Question

小明和小红对市场上销售的一种分袋包装的蛋糕发生了兴趣，因为蛋糕包装在充满气体的小塑料袋内（如图所示），袋内的气体充得鼓鼓的，看上去好像一个小“枕头”．他们认为这种充气包装技术，主要是为了使食品能够较长时间地保鲜、保质．那么，这是什么气体呢？小红猜想是氮气，小明猜想是二氧化碳．

（1）请你帮助他们设计一个简单的实验方案，来判断小明的猜想是否正确，简要写出操作步骤：　　；

（2）小明的猜想如果正确，现象应是　；

（3）你认为食品充气包装，对所充气体的要求是：①　　；②　　；③　　．

Answer 1

【考点】猜想与事实验证；空气对人类生活的重要作用；二氧化碳的检验和验满；化学性质与物理性质的差别及应用． 

【专题】化学实验与探究；实验设计题．

【分析】（1）：本题属于设计实验型结论开放性试题，欲证明CO₂，就必须从CO₂的性质去思考设计实验的途径和方法．

通常检验CO₂用澄清石灰水，但本题是要证明猜想的正确与否，只要证明CO₂具有的性质而N₂没有即可，所以也可用紫色石蕊试液．

（2）：设计实验证明结论时必须要有明显的实验现象，即颜色改变，气体产生或沉淀析出等．

（3）：要从理论上分析一个猜想是否正确，必须根据实验目的．根据题意充的气体是为了使食品能够较长时间地保鲜、保质，所以性质最稳定的是首选．

所选气体可从两方面考虑，一是气体所起作用，二是来源与经济．

【解答】解：（1）要证明食品袋的气体是CO₂，就必须把气体收集起来，最方便的操作是用注射器抽取袋内的气体；检验就可以根据CO₂不同于N₂的性质来考虑，所以可以将气体通入盛有澄清石灰水的试管中，也可以把气体通入紫色石蕊试液中．

所以填：用注射器抽取袋内气体通入到少量澄清石灰水（或紫色石蕊试液）中，观察现象．

（2）通入澄清石灰水中发生反应Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O，澄清石灰水变浑浊．通入紫色石蕊试液，因为二氧化碳的水溶液呈酸性，所以紫色石蕊试液变红色．

所以填：澄清石灰水变浑浊（或紫色石蕊试液变红色）；

（3）因为N₂的性质特别不活泼，常温下很难和物质发生反应，所以里面装N₂的可能性大于CO₂，因为是防止食品变质，所以所充气体首先应具备无毒、不和食品反应，从经济角度尽量选廉价气体．

所以填：①无毒；②不与食品反应；③廉价；④易获得（其它合理答案也可）．

【点评】本题是一道开放性实验探究题，解答开放性试题要依据题目要求，多角度，多侧面，多层次，多方法地思索各种可能的条件，依据，方法和结论，综合运用所学知识及题给信息灵活分析解答开放性试题．