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综合应用题
例1 化学的基本特征是研究和创造物质。试从科学家认识物质的视角认识CO2。
(1)分类角度
CO2属于_______(填字母)。
a.单质 b.氧化物 c.有机物
(2)微观角度
我国研制的一种新型催化剂可将CO2和H2转化为甲醇(CH3OH)和X．若用“O”表示氢原子，“”表示氧原子，“”表示碳原子，该反应的微观示意图如图：
画出X分子的微观示意图：_______。
(3)性质角度
三百多年前，人们发现一些洞穴内有一种能使燃烧的木柴熄灭的气体，后来该气体被证实是CO2。据此推测CO2具有的化学性质是_______。
(4)变化角度
如图是某同学整理的物质转化图。实验室中常用CO2→CaCO3检验CO2气体，写出其化学反应方程式_______。
(5)应用角度
I.可用如图所示方法自制汽水来消暑解热。
制汽水时，NaHCO3与柠檬酸反应生成柠檬酸钠、二氧化碳和水。
①据此推测，通常条件下不能与柠檬酸反应的物质_______(填字母)。
a.镁带 b.氯化钠 c.烧碱
②打开汽水瓶盖时汽水会自动喷出来。说明气体在水中的溶解度与_______有关。
Ⅱ.Al﹣CO2电池是一种新型电池。
③电池的工作原理：在O2的催化下，Al与CO2发生化合反应生成Al2(C2O4)3。写出此反应的化学方程式_______。
(6)环保角度
全球参与控制CO2的排放量是防止温室效应进一步增强的根本对策。下列限制CO2排放量的做法不合理的是_______(填字母)。
a.制定旨在限制CO2排放的国际规定
b.减少化石能源的使用，开发太阳能等新能源
c.工厂通过加高烟囱直接排放含CO2的废气
例2 日常生活、生产以及社会发展中，往往蕴含了许多化学知识。请根据要求回答下列问题：
（1）端午节吃粽子是中华民族的传统习俗。粽子的主要配料是糯米，粽子为人体提供的主要营养物质是_______。
（2）装饰房屋的玻璃雕刻着美丽的花纹，带给我们美的享受。氢氟酸（HF）能刻画玻璃，发生的主要反应是：CaSiO3+6HF=X+SiF4↑+3H2O，则X的化学式为_______。
（3）我国研发的“柔性、可裁剪碲化铋（Bi2Te3）/纤维素复合热点薄膜电池”，能充分贴合人体体表，实现利用体表散热为蓝牙耳机、手表、智能手环等可穿戴电子设备供电。该过程是_______能转化为电能。
（4）新能源汽车越来越受到人们的青睐，某新能源汽车定位系统微电脑控制器应用了一种新型材料氮化铝（AlN）。工业上在氮气流中由氧化铝与焦炭在高温条件下制得氮化铝，并生成一种可燃性气体，该反应的化学方程式为_______。
（5）2019年1月3日，嫦娥四号月球探测器在月球背面的南极撞击坑成功软着陆。探测器如图所示。请回答下列问题：
①图中标示的物质中，属于有机合成材料的是_______；
②聚酰亚胺聚合材料覆盖在探测器表面，可以保证探测器在温差极大的月球上正常工作，请推测该材料的一条性质_______；
③月球上有丰富的氦﹣3（He﹣3）资源，它是核聚变反应堆理想的燃料，核内中子数为1，画出He﹣3的原子结构示意图_______。
例3 碳酸钠俗称纯碱或苏打，在生活、生产和实验硏究中均有广泛应用。
【配制溶液】配制溶质质量分数分別为1%、2%和4%的Na2CO3溶液
（1）若配制50g溶质质量分数为4%的Na2CO3溶液，下列操作正确的是________（填字母）。
a.用托盘天平称取2g Na2CO3固体
b.选用50mL量筒量取所需体积的水
c.选用带玻璃塞的广口试剂瓶，将配好的溶液装瓶并贴标签
（2）分别测定25℃时，上述3种溶液的pH，记录数据如下：
实验编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
溶质质量分数 1% 2% 4%
溶液pH 11.62 11.76 11.90
