Question

小孫買了一種“汽泡爽”的沖調(diào)飲料．
飲料說(shuō)明：①主要原料：檸檬酸和小蘇打，葡萄糖等；②使用說(shuō)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(shuō)明后，他借助化學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法，探究“汽泡爽”產(chǎn)生氣體的成分，以及加水溫度對(duì)產(chǎn)生氣質(zhì)量的影響并計(jì)算出小蘇打的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
實(shí)驗(yàn)一：探究“汽泡爽”產(chǎn)生氣體的成分．
（1）小孫閱讀資料發(fā)現(xiàn)：“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(fā)生以下反應(yīng)，填寫(xiě)生成氣體的化學(xué)式．
3NaHCO₃+C₆H₈O₇═C₆H₅O₇Na₃+3H₂O+3

CO₂

↑
（2）為了檢驗(yàn)上述氣體，小孫選擇的試劑是

澄清石灰水

，化學(xué)方程式是

CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O

．
實(shí)驗(yàn)二：探究加水溫度對(duì)產(chǎn)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(shí)發(fā)現(xiàn)冷水沖的飲料中氣泡較多，熱水沖的飲料中氣泡較少．當(dāng)他搖動(dòng)杯子時(shí)，發(fā)現(xiàn)有大量氣泡從水中逸出．他查閱資料發(fā)現(xiàn)：隨著溫度升高，氣體在一定量的水中溶解的量會(huì)迅速降低．于是小孫設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案，請(qǐng)?zhí)顚?xiě)表中空白．

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	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(shí)驗(yàn)裝置（如右圖）分別完成上述實(shí)驗(yàn)，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(chǎn)生的氣體所排出的液體，冷卻至室溫后讀取數(shù)據(jù)．B中油層的作用是

防止二氧化碳溶于水

．
（3）通過(guò)實(shí)驗(yàn)，小孫測(cè)得：a=64mL，b=132mL，由此獲得結(jié)論：“汽泡爽”產(chǎn)生氣體的量與加水溫度有關(guān)系．但是老師看到小孫的實(shí)驗(yàn)報(bào)告后卻指出：兩套裝置中，“汽泡爽”產(chǎn)生氣體的總量應(yīng)該近似相等，與溫度關(guān)系不大，其本質(zhì)原因是：

反應(yīng)物的量不變生成物的量也不變

．
（4）通過(guò)反思，為了證明老師的觀點(diǎn)，小孫繼續(xù)利用（3）中已反應(yīng)完的兩套裝置，又做了一步實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)兩套裝置最終收集到的氣體的總量確實(shí)相近約為168mL，他的實(shí)驗(yàn)操作是

振蕩或加熱裝置A

．
（5）計(jì)算出小蘇打的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
小孫通過(guò)計(jì)算得出每袋“汽泡爽”中產(chǎn)生的二氧化碳的質(zhì)量約為0.33克，那么每袋“汽泡爽”中小蘇打的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？

Answer 1

分析：實(shí)驗(yàn)一：（1）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目不變進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁進(jìn)行解答；
實(shí)驗(yàn)二：（1）根據(jù)該實(shí)驗(yàn)應(yīng)該控制水的體積一樣而溫度不同進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)二氧化碳的性質(zhì)進(jìn)行解答；
（3）根據(jù)反應(yīng)物的量不變進(jìn)行解答；
（4）根據(jù)振蕩或加熱裝置A進(jìn)行分析解答；
（5）根據(jù)二氧化碳的量求出小蘇打的質(zhì)量進(jìn)而求出小蘇打的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：解：實(shí)驗(yàn)一：（1）化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目不變，所以分析題給的化學(xué)方程式可以知道，反應(yīng)前：3個(gè)
Na，11個(gè)H，9個(gè)C，16個(gè)O，而反應(yīng)后：6個(gè)C，11個(gè)H，10個(gè)O，3個(gè)Na，所以判斷生成氣體的化學(xué)式為：CO₂；
（2）二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，所以可以判斷小孫選擇的試劑是澄清石灰水；發(fā)生的反應(yīng)方程式是：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
實(shí)驗(yàn)二：（1）根據(jù)控制變量法可以判斷，該實(shí)驗(yàn)應(yīng)該控制水的體積相同而溫度不同，所以加水的體積為200ml；
（2）二氧化碳能溶于水而不溶于植物油，所以B中油層的作用是防止二氧化碳溶于水；
（3）根據(jù)質(zhì)量守恒定律可以知道，反應(yīng)物的質(zhì)量不變生成物的質(zhì)量也不變，所以“汽泡爽”產(chǎn)生氣體的總量應(yīng)該近似相等；
（4）通過(guò)反思，兩裝置的溫度不同，而氣體受熱膨脹，從而得出了不同的結(jié)論，所以為了證明老師的觀點(diǎn)，小孫應(yīng)該加熱裝置A，使它們?cè)谕�一溫度下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；
（5）設(shè)小蘇打的質(zhì)量為x．
2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑
168                    44
x                      0.33g

168

x

=

44

0.33g

解得：x=1.26g
小蘇打的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

1.26g

5g

×100%=25.2%
答：小蘇打的質(zhì)量分?jǐn)?shù)25.2%．
故答案為：實(shí)驗(yàn)一：（1）CO₂；
（2）澄清石灰水；CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
實(shí)驗(yàn)二：（1）200；
（2）防止二氧化碳溶于水；
（3）反應(yīng)物的量不變生成物的量也不變；
（4）振蕩或加熱裝置A；
（5）25.2%．

點(diǎn)評(píng)：本題是與二氧化碳性質(zhì)有關(guān)的綜合性的實(shí)驗(yàn)探究題，既有實(shí)驗(yàn)操作的考查又有對(duì)化學(xué)方程式，還有化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量守恒定律的考查；注重知識(shí)的考查更有對(duì)能力的考查．