Question

11．实验设计是化学实验的重要环节，请根据下列实验要求回答相关问题：
【活动与探究一】用对比实验方法探究二氧化碳的性质．
查阅资料：蓝色石蕊试纸遇酸变红

实验一	实验二

（1）实验一中振荡3个矿泉水塑料瓶，观察到塑料瓶变瘪的程度为A＞B＞C，其中变浑浊的瓶内发生反应的化学方程式为CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；对比A瓶与C（填“B”或“C”）瓶的实验现象，可证明CO₂能与NaOH发生反应．
（2）实验二观察到C装置中发生的现象是湿润的蓝色石蕊试纸变红，结论是CO₂+H₂O═H₂CO₃（用化学方程式表示）．
【活动与探究二】探究燃烧条件：若B处盛放木炭．

Ⅰ．先在A处通入氮气一段时间后，在B处加热，B、C处没有明显变化；
Ⅱ．待B处冷却至室温，在A处通入氧气一段时间后，B、C处没有明显变化；
Ⅲ．在A处继续通入氧气，然后在B处加热，发现木炭燃烧，C处变浑浊．
（3）Ⅰ与Ⅲ对比，说明燃烧的条件之一是氧气；Ⅱ与Ⅲ对比，说明燃烧的条件之一是温度达到着火点．
【活动与探究三】定量测定空气中氧气的含量．

实验四

（4）实验四中，反应的原理为2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO（用化学方程式表示）；
装置一比装置二更合理，理由是装置一中氧气反应的更充分；
根据如表提供的实验数据，完成如表：

硬质玻璃管中空气的体积	反应前注射器中空气体积	反应后注射器中气体体积	实验测得空气中氧气的体积分数
30mL	20mL	12mL	16%

定量实验操作中易产生误差，如果反应前气球中存在气体（其量小于注射器内的空气），而实验后冷却至室温，将气球内的气体全部挤出读数，导致实验测得结果偏小（填“偏小”、“偏大”或“无影响”）．

Answer 1

分析 二氧化碳的化学性质有：既不能燃烧也不能支持燃烧，也不供给呼吸；能与水反应生成碳酸；能使澄清的石灰水变浑浊．用对比实验方法探究二氧化碳的性质：
实验一中振荡3个矿泉水塑料瓶，观察到塑料瓶变瘪的程度为A＞B＞C，其中变浑浊的瓶内发生的反应是：二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水，对比A瓶与C瓶的实验现象，可证明CO₂能与NaOH发生反应；
实验二观察到C装置中发生的现象是：干燥的石蕊试纸无变化，湿润的蓝色石蕊试纸变红色；因为二氧化碳与水反应生成了碳酸；
实验三是探究燃烧的条件解答；
实验四中，反应的原理为铜和氧气在加热的条件下生成氧化铜，装置一比装置二更合理，理由是装置一中氧气反应的更充分；实验测得空气中氧气的体积分数=$\frac{8mL}{50mL}$≈16%；定量实验操作中易产生误差，如果反应前气球中存在气体（其量小于注射器内的空气），而实验后冷却至室温，将气球内的气体全部挤出读数，导致实验测得结果偏小，因为冷却以后，注射器推进的少了进行分析；

解答 解：（1）用对比实验方法探究二氧化碳的性质：实验一中振荡3个矿泉水塑料瓶，观察到塑料瓶变瘪的程度为A＞B＞C，其中变浑浊的瓶内发生的反应是：二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水，对比A瓶与C瓶的实验现象，可证明CO₂能与NaOH发生反应；故答案为：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；C；
（2）实验二观察到C装置中发生的现象是：干燥的石蕊试纸无变化，湿润的蓝色石蕊试纸变红色；因为二氧化碳与水反应生成了碳酸；故答案为：干燥的石蕊试纸无变化，湿润的蓝色石蕊试纸变红色；CO₂+H₂O=H₂CO₃；
（3）Ⅰ与Ⅲ对比，通入的气体不同，温度相同，所以说明燃烧的条件之一是：氧气；Ⅱ与Ⅲ对比，通入的气体相同，温度不同，所以说明燃烧的条件之一是：温度达到着火点；故答案为：氧气，温度达到着火点；
（4）实验五中，反应的原理为铜和氧气在加热的条件下生成氧化铜，装置一比装置二更合理，理由是装置一中氧气反应的更充分；实验测得空气中氧气的体积分数=$\frac{8mL}{50mL}$≈16%；定量实验操作中易产生误差，如果反应前气球中存在气体（其量小于注射器内的空气），而实验后冷却至室温，将气球内的气体全部挤出读数，导致实验测得结果偏小，因为冷却以后，注射器推进的少了；故答案为：2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO；装置一中氧气反应的更充分；16%；偏小．
答案：
（1）Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；C；
（2）干燥的石蕊试纸无变化，湿润的蓝色石蕊试纸变红色；CO₂+H₂O=H₂CO₃；
（3）氧气，温度达到着火点；
（4）2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO；装置一中氧气反应的更充分；16%；偏小．

点评 本考点考查了二氧化碳的性质、空气组成的测定、影响物质溶解性的因素等，学生体验了科学探究的过程，二氧化碳与人类生活密切相关，在自然界中实现了碳循环．要加强记忆有关的知识点，并理解应用．本考点主要出现在填空题题和实验题中．