Question

实验探究是科学探究的一种重要方法，在化学课堂上老师和同学们一起对初中化学常见物质进行了如下探究．

【活动与探究一】探究水的组成
如图1是电解水的实验装置．通过该实验的现象分析，我们可以得出：水是由氢元素和氧元素组成的，得出该结论的理论依据是化学反应前后________．
写出电解水的化学方程式：________．
【活动与探究二】探究二氧化碳的化学性质
如图2是小帅同学将二氧化碳气体直接通入装有紫色石蕊溶液的试管中，观察到________现象，小帅得出“二氧化碳和水发生了化学反应”．
小美同学认真思考后认为：小帅的实验不完善，不能证明二氧化碳和水确实发生了反应．为完善小帅的实验方案，我补充的实验是________，现象是________．
【活动与探究三】探究草酸分解的产物组成
已知草酸（C₂H₂O₄）在受热和浓硫酸作催化剂的条件下分解生成三种常见的氧化物．小军、小梅、小明和小虎组成的合作学习小组通过实验对分解的产物展开了探究．
（1）小军首先根据题给信息，推测出生成物中含有水．这一观点得到了组内其他同学的认同．
（2）合作学习小组对分解生成的其它产物进一步进行猜测和验证：
【假设1】生成物中有二氧化碳
小梅设计实验1：将生成的气体通入澄清的石灰水，实验现象是________，小梅据此判断生成物中含有二氧化碳．
【假设2】生成物中有一氧化碳
小明设计实验2：小明用如图3所示装置进行实验，从而证明生成物中含有一氧化碳．
根据小明的实验，请回答：A装置中的实验现象是________．A装置中发生反应的化学方程式是________．
（3）讨论交流：小虎认为，小明设计的“实验2”不需要B装置也能够推断出生成物中含有一氧化碳，你是否支持小虎的观点？________（填“支持”或“不支持”），请说出你的理由：________．该合作学习小组讨论后认为，从环保的角度看，“实验2”装置还有一个缺陷．该缺陷是：________．
（4）写出草酸在受热和浓硫酸作催化剂的条件下发生分解的化学方程式：________．

Answer 1

解：【活动与探究一】电解水生成了氢气和氧气，可以得出：水是由氢元素和氧元素组成的，得出该结论的理论依据是质量守恒定律．电解水的化学方程式是：2H₂O2H₂↑+O₂↑；
【活动与探究二】由于二氧化碳与水化合生成了碳酸，碳酸能使紫色的石蕊试液变红色．所以，将二氧化碳气体直接通入装有紫色石蕊溶液的试管中，观察到紫色石蕊溶液变红现象；将二氧化碳通入紫色的石蕊试液中，紫色的石蕊试液变红色，是二氧化碳使紫色的石蕊试液变红色还是二氧化碳与水反应生成的碳酸使紫色的石蕊试液变红色呢？为了排除二氧化碳使紫色的石蕊试液变红色．我补充的实验是：将用紫色石蕊溶液浸泡过的干燥的滤纸片放入干燥的二氧化碳气体中，现象是紫色石蕊不变色．
【活动与探究三】设计实验1、将生成的气体通入澄清的石灰水，实验现象是澄清石灰水变浑浊，据此判断生成物中含有二氧化碳；
设计实验2、由于一氧化碳由还原性没能将氧化铜还原为铜，所以A装置中的实验现象是黑色粉末变为红色．A装置中发生反应的化学方程式是：CO+CuOCu+CO₂；
（3）讨论交流：支持小虎的观点，原因是：只要根据氧化铜由黑色变为红色，就可判断分解的三种氧化物中一定含有一氧化碳．由于一氧化碳有毒，分散到空气中能污染空气，所以，从环保的角度看，“实验2”装置还有一个缺陷是：缺少尾气处理装置；
（4）草酸在受热和浓硫酸作催化剂的条件下发生分解生成了二氧化碳、一氧化碳、和水，反应的化学方程式：H₂C₂O₄CO₂↑+CO↑+H₂O．
故答为：【活动与探究一】质量守恒定律，2H₂O2H₂↑+O₂↑；【活动与探究二】紫色石蕊溶液变红，将用紫色石蕊溶液浸泡过的干燥的滤纸片放入干燥的二氧化碳气体中，紫色石蕊不变色；【活动与探究三】（2）澄清石灰水变浑浊，黑色粉末变为红色，CO+CuOCu+CO₂；（3）支持，只要根据氧化铜由黑色变为红色，就可判断分解的三种氧化物中一定含有一氧化碳，缺少尾气处理装置；（4）H₂C₂O₄CO₂↑+CO↑+H₂O．
分析：【活动与探究一】根据质量守恒定律化学反应前后元素种类不变分析，写出反应的方程式；
【活动与探究二】根据二氧化碳与水反应生成了碳酸分析；
【活动与探究三】根据二氧化碳、一氧化碳的性质及检验方法分析有关的问题．根据草酸分解的反应写出反应的方程式．
点评：利用控制变量法是科学探究中的重要思想方法，广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中，控制变量法是初中化学中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一．