Question

【题目】镁条在空气中久置表面会变黑，某小组同学设计进行实验，探究镁条变黑的条件。

（查阅资料）常温下，亚硫酸钠(Na2SO3)可与 O2 发生化合反应。

（猜想与假设）常温下，镁条变黑可能与 O2、CO2、水蒸气有关

（进行实验）通过控制与镁条接触的物质，利用下图装置(镁条长度为 3cm，试管容积为20mL)，分别进行下列 5 个实验，并持续观察 20 天。

编号	主要实验操作	实验现象
1	先充满用 NaOH 浓溶液洗涤过的空气再加入 2mL 浓硫酸	镁条始终无明显变化
2	加入 2mL NaOH 浓溶液	镁条始终无明显变化
3	先加入 2mL 浓硫酸再通入约 4mL CO2	镁条始终无明显变化
4	先加入 4mL 饱和 Na2SO3 溶液再充满 CO2	镁条始终无明显变化
5	先加入 2mL 蒸馏水再通入约 4mL CO2	镁条第 3 天开始变黑至第 20 天全部变黑

（解释与结论）

(1)实验1 和 2 中，NaOH 浓溶液的作用是_____(用化学方程式表示)；

(2)实验1 的目的是_____；

(3)实验3 中，试管内的气体主要含有 CO2、_____；

(4)得出“镁条变黑一定与CO2 有关”结论，依据的两个实验是_____(填编号)；

(5)由上述实验可推知，镁条变黑的条件是_____；

（反思与评价）

(6)在猜想与假设时，同学们认为镁条变黑与 N2 无关，其理由是_____；

(7)本 组 实 验 1/2 中 使 用 的 NaOH 浓 溶 液 ， 而 不 是 使 用 澄 清 石 灰 水 ， 理 由 是_____。

Answer 1

【答案】 CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O 检验只用氧气是否会使镁条变黑 氧气、氮气 2、5 接触水、二氧化碳、氧气 氮气的化学性质不活泼 氢氧化钙微溶于水，石灰水浓度非常低，吸收二氧化碳的效果不好

【解析】（1）常温下，镁条变黑可能与O2、CO2、水蒸气有关，故要除去二氧化碳，氢氧化钠溶液能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式为：CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O；（2）常温下，镁条变黑可能与O2、CO2、水蒸气有关，先充满用NaOH浓溶液洗涤过的空气再加入2mL浓硫酸，除去了二氧化碳和水蒸气，实验1的目的是检验只用氧气是否会使镁条变黑；（3）实验3 中，加入浓硫酸后只能将空气中的水分吸收，其它气体不变，试管内的气体主要含有 CO2外，还有空气中含量较高的氮气和氧气；（4）证明“镁条变黑一定与CO2有关”，依据的两个实验是2、5，加入2mLNaOH浓溶液，镁条始终无明显变化，说明没有二氧化碳镁条不会变黑；先加入2mL蒸馏水再通入约4mLCO2，镁条第3天开始变黑至第20天全部变黑，说明镁条变黑一定与CO2有关；（5）由题中信息可知，常温下，亚硫酸钠（Na2SO3）可与O2发生化合反应，先加入4mL饱和Na2SO3溶液再充满CO2，能除去氧气，镁条始终无明显变化，说明镁条只与二氧化碳、水接触不会变黑，即镁条变黑需要氧气；实验2中没有二氧化碳，镁条不变黑，说明变黑需要二氧化碳；实验3没有水，镁条不变黑，说明变黑需要水，由上述分析可推知，镁条变黑的条件是水、二氧化碳、氧气；（6）在猜想与假设时，同学们认为镁条变黑与N2无关，因为氮气的化学性质不活泼，很难与其它物质反应；（7）实验中使用的是浓的氢氧化钠溶液，而没有用澄清石灰水，原因是氢氧化钠极易溶于水，溶液的浓度大，吸收二氧化碳效果好，而氢氧化钙微溶于水，溶液浓度非常低，吸收二氧化碳效果差。