Question

1．化學實驗中常常會出現(xiàn)意外情況，這提升我們學科素養(yǎng)的良好機會，要根據(jù)具體情況區(qū)別對待，善于發(fā)現(xiàn)和解決問題，例如
（1）用高錳酸鉀制氧氣時，用排水法收集到的氧氣呈紅色．原因是試管口未放蓬松的棉花團，相應的改進措施是試管口放蓬松的棉花團或少量的玻璃棉．
（2）做細鐵絲在氧氣中燃燒的實驗時，集氣瓶底部破裂．原因是集氣底未放少量水或鋪一薄層細沙，高溫生成物濺落瓶底而炸裂瓶底，相應的改進措施是在集氣瓶底鋪少量沙子或加少量水．
（3）做“硫在氧氣中燃燒”的實驗時，老師建議在集氣瓶底部放少量NaOH溶液吸收生成的SO₂．這種做法引起了同學們的思考：SO₂與NaOH是否發(fā)生反應．
【查閱資料】通常狀況下，1體積水約能溶解40體積SO₂．
【實驗方案】
同學們向充滿SO₂的軟塑料瓶中迅速倒入一定量NaOH溶液，擰緊瓶蓋，振蕩，發(fā)現(xiàn)塑料瓶變癟，他們認為SO₂與NaOH發(fā)生了反應．
【反思與改進】
甲同學認為上述實驗不夠嚴謹，理由是SO₂溶于水，也會出現(xiàn)塑料瓶變癟的現(xiàn)象．于是同學們設計了如下兩個改進方案．
方案一

實驗操作	實驗現(xiàn)象
想兩個充滿SO2的200mL，軟塑料瓶中分別注入10mL的水喝NaOH溶液，振蕩，對比	兩個瓶子變癟的程度完全相同

乙同學認為由于兩個瓶子變癟的程度完全相同，因此無法證明SO₂與NaOH是否發(fā)生了反應．試分析導致兩個瓶子變癟的程度完全相同的原因是10mL水和10mL氫氧化鈉溶液都能將200mL的SO₂完全吸收．他認為若改變注入水和NaOH溶液的體積便可達到實驗目的，注入液體的體積可以是d（填序號）．
a．15mL      b．8mL      c．5mL      d．3mL
方案二

實驗操作	實驗現(xiàn)象
利用如圖所示裝置分別進行實驗，向兩個充滿SO2的300mL集氣瓶中分別加入6mL水和NaOH溶液，一段時間后，打開止水夾，對比	倒吸入兩個集氣瓶中的液體體積完全相同

丙同學認為上述方案也無法證明SO₂與NaOH是否發(fā)生反應．你認為導致吸入液體的體積完全相同的原因是有水倒吸入集氣瓶，會使余下的二氧化硫全部被吸收．
丁同學思考后，將上述裝置進行了改進，便達到實驗目的．改進裝置如圖所示，你認為裝置B的作用是防止水倒吸入裝置A．
（4）用鹽酸和碳酸鈣固體反應，將得到的氣體X通入澄清石灰水中，始終沒有發(fā)現(xiàn)石灰水變渾濁．針對此現(xiàn)象，同學們提出了自己的想法和做法，請你幫助它們完成以下探究．
[假設]
小英的假設：澄清石灰水已變質(zhì)．
小青的假設：氣體X中除了有CO₂外，還有氯化氫．
[查閱資料]氯化氫氣體遇到硝酸銀溶液會產(chǎn)生白色沉淀．
[實驗探究]
I．小英的探究

實驗目的	實驗步驟	實驗現(xiàn)象	化學方程式和實驗結論
探究所用澄清石灰水是否變質(zhì)	①用一支試管另取少量澄清石灰水 ②取稀硫酸與碳酸鈉反應制取CO2 ③將產(chǎn)生的氣體通入所用澄清石灰水中	步驟③中的實驗現(xiàn)象為：石灰水變渾濁或未變渾濁	步驟②中反應方程式為H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+H2O+CO2↑ 實驗結論：所用澄清石灰水沒有變質(zhì) 或所用澄清石灰水已變質(zhì)