分析I、Ⅱ、Ⅲ三组数据可得出的结论是________。
【制备物质】用Na2CO3溶液和FeSO4溶液发生复分解反应制备FeCO3
[已知溶液pH大于8.8时，Fe2+完全生成Fe(OH)2沉淀]
（3）在烧杯中制备FeCO3沉淀时，应选用的加料方式是________（填字母）。
a.将FeSO4溶液与Na2CO3溶液同时加入到烧杯中
b.将Na2CO3溶液缓慢加入到盛有FeSO4溶液的烧杯中
c.将FeSO4溶液缓慢加入到盛有Na2CO3溶液的烧杯中
（4）潮湿的FeCO3固体置于空气中易变质，反应如下：
4FeCO3+6H2O+O2=4X+4CO2。则X的化学式为________。
【标定浓度】标定待测盐酸的溶质质量分数
（5）将Na2CO3固体在270℃干燥至恒重，准确称取0.212g无水Na2CO3于锥形瓶中，加入50mL蒸馏水溶解，滴入待测盐酸，当两者恰好完全反应时，消耗盐酸的体积为20.00mL（该盐酸的密度近似等于1g mL-1，反应中Na2CO3所含的碳元素全部转化为CO2）。
①列式计算待测盐酸的溶质质量分数（结果用百分数表示，保留两位小数）。
②若上述测定过程中Na2CO3固体未经充分干燥，则测出盐酸的溶质质量分数将________（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。
例4 某学习小组的同学在整理归纳反应规律叶发现，有些化学反应发生时没有伴随明显的现象，他们就此进行了以下探究。
【提出问题】
怎样证明NaOH溶液分别与CO2及稀盐酸发生了反应？
【分析讨论】
同学们讨论后认为，可以用两种思路探究上述反应是否发生。
思路Ⅰ：验证有_________；思路Ⅱ：验证反应物减少或消失。
【实验探究】同学们分两组分别设计方案进行探究。
组别 第一组 第二组
实验示意图
【实验结论】
（1）第一组同学将充满CO2气体的试管倒扣在NaOH溶液中，观察到试管内液面升高，认为NaOH溶液与CO2发生了反应。但有同学指出，还应进行CO2与_________反应的对比实验才能得出这一结论。
（2）第二组的小文同学向丙中滴入无色酚酞溶液后，观察到溶液颜色_________。得出NaOH溶液与稀盐酸发生了反应的结论。小亮同学向丁中滴入AgNO3溶液后，观察到有白色沉淀生成，由此他认为NaOH溶液与稀盐酸反应生成了NaC1，你认为小亮的结论是_________（填“合理”或“不合理”）的。
（3）第二组同学进一步讨论后认为，如果将乙中的溶液蒸发结晶，再将得到的晶体溶于水，若在室温下测得该溶液的pH_________（填“>”、“<”或“=”）7时，则能证明有NaC1生成。
【拓展应用】第一组同学向反应后的溶液中加入某无色溶液，观察到有白色沉淀生成，也得出了NaOH溶液与CO2发生了反应的结论，生成白色沉淀的化学方程式为_________。
跟踪训练
1.水是生命之源，是“永远值得探究的物质”，人类从未停止过对水的研究。
（1）1766年，英国化学家卡文迪许用锌和稀硫酸制得“可燃空气”，他所说的“可燃空气”成分是_______（填化学式）。“可燃空气”在纯氧中燃烧生成水，可得出“水是一个结合物而不是简单元素”。
（2）1785年，拉瓦锡将水蒸气通过红热的铁制枪管将水转化为氢气，同时生成四氧化三铁，实验示意图如图1所示。上述反应的化学方程式为_______。该反应若生成1g氢气，则理论上铁制枪管应增重_______g。实验发现枪管实际增重比理论数值大，其可能的原因是_______。
（3）1800年，英国化学家尼科尔森通过电解水得到氢气和氧气，后人不断研究和改进该实验。现有某同学在水电解器中加入含酚酞的稀Na2SO4溶液，至充满管A和管B（Na2SO4溶液呈中性且不参与反应）。通直流电一段时间后现象如图2所示。电解结束后将容器内所有液体倒入烧杯中，溶液呈无色。
①下列说法正确的是_______（填字母）。
