Question

實(shí)驗(yàn)探究是科學(xué)探究的一種重要方法，在化學(xué)課堂上老師和同學(xué)們一起對(duì)初中化學(xué)常見(jiàn)物質(zhì)進(jìn)行了如下探究。

【活動(dòng)與探究一】探究水的組成

如圖是電解水的實(shí)驗(yàn)裝置。通過(guò)該實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)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(jié)論的理論依據(jù)是化學(xué)反應(yīng)前后          。寫出電解水的化學(xué)方程式：                      。

【活動(dòng)與探究二】探究二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)

小帥同學(xué)將二氧化碳?xì)怏w直接通入裝有紫色石蕊溶液的試管中，觀察到             現(xiàn)象，小帥得出“二氧化碳和水發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)”。

小美同學(xué)認(rèn)真思考后認(rèn)為：小帥的實(shí)驗(yàn)不完善，不能證明二氧化碳和水確實(shí)發(fā)生了反應(yīng)。為完善小帥的實(shí)驗(yàn)方案，我補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)是                          ，現(xiàn)象是                    。

【活動(dòng)與探究三】探究草酸分解的產(chǎn)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(jiàn)的氧化物。小軍、小梅、小明和小虎組成的合作學(xué)習(xí)小組通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)分解的產(chǎn)物展開(kāi)了探究。

⑴ 小軍首先根據(jù)題給信息，推測(cè)出生成物中含有水。這一觀點(diǎn)得到了組內(nèi)其他同學(xué)的認(rèn)同。

⑵ 合作學(xué)習(xí)小組對(duì)分解生成的其它產(chǎn)物進(jìn)一步進(jìn)行猜測(cè)和驗(yàn)證：

【假設(shè)1】生成物中有二氧化碳

小梅設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)1：將生成的氣體通入澄清的石灰水，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是         ，小梅據(jù)此判斷生成物中含有二氧化碳。

【假設(shè)2】生成物中有一氧化碳

小明設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)2：小明用右圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從而證明生成物中含有一氧化碳。

根據(jù)小明的實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)回答：A裝置中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是      。A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是          。

⑶ 討論交流：小虎認(rèn)為，小明設(shè)計(jì)的“實(shí)驗(yàn)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(diǎn)？      (填“支持”或“不支持”)，請(qǐng)說(shuō)出你的理由：                       。該合作學(xué)習(xí)小組討論后認(rèn)為，從環(huán)保的角度看，“實(shí)驗(yàn)2”裝置還有一個(gè)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(xué)方程式：

                                          

 

Answer 1

【答案】

【活動(dòng)與探究一】元素種類不變（質(zhì)量守恒定律）   2H₂O2H₂↑＋O₂↑

【活動(dòng)與探究二】紫色石蕊溶液變紅   將用紫色石蕊溶液浸泡過(guò)的干燥的濾紙片放入干燥的二氧化碳?xì)怏w中    紫色石蕊不變色

【活動(dòng)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(shuō)明，其它合理答案也可，注意現(xiàn)象與方程式的對(duì)應(yīng)關(guān)系）

⑶ 支持 只要根據(jù)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(méi)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(dòng)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(jù)質(zhì)量守恒定律（化學(xué)變化中元素種類不變），可推導(dǎo)水是由氫元素和氧元素組成的；根據(jù)反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物可書寫電解水的化學(xué)方程式為2H₂O2H₂↑＋O₂↑。

【活動(dòng)與探究二】由于二氧化碳能與水反應(yīng)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(shí)驗(yàn)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(dǎo)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(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)是：將用紫色石蕊溶液浸泡過(guò)的干燥的濾紙片放入干燥的二氧化碳?xì)怏w中，現(xiàn)象是紫色石蕊不變色。

【活動(dòng)與探究三】設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是澄清石灰水變渾濁；

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是黑色粉末變?yōu)榧t色，根據(jù)反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物可書寫A裝置中發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式是CO＋CuOCu＋CO₂。

（3）討論交流、因?yàn)楦鶕?jù)題意“草酸分解生成三種常見(jiàn)的氧化物”，而根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)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(diǎn)是正確的；由于一氧化碳有毒，分散到空氣中會(huì)污染空氣，所以從環(huán)保的角度看，“實(shí)驗(yàn)2”裝置還有一個(gè)缺陷，就是缺少尾氣處理裝置。

（4）根據(jù)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(yīng)的化學(xué)方程式為H₂C₂O₄CO₂↑＋CO↑＋H₂O。

考點(diǎn)：電解水實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量，常見(jiàn)氣體的檢驗(yàn)與除雜方法，二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)

點(diǎn)評(píng)：對(duì)于驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)探究，要熟記物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律，根據(jù)給出的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析和探究，并通過(guò)觀察、記錄和分析的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，來(lái)驗(yàn)證該物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律等。