Question

學校化學實驗小組進行 CO₂ 實驗室制法及性質的探究：
（1）實驗室制取和收集一瓶CO₂氣體，需要的儀器是________（填字母）．

（2）CO₂溶于水的過程是否發生了化學變化呢？課本根據下列實驗進行了探究：

以上實驗中實驗________（填序號）可合并進行，使實驗更加方便簡捷．
（3）小強同學對以上實驗進行了改進，巧妙地利用為“小紙人換衣服”的實驗完成了活動探究：

實驗步驟	實驗操作	實驗現象		實驗結論
1	將紫色石蕊溶液浸泡過的干燥“小人”，兩袖分別滴加稀醋酸		袖子變紅	石蕊遇酸變紅
2	褲子上滴蒸餾水		褲子不變色	石蕊遇水不變色
3	________		上衣不變色，褲 子變紅	和反應生成的碳酸使石蕊變紅，化學方程式： ________
4	將“小紙人”取出，用熱寶加熱		________	碳酸不穩定，易分解

改進實驗使反應的四個步驟在同學們熟悉的神奇的小紙人上依次進行，實驗改進的優點是________．（寫一點即可）

Answer 1

解：（1）實驗室制取二氧化碳要用石灰石和稀鹽酸：反應物的狀態是固態和液態，反應條件是常溫，應選固-液常溫型的發生裝置，二氧化碳的密度比空氣大，易溶于水，可用向上排空氣法收集，因此需要的儀器是BC；
（2）（Ⅰ）第一朵小花噴上稀醋酸，小花變紅色；（Ⅱ）第二朵小花噴上水，小花不變色；（Ⅲ）第三朵小花直接放入盛滿二氧化碳的集氣瓶中，小花不變色；（Ⅳ）第四朵小花噴上水后放置一會兒，再放入盛滿二氧化碳的集氣瓶中，觀察四朵花的顏色變化，放入集氣瓶中后，小花變為紅色．在這四個實驗中，實驗一做對比實驗，在這四個實驗中實驗二是多余的，因為在實驗四中先噴水，過一段時間后，再放入集氣瓶中，在這一實驗中也能說明水不能使紫色石蕊試液變紅色．故Ⅱ和Ⅳ可以合并；
（3）實驗1是對比實驗，酸能使紫色的袖子變成紅色；實驗2是褲子上滴水，不變色，排除不是水的作用；實驗3紫色的上衣在二氧化碳的作用下不變色，排除不是二氧化碳的作用；而濕潤的紫色褲子在二氧化碳的作用下變成紅色，說明是二氧化碳和水的共同作用生成碳酸的緣故；實驗4借助熱寶的加熱，褲子又變成紫色而袖子不變化，通過對比說明醋酸穩定而碳酸不穩定的性質；改進后的實驗有很多的優點：設計新穎，節約，現象對比明顯等；故答案為：步驟3--將“小紙人”放入盛有干燥的CO₂集氣瓶中，CO₂+H₂O=H₂CO_3，
步驟4----小紙人褲子變成紫色；實驗設計新穎，容易引發學生的探究興趣等．
故答案為：（1）B C （2）ⅡⅣ（3）將“小紙人”放入盛有干燥的CO₂集氣瓶中，CO₂+H₂O=H₂CO₃，小紙人褲子變成紫色；實驗設計新穎，容易引發學生的探究興趣．
分析：（1）根據反應物的狀態和反應條件確定發生裝置，根據氣體的密度和溶水性確定收集裝置；
（2）在驗證時，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應生成碳酸使紫色小花變色；觀察Ⅱ和Ⅳ中有重復步驟；
（3）本題類似紫色的石蕊試紙，同樣在驗證時設計了對比實驗，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應生成碳酸使紫色小人變色，最后驗證了碳酸不穩定的性質；實驗設計新穎、巧妙，分別用上衣、袖子和褲子不同部位依次驗證，也節約了藥品．
點評：本題新穎的設計，容易激發學生的學習興趣；把握二氧化碳是一種酸性氣體，能與水反應生成碳酸；碳酸能使紫色石蕊試液變紅色；而碳酸不穩定，加熱時又分解為二氧化碳和水．