a.硫酸钠在水中形成自由移动的Na+和SO42﹣，可增强水的导电性
b.电解过程中化学能转化为电能
c.电极N与电源负极相连
②电解后，管A中生成的微粒有_______（填微粒符号）。
（4）当温度、压强分别超过临界温度（374.2℃）和临界压强（22.1MPa）时的水称为超临界水。现代研究表明：超临界水能够与氧气以任意比例互溶，由此发展了超临界水氧化技术。550℃时，测得乙醇（C2H6O）的超临界水氧化结果如图3所示。
注：δ（分布分数）表示某物质分子数占所有含碳物质分子总数的比例。
如δ（CO）＝CO分子数/所有含碳物质分子总数
图中CO的分布分数先增后降的原因是_______。
2.明明同学发现妈妈蒸馒头、炸油条时常常用到发酵粉或碱面。这是为什么呢？查阅标签得知：发酵粉的主要成分是碳酸氢钠和有机酸，碱面的主要成分是碳酸钠。带着这个问题，他和小组同学一起走进实验室，展开了一系列的探究活动：
【设计与实验一】观察碳酸氢钠和碳酸钠都为白色粉末状固体。分别取两种固体少量于试管中，加水振荡至充分溶解，得到无色溶液。
【设计与实验二】（1）在白色点滴板里进行如图1所示实验，观察到紫色石蕊溶液都变成________色。
（2）如图2分别取适量碳酸氢钠和碳酸钠粉末于试管中，滴加稀盐酸。观察到试管甲中都_______，试管乙中澄清石灰水都变浑浊。写出试管甲中反应的化学方程式________（任写一个）。
【归纳与总结】以上实验说明，碳酸氢钠和碳酸钠溶液都呈________性；都能与稀盐酸反应生成二氧化碳气体。大家认为：发酵粉或碱面能用来蒸馒头、炸油条，是因为________。
同伴芳芳提出猜想：蒸馒头、炸油条时温度都比较高，会不会是受热后它们都分解了呢？
【设计与实验三】芳芳和同学一起设计方案，并用如图所示的装置进行实验，请你帮她完成实验报告。
实验操作 实验现象 实验结论
加热碳酸氢钠时，试管内壁有水珠，澄清石灰水变浑浊。 碳酸氢钠受热________，有水和二氧化碳气体生成。
加热碳酸钠时，试管内壁和澄清石灰水都没有明显变化。 ________
【解释与结论】由此可知，芳芳的猜想________（填“正确”或“不正确”）。
通过以上实验，小组同学对碳酸氢钠和碳酸钠的性质有了较全面的认识，它们的性质既有相似之处，也有不同之处。同时，对物质的性质往往决定其用途，而物质的用途又反映其性质有了进一步理解。
答案和解析
例1 化学的基本特征是研究和创造物质。试从科学家认识物质的视角认识CO2。
(1)分类角度
CO2属于_______(填字母)。
a.单质 b.氧化物 c.有机物
(2)微观角度
我国研制的一种新型催化剂可将CO2和H2转化为甲醇(CH3OH)和X．若用“O”表示氢原子，“”表示氧原子，“”表示碳原子，该反应的微观示意图如图：
画出X分子的微观示意图：_______。
(3)性质角度
三百多年前，人们发现一些洞穴内有一种能使燃烧的木柴熄灭的气体，后来该气体被证实是CO2。据此推测CO2具有的化学性质是_______。
(4)变化角度
如图是某同学整理的物质转化图。实验室中常用CO2→CaCO3检验CO2气体，写出其化学反应方程式_______。
(5)应用角度
I.可用如图所示方法自制汽水来消暑解热。
制汽水时，NaHCO3与柠檬酸反应生成柠檬酸钠、二氧化碳和水。
①据此推测，通常条件下不能与柠檬酸反应的物质_______(填字母)。
a.镁带 b.氯化钠 c.烧碱
②打开汽水瓶盖时汽水会自动喷出来。说明气体在水中的溶解度与_______有关。
Ⅱ.Al﹣CO2电池是一种新型电池。
③电池的工作原理：在O2的催化下，Al与CO2发生化合反应生成Al2(C2O4)3。写出此反应的化学方程式_______。
(6)环保角度
全球参与控制CO2的排放量是防止温室效应进一步增强的根本对策。下列限制CO2排放量的做法不合理的是_______(填字母)。
a.制定旨在限制CO2排放的国际规定
b.减少化石能源的使用，开发太阳能等新能源
