Question

20．Ⅰ．某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)學(xué)習(xí)了二氧化碳的性質(zhì)后，對二氧化碳溶于水的過程，有沒有發(fā)生化學(xué)變化？提出實(shí)驗(yàn)改進(jìn)：用如圖1所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證二氧化碳能與水反應(yīng)（已知氮?dú)獾拿芏刃∮诳諝獾拿芏龋�，操作為�?br />①從a端通入二氧化碳    ②從分液漏斗中滴加適量水    ③將石蕊溶液染成紫色的干燥紙花放入廣口瓶中   ④從b端通入氮?dú)?br />
實(shí)驗(yàn)操作順序最合理的是③①④②①，發(fā)生變化的化學(xué)方程式為：H₂O+CO₂=H₂CO₃．
Ⅱ．另一小組在課外活動時對“二氧化硫能否與水反應(yīng)生成酸”進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究．請你參與他們的探究活動，并回答有關(guān)問題．
【查閱資料】常溫下二氧化硫是一種無色氣體，易溶于水．
【假    設(shè)】二氧化硫能與水反應(yīng)生成酸．
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】（1）小雨同學(xué)將二氧化硫氣體通入紫色石蕊試液中，觀察溶液顏色的變化．他認(rèn)為，若紫色石蕊試液變紅色色，則證明假設(shè)成立．
（2）小濤同學(xué)認(rèn)為小雨同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案不嚴(yán)密．小濤同學(xué)用紫色石蕊試液將白色濾紙染成紫色，干燥后做成三朵紫色的小花，然后按圖2圖示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在（I）、（Ⅱ）、（Ⅲ）中分別觀察到變色和不變色的兩種現(xiàn)象．
小濤同學(xué)認(rèn)為，若Ⅲ（填序號）中的紫色小花變色，則證明假設(shè)成立．
【交流反思】小明同學(xué)對小濤同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案提出了質(zhì)疑，他認(rèn)為上述實(shí)驗(yàn)還不足以證明“二氧化硫和水反應(yīng)生成了酸”，其理由是SO₂也可能使干燥的紫色小花變紅（或SO₂也可能具有酸性）．三位同學(xué)討論后補(bǔ)充了一個實(shí)驗(yàn)，使探究活動獲得了成功，你認(rèn)為這個實(shí)驗(yàn)應(yīng)該是將干燥的紫色小花投入到盛有SO₂的集氣瓶中，紫色小花不變紅色（或?qū)�SO₂氣體通過盛有紫色小花的瓶中，紫色小花不變紅色）（簡述實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象）．
【結(jié)    論】通過上述實(shí)驗(yàn)得出：二氧化硫能與水反應(yīng)生成酸．
Ⅲ、人類的生產(chǎn)和生活都離不開金屬．金屬元素在自然界中分布很廣，在地殼中主要以礦物形式存在．
如圖3礦石的主要成分不屬于氧化物的是B（填序號），如將一定量的鐵加入到硫酸銅和硫酸鋅的混合溶液中，充分反應(yīng)后，濾液中一定含有的溶質(zhì)是硫酸亞鐵和硫酸鋅，濾渣中一定含有銅．

Answer 1

分析 Ⅰ、根據(jù)已有的知識進(jìn)行分析，二氧化碳能與水反應(yīng)生成碳酸，碳酸呈酸性，能使石蕊變紅，二氧化碳不能使石蕊變紅．
Ⅱ、本題設(shè)計(jì)緊密聯(lián)系生活實(shí)際，視角新穎，這類題通常起點(diǎn)高，落點(diǎn)低，可用類比的方法尋找與該物質(zhì)性質(zhì)相似的課本中的物質(zhì)．觀察圖示，大家很容易就回憶起二氧化碳曾做過類似的實(shí)驗(yàn)，聯(lián)想驗(yàn)證二氧化碳溶于水的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路即可解答．
Ⅲ、根據(jù)因?yàn)榈亩�義及金屬和鹽溶液反應(yīng)的規(guī)律分析．

解答 解：Ⅰ、要驗(yàn)證二氧化碳能與水反應(yīng)生成碳酸，可以使用石蕊進(jìn)行檢驗(yàn)，首先將石蕊染成紫色的干紙花放入瓶內(nèi)，由a端通入二氧化碳，觀察紙花不變色，證明二氧化碳不能使石蕊變色，從b端通入氮?dú)�，將二氧化碳排出，然后再將水滴下，紙花不變色，說明水不能使石蕊變紅，從a端通入二氧化碳，紙花變紅，證明是二氧化碳與水發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，故其正確的順序?yàn)棰邰佗堍冖伲�觀察選項(xiàng)；故答案為：③①④②①；H₂O+CO₂=H₂CO₃；
Ⅱ、【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】（1）根據(jù)酸性溶液可使紫色石蕊試液變紅進(jìn)行解答；
（2）小濤的設(shè)計(jì)思路是：I噴稀醋酸小花變紅可證明酸性溶液可使石蕊變紅，Ⅱ噴水小花不變色可證明水不能使石蕊變紅，Ⅲ小花噴水后放入二氧化硫，若變紅即可證明二氧化硫溶于水后生成了酸；
【反思交流】依據(jù)課本上證明二氧化碳是否溶于水生成酸的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，可以發(fā)現(xiàn)小濤的實(shí)驗(yàn)存在漏洞：未證明二氧化硫本身能否使石蕊變紅；
為了證明二氧化硫能否使石蕊變紅，要排除水的干擾，所以設(shè)計(jì)為：將干燥的紫色小花投入到盛有SO₂的集氣瓶中，紫色小花不變紅色．
故答案為：【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】（1）紅；（2）Ⅲ；
【交流反思】SO₂也可能使干燥的紫色小花變紅（或SO₂也可能具有酸性）；
將干燥的紫色小花投入到盛有SO₂的集氣瓶中，紫色小花不變紅色（或?qū)�SO₂氣體通過盛有紫色小花的瓶中，紫色小花不變紅色）．
Ⅲ、由兩種元素組成，其中一種元素是氧元素，屬于氧化物，因此氧化鐵和氧化鋁屬于氧化物，堿式碳酸銅不是；
由于在金屬活動順序表中，鐵在銅的前面，在鋅的后面，所以向硫酸銅和硫酸鋅的混合溶液中加入一定量的鐵粉，鐵可以硫酸銅溶液反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵，不能和硫酸鋅發(fā)生反應(yīng)；充分反應(yīng)后過濾，得到濾渣和濾液，如果鐵粉過量，則濾渣中含有鐵粉和銅粉，如果鐵粉恰好完全反應(yīng)，則濾渣中只有銅，所以濾渣中一定有銅；無論鐵粉是否過量，濾液中都一定有反應(yīng)后生成的硫酸亞鐵和不和鐵發(fā)生反應(yīng)的硫酸鋅；
故答案為：B； 硫酸亞鐵和硫酸鋅； 銅．

點(diǎn)評 本題較好再現(xiàn)了科學(xué)探究的一般過程，考查了同學(xué)們思維的嚴(yán)密性，要做好此類題，同學(xué)們要明了課本上一些重要實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路和原理．