Question

實驗探究是科學探究的一種重要方法，在化學課堂上老師和同學們一起對初中化學常見物質進行了如下探究。

【活動與探究一】探究水的組成

如圖是電解水的實驗裝置。通過該實驗的現象分析，我們可以得出：水是由氫元素和氧元素組成的，得出該結論的理論依據是化學反應前后          。寫出電解水的化學方程式：                      。

【活動與探究二】探究二氧化碳的化學性質

小帥同學將二氧化碳氣體直接通入裝有紫色石蕊溶液的試管中，觀察到             現象，小帥得出“二氧化碳和水發(fā)生了化學反應”。

小美同學認真思考后認為：小帥的實驗不完善，不能證明二氧化碳和水確實發(fā)生了反應。為完善小帥的實驗方案，我補充的實驗是                          ，現象是                    。

【活動與探究三】探究草酸分解的產物組成

已知草酸（C₂H₂O₄）在受熱和濃硫酸作催化劑的條件下分解生成三種常見的氧化物。小軍、小梅、小明和小虎組成的合作學習小組通過實驗對分解的產物展開了探究。

⑴ 小軍首先根據題給信息，推測出生成物中含有水。這一觀點得到了組內其他同學的認同。

⑵ 合作學習小組對分解生成的其它產物進一步進行猜測和驗證：

【假設1】生成物中有二氧化碳

小梅設計實驗1：將生成的氣體通入澄清的石灰水，實驗現象是         ，小梅據此判斷生成物中含有二氧化碳。

【假設2】生成物中有一氧化碳

小明設計實驗2：小明用右圖裝置進行實驗，從而證明生成物中含有一氧化碳。

根據小明的實驗，請回答：A裝置中的實驗現象是      。A裝置中發(fā)生反應的化學方程式是          。

⑶ 討論交流：小虎認為，小明設計的“實驗2”不需要B裝置也能夠推斷出生成物中含有一氧化碳，你是否支持小虎的觀點？      (填“支持”或“不支持”)，請說出你的理由：                       。該合作學習小組討論后認為，從環(huán)保的角度看，“實驗2”裝置還有一個缺陷。該缺陷是：            。

⑷ 寫出草酸在受熱和濃硫酸作催化劑的條件下發(fā)生分解的化學方程式：

                                          

 

Answer 1

【答案】

【活動與探究一】元素種類不變（質量守恒定律）   2H₂O2H₂↑＋O₂↑

【活動與探究二】紫色石蕊溶液變紅   將用紫色石蕊溶液浸泡過的干燥的濾紙片放入干燥的二氧化碳氣體中    紫色石蕊不變色

【活動與探究三】⑵ 澄清石灰水變渾濁 黑色粉末變?yōu)榧t色CO＋CuOCu＋CO₂（說明，其它合理答案也可，注意現象與方程式的對應關系）

⑶ 支持 只要根據氧化銅由黑色變?yōu)榧t色，就可判斷分解的三種氧化物中一定含有一氧化碳    缺少尾氣處理裝置（或沒有將尾氣通到酒精燈的火焰上燃燒處理，意思相同即可給分）

⑷H₂C₂O₄CO₂↑＋CO↑＋H₂O  （或H₂C₂O₄CO₂↑＋CO↑＋H₂O）

【解析】

試題分析：【活動與探究一】電解水生成了氫氣和氧氣，氫氣是由氫元素組成的，氧氣是由氧元素組成的，根據質量守恒定律（化學變化中元素種類不變），可推導水是由氫元素和氧元素組成的；根據反應的反應物和生成物可書寫電解水的化學方程式為2H₂O2H₂↑＋O₂↑。

【活動與探究二】由于二氧化碳能與水反應生成碳酸，而碳酸顯酸性，故能使紫色的石蕊試液變紅色；由于此實驗中，將二氧化碳通入紫色的石蕊試液中，紫色的石蕊試液變紅色，也可能是二氧化碳導致的，故為了證明不是二氧化碳使紫色的石蕊試液變紅色，可補充的實驗是：將用紫色石蕊溶液浸泡過的干燥的濾紙片放入干燥的二氧化碳氣體中，現象是紫色石蕊不變色。

【活動與探究三】設計實驗1、將生成的氣體通入澄清的石灰水，由于已判斷生成物中含有二氧化碳，故實驗現象是澄清石灰水變渾濁；

設計實驗2、由于已證明生成物中含有一氧化碳，而一氧化碳具有還原性，故在加熱的條件下，能將氧化銅還原為銅，所以A裝置中的實驗現象是黑色粉末變?yōu)榧t色，根據反應的反應物和生成物可書寫A裝置中發(fā)生的反應的化學方程式是CO＋CuOCu＋CO₂。

（3）討論交流、因為根據題意“草酸分解生成三種常見的氧化物”，而根據實驗現象:氧化銅由黑色變?yōu)榧t色，就可判斷分解的三種氧化物中一定含有一氧化碳（具有還原性），故小虎的觀點是正確的；由于一氧化碳有毒，分散到空氣中會污染空氣，所以從環(huán)保的角度看，“實驗2”裝置還有一個缺陷，就是缺少尾氣處理裝置。

（4）根據以上分析可知，草酸在受熱和濃硫酸作催化劑的條件下發(fā)生分解，生成了二氧化碳、一氧化碳、和水，故反應的化學方程式為H₂C₂O₄CO₂↑＋CO↑＋H₂O。

考點：電解水實驗，實驗探究物質的組成成分以及含量，常見氣體的檢驗與除雜方法，二氧化碳的化學性質

點評：對于驗證型實驗探究，要熟記物質的性質或變化規(guī)律，根據給出的實驗設計方案，進行實驗、分析和探究，并通過觀察、記錄和分析的實驗現象，來驗證該物質的性質或變化規(guī)律等。