c.工厂通过加高烟囱直接排放含CO2的废气
解析 (1)CO2是由碳、氧两种元素组成的化合物，属于氧化物；CO2虽然含有碳元素，但它具有无机化合物的特点，因此被看作无机化合物。(2)根据质量守恒定律，反应前后原子的种类及数目不变，可推知X分子应是水分子，微观示意图为。(3)根据CO2是一种能使燃烧的木柴熄灭的气体，推测CO2具有的化学性质是不燃烧，也不支持燃烧。(4)实验室中常用CO2→CaCO3检验CO2气体，利用的是二氧化碳能使清的石友水变浑浊，化学方程式为Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。(5)①柠檬酸是一种酸，能与镁和烧碱反应，不能与氯化钠反应。②打开汽水瓶盖时压强减小，二氧化碳在水中的溶解度减小，汽水会自动喷出来，说明气体在水中的溶解度与压强有关。③电池的工作原理：在O2的催化下，A1与CO2发生化合反应生成Al2(C2O4)3，据此可写出反应的化学方程式。(6)エ厂通过加高烟囱直接排放含CO2的废气，不能减少二氧化碳的排放量，c不符合题意。
答案 (1)b (2) (3)不能燃烧也不支持燃烧 (4)Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O (5)①b ②压强 ③2Al+6CO2=====Al2(C2O4)3 (6)c
例2 日常生活、生产以及社会发展中，往往蕴含了许多化学知识。请根据要求回答下列问题：
（1）端午节吃粽子是中华民族的传统习俗。粽子的主要配料是糯米，粽子为人体提供的主要营养物质是_______。
（2）装饰房屋的玻璃雕刻着美丽的花纹，带给我们美的享受。氢氟酸（HF）能刻画玻璃，发生的主要反应是：CaSiO3+6HF=X+SiF4↑+3H2O，则X的化学式为_______。
（3）我国研发的“柔性、可裁剪碲化铋（Bi2Te3）/纤维素复合热点薄膜电池”，能充分贴合人体体表，实现利用体表散热为蓝牙耳机、手表、智能手环等可穿戴电子设备供电。该过程是_______能转化为电能。
（4）新能源汽车越来越受到人们的青睐，某新能源汽车定位系统微电脑控制器应用了一种新型材料氮化铝（AlN）。工业上在氮气流中由氧化铝与焦炭在高温条件下制得氮化铝，并生成一种可燃性气体，该反应的化学方程式为_______。
（5）2019年1月3日，嫦娥四号月球探测器在月球背面的南极撞击坑成功软着陆。探测器如图所示。请回答下列问题：
①图中标示的物质中，属于有机合成材料的是_______；
②聚酰亚胺聚合材料覆盖在探测器表面，可以保证探测器在温差极大的月球上正常工作，请推测该材料的一条性质_______；
③月球上有丰富的氦﹣3（He﹣3）资源，它是核聚变反应堆理想的燃料，核内中子数为1，画出He﹣3的原子结构示意图_______。
解析 (1)粽子的主要配料是糯米，糯米的成分是淀粉，属于糖类物质。(2)观察题中所给出的化学方程式可知，反应前各物质分子中共含有1个Ca原子、1个Si原子、3个O原子、6个H原子、6个F原子，反应后已知物质分子中共含有1个Si原子、4个F原子、6个H原子、3个O原子，两者相差1个Ca原子、2个F原子，根据质量守恒定律，反应前后各元素的原子总数不变，故每个X分子应含1个Ca原子、2个F原子，因此X的化学式为CaF2。(3)根据题意可知，该过程是利用体表散热为手表、智能手环等可穿戴电子设备供电，即将热能转化为电能。(4)工业上制取氮化铝的反应为氮气、氧化铝、碳在高温条件下反应，生成氮化铝和一种具有可燃性的气体，根据质量守恒定律可知，该气体中含有碳元素和氧元素，且该气体具有可燃性，因此该物质为一氧化碳而非二氧化碳，据此可写出反应的化学方程式。(5)①有机合成材料包括塑料、合成纤维、合成橡胶，聚酰亚胺聚合材料薄膜属于塑料，是一种有机合成材料；硅片是一种非金属单质材料；铝合金支架属于金属材料。②根据题意可知，聚酰亚胺聚合材料覆盖在探测器表面可以保证探测器在温差极大的月球上正常工作，说明该材料导热性差，稳定性强。③氦-3是质子数为2、中子数为1的一种原子，核外电子数=质子数=2，其原子结构示意为。
