Question

學完“二氧化碳性質的探究”后，小明同學覺得按照實驗
（圖①）不能完全說明是什么物質使紫色石蕊溶液變紅色，他和小娜同學進行了如下實驗探究：

【猜想與假設】
猜想一：水使紫色石蕊溶液變紅
猜想二：二氧化碳使紫色石蕊溶液變紅猜想三：二氧化碳與水反應生成的新物質使紫色石蕊溶液變紅
【查閱資料與實驗準備】
將紙條浸泡在紫色石蕊溶液中，晾干后可制得紫色石蕊試紙．
自制的紫色石蕊試紙遇酸變紅色，遇堿溶液變藍色．
【設計與實驗】
小明同學設立了實驗裝置如圖②．
圖中a、b、c為紫色石蕊試紙，纏繞在小試管上，其中a和c用水濕潤．
（1）a、c石蕊試紙用水潤濕后仍為紫色，說明猜想

一

不正確．
（2）打開活塞K，滴入稀硫酸，發生反應的方程式為

Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂

．
觀察并解釋實驗現象：
①試紙b沒有明顯變化，得出結論：猜想

二

不正確．
②試紙a、c由紫色變為紅色，得出結論：猜想

三

正確．相關化學方程式為

H₂O+CO₂═H₂CO₃

．
③試紙

a

首先變色，其原因是

CO₂密度大于空氣

．
【交流與反思】
（3）小娜同學認為，上圖裝置還可以同時驗證：A．二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁；B．二氧化碳不能燃燒不支持燃燒．
為了分別完成小娜同學的兩個驗證實驗，請對上面的實驗進行簡單的改進：
A．

具支試管中倒入少量澄清石灰水

；B．

支管口放一燃著的木條進行驗證二氧化碳是否具有可燃性

．
（4）該實驗不用鹽酸而用硫酸是為了防止HCl氣體對試紙變色的干擾；試分析此實驗用碳酸鈉而不用大理石的原因

碳酸鈣會與硫酸生成微溶的硫酸鈣覆蓋在表面阻礙反應進行

（寫一點）．

Answer 1

分析：【設計與實驗】（1）紫色石蕊試紙被水潤濕后不變色，說明水不能使紫色石蕊試液變色，可以據此解答該題；
（2）碳酸鈉和稀硫酸反應生成了硫酸鈉、水和二氧化碳，可以據此寫出該反應的化學方程式；
①試紙B為干燥的試紙，而b沒有變色，說明干燥的二氧化碳不能使石蕊試液變色，可以據此解答該題；
②a、c為用水濕潤的試紙，變色則說明二氧化碳和水反應生成碳酸，可以據此寫出該反應的化學方程式；
③二氧化碳的密度比空氣大，所以可以知道應該是試紙a先變色，可以據此解答；
【交流與反思】（3）檢驗二氧化碳可以將澄清石灰水倒入具支試管中，而檢驗二氧化碳是否支持燃燒可以將燃著的木條放在支管口，可以據此解答該題；
（4）碳酸鈣會與硫酸生成微溶的硫酸鈣覆蓋在表面阻礙反應進行，可以據此解答該題．

解答：解：【設計與實驗】（1）紫色石蕊試紙被水潤濕后不變色，說明水不能使紫色石蕊試液變色，即猜想一是錯誤的；
（2）碳酸鈉和稀硫酸反應生成了硫酸鈉、水和二氧化碳，該反應的化學方程式為：Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂；
①試紙B為干燥的試紙，而b沒有變色，說明干燥的二氧化碳不能使石蕊試液變色，說明猜想二是錯誤的；
②a、c為用水濕潤的試紙，變色則說明二氧化碳和水反應生成碳酸，即猜想三是正確的，該反應的化學方程式為：H₂O+CO₂═H₂CO₃；
③二氧化碳的密度比空氣大，所以可以知道應該是試紙a先變色；
【交流與反思】（3）檢驗二氧化碳可以使澄清石灰水變渾濁，可以將澄清石灰水倒入具支試管中，而檢驗二氧化碳是否支持燃燒以及是否燃燒可以將燃著的木條放在支管口即可；
（4）碳酸鈣會與硫酸生成微溶的硫酸鈣覆蓋在表面阻礙反應進行，所以不能用大理石來代替碳酸鈉．
故答案為：（1）一；
（2）Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂；
①二；
②三；H₂O+CO₂═H₂CO₃；
③a；CO₂密度大于空氣；
（3）A．具支試管中倒入少量澄清石灰水；B．支管口放一燃著的木條進行驗證二氧化碳是否具有可燃性；
（4）碳酸鈣會與硫酸生成微溶的硫酸鈣覆蓋在表面阻礙反應進行．

點評：解答本題關鍵是要根據資料中：紫色石蕊試紙遇酸變紅色，再結合二氧化碳與水反應生成碳酸，來進一步分析本題，根據裝置的特點來改進驗證二氧化碳的性質．