Question

4．某初级中学学生为探究该校化学实验室的一种黑色粉末和一瓶标签破损的无色溶液（如右图所示）可能是什么物质，大胆猜想并设计实验进行验证．
[发现问题]当把黑色粉末与无色溶液混合时即产生气泡．
[查阅资料]初中化学实验室常见的黑色粉末有氧化铜、二氧化锰、四氧化三铁、铁粉、炭粉等．
[提出假设]黑色粉末是二氧化锰（或铁粉），无色溶液是过氧化氢溶液（或稀硫酸）（只写一种假设）
[设计实验]向盛有少许黑色粉末的试管中加入适量的无色溶液；用排水法收集
一试管气体，并在试管口塞上带活塞的尖嘴玻璃管的橡皮塞检验气体（写出操作方法）将带火星的木条放在尖嘴口，打开活塞（或将燃着的木条放在尖嘴口，打开活塞）
[实验现象]带火星的木条复燃（或气体被点燃，发出淡蓝色的火焰）．
[实验结论]此气体是氧气（或氢气），原假设成立．

Answer 1

分析 根据[查阅资料部分可知，在常见的黑色粉末中能和无色气体反应生成气体的物质有二氧化锰和双氧水，铁粉和稀硫酸，本题可以根据这两个反应结合残余的标签来作出假设，并根据它们生成的气体进行验证．例如，氧气能使带火星的木头复燃，而氢气可以燃烧生成水．

解答 解：[提出假设]由查阅资料部分可以知道：黑色粉末是二氧化锰 无色溶液是过氧化氢；或者黑色粉末是铁粉，无色液体是稀硫酸；
[设计实验]二氧化锰和过氧化氢反应会生成氧气，而氧气不易溶于水，故可以采用排水法来收集氧气．根据氧气能够支持燃烧的性质，所以可以用带火星的木条来检验该气体，操作步骤：将带火星的木条放在尖嘴口，打开活塞；实验现象：带火星的木条复燃；实验结论：该气体是氧气；进而可以得出原假设是成立的；
铁和稀硫酸会反应生成氢气，氢气难溶于水，故可以用排水法收集氢气，根据氢气能燃烧的性质，所以可以用燃烧的木条检验该气体，操作步骤为：将燃着的木条放在尖嘴口，打开活塞；实验现象：气体被点燃，发出淡蓝色的火焰；实验结论：该气体是氢气，进而可以得出假设是成立的，
故答案为：二氧化锰（或铁粉）；过氧化氢溶液（或稀硫酸）；排水法；将带火星的木条放在尖嘴口，打开活塞（或将燃着的木条放在尖嘴口，打开活塞）；带火星的木条复燃（或气体被点燃，发出淡蓝色的火焰）；氧气（或氢气）；成立．

点评 本题考查的是氧气的实验室制取和检验的方法，在检验时要注意根据气体的性质来选择合适的检验方法．