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【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 2 ,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 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_____

【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。

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(4)为了防止水的污染:

①抑制水中所有动、植物的生长;

②不任意排放工业废水;

③禁止使用农药和化肥;

④生活污水经过净化处理后再排放.

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