答案 （1）糖类 （2）CaF2 （3）热 （4）Al2O3+N2+3C2AlN+3CO （5）①聚酰亚胺聚合材料或聚酰亚胺或聚酰亚胺聚合材料薄膜 ②导热性差或稳定性强（合理即可） ③
例3 碳酸钠俗称纯碱或苏打，在生活、生产和实验硏究中均有广泛应用。
【配制溶液】配制溶质质量分数分別为1%、2%和4%的Na2CO3溶液
（1）若配制50g溶质质量分数为4%的Na2CO3溶液，下列操作正确的是________（填字母）。
a.用托盘天平称取2g Na2CO3固体
b.选用50mL量筒量取所需体积的水
c.选用带玻璃塞的广口试剂瓶，将配好的溶液装瓶并贴标签
（2）分别测定25℃时，上述3种溶液的pH，记录数据如下：
实验编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
溶质质量分数 1% 2% 4%
溶液pH 11.62 11.76 11.90
分析I、Ⅱ、Ⅲ三组数据可得出的结论是________。
【制备物质】用Na2CO3溶液和FeSO4溶液发生复分解反应制备FeCO3
[已知溶液pH大于8.8时，Fe2+完全生成Fe(OH)2沉淀]
（3）在烧杯中制备FeCO3沉淀时，应选用的加料方式是________（填字母）。
a.将FeSO4溶液与Na2CO3溶液同时加入到烧杯中
b.将Na2CO3溶液缓慢加入到盛有FeSO4溶液的烧杯中
c.将FeSO4溶液缓慢加入到盛有Na2CO3溶液的烧杯中
（4）潮湿的FeCO3固体置于空气中易变质，反应如下：
4FeCO3+6H2O+O2=4X+4CO2。则X的化学式为________。
【标定浓度】标定待测盐酸的溶质质量分数
（5）将Na2CO3固体在270℃干燥至恒重，准确称取0.212g无水Na2CO3于锥形瓶中，加入50mL蒸馏水溶解，滴入待测盐酸，当两者恰好完全反应时，消耗盐酸的体积为20.00mL（该盐酸的密度近似等于1g mL-1，反应中Na2CO3所含的碳元素全部转化为CO2）。
①列式计算待测盐酸的溶质质量分数（结果用百分数表示，保留两位小数）。
②若上述测定过程中Na2CO3固体未经充分干燥，则测出盐酸的溶质质量分数将________（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。
解析 （1）配制50g 4%的碳酸钠溶液，需要称量碳酸钠的质量=50g×4%=2g，需要称量水的质量=50g-2g=48g，水的体积=48g÷1g/mL=48mL。应该用托盘天平称量碳酸钠固体2g，a正确；需要量取48mL的水，则需要50mL的量筒，b正确；碳酸钠溶液是液体，应该使用细口瓶盛装，并且用贴上标签，c错误。（2）通过图表可知，25℃时，碳酸钠溶液的溶质质量分数越大，溶液的pH越大，则溶液的碱性越强。（3）根据提示信息可知，当溶液的pH＞8.8时，Fe2+会完全生成Fe(OH)2沉淀。而该反应的目的是制备FeCO3沉淀，碳酸钠的水溶液呈碱性，则可能会产生副产物Fe(OH)2沉淀。如果将FeSO4加入Na2CO3溶液中，则碳酸钠溶液呈碱性，存在OH-，pH＞7，很容易生成Fe(OH)2沉淀。若将Na2CO3溶液加入FeSO4溶液中，此时Fe2+是过量的，而且此时溶液显酸性，Fe2+不易产生Fe(OH)2沉淀，此时CO32-很容易和Fe2+结合为沉淀析出，故选b。（4）根据质量守恒定律可知，反应前后原子的个数相同。反应前，有4个铁原子、4个碳原子、12个氢原子、20个氧原子，反应后有4个碳原子、8个氧原子，相差了4个铁原子、12个氢原子、12个氧原子，则X的化学式为Fe(OH)3。（5）①消耗盐酸的质量为：20mL×1g mL-1=20g。
设反应消耗的HCl的质量为x。
Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O
106 73
0.212g x
解得x=0.146g
则盐酸的溶质质量分数=。
②若碳酸钠没有充分干燥，则实际的碳酸钠的质量小于0.212g，则消耗的HCl的质量小于对应的0.146g，对应消耗的盐酸溶液的质量也小于20g。但是进行相关计算时，仍然会按照“碳酸钠的质量为0.212g”进行计算，则会导致计算溶质的质量分数时，计算的参加反应的HCl的质量依然为0.146g，但是实际消耗的溶液的质量减少了，则会导致计算出的溶质质量分数偏大。
答案 （1）ab （2）25℃时，Na2CO3溶液的溶质质量分数越大，碱性越强 （3）b （4）Fe(OH)3 （5）①0.73% ②偏大
例4 某学习小组的同学在整理归纳反应规律叶发现，有些化学反应发生时没有伴随明显的现象，他们就此进行了以下探究。
【提出问题】
怎样证明NaOH溶液分别与CO2及稀盐酸发生了反应？
【分析讨论】
同学们讨论后认为，可以用两种思路探究上述反应是否发生。
思路Ⅰ：验证有_________；思路Ⅱ：验证反应物减少或消失。
【实验探究】同学们分两组分别设计方案进行探究。
组别 第一组 第二组
实验示意图
【实验结论】
（1）第一组同学将充满CO2气体的试管倒扣在NaOH溶液中，观察到试管内液面升高，认为NaOH溶液与CO2发生了反应。但有同学指出，还应进行CO2与_________反应的对比实验才能得出这一结论。
（2）第二组的小文同学向丙中滴入无色酚酞溶液后，观察到溶液颜色_________。得出NaOH溶液与稀盐酸发生了反应的结论。小亮同学向丁中滴入AgNO3溶液后，观察到有白色沉淀生成，由此他认为NaOH溶液与稀盐酸反应生成了NaC1，你认为小亮的结论是_________（填“合理”或“不合理”）的。
（3）第二组同学进一步讨论后认为，如果将乙中的溶液蒸发结晶，再将得到的晶体溶于水，若在室温下测得该溶液的pH_________（填“>”、“<”或“=”）7时，则能证明有NaC1生成。
【拓展应用】第一组同学向反应后的溶液中加入某无色溶液，观察到有白色沉淀生成，也得出了NaOH溶液与CO2发生了反应的结论，生成白色沉淀的化学方程式为_________。
解析 【分析讨论】化学变化的特征是有新物质生成。常见的探究思路是：一是验证新物质生成或新物质出现或生成物出现；二是验证反应物减少或消失。【实验结论】（1）观察到试管内液面升高，也有可能是O2和水发生了反应，故还应进行二氧化碳和水的反应的对比实验。（2）向丙中滴入无色酚酞溶液后，观察到溶液颜色仍为无色，说明溶液酸碱性发生改变，可得出NaOH溶液与稀盐酸发生了反应。向丁中滴入AgNO3溶液后，观察到有白色沉淀生成，不能得出NaOH溶液与稀盐酸反应生成了NaC1，因为稀盐酸和硝酸银生成氯化银沉淀和硝酸，也会生成白色沉淀。（3）将乙中的溶液蒸发结晶，再将得到的晶体溶于水，如果生成氯化钠的话，晶体肯定含有氯化钠，氯化钠溶于水溶液呈中性，pH=7，说明有氯化钠生成。【拓展应用】氢氧化钠和二氧化碳生成碳酸钠和水，向反应后的溶液中加入氯化钙溶液，氯化钙和碳酸钠生成碳酸钙沉淀和氯化钠，有白色沉淀生成，说明NaOH溶液与CO2发生了反应。
答案 【分析讨论】新物质生成或新物质出现或生成物出现 【实验结论】（1）水或H2O （2）仍为无色或不变色或不变 不合理 （3）= 【拓展应用】Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓ +2NaCl（合理即可）
跟踪训练
1.水是生命之源，是“永远值得探究的物质”，人类从未停止过对水的研究。
（1）1766年，英国化学家卡文迪许用锌和稀硫酸制得“可燃空气”，他所说的“可燃空气”成分是_______（填化学式）。“可燃空气”在纯氧中燃烧生成水，可得出“水是一个结合物而不是简单元素”。
