同學(xué)們對(duì)課本上“活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬一般可以將位于其后面的金屬?gòu)乃鼈兊柠}溶液中置換出來(lái)”以及“支持燃燒的氣體一般是氧氣”這兩句話(huà)產(chǎn)生了質(zhì)疑．在老師的幫助下，用金屬鈉來(lái)探究下列問(wèn)題：
[提出問(wèn)題]1．金屬鈉能否置換出硫酸銅溶液中的銅？2．金屬鈉能否在其他氣體（如：CO₂）中燃燒？
[查閱資料]金屬Na性質(zhì)活潑，常溫下，它極易與氧氣反應(yīng)生成白色固體氧化鈉，氧化鈉溶于水生成氫氧化鈉．金屬鈉還可以與水劇烈反應(yīng)放出氫氣．
[實(shí)驗(yàn)探究]實(shí)驗(yàn)一：①在實(shí)驗(yàn)室中，金屬鈉保存在煤油中；②用鑷子從煤油中取出一小塊金屬鈉，用濾紙吸干表面煤油后投入硫酸銅溶液中，觀察到溶液中出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，但沒(méi)有紅色的物質(zhì)析出；
③按照步驟②將金屬鈉投入水中，待反應(yīng)結(jié)束后滴加酚酞溶液，發(fā)現(xiàn)溶液變紅．
實(shí)驗(yàn)二：將燃燒的鈉迅速伸入盛有CO₂的集氣瓶中，觀察到鈉在CO₂中繼續(xù)燃燒，反應(yīng)后冷卻，瓶?jī)?nèi)附著黑色顆粒，并粘附著白色物質(zhì)．
[問(wèn)題討論]（1）金屬鈉保存在煤油中的原因．
（2）根據(jù)上述資料寫(xiě)出鈉塊投入水中所發(fā)生的反應(yīng)方程式：；鈉投入硫酸銅溶液中總的反應(yīng)方程式：．氫氧化銅受熱分解成氧化銅和水，若將24.0g剩余固體繼續(xù)高溫加熱，發(fā)現(xiàn)固體質(zhì)量減少了2.4g后質(zhì)量不再改變，寫(xiě)出此過(guò)程中可能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：．
（3）實(shí)驗(yàn)二中生成的黑色顆粒是，而白色物質(zhì)可能是什么呢？
①同學(xué)們圍繞白色物質(zhì)可能是什么產(chǎn)生如下猜想：甲認(rèn)為白色物質(zhì)是Na₂O，乙認(rèn)為是Na₂CO₃，丙認(rèn)為是Na₂O和Na₂CO₃的混合物，丁認(rèn)為是NaOH．
我認(rèn)為認(rèn)為丁的猜想是錯(cuò)誤的，理由是．
②對(duì)白色物質(zhì)是什么進(jìn)行實(shí)驗(yàn)再探究，方案設(shè)計(jì)如下：
方案1：取該樣品少量于試管里，加入適量的水，振蕩，過(guò)濾，向?yàn)V液中加入無(wú)色酚酞試液，觀察到溶液變成紅色，結(jié)論：白色物質(zhì)中一定有Na₂O．
方案2：取該樣品少量于試管里，滴加足量稀鹽酸，溶液中有氣泡冒出，結(jié)論：白色物質(zhì)中一定有．
方案3：取該樣品少量于試管里，加入適量的水，振蕩，過(guò)濾，向?yàn)V液中加入過(guò)量的溶液（供選試劑：A．石灰水B．氯化鈣溶液 C．硫酸銅溶液），出現(xiàn)白色沉淀，然后過(guò)濾，再向溶液里滴加無(wú)色酚酞試液，無(wú)明顯現(xiàn)象出現(xiàn)．則（在甲、乙、丙中選）的猜想成立．
③評(píng)價(jià)與反思：大家認(rèn)為實(shí)驗(yàn)方案1得出的結(jié)論不正確，其理由是；
實(shí)驗(yàn)室中的金屬鈉著火時(shí)，你的滅火方法是．
[拓展應(yīng)用]小明同學(xué)為測(cè)定實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所用的標(biāo)示質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32%的鹽酸 （圖1）的實(shí)際質(zhì)量分?jǐn)?shù)，他與小組的其他同學(xué)用pH測(cè)定儀組成實(shí)驗(yàn)裝置（圖2）．實(shí)驗(yàn)時(shí)先在燒杯中加入20g  40%的氫氧化鈉溶液，再逐滴加人該鹽酸，測(cè)定儀打印出加入鹽酸的質(zhì)量與燒杯中溶液pH的關(guān)系圖（圖3）．

①發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：_．
②請(qǐng)以此次測(cè)定的結(jié)果，可計(jì)算出該鹽酸的實(shí)際質(zhì)量分?jǐn)?shù)是．
③請(qǐng)分析你的計(jì)算結(jié)果與標(biāo)簽標(biāo)示的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不一致的可能原因：．

（2008?東城區(qū)二模）請(qǐng)你參與某校學(xué)習(xí)小組進(jìn)行的以下研究性學(xué)習(xí)的過(guò)程，并協(xié)助完成相關(guān)任務(wù)．
【研究課題】探究熱水壺底部水垢的主要成分
【查閱資料】該小組同學(xué)通過(guò)查閱資料知道：
①天然水中一般都含有Ca²⁺、Mg²⁺、HC

