Question

如图所示装置（气密性良好），改变滴管和小烧杯中的物质可以完成多个简单实验．
（1）若滴管甲中吸有水，烧杯丙中盛有适量生石灰．将滴管甲中的水滴入烧杯丙中，可观察到气球鼓起，一段时间后装置恢复原状．利用所学化学知识解释气球鼓起的原因是________，烧杯丙中发生反应的化学方程式为________．
（2）若烧杯丁中盛有适量锌粒，将滴管乙中的液体滴入烧杯丁中，烧杯丁中有气泡生成，气球明显鼓起，则滴管乙中所装液体是________，烧杯丁中发生反应的化学方程式为________．
（3）若滴管甲中吸有稀硫酸，滴管乙中吸有水，烧杯丙中盛有适量小苏打，烧杯丁中盛有用石蕊溶液染成的紫色干燥纸花．该实验可用于验证使石蕊变色的物质是碳酸而不是二氧化碳．正确的操作顺序是：先________，观察________；再________．
（4）若在丙烧杯中盛有40g溶质质量分数为10%的NaOH溶液，将稀H₂SO₄通过滴管甲滴入烧杯丙中至恰好完全反应．求：参加反应的NaOH溶液中溶质的质量和反应生成Na₂SO₄的质量分别为多少克？

Answer 1

解：（1）生石灰和水反应放出大量的热使装置内气体受热膨胀，故将滴管甲中的水滴入烧杯丙中，可观察到气球鼓起．反应物是氧化钙和水写在等号的左边，生成物是氢氧化钙写在等号的右边，所以方程式是；CaO+H₂O═Ca（OH）₂
（2）锌是金属，其活动性比氢强，能与酸反应生成氢气，使装置内压强增大而使气球明显鼓起，所以滴管乙中可以是稀盐酸，反应物是锌和盐酸，生成物是氯化锌和氢气，用观察法配平，氢气后面标上上升符号，所以反应的化学方程式为：Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑；
（3）验证使石蕊变色的物质是碳酸而不是二氧化碳，要先通过稀硫酸与小苏打反应产生二氧化碳，发现紫色的干燥纸花不变色，再滴加水变红色，说明二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸使石蕊溶液变红．
故答案为：（1）生石灰和水反应放出大量的热，使装置内气体受热膨胀；CaO+H₂O═Ca（OH）₂；（2）稀盐酸；Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑；（3）将滴管甲中的稀硫酸滴入烧杯丙中；烧杯丁中的纸花是否变色；滴入滴管乙中的水．
（4）解：参加反应的氢氧化钠溶液中溶质的质量为：40g×10%=4g；
设反应生成硫酸钠的质量为X：
2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O
80 142
4g X
解得X=7.1g，答：参加反应的氢氧化钠溶液中溶质质量为4g，生成硫酸钠的质量为7.1g．
故答案为：（1）生石灰和水反应放出大量的热，使装置内气体受热膨胀；CaO+H₂O═Ca（OH）₂；（2）稀盐酸；Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑；（3）将滴管甲中的稀硫酸滴入烧杯丙中；烧杯丁中的纸花是否变色；滴入滴管乙中的水；（4）4g；7.1g．
分析：（1）小气球鼓起来的是装置中的气压增大导致的，根据生石灰的化学性质进行分析解答．
（2）根据碳酸是由二氧化碳与水反应生成的，先把石蕊溶液染成紫色的干燥纸花与二氧化碳接触，看是否有变化；然后再使石蕊溶液染成紫色的干燥纸花与水接触，再观察其变化．
点评：本题有一定难度，理解气球鼓起的原因（产生气体或溶于水放出热量等）、掌握常见物质溶于水吸热与放热现象、氧化钙的化学性质等是正确解答本题的关键．