II．小青的探究

實驗目的	實驗步驟	實驗現(xiàn)象	化學方程式和實驗結論
探究氣體X中是否含有HCl氣體	將氣體X通入硝酸銀溶液	硝酸銀溶液變渾濁	反應方程式：HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3 實驗結論：氣體X中含有氯化氫氣體

【實驗反思】
III．同學們經(jīng)過討論發(fā)現(xiàn)，只用一組實驗裝置就可以同時完成上述兩個假設的探究．請你從下圖中選擇一組合理的裝置：A（填序號）．

IV．在上述合理裝置的第二支試管內(nèi)應放入AgNO₃溶液，起作用是檢驗氯化氫氣體是否被除掉．．

Answer 1

分析 （1）考慮是高錳酸鉀進入水槽，使收集的氧氣呈紅色．然后考慮解決的方法；
（2）用集氣瓶做燃燒實驗時，瓶底放少量水或一薄層細沙，防止集氣瓶炸裂；
（3）[反思與改進]根據(jù)SO₂易溶于水進行分析；
方案一：根據(jù)通常狀況下1體積水約能溶解40體積SO₂進行解答；
方案二：根據(jù)SO₂與NaOH反應后瓶內(nèi)壓強變小有水進入進行分析；
（4）[假設]根據(jù)鹽酸易揮發(fā)考慮答案；
[實驗探究]I、選用其他藥品制取二氧化碳，并通入原有的石灰水中，觀察現(xiàn)象，得出結論；
II、探究探究氣體X中是否含有氯化氫或HCl，觀察現(xiàn)象寫出結論；
[實驗反思]III、根據(jù)檢驗氣體的存在要遵循長管進，短管出的原則判斷；
Ⅳ根據(jù)檢驗Cl^-是AgNO₃溶液進行解答．

解答 解：（1）若發(fā)現(xiàn)用排水法收集的氧氣呈紅色，則說明高錳酸鉀進入了水槽，這是沒有在試管口放棉花的緣故；
（2）做細鐵絲在氧氣中燃燒的實驗時，為防止集氣瓶炸裂，要在集氣瓶底部放一層細沙或水，此實驗中集氣瓶底部破裂，就是因為集氣底未放少量水或鋪一薄層細沙．
（3）[反思與改進]由于SO₂溶于水中能與水反應生成亞硫酸，也會導致試管內(nèi)氣壓減小，使塑料瓶變癟，故填：SO₂溶于水，也會出現(xiàn)塑料瓶變癟的現(xiàn)象．
方案一：通常狀況下，1體積水約能溶解40體積SO₂，10 mL水就能吸收400mL二氧化硫，為了比較出明顯的效果，需注入少量的水，溶解不了200mL的二氧化硫，應選3mL水，最多吸收120mL二氧化硫，故填：10 mL水和10 mL氫氧化鈉溶液都能將200mL的SO₂完全吸收；d
方案二：SO₂與NaOH反應后，瓶內(nèi)壓強變小，打開止水夾，有水倒吸入集氣瓶，溶解余下的二氧化硫，故填：有水倒吸入集氣瓶，會使余下的二氧化硫全部被吸收；
丁同學將裝置進行了改進，置B的作用是防止水倒吸入裝置A中，故填：防止水倒吸入裝置A；
（4）解：[假設]鹽酸易揮發(fā)，導致氣體X中除了有CO₂外，還可能含有氯化氫氣體．
[實驗探究]
I、要驗證小英的假設：澄清石灰水已變質(zhì)，我們可以選用稀硫酸與碳酸鈉反應制取CO₂，然后把二氧化碳氣體通入澄清的石灰水中，觀察石灰水是否變渾濁，若變渾濁，說明石灰水沒變質(zhì)，反之則變質(zhì)；然后寫出稀硫酸與碳酸鈉反應制取CO₂的化學反應式和結論．具體內(nèi)容如下表：

