Question

【題目】[觀察與問題]鎂條在空氣中久置表面會(huì)變黑，某小組同學(xué)設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，探究鎂條變黑的條件。

I.從生成物角度分析，進(jìn)行探究

實(shí)驗(yàn)一:刮下鎂條表面的黑色物質(zhì)于試管中，加入足量的稀鹽酸產(chǎn)生氣體，把生成的氣體通入澄清石灰水，觀察到石灰水變渾濁。由此可知鎂條變黑與空氣中的_________有關(guān)，原因是_________。

II.從反應(yīng)物角度分析，進(jìn)行探究

[猜想與假設(shè)]在實(shí)驗(yàn)一的基礎(chǔ)上猜想鎂條變黑具體與空氣中的哪些物質(zhì)有關(guān)，甲、乙、丙、丁四位同學(xué)分別提出了如下猜想:

甲: CO2

乙: CO2 O2

丙: CO2 H2O

丁:_________。

[實(shí)驗(yàn)與探究]

實(shí)驗(yàn)二:通過控制與鎂條接觸的物質(zhì)，利用如圖所示裝置（鎂條長(zhǎng)度為3 cm，試管容積為20 mL），分別進(jìn)行下列4個(gè)實(shí)驗(yàn)，并持續(xù)觀察10天。請(qǐng)將下表中實(shí)驗(yàn)操作補(bǔ)充完整。

編號(hào)	主要實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
①	先收集滿二氧化碳，再加入2ml濃硫酸	鎂條始終無明顯變化
②	先集滿體積比為1 : 1的二氧化碳和氧氣的混合氣體，再加 入__________ mL濃硫酸	鎂條始終無明顯變化
③	先收集滿二氧化碳，再加入2mL蒸餾水	鎂條始終無明顯變化
④	先集滿體積比為1 : 1的二氧化碳和氧氣的混合氣體，再加入2 mL蒸餾水	鎂條第1天開始變黑至第10天全部變黑

[解釋與結(jié)論]

（1）實(shí)驗(yàn)①和②中的濃硫酸的作用是___________。在這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中____________（填“能”或“不能”）用燒堿代替濃硫酸，原因是_____________（用化學(xué)方程式表示）。

（2）實(shí)驗(yàn)③的目的__________。

（3）由上述實(shí)驗(yàn)可推知，鎂條變黑的條件是________。

[反思與評(píng)價(jià)]

（4）在猜想與假設(shè)時(shí)，同學(xué)們認(rèn)為鎂條變黑與N2無關(guān)，其理由是__________。

Answer 1

【答案】二氧化碳 黑色物質(zhì)中含碳元素，說明空氣中的二氧化碳參加反應(yīng) CO2、H2O、O2 2 干燥裝置內(nèi)的氣體 不能 探究鎂條在只和二氧化碳、水接觸的情況下是否會(huì)變黑 鎂條同時(shí)與CO2、O2和H2O接觸 N2的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下很難與Mg反應(yīng)

【解析】

I、澄清石灰水變渾濁，說明黑色物質(zhì)與酸反應(yīng)產(chǎn)生了二氧化碳，其中的碳元素來自空氣中，空氣中含有碳元素的成分只有二氧化碳，故鎂條變黑與二氧化碳有關(guān)；

II、由前述分析可知，鎂條變黑一定與二氧化碳有關(guān)，可能還與氧氣和水蒸氣有關(guān)，列出所有的可能，故丁的猜想應(yīng)為CO2、H2O、O2；

②、根據(jù)控制單一變量的原則，濃硫酸的用量必須前后一致，故加入濃硫酸為2ml；

（1）濃硫酸具有吸水性，實(shí)驗(yàn)①和②中加入濃硫酸主要是為了除去裝置中的水蒸氣，干燥裝置內(nèi)的氣體；燒堿具有潮解性，也可作為干燥劑，但燒堿溶液還能和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，故不能使用燒堿作為該實(shí)驗(yàn)的干燥劑，反應(yīng)的化學(xué)方程式為；

（2）實(shí)驗(yàn)條件為，鎂條與二氧化碳和水接觸，因此探究鎂條在只和二氧化碳、水接觸的情況下是否會(huì)變黑

（3） 鎂條只與CO2、CO2+O2或CO2 +H2O接觸時(shí)均不會(huì)變黑，只有鎂條同時(shí)與CO2、O2和H2O才會(huì)變黑，由此可以得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，鎂條同時(shí)與CO2、O2和H2O接觸的情況下才會(huì)變黑；

（4） N2的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下很難與其他物質(zhì)反應(yīng)，因此氮?dú)獠荒芘c鎂反應(yīng)。