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，對其產(chǎn)生興趣并進行了一系列研究．已知維生素C泡騰片的配料：維生素C 2%、乳糖、碳酸鹽等．

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(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	猜想成立，且無其它氣體生成

【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)．
進行實驗：將維生素C泡騰片溶解于一定量水，用pH試紙測量反應(yīng)后的溶液酸堿度為3，說明該維生素C泡騰片含有酸性物質(zhì)．
上述實驗中固態(tài)酸性物質(zhì)與碳酸鹽反應(yīng)時，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)量分數(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．

實驗：利用圖2裝置（夾持儀器略）進行探究，圖2中裝稀硫酸的儀器名稱是分液漏斗．主要實驗步驟有：①檢查裝置氣密性；②稱取4.20g泡騰片粉末裝入燒瓶中，松開彈簧夾K，通入一段時間空氣；③稱量裝置D為200.00g，夾上彈簧夾K，滴加稀硫酸；④松開彈簧夾K，再通入一段時間空氣；⑤稱量裝置D質(zhì)量為200.44g．反應(yīng)開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：通過計算判斷出以上猜想①（填序號）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入D裝置中對實驗造成干擾．
（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，原因是氣體通過氫氧化鈉溶液時可能帶出水蒸氣．
（3）如果沒有C裝置，對該實驗有沒有影響有影響．

Answer 1

分析 顯酸性的溶液能和碳酸鹽反應(yīng)生成二氧化碳氣體；
【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：實驗過程如下表所示：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(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．	猜想成立，且無其它氣體生成．

【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．
進行實驗：將維生素C泡騰片溶解于一定量水，用pH試紙測量反應(yīng)后的溶液酸堿度為3，說明該維生素C泡騰片含有酸性物質(zhì)．
故填：pH試紙．
上述實驗中固態(tài)酸性物質(zhì)與碳酸鹽反應(yīng)時，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)量分數(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．
實驗：圖2中裝稀硫酸的儀器名稱是分液漏斗；
反應(yīng)開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，
通過計算判斷出以上猜想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入D裝置中對實驗造成干擾．
故填：防止空氣中的二氧化碳進入D裝置中對實驗造成干擾．
（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，原因是氣體通過氫氧化鈉溶液時可能帶出水蒸氣，影響實驗結(jié)果．
故填：氣體通過氫氧化鈉溶液時可能帶出水蒸氣．
（3）如果沒有C裝置，水蒸氣會進入D中，對該實驗結(jié)果產(chǎn)生影響．
故填：有影響．

點評 合理設(shè)計實驗，科學(xué)地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結(jié)論的前提，因此要學(xué)會設(shè)計實驗、進行實驗、分析實驗，為學(xué)好化學(xué)知識奠定基礎(chǔ)．