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【题目】[观察与问题]镁条在空气中久置表面会变黑,某小组同学设计并进行实验,探究镁条变黑的条件。

I.从生成物角度分析,进行探究

实验一:刮下镁条表面的黑色物质于试管中,加入足量的稀盐酸产生气体,把生成的气体通入澄清石灰水,观察到石灰水变浑浊。由此可知镁条变黑与空气中的_________有关,原因是_________

II.从反应物角度分析,进行探究

[猜想与假设]在实验一的基础上猜想镁条变黑具体与空气中的哪些物质有关,甲、乙、丙、丁四位同学分别提出了如下猜想:

: CO2

: CO2 O2

: CO2 H2O

:_________

[实验与探究]

实验二:通过控制与镁条接触的物质,利用如图所示装置(镁条长度为3 cm,试管容积为20 mL),分别进行下列4个实验,并持续观察10天。请将下表中实验操作补充完整。

编号

主要实验操作

实验现象

先收集满二氧化碳,再加入2ml浓硫酸

镁条始终无明显变化

先集满体积比为1 : 1的二氧化碳和氧气的混合气体,再加

__________ mL浓硫酸

镁条始终无明显变化

先收集满二氧化碳,再加入2mL蒸馏水

镁条始终无明显变化

先集满体积比为1 : 1的二氧化碳和氧气的混合气体,再加入2 mL蒸馏水

镁条第1天开始变黑至第10天全部变黑

[解释与结论]

1)实验①和②中的浓硫酸的作用是___________。在这两个实验中____________(填不能)用烧碱代替浓硫酸,原因是_____________(用化学方程式表示)。

2)实验③的目的__________

3)由上述实验可推知,镁条变黑的条件是________

[反思与评价]

4)在猜想与假设时,同学们认为镁条变黑与N2无关,其理由是__________

【答案】二氧化碳 黑色物质中含碳元素,说明空气中的二氧化碳参加反应 CO2H2OO2 2 干燥装置内的气体 不能 探究镁条在只和二氧化碳、水接触的情况下是否会变黑 镁条同时与CO2O2H2O接触 N2的化学性质不活泼,常温下很难与Mg反应

【解析】

I、澄清石灰水变浑浊,说明黑色物质与酸反应产生了二氧化碳,其中的碳元素来自空气中,空气中含有碳元素的成分只有二氧化碳,故镁条变黑与二氧化碳有关;

II、由前述分析可知,镁条变黑一定与二氧化碳有关,可能还与氧气和水蒸气有关,列出所有的可能,故丁的猜想应为CO2H2OO2

②、根据控制单一变量的原则,浓硫酸的用量必须前后一致,故加入浓硫酸为2ml

1)浓硫酸具有吸水性,实验①和②中加入浓硫酸主要是为了除去装置中的水蒸气,干燥装置内的气体;烧碱具有潮解性,也可作为干燥剂,但烧碱溶液还能和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,故不能使用烧碱作为该实验的干燥剂,反应的化学方程式为

2)实验条件为,镁条与二氧化碳和水接触,因此探究镁条在只和二氧化碳、水接触的情况下是否会变黑

3 镁条只与CO2CO2+O2CO2 +H2O接触时均不会变黑,只有镁条同时与CO2O2H2O才会变黑,由此可以得出实验结论,镁条同时与CO2O2H2O接触的情况下才会变黑;

4 N2的化学性质不活泼,常温下很难与其他物质反应,因此氮气不能与镁反应。

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(提出猜想)

1)可能是蜡烛燃烧引燃了棉花。

2)可能是二氧化碳与过氧化钠反应生成了氧气。

3)可能是二氧化碳与过氧化钠反应放出了热量。

(实验验证)

序号

实验操作

主要实验现象

实验结论及解释

蜡烛慢慢熄灭

猜想(1____(填成立不成立

向盛满二氧化碳的集气瓶中加入适量的过氧化钠粉末,充分振荡,并将带火星木条伸入集气瓶中

_____

二氧化碳与过氧化钠反应生成了氧气,猜想(2)成立

_____

_____

猜想(3)成立

(实验结论)

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