Question

實驗探究是科學(xué)探究的一種重要方法，在化學(xué)課堂上老師和同學(xué)們一起對初中化學(xué)常見物質(zhì)進行了如下探究．

【活動與探究一】探究水的組成
如圖1是電解水的實驗裝置．通過該實驗的現(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

質(zhì)量守恒定律

．
寫出電解水的化學(xué)方程式：

2H₂O

通電  .

2H₂↑+O₂↑

．
【活動與探究二】探究二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)
如圖2是小帥同學(xué)將二氧化碳氣體直接通入裝有紫色石蕊溶液的試管中，觀察到

紫色石蕊溶液變紅

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)認真思考后認為：小帥的實驗不完善，不能證明二氧化碳和水確實發(fā)生了反應(yīng)．為完善小帥的實驗方案，我補充的實驗是

將用紫色石蕊溶液浸泡過的干燥的濾紙片放入干燥的二氧化碳氣體中

，現(xiàn)象是

紫色石蕊不變色

．
【活動與探究三】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)小組通過實驗對分解的產(chǎn)物展開了探究．
（1）小軍首先根據(jù)題給信息，推測出生成物中含有水．這一觀點得到了組內(nèi)其他同學(xué)的認同．
（2）合作學(xué)習(xí)小組對分解生成的其它產(chǎn)物進一步進行猜測和驗證：
【假設(shè)1】生成物中有二氧化碳
小梅設(shè)計實驗1：將生成的氣體通入澄清的石灰水，實驗現(xiàn)象是

澄清石灰水變渾濁

，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)計實驗2：小明用如圖3所示裝置進行實驗，從而證明生成物中含有一氧化碳．
根據(jù)小明的實驗，請回答：A裝置中的實驗現(xiàn)象是

黑色粉末變?yōu)榧t色

．A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是

CO+CuO

△   .

Cu+CO₂

．
（3）討論交流：小虎認為，小明設(shè)計的“實驗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？

支持

（填“支持”或“不支持”），請說出你的理由：

只要根據(jù)氧化銅有黑色變?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

．該合作學(xué)習(xí)小組討論后認為，從環(huán)保的角度看，“實驗2”裝置還有一個缺陷．該缺陷是：

缺少尾氣處理裝置

．
（4）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：

H₂C₂O₄

濃H2SO4  .

△

CO₂↑+CO↑+H₂O

．

Answer 1

分析：【活動與探究一】根據(jù)質(zhì)量守恒定律化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變分析，寫出反應(yīng)的方程式；
【活動與探究二】根據(jù)二氧化碳與水反應(yīng)生成了碳酸分析；
【活動與探究三】根據(jù)二氧化碳、一氧化碳的性質(zhì)及檢驗方法分析有關(guān)的問題．根據(jù)草酸分解的反應(yīng)寫出反應(yīng)的方程式．

解答：解：【活動與探究一】電解水生成了氫氣和氧氣，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)是質(zhì)量守恒定律．電解水的化學(xué)方程式是：2H₂O

通電  .

2H₂↑+O₂↑；
【活動與探究二】由于二氧化碳與水化合生成了碳酸，碳酸能使紫色的石蕊試液變紅色．所以，將二氧化碳氣體直接通入裝有紫色石蕊溶液的試管中，觀察到紫色石蕊溶液變紅現(xiàn)象；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，是二氧化碳使紫色的石蕊試液變紅色還是二氧化碳與水反應(yīng)生成的碳酸使紫色的石蕊試液變紅色呢？為了排除二氧化碳使紫色的石蕊試液變紅色．我補充的實驗是：將用紫色石蕊溶液浸泡過的干燥的濾紙片放入干燥的二氧化碳氣體中，現(xiàn)象是紫色石蕊不變色．
【活動與探究三】設(shè)計實驗1、將生成的氣體通入澄清的石灰水，實驗現(xiàn)象是澄清石灰水變渾濁，據(jù)此判斷生成物中含有二氧化碳；
設(shè)計實驗2、由于一氧化碳有還原性沒能將氧化銅還原為銅，所以A裝置中的實驗現(xiàn)象是黑色粉末變?yōu)榧t色．A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：CO+CuO

△   .

Cu+CO₂；
（3）討論交流：支持小虎的觀點，原因是：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．由于一氧化碳有毒，分散到空氣中能污染空氣，所以，從環(huán)保的角度看，“實驗2”裝置還有一個缺陷是：缺少尾氣處理裝置；
（4）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，反應(yīng)的化學(xué)方程式：H₂C₂O₄

濃H2SO4  .

△

CO₂↑+CO↑+H₂O．
故答為：【活動與探究一】質(zhì)量守恒定律，2H₂O

通電  .

2H₂↑+O₂↑；【活動與探究二】紫色石蕊溶液變紅，將用紫色石蕊溶液浸泡過的干燥的濾紙片放入干燥的二氧化碳氣體中，紫色石蕊不變色；【活動與探究三】（2）澄清石灰水變渾濁，黑色粉末變?yōu)榧t色，CO+CuO

△   .

Cu+CO₂；（3）支持，只要根據(jù)氧化銅有黑色變?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；（4）H₂C₂O₄

濃H2SO4  .

△

CO₂↑+CO↑+H₂O．

點評：利用控制變量法是科學(xué)探究中的重要思想方法，廣泛地運用在各種科學(xué)探索和科學(xué)實驗研究之中，控制變量法是初中化學(xué)中常用的探索問題和分析解決問題的科學(xué)方法之一．