實驗目的	實驗步驟	可能的實驗現(xiàn)象	化學方程式和實驗結淪
	③將產(chǎn)生的氣體通入所用澄清石灰水中	③中的現(xiàn)象：石灰水變渾濁或未變渾濁	步驟②中反應方程式為：H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+H2O+CO2↑ 實驗結論：所用澄清石灰水沒有變質(zhì) 或所用澄清石灰水已變質(zhì)

II、探究氣體X中是否含有氯化氫或HCl，將氣體X通入硝酸銀溶液，看硝酸銀溶液是否變渾濁，如變渾濁說明有氯化氫氣體，反之則沒有．根據(jù)氯化氫與硝酸銀溶液反應生成氯化銀和硝酸，寫出化學反應式，具體內(nèi)容如下表：

實驗目的	實驗步驟	實驗現(xiàn)象	化學方程式和實驗結論
氯化氫或HCl		硝酸銀溶液變渾濁	反應方程式：HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3 氯化氫

[實驗反思]III：檢驗氣體的存在要遵循長管進，短管出的原則，從如圖中選擇一組合理的裝置是A；
Ⅳ、檢驗Cl^-的是AgNO₃溶液，如有氯化氫存在，AgNO₃溶液變渾濁，試管1中放入硝酸銀能檢驗氯化氫氣體的存在，試管2中放入硝酸銀則是檢驗氯化氫氣體是否被除掉，所以試管2中應放AgNO₃溶液．
故答案為：假設：氯化氫；
實驗探究：Ⅰ．小英的假設：步驟③中的現(xiàn)象為：石灰水變渾濁或石灰水未變渾濁；步驟②中的化學方程式為：H₂SO₄+Na₂CO₃=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；實驗結論：所用澄清石灰水沒有變質(zhì)或所用澄清石灰水已變質(zhì)．
Ⅱ：小青的假設：實驗目的：氯化氫；實驗現(xiàn)象：有白色沉淀生成；反應方程式為：HCl+AgNO₃=AgCl↓+HNO₃；氯化氫；
[實驗反思]Ⅲ：A；
Ⅳ：AgNO₃；檢驗氯化氫氣體是否被除掉．
故答案為：（1）試管口未放蓬松的棉花團、試管口放蓬松的棉花團或少量的玻璃棉；
（2）集氣底未放少量水或鋪一薄層細沙，高溫生成物濺落瓶底而炸裂瓶底；在集氣瓶底鋪少量沙子或加少量水．
（3）[反思與改進]SO₂溶于水，也會出現(xiàn)塑料瓶變癟的現(xiàn)象；
方案一：10 mL水和10 mL氫氧化鈉溶液都能將200mL的SO₂完全吸收；d；
方案二：有水倒吸入集氣瓶，會使余下的二氧化硫全部被吸收；
故答案為：假設：氯化氫；
實驗探究：Ⅰ．

實驗目的	實驗步驟	可能的實驗現(xiàn)象	化學方程式和實驗結淪
	③將產(chǎn)生的氣體通入所用澄清石灰水中	③中的現(xiàn)象：石灰水變渾濁或未變渾濁	步驟②中反應方程式為：H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+H2O+CO2↑ 實驗結論：所用澄清石灰水沒有變質(zhì) 或所用澄清石灰水已變質(zhì)

Ⅱ：

實驗目的	實驗步驟	實驗現(xiàn)象	化學方程式和實驗結論
氯化氫或HCl		硝酸銀溶液變渾濁	反應方程式：HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3 氯化氫

[實驗反思]Ⅲ：A；
Ⅳ：AgNO₃；檢驗氯化氫氣體是否被除掉．

點評 本題考查實驗中常見的問題和出現(xiàn)此問題的原因，做好此題要同學們具有綜合的化學知識．解答本題要掌握SO₂的性質(zhì)方面的知識，只有這樣才能對相關方面的問題做出正確的判斷．