3）如果沒(méi)有C裝置，對(duì)該實(shí)驗(yàn)有沒(méi)有影響有影響．

Answer 1

分析 顯酸性的溶液能和碳酸鹽反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w；
【生成氣體成分及原因】
二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁；
利用pH試紙可以測(cè)定溶液的酸堿度；
【探究二氧化碳源】
碳酸氫鈉和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳，碳酸鈉和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳；
反思交流：
堿石灰能夠吸收水蒸氣和二氧化碳．

解答 解：實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下表所示：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
如圖1，向試管中滴入幾滴水，1min后振蕩錐形瓶．	小試管中產(chǎn)生大量氣泡，澄清石灰水變渾濁，注射器活栓向外移動(dòng)．	猜想成立，且無(wú)其它氣體生成．

【生成氣體成分及原因】
猜想：氣泡中含有CO₂，依據(jù)是二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁．
故填：二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁．
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：將維生素C泡騰片溶解于一定量水，用pH試紙測(cè)量反應(yīng)后的溶液酸堿度為3，說(shuō)明該維生素C泡騰片含有酸性物質(zhì)．
故填：pH試紙．
上述實(shí)驗(yàn)中固態(tài)酸性物質(zhì)與碳酸鹽反應(yīng)時(shí)，水的作用是溶解固態(tài)酸性物質(zhì)形成酸溶液，使之與碳酸鹽反應(yīng)．因此，儲(chǔ)存該維生素C泡騰片應(yīng)注意密封、干燥．
故填：密封、干燥．
【探究二氧化碳源】
猜想：該維生素C泡騰片含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的二氧化碳源（鈉鹽），有關(guān)資料記載二氧化碳源可能是①NaHCO₃②Na₂CO₃③NaHCO₃和Na₂CO₃的混合物．
故填：Na₂CO₃．
實(shí)驗(yàn)：圖2中裝稀硫酸的儀器名稱是分液漏斗；
反應(yīng)開(kāi)始前通入空氣的目的是除去裝置中的空氣；
步驟④的作用是將反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳完全排入吸收裝置D中．
數(shù)據(jù)處理：設(shè)生成0.44g二氧化碳時(shí)消耗碳酸氫鈉的質(zhì)量為x，消耗碳酸鈉的質(zhì)量為y，
2NaHCO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O+2CO₂↑，Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑，
  168                     88       106                    44
   x                    0.44g      y                     0.44g
$\frac{168}{x}$=$\frac{88}{0.44g}$，$\frac{106}{y}$=$\frac{44}{0.44g}$，
x=0.84g，y=1.06g，
4.20g泡騰片粉末中含有產(chǎn)生二氧化碳的固體質(zhì)量為：4.20g×20%=0.84g，
通過(guò)計(jì)算判斷出以上猜想①成立．
故填：分液漏斗；除去裝置中；的空氣；將反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳完全排入吸收裝置D中；①．
反思交流：
（1）E裝置的作用是防止空氣中的二氧化碳進(jìn)入D裝置中對(duì)實(shí)驗(yàn)造成干擾．
故填：防止空氣中的二氧化碳進(jìn)入D裝置中對(duì)實(shí)驗(yàn)造成干擾．
（2）有同學(xué)提出，將D裝置替換成與E相同的裝置更加合理，原因是氣體通過(guò)氫氧化鈉溶液時(shí)可能帶出水蒸氣，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果．
故填：氣體通過(guò)氫氧化鈉溶液時(shí)可能帶出水蒸氣．
（3）如果沒(méi)有C裝置，水蒸氣會(huì)進(jìn)入D中，對(duì)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響．
故填：有影響．

點(diǎn)評(píng) 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)．