Question

学校化学实验小组进行 CO₂ 实验室制法及性质的探究：
（1）实验室制取和收集一瓶CO₂气体，需要的仪器是______（填字母）．

（2）CO₂溶于水的过程是否发生了化学变化呢？课本根据下列实验进行了探究：

以上实验中实验______（填序号）可合并进行，使实验更加方便简捷．
（3）小强同学对以上实验进行了改进，巧妙地利用为“小纸人换衣服”的实验完成了活动探究：

实验步骤	实验操作	实验现象		实验结论
1	将紫色石蕊溶液浸泡过的干燥“小人”，两袖分别滴加稀醋酸		袖子变红	石蕊遇酸变红
2	裤子上滴蒸馏水		裤子不变色	石蕊遇水不变色
3	______		上衣不变色，裤 子变红	和反应生成的碳酸使石蕊变红，化学方程式： ______
4	将“小纸人”取出，用热宝加热		______	碳酸不稳定，易分解

改进实验使反应的四个步骤在同学们熟悉的神奇的小纸人上依次进行，实验改进的优点是______．（写一点即可）

Answer 1

【答案】分析：（1）根据反应物的状态和反应条件确定发生装置，根据气体的密度和溶水性确定收集装置；
（2）在验证时，排除水的可能，排除二氧化碳的可能，然后得出二氧化碳和水反应生成碳酸使紫色小花变色；观察Ⅱ和Ⅳ中有重复步骤；
（3）本题类似紫色的石蕊试纸，同样在验证时设计了对比实验，排除水的可能，排除二氧化碳的可能，然后得出二氧化碳和水反应生成碳酸使紫色小人变色，最后验证了碳酸不稳定的性质；实验设计新颖、巧妙，分别用上衣、袖子和裤子不同部位依次验证，也节约了药品．
解答：解：（1）实验室制取二氧化碳要用石灰石和稀盐酸：反应物的状态是固态和液态，反应条件是常温，应选固-液常温型的发生装置，二氧化碳的密度比空气大，易溶于水，可用向上排空气法收集，因此需要的仪器是BC；
（2）（Ⅰ）第一朵小花喷上稀醋酸，小花变红色；（Ⅱ）第二朵小花喷上水，小花不变色；（Ⅲ）第三朵小花直接放入盛满二氧化碳的集气瓶中，小花不变色；（Ⅳ）第四朵小花喷上水后放置一会儿，再放入盛满二氧化碳的集气瓶中，观察四朵花的颜色变化，放入集气瓶中后，小花变为红色．在这四个实验中，实验一做对比实验，在这四个实验中实验二是多余的，因为在实验四中先喷水，过一段时间后，再放入集气瓶中，在这一实验中也能说明水不能使紫色石蕊试液变红色．故Ⅱ和Ⅳ可以合并；
（3）实验1是对比实验，酸能使紫色的袖子变成红色；实验2是裤子上滴水，不变色，排除不是水的作用；实验3紫色的上衣在二氧化碳的作用下不变色，排除不是二氧化碳的作用；而湿润的紫色裤子在二氧化碳的作用下变成红色，说明是二氧化碳和水的共同作用生成碳酸的缘故；实验4借助热宝的加热，裤子又变成紫色而袖子不变化，通过对比说明醋酸稳定而碳酸不稳定的性质；改进后的实验有很多的优点：设计新颖，节约，现象对比明显等；故答案为：步骤3--将“小纸人”放入盛有干燥的CO₂集气瓶中，CO₂+H₂O=H₂CO_3，
步骤4----小纸人裤子变成紫色；实验设计新颖，容易引发学生的探究兴趣等．
故答案为：（1）B C （2）ⅡⅣ（3）将“小纸人”放入盛有干燥的CO₂集气瓶中，CO₂+H₂O=H₂CO₃，小纸人裤子变成紫色；实验设计新颖，容易引发学生的探究兴趣．
点评：本题新颖的设计，容易激发学生的学习兴趣；把握二氧化碳是一种酸性气体，能与水反应生成碳酸；碳酸能使紫色石蕊试液变红色；而碳酸不稳定，加热时又分解为二氧化碳和水．