Question

【题目】某化学兴趣小组利用如下图所示装置对二氧化碳的性质进行验证。

当打开K，反应一段时间后：

(1) D烧杯中出现的现象是_______，说明二氧化碳具有的物理性质是___________，具有的化学性质是______________________________。

(2) B处紫色石蕊试液变成红色，C处澄清石灰水变浑浊。B处使紫色石蕊试液变红的物质是_______；写出C处发生变化的文字表达式：__________________________。

(3)在一次实验课上，各小组同学用在不同地点找来的小石块与稀盐酸反应制取二氧化碳。小明发现，相邻小组气体产生的速率比自己小组的快。小明将这一情况报告老师，老师鼓励他们对此问题共同探究。

【提出问题】影响二氧化碳气体产生速率的因素是什么?

【作出猜想】

①不同地点石块中碳酸钙含量不同；

②所用盐酸的溶质质量分数不同；

③还可能是_______________________。

【设计实验】 验证猜想①是否成立，要设计的实验：分别取大小相同、质量相同、___________________的石块，加入_________________________、浓度相同的稀盐酸进行实验。

【交流讨论】实验中可以通过观察气泡产生的剧烈程度，粗略地比较反应速率。若要做到精确比较，应该测量的实验数据是___________________________________。

【拓展延伸】

①上述实验中，小明采用了控制变量的研究方法。用此方法探究“催化剂对用过氧化氢溶液制取氧气的反应速率的影响”时，需要控制不变的因素：有过氧化氢溶液的浓度、_________________ 、_______________(答出两点即可)。

②甲同学把过氧化氢溶液与氧化铁粉末混合，发现有大量气泡产生。他猜想氧化铁可能是过氧化氢溶液分解的催化剂，决定探究一番。请你一起参与，并填写下列空白。

【猜想】氧化铁能作为过氧化氢溶液分解的催化剂。

【实验验证】甲同学依次设计了三个实验：

实验一：取一定量的过氧化氢溶液于试管中,观察到有极少量气泡产生，伸入带火星的木条，没有复燃。说明过氧化氢溶液常温下缓慢分解。

实验二：在实验一的试管中加入W g 氧化铁粉末，有大量气泡产生，然后伸入带火星的木条，木条复燃。说明__________________。

实验三：待反应结束后，将试管里的不溶物滤出，并洗涤、干燥、称量,固体质量仍为W g。说明____________________________________________。

【实验结论】甲同学认为，氧化铁粉末可以作为过氧化氢分解的催化剂。

【反思评价】乙同学认为要证明甲同学的结论正确，仅做这三个实验还不充分，需要再补充一个探究实验。探究氧化铁的____________________在化学反应前后没有变化。

Answer 1

【答案】 蜡烛熄灭 密度比空气大 不助燃 不燃烧 二氧化碳 氢氧化钙 ＋二氧化碳 → 碳酸钙＋水 石灰石的形状 形状相同 质量相同 物质发生反应所产生气体的时间 催化剂的质量 过氧化氢溶液的质量 氧化铁加快了过氧化氢溶液的分解 固体是氧化铁粉末且质量不变 化学性质

【解析】（1）D烧杯中下层蜡烛先熄灭，说明二氧化碳密度比空气大，且不能燃烧，也不支持燃烧；

（2）大理石和盐酸反应生成 氯化钙、水和二氧化碳，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸可使石蕊变红，二氧化碳不能使石蕊变红，二氧化碳与石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水，文字表达式为：氢氧化钙 ＋二氧化碳 → 碳酸钙＋水；

（3）【作出猜想】③影响二氧化碳产生速率的因素还可能是 石块大小不同（或石块质量不同、盐酸质量不同）；

【设计实验】（1）验证猜想①是否成立，要设计的实验：其他量都要相同，但要取不同地点的石块，分别取大小相同、质量相同、形状相同的石块，加入质量相同、浓度相同的稀盐酸进行实验。

【交流讨论】实验中可以通过观察气泡产生的剧烈程度，粗略地比较反应速率，若要做到精确比较，应该测量的实验数据是相同时间内收集的二氧化碳体积或收集相同体积二氧化碳所需的时间；

【拓展延伸】探究“催化剂对用过氧化氢溶液制取氧气的反应速率的影响”，需要控制不变的因素有 温度、溶液的溶质质量分数、溶液质量、压强等；

实验二：在实验一的试管中加入Wg氧化铁粉末，有大量气泡产生，然后伸入带火星的木条，木条复燃，说明加入氧化铁后产生氧气的速度加快了很多，说明氧化铁加快了过氧化氢分解的速度；

实验三：将试管里的不溶物滤出，并洗涤、干燥、称量，固体质量仍为Wg，说明了反应前后氧化铁质量不变；

【反思评价】催化剂在反应前后本身质量和化学性质都不变，所以不仅考虑反应前后氧化铁质量不变，还需要考虑化学性质是否改变。