Question

【題目】某化學(xué)興趣小組利用如下圖所示裝置對(duì)二氧化碳的性質(zhì)進(jìn)行驗(yàn)證。

當(dāng)打開K，反應(yīng)一段時(shí)間后：

(1) D燒杯中出現(xiàn)的現(xiàn)象是_______，說(shuō)明二氧化碳具有的物理性質(zhì)是___________，具有的化學(xué)性質(zhì)是______________________________。

(2) B處紫色石蕊試液變成紅色，C處澄清石灰水變渾濁。B處使紫色石蕊試液變紅的物質(zhì)是_______；寫出C處發(fā)生變化的文字表達(dá)式：__________________________。

(3)在一次實(shí)驗(yàn)課上，各小組同學(xué)用在不同地點(diǎn)找來(lái)的小石塊與稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳。小明發(fā)現(xiàn)，相鄰小組氣體產(chǎn)生的速率比自己小組的快。小明將這一情況報(bào)告老師，老師鼓勵(lì)他們對(duì)此問(wèn)題共同探究。

【提出問(wèn)題】影響二氧化碳?xì)怏w產(chǎn)生速率的因素是什么?

【作出猜想】

①不同地點(diǎn)石塊中碳酸鈣含量不同；

②所用鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同；

③還可能是_______________________。

【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】 驗(yàn)證猜想①是否成立，要設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)：分別取大小相同、質(zhì)量相同、___________________的石塊，加入_________________________、濃度相同的稀鹽酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

【交流討論】實(shí)驗(yàn)中可以通過(guò)觀察氣泡產(chǎn)生的劇烈程度，粗略地比較反應(yīng)速率。若要做到精確比較，應(yīng)該測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是___________________________________。

【拓展延伸】

①上述實(shí)驗(yàn)中，小明采用了控制變量的研究方法。用此方法探究“催化劑對(duì)用過(guò)氧化氫溶液制取氧氣的反應(yīng)速率的影響”時(shí)，需要控制不變的因素：有過(guò)氧化氫溶液的濃度、_________________ 、_______________(答出兩點(diǎn)即可)。

②甲同學(xué)把過(guò)氧化氫溶液與氧化鐵粉末混合，發(fā)現(xiàn)有大量氣泡產(chǎn)生。他猜想氧化鐵可能是過(guò)氧化氫溶液分解的催化劑，決定探究一番。請(qǐng)你一起參與，并填寫下列空白。

【猜想】氧化鐵能作為過(guò)氧化氫溶液分解的催化劑。

【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】甲同學(xué)依次設(shè)計(jì)了三個(gè)實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)一：取一定量的過(guò)氧化氫溶液于試管中,觀察到有極少量氣泡產(chǎn)生，伸入帶火星的木條，沒(méi)有復(fù)燃。說(shuō)明過(guò)氧化氫溶液常溫下緩慢分解。

實(shí)驗(yàn)二：在實(shí)驗(yàn)一的試管中加入W g 氧化鐵粉末，有大量氣泡產(chǎn)生，然后伸入帶火星的木條，木條復(fù)燃。說(shuō)明__________________。

實(shí)驗(yàn)三：待反應(yīng)結(jié)束后，將試管里的不溶物濾出，并洗滌、干燥、稱量,固體質(zhì)量仍為W g。說(shuō)明____________________________________________。

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】甲同學(xué)認(rèn)為，氧化鐵粉末可以作為過(guò)氧化氫分解的催化劑。

【反思評(píng)價(jià)】乙同學(xué)認(rèn)為要證明甲同學(xué)的結(jié)論正確，僅做這三個(gè)實(shí)驗(yàn)還不充分，需要再補(bǔ)充一個(gè)探究實(shí)驗(yàn)。探究氧化鐵的____________________在化學(xué)反應(yīng)前后沒(méi)有變化。

Answer 1

【答案】 蠟燭熄滅 密度比空氣大 不助燃 不燃燒 二氧化碳 氫氧化鈣 ＋二氧化碳 → 碳酸鈣＋水 石灰石的形狀 形狀相同 質(zhì)量相同 物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)所產(chǎn)生氣體的時(shí)間 催化劑的質(zhì)量 過(guò)氧化氫溶液的質(zhì)量 氧化鐵加快了過(guò)氧化氫溶液的分解 固體是氧化鐵粉末且質(zhì)量不變 化學(xué)性質(zhì)

【解析】（1）D燒杯中下層蠟燭先熄滅，說(shuō)明二氧化碳密度比空氣大，且不能燃燒，也不支持燃燒；

（2）大理石和鹽酸反應(yīng)生成 氯化鈣、水和二氧化碳，二氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸，碳酸可使石蕊變紅，二氧化碳不能使石蕊變紅，二氧化碳與石灰水反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，文字表達(dá)式為：氫氧化鈣 ＋二氧化碳 → 碳酸鈣＋水；

（3）【作出猜想】③影響二氧化碳產(chǎn)生速率的因素還可能是 石塊大小不同（或石塊質(zhì)量不同、鹽酸質(zhì)量不同）；

【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】（1）驗(yàn)證猜想①是否成立，要設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)：其他量都要相同，但要取不同地點(diǎn)的石塊，分別取大小相同、質(zhì)量相同、形狀相同的石塊，加入質(zhì)量相同、濃度相同的稀鹽酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

【交流討論】實(shí)驗(yàn)中可以通過(guò)觀察氣泡產(chǎn)生的劇烈程度，粗略地比較反應(yīng)速率，若要做到精確比較，應(yīng)該測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是相同時(shí)間內(nèi)收集的二氧化碳體積或收集相同體積二氧化碳所需的時(shí)間；

【拓展延伸】探究“催化劑對(duì)用過(guò)氧化氫溶液制取氧氣的反應(yīng)速率的影響”，需要控制不變的因素有 溫度、溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)、溶液質(zhì)量、壓強(qiáng)等；

實(shí)驗(yàn)二：在實(shí)驗(yàn)一的試管中加入Wg氧化鐵粉末，有大量氣泡產(chǎn)生，然后伸入帶火星的木條，木條復(fù)燃，說(shuō)明加入氧化鐵后產(chǎn)生氧氣的速度加快了很多，說(shuō)明氧化鐵加快了過(guò)氧化氫分解的速度；

實(shí)驗(yàn)三：將試管里的不溶物濾出，并洗滌、干燥、稱量，固體質(zhì)量仍為Wg，說(shuō)明了反應(yīng)前后氧化鐵質(zhì)量不變；

【反思評(píng)價(jià)】催化劑在反應(yīng)前后本身質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都不變，所以不僅考慮反應(yīng)前后氧化鐵質(zhì)量不變，還需要考慮化學(xué)性質(zhì)是否改變。