（2）1785年，拉瓦锡将水蒸气通过红热的铁制枪管将水转化为氢气，同时生成四氧化三铁，实验示意图如图1所示。上述反应的化学方程式为_______。该反应若生成1g氢气，则理论上铁制枪管应增重_______g。实验发现枪管实际增重比理论数值大，其可能的原因是_______。
（3）1800年，英国化学家尼科尔森通过电解水得到氢气和氧气，后人不断研究和改进该实验。现有某同学在水电解器中加入含酚酞的稀Na2SO4溶液，至充满管A和管B（Na2SO4溶液呈中性且不参与反应）。通直流电一段时间后现象如图2所示。电解结束后将容器内所有液体倒入烧杯中，溶液呈无色。
①下列说法正确的是_______（填字母）。
a.硫酸钠在水中形成自由移动的Na+和SO42﹣，可增强水的导电性
b.电解过程中化学能转化为电能
c.电极N与电源负极相连
②电解后，管A中生成的微粒有_______（填微粒符号）。
（4）当温度、压强分别超过临界温度（374.2℃）和临界压强（22.1MPa）时的水称为超临界水。现代研究表明：超临界水能够与氧气以任意比例互溶，由此发展了超临界水氧化技术。550℃时，测得乙醇（C2H6O）的超临界水氧化结果如图3所示。
注：δ（分布分数）表示某物质分子数占所有含碳物质分子总数的比例。
如δ（CO）＝CO分子数/所有含碳物质分子总数
图中CO的分布分数先增后降的原因是_______。
2.明明同学发现妈妈蒸馒头、炸油条时常常用到发酵粉或碱面。这是为什么呢？查阅标签得知：发酵粉的主要成分是碳酸氢钠和有机酸，碱面的主要成分是碳酸钠。带着这个问题，他和小组同学一起走进实验室，展开了一系列的探究活动：
【设计与实验一】观察碳酸氢钠和碳酸钠都为白色粉末状固体。分别取两种固体少量于试管中，加水振荡至充分溶解，得到无色溶液。
【设计与实验二】（1）在白色点滴板里进行如图1所示实验，观察到紫色石蕊溶液都变成________色。
（2）如图2分别取适量碳酸氢钠和碳酸钠粉末于试管中，滴加稀盐酸。观察到试管甲中都_______，试管乙中澄清石灰水都变浑浊。写出试管甲中反应的化学方程式________（任写一个）。
【归纳与总结】以上实验说明，碳酸氢钠和碳酸钠溶液都呈________性；都能与稀盐酸反应生成二氧化碳气体。大家认为：发酵粉或碱面能用来蒸馒头、炸油条，是因为________。
同伴芳芳提出猜想：蒸馒头、炸油条时温度都比较高，会不会是受热后它们都分解了呢？
【设计与实验三】芳芳和同学一起设计方案，并用如图所示的装置进行实验，请你帮她完成实验报告。
实验操作 实验现象 实验结论
加热碳酸氢钠时，试管内壁有水珠，澄清石灰水变浑浊。 碳酸氢钠受热________，有水和二氧化碳气体生成。
加热碳酸钠时，试管内壁和澄清石灰水都没有明显变化。 ________
【解释与结论】由此可知，芳芳的猜想________（填“正确”或“不正确”）。
通过以上实验，小组同学对碳酸氢钠和碳酸钠的性质有了较全面的认识，它们的性质既有相似之处，也有不同之处。同时，对物质的性质往往决定其用途，而物质的用途又反映其性质有了进一步理解。
答案 1.（1）H2 （2）3Fe+4H2OFe3O4+4H2 8 枪管外壁部分铁与空气中的氧气反应而增重 （3）①ac ②O2和H+ （4）在超临界水氧化过程中，乙醇先氧化成CO，CO再氧化成CO2（合理即可）
2.【设计与实验二】（1）蓝 （2）产生气泡 NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O或Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O
【归纳与总结】碱 碳酸氢钠、碳酸钠都能与酸性物质反应生成二氧化碳
【设计与实验三】分解 碳酸钠受热不分解
【解释与结论】不正确
O2

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