题目内容
19．Ⅰ．某研究性学习小组的同学学习了二氧化碳的性质后，对二氧化碳溶于水的过程，有没有发生化学变化？提出实验改进：用如图1所示装置进行实验，验证二氧化碳能与水反应（已知氮气的密度小于空气的密度），操作为：①从a端通入二氧化碳 ②从分液漏斗中滴加适量水 ③将石蕊溶液染成紫色的干燥纸花放入广口瓶中 ④从b端通入氮气
实验操作顺序最合理的是③①④②①，发生变化的化学方程式为：H2O+CO2=H2CO3．
Ⅱ．另一小组在课外活动时对“二氧化硫能否与水反应生成酸”进行了实验探究．请你参与他们的探究活动，并回答有关问题．
【查阅资料】常温下二氧化硫是一种无色气体，易溶于水．
【假 设】二氧化硫能与水反应生成酸．
【设计实验】（1）小雨同学将二氧化硫气体通入紫色石蕊试液中，观察溶液颜色的变化．他认为，若紫色石蕊试液变红色，则证明假设成立．
（2）小涛同学认为小雨同学的实验方案不严密．小涛同学用紫色石蕊试液将白色滤纸染成紫色，干燥后做成三朵紫色的小花，然后按图2图示进行实验，在（I）、（Ⅱ）、（Ⅲ）中分别观察到变色和不变色的两种现象．
小涛同学认为，若Ⅲ（填序号）中的紫色小花变色，则证明假设成立．
【交流反思】小明同学对小涛同学的实验方案提出了质疑，他认为上述实验还不足以证明“二氧化硫和水反应生成了酸”，其理由是SO2也可能使干燥的紫色小花变红（或SO2也可能具有酸性）．三位同学讨论后补充了一个实验，使探究活动获得了成功，你认为这个实验应该是将干燥的紫色小花投入到盛有SO2的集气瓶中，紫色小花不变红色（或将SO2气体通过盛有紫色小花的瓶中，紫色小花不变红色）（简述实验步骤和现象）．
【结 论】通过上述实验得出：二氧化硫能与水反应生成酸．
（Ⅲ） 制取的二氧化碳进行如图3实验：
①实验（Ⅱ）中溶液变红色；
②实验（Ⅲ）中加热之后，溶液又变为紫色，解释出现此现象的原因H2CO3=CO2↑+H2O．（用化学方程式表示）
做科学实验应提倡绿色环保．如图4甲图为“微型”实验装置，用该仪器完成“制取并检验CO2”的实验只消耗了0.66克10%的盐酸（密度为1.1克/厘米3）．
①“微型塑料滴管”相当于图4乙图实验装置中的b．
②请计算实验过程中产生CO2的质量是多少克？（结果保留两位小数）
③通常完成这个实验大约需10%的盐酸6毫升，这是微型实验中盐酸用量的多少倍？
采用“微型”实验装置具有的优势是节约药品，减少污染等．
分析 Ⅰ、根据已有的知识进行分析，二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸呈酸性，能使石蕊变红，二氧化碳不能使石蕊变红．
Ⅱ、本题设计紧密联系生活实际，视角新颖，这类题通常起点高，落点低，可用类比的方法寻找与该物质性质相似的课本中的物质．观察图示，大家很容易就回忆起二氧化碳曾做过类似的实验，联想验证二氧化碳溶于水的实验设计思路即可解答．
Ⅲ、根据二氧化碳能够和水反应产生碳酸，碳酸能使石蕊试液变成红色，碳酸不稳定，易分解分析；
Ⅳ、①微型塑料滴管能够控制稀盐酸的用量；
②根据稀盐酸的质量、质量分数可以计算生成二氧化碳的质量；
③根据相关方面数据可以判断药品用量的多少比较．
解答 解：Ⅰ、要验证二氧化碳能与水反应生成碳酸，可以使用石蕊进行检验，首先将石蕊染成紫色的干纸花放入瓶内，由a端通入二氧化碳，观察纸花不变色，证明二氧化碳不能使石蕊变色，从b端通入氮气，将二氧化碳排出，然后再将水滴下，纸花不变色，说明水不能使石蕊变红，从a端通入二氧化碳，纸花变红，证明是二氧化碳与水发生了化学反应，故其正确的顺序为③①④②①，观察选项；故答案为：③①④②①；H2O+CO2=H2CO3；
Ⅱ、【设计实验】（1）根据酸性溶液可使紫色石蕊试液变红进行解答；
（2）小涛的设计思路是：I喷稀醋酸小花变红可证明酸性溶液可使石蕊变红，Ⅱ喷水小花不变色可证明水不能使石蕊变红，Ⅲ小花喷水后放入二氧化硫，若变红即可证明二氧化硫溶于水后生成了酸；
【反思交流】依据课本上证明二氧化碳是否溶于水生成酸的实验设计，可以发现小涛的实验存在漏洞：未证明二氧化硫本身能否使石蕊变红；
为了证明二氧化硫能否使石蕊变红，要排除水的干扰，所以设计为：将干燥的紫色小花投入到盛有SO2的集气瓶中，紫色小花不变红色．