O

- 3

等離子．
②在加熱條件下，這些離子趨于生成溶解度更小的物質(zhì)，即水垢．（主要成分為碳酸鹽、堿等物質(zhì)的混合物）．
③堿石灰的化學(xué)成分是CaO與NaOH的混合物，可吸收水分和酸性氣體（如二氧化碳）．
④有關(guān)物質(zhì)的溶解性如下：

物質(zhì)	Ca（HCO3）2	Mg（HCO3）2	Ca（OH）2	Mg（OH）2	CaCO3	MgCO3
溶解性	可溶	可溶	微溶	不溶	不溶	微溶

【提出猜想】水垢的主要成分一定含有Mg（OH）₂和，可能含有Ca（OH）₂和．
【設(shè)計(jì)方案】（1）甲同學(xué)在燒杯中放入少量研碎的水垢，加入適量蒸餾水充分?jǐn)嚢�，取上層清液加�?!--BA-->，沒(méi)有白色沉淀產(chǎn)生，說(shuō)明水垢中無(wú)Ca（OH）₂．
（2）乙同學(xué)設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)一步確定水垢中是否含有碳酸鹽的成分．其主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①按下圖組裝儀器，檢查裝置氣密性，再將50g水垢試樣放入錐形瓶中，并加入足量某酸溶液；
②測(cè)量一定時(shí)間內(nèi)干燥管內(nèi)物質(zhì)增加的質(zhì)量；
③待錐形瓶中不再產(chǎn)生氣泡時(shí)，打開(kāi)活塞B，從導(dǎo)管A處緩緩放入一定量的空氣；
④再次稱(chēng)量干燥管內(nèi)物質(zhì)增加的質(zhì)量；
⑤重復(fù)③和④的操作，直至干燥管內(nèi)物質(zhì)質(zhì)量不變，并稱(chēng)得干燥管質(zhì)量增加了24g．

討論：
a．步驟①所加的酸溶液是．
b．從導(dǎo)管A處緩緩鼓入一定量的空氣時(shí)，裝置Ⅰ的作用是．
c．研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)通過(guò)簡(jiǎn)單計(jì)算，認(rèn)為水垢中一定含有MgCO₃，理由是．
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】通過(guò)上述探究可知：水垢的主要成分有．

我們已經(jīng)學(xué)過(guò)實(shí)驗(yàn)室制取氣體的一般思路和方法，請(qǐng)利用下列裝置回答相關(guān)問(wèn)題．

（1）寫(xiě)出圖一中a和b的儀器名稱(chēng)：a； b；
（2）選擇圖一中的裝置制取和收集二氧化碳?xì)怏w，那么應(yīng)選擇的裝置是和；在實(shí)驗(yàn)室中制取二氧化碳?xì)怏w的常用藥品：液體是，固體是．
（3）若要用圖二裝置收集二氧化碳?xì)怏w，則氣體應(yīng)從（填c或d）端通．理由是．
（4）用制取的二氧化碳進(jìn)行如圖3有關(guān)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)：
①實(shí)驗(yàn)3（Ⅱ）中溶液變色；
②實(shí)驗(yàn)3（Ⅲ）中加熱之后，溶液又變?yōu)?!--BA-->色，解釋出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因．
（5）實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣的化學(xué)反應(yīng)方程式（或化學(xué)式表達(dá)式）若要用排水法收集一瓶較純凈的氧氣，開(kāi)始收集氧氣的最佳時(shí)機(jī)是．
（6）同學(xué)稱(chēng)取一定質(zhì)量的KMnO₄固體放入大試管中，將溫度控制在250℃加熱制取O₂．實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，乙同學(xué)發(fā)現(xiàn)用排水法收集到的O₂大于理論產(chǎn)量．針對(duì)這一現(xiàn)象，同學(xué)們進(jìn)行了如下探究：
【提出猜想】猜想Ⅰ：反應(yīng)生成的MnO₂分解放出O₂；
猜想Ⅱ：反應(yīng)生成的K₂MnO₄分解放出O₂；
猜想Ⅲ：反應(yīng)生成的K₂MnO₄和MnO₂分解都放出O₂．
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】同學(xué)們分成兩組，分別進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：
第一組同學(xué)取一定質(zhì)量的MnO₂，在250℃條件下加熱一段時(shí)間，冷卻后測(cè)得MnO₂的質(zhì)量不變，則猜想錯(cuò)誤；
第二組同學(xué)取K₂MnO₄在250℃條件下加熱，沒(méi)有用測(cè)定質(zhì)量的方法得出了猜想Ⅱ正確的結(jié)論．該組同學(xué)選擇的實(shí)驗(yàn)方法是；
【拓展延伸】實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，KClO₃固體加熱制取O₂的反應(yīng)速率很慢，但如果將KMnO₄固體與KClO₃固體混合加熱，則KClO₃的分解速率大大加快．請(qǐng)說(shuō)明KMnO₄在KClO₃的分解反應(yīng)中是否作催化劑，為什么？．