Question

实验探究是科学探究的一种重要方法，在化学课堂上老师和同学们一起对初中化学常见物质进行了如下探究。

【活动与探究一】探究水的组成

如图是电解水的实验装置。通过该实验的现象分析，我们可以得出：水是由氢元素和氧元素组成的，得出该结论的理论依据是化学反应前后          。写出电解水的化学方程式：                      。

【活动与探究二】探究二氧化碳的化学性质

小帅同学将二氧化碳气体直接通入装有紫色石蕊溶液的试管中，观察到             现象，小帅得出“二氧化碳和水发生了化学反应”。

小美同学认真思考后认为：小帅的实验不完善，不能证明二氧化碳和水确实发生了反应。为完善小帅的实验方案，我补充的实验是                          ，现象是                    。

【活动与探究三】探究草酸分解的产物组成

已知草酸（C₂H₂O₄）在受热和浓硫酸作催化剂的条件下分解生成三种常见的氧化物。小军、小梅、小明和小虎组成的合作学习小组通过实验对分解的产物展开了探究。

⑴ 小军首先根据题给信息，推测出生成物中含有水。这一观点得到了组内其他同学的认同。

⑵ 合作学习小组对分解生成的其它产物进一步进行猜测和验证：

【假设1】生成物中有二氧化碳

小梅设计实验1：将生成的气体通入澄清的石灰水，实验现象是         ，小梅据此判断生成物中含有二氧化碳。

【假设2】生成物中有一氧化碳

小明设计实验2：小明用右图装置进行实验，从而证明生成物中含有一氧化碳。

根据小明的实验，请回答：A装置中的实验现象是      。A装置中发生反应的化学方程式是          。

⑶ 讨论交流：小虎认为，小明设计的“实验2”不需要B装置也能够推断出生成物中含有一氧化碳，你是否支持小虎的观点？      (填“支持”或“不支持”)，请说出你的理由：                       。该合作学习小组讨论后认为，从环保的角度看，“实验2”装置还有一个缺陷。该缺陷是：            。

⑷ 写出草酸在受热和浓硫酸作催化剂的条件下发生分解的化学方程式：

                                          

 

Answer 1

【答案】

【活动与探究一】元素种类不变（质量守恒定律）   2H₂O2H₂↑＋O₂↑

【活动与探究二】紫色石蕊溶液变红   将用紫色石蕊溶液浸泡过的干燥的滤纸片放入干燥的二氧化碳气体中    紫色石蕊不变色

【活动与探究三】⑵ 澄清石灰水变浑浊 黑色粉末变为红色CO＋CuOCu＋CO₂（说明，其它合理答案也可，注意现象与方程式的对应关系）

⑶ 支持 只要根据氧化铜由黑色变为红色，就可判断分解的三种氧化物中一定含有一氧化碳    缺少尾气处理装置（或没有将尾气通到酒精灯的火焰上燃烧处理，意思相同即可给分）

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

【解析】

试题分析：【活动与探究一】电解水生成了氢气和氧气，氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，根据质量守恒定律（化学变化中元素种类不变），可推导水是由氢元素和氧元素组成的；根据反应的反应物和生成物可书写电解水的化学方程式为2H₂O2H₂↑＋O₂↑。

【活动与探究二】由于二氧化碳能与水反应生成碳酸，而碳酸显酸性，故能使紫色的石蕊试液变红色；由于此实验中，将二氧化碳通入紫色的石蕊试液中，紫色的石蕊试液变红色，也可能是二氧化碳导致的，故为了证明不是二氧化碳使紫色的石蕊试液变红色，可补充的实验是：将用紫色石蕊溶液浸泡过的干燥的滤纸片放入干燥的二氧化碳气体中，现象是紫色石蕊不变色。

【活动与探究三】设计实验1、将生成的气体通入澄清的石灰水，由于已判断生成物中含有二氧化碳，故实验现象是澄清石灰水变浑浊；

设计实验2、由于已证明生成物中含有一氧化碳，而一氧化碳具有还原性，故在加热的条件下，能将氧化铜还原为铜，所以A装置中的实验现象是黑色粉末变为红色，根据反应的反应物和生成物可书写A装置中发生的反应的化学方程式是CO＋CuOCu＋CO₂。

（3）讨论交流、因为根据题意“草酸分解生成三种常见的氧化物”，而根据实验现象:氧化铜由黑色变为红色，就可判断分解的三种氧化物中一定含有一氧化碳（具有还原性），故小虎的观点是正确的；由于一氧化碳有毒，分散到空气中会污染空气，所以从环保的角度看，“实验2”装置还有一个缺陷，就是缺少尾气处理装置。

（4）根据以上分析可知，草酸在受热和浓硫酸作催化剂的条件下发生分解，生成了二氧化碳、一氧化碳、和水，故反应的化学方程式为H₂C₂O₄CO₂↑＋CO↑＋H₂O。

考点：电解水实验，实验探究物质的组成成分以及含量，常见气体的检验与除杂方法，二氧化碳的化学性质

点评：对于验证型实验探究，要熟记物质的性质或变化规律，根据给出的实验设计方案，进行实验、分析和探究，并通过观察、记录和分析的实验现象，来验证该物质的性质或变化规律等。