故答案为：【设计实验】（1）红；（2）Ⅲ；
【交流反思】SO2也可能使干燥的紫色小花变红（或SO2也可能具有酸性）；
将干燥的紫色小花投入到盛有SO2的集气瓶中，紫色小花不变红色（或将SO2气体通过盛有紫色小花的瓶中，紫色小花不变红色）．
Ⅲ、二氧化碳能够和水反应产生碳酸，碳酸能使石蕊试液变成红色，碳酸不稳定，易分解为二氧化碳和水；
故答案为：红 紫 H2CO3=CO2↑+H2O
Ⅳ、①微型塑料滴管和注射器一样，能够控制稀盐酸的用量，可以节约药品，故选b；
②设生成二氧化碳的质量为x，
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑，
73 44
0.66g×10% x
$\frac{73}{0.66g×10%}$=$\frac{44}{x}$
x=0.04g，
③消耗盐酸的体积为：0.66g÷1.1g/cm3=0.6mL，通常完成这个实验需盐酸是微型实验用药量的倍数为：6mL÷0.6mL=10倍，
采用“微型”实验装置具有的优点是药品用量少，产生的废弃物也少，方便操作；
故答案为：①b；②0.04g；③10倍；节约药品，减少污染等．
点评 本题较好再现了科学探究的一般过程，考查了同学们思维的严密性，要做好此类题，同学们要明了课本上一些重要实验的设计思路和原理，能较好考查学生应用知识解决问题的能力．
| A． | Cu2+：一个铜离子带2个单位正电荷 | |
| B． | $\stackrel{+2}{Ca}$O：氧化钙的化合价为+2价 | |
| C． | CO2：1个二氧化碳分子中含有1个氧分子 | |
| D． | 2H：2个氢分子 |
【猜想Ⅰ】除二氧化锰、氧化铜外，氧化铁（Fe2O3）也可以作氯酸钾分解的催化剂．
【设计实验】
按下表进行实验，并测定开始产生气体时的温度（开始产生气体的温度越低，表示反应速度越快）．
| 实验编号 | 实验药品 | 分解温度（℃） |
| 甲 | 氯酸钾 | 580 |
| 乙 | 氯酸钾和二氧化锰（质量比1：1） | 350 |
| 丙 | 氯酸钾和氧化铜（质量比1：1） | 370 |
| 丁 | 氯酸钾和氧化铁（质量比1：1） | 390 |
（1）选取实验①①（填写试验编号）进行对比，可以证明猜想Ⅰ合理；
（2）实验所用的三种物质中，催化效果最好的是②二氧化锰．
【反思】
（3）若要证明氧化铁是该反应的催化剂，还需要在实验丁中的剩余物加入氯酸钾，再次加热，并测定开始产生气体时的温度．以上操作是验证氧化铁在化学反应前后的③质量是否改变．除此之外，还需要验证④化学性质是否改变（不要填写具体的操作）小林在实验时，联想到了渔民用过氧化钙（CaO2）增加鱼池中的含氧量，提出猜想Ⅱ．
【猜想Ⅱ】过氧化钙与水反应可制取氧气．
| 实验装置 | 实验主要过程 |
 | 第一步，检查装置气密性． 第二步，加入过氧化钙和水后，有少量细小气泡缓慢放出，在导管口几乎收集不到气体．该装置放置到第二天，集气瓶中只收集到极少量气体，震荡试管后仍有少量细小气泡缓慢放出． |
【分析与反思】
（1）过氧化钙与水反应虽然没有快速收集到大量氧气，但由此实验现象，小林认为渔民用过氧化钙做增氧剂的主要原因是⑥过氧化钙在水中持续、缓慢放出氧气，所以可以作为增氧剂．
（2）同学们对过氧化钙与水反应的生成物猜想如下：A：氢氧化钙和氧气 B：碳酸钙和氧气
你认为猜想⑦②（填序号）一定是错误的，理由是⑧化学反应前后元素的种类不变，而反应前没有碳元素．
（3）【计算】该兴趣小组的同学们取了100克过氧化钙来制取氧气，试计算出100克过氧化钙中氧元素的质量．
| A． |  胆矾研碎 | B． |  蜡烛燃烧 | C． |  铁钉生锈 | D． |  火药爆炸 |
今年我国纪念“中国水周”活动的宣传主题为“节约水资源，保障水安全”．
| A． | 化合物是由不同种元素组成的，所以由不同种元素组成的物质一定是化合物 | |
| B． | 钠可以在氯气中燃烧，所以燃烧不一定都需要氧气 | |
| C． | 在原子中质子数等于核外电子数，所以所有的微粒中质子数一定等于核外电子数 | |
| D． | 化学变化常伴随发光放热现象，则有发光放热现象的一定是化学变化 |