Question

讓我們和小亮一起走進化學實驗室，共同來學習科學探究的方法．
小亮在實驗室用一小塊生鐵與稀鹽酸反應，觀察到生鐵表面出現

 

，同時發現反應后的液體中有少量黑色不溶物．
提出問題：這種黑色不溶物是什么呢？
猜想與假設：這種黑色不溶物中可能含碳．
設計方案：將黑色固體灼燒，如果黑色固體中含有碳，就會有

 

（填化學式）氣體生成，要想進一步確定這種氣體，可以用

 

（填俗稱）來檢驗，其化學方程式為

 

、

 

．
進行實驗：小亮按設計方案進行實驗，得到了預想的結果．
解釋與結論：由此小亮得出結論：
（1）生鐵中

 

碳（填“含”或“不含”）；
（2）碳與稀鹽酸

 

反應（填“能”或“不能”），鐵與稀鹽酸

 

反應（填“能”或“不能”）．
請你和小明一起進行實驗室制取二氧化碳的探究．
（1）選擇藥品．小明對三組藥品進行了研究，實驗記錄如下：

組別	藥品	實驗現象
①	塊狀石灰石和稀鹽酸	產生氣泡速率適中
②	塊狀石灰石和稀硫酸	產生氣泡速率緩慢并逐漸停止
③	碳酸鈉粉末和稀鹽酸	產生氣泡速率很快

從制取和

 

的角度分析，一般選擇第 ①組藥品，該組藥品發生反應的化學方程式
為

 

；
不選擇第③組藥品的原因是

 

．
（2）選擇裝置．通過對制取氧氣裝置的分析，他選擇用過氧化氫制取氧氣的發生裝置．你認為他選擇的依據是

 

．
（3）制取氣體．將藥品裝入所選裝置制取氣體，并用向上排空氣法收集．
驗滿方法是

 

．
（4）氣體檢驗．將生成的氣體通入石蕊溶液中，溶液變紅，因此他確定該氣體是二氧化碳．他的檢驗方法是否正確？請說明理由．

 

 

．

Answer 1

分析：利用碳燃燒生成二氧化碳的性質，探究生鐵與酸反應后黑色不溶物是否為碳；
分析所給三組實驗結果，討論實驗室制取二氧化碳所選擇的藥品、發生裝置，根據二氧化碳性質進行驗滿與氣體的檢驗方案的評價．

解答：解：鐵與鹽酸反應，放出氫氣，所以在鐵表面觀察到有氣泡；
故答案為：氣泡；
設計方案：根據猜想，黑色不溶物為碳，燃燒黑色不溶物，把生成氣體通入澄清石灰水，石灰水變渾濁說明生成氣體為二氧化碳，則黑色不溶物為碳；該過程中涉及碳燃燒及二氧化碳與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣和水；
故選CO₂；澄清石灰水；C+O₂

點燃  .

CO₂；CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
解釋與結論：（1）經燃燒證明黑色不溶物為碳，所以可以判斷生鐵中含有碳；
故答案為：含；
（2）由于黑色不溶物碳是生鐵與鹽酸反應后的剩余物，所以可得知碳不能與鹽酸反應，而鐵可以與鹽酸反應放出氫氣；
故答案為：不能；能；
實驗室制取二氧化碳的探究
（1）第②組藥品反應一段時間后，反應停止，無法繼續制取二氧化碳；第③組藥品反應速度太快，會導致藥品沖出而不宜于氣體的收集；第①組藥品速度適中且能持續反應，反應生成氯化鈣、水、二氧化碳，為三組中最理想的藥品組合；
故答案為：收集；CaCO₃+2 HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）由于選擇第①組藥品反應制取二氧化碳，該組藥品為固體和液體在常溫下進行反應，與過氧化氫制取氧氣反應條件類似，所以選擇了相同的發生裝置；
故答案為：固體和液體反應，不需要加熱（或反應物狀態和反應條件與用過氧化氫制取氧氣相同）；
（3）二氧化碳不支持燃燒，當二氧化碳收集滿，放在瓶口的燃燒的木條會熄滅；
故答案為：將燃著的木條放在集氣瓶口，觀察火焰是否熄滅；
（4）檢驗氣體為二氧化碳應把氣體通入澄清石灰水，而通入石蕊試液變紅不能說明氣體為二氧化碳，因為能使石蕊變紅的不只有二氧化碳；
故答案為：不正確；其他氣體也可能使石蕊溶液變紅（或應該用澄清的石灰水檢驗二氧化碳）．

點評：本題涉及前后兩部分內容，前一部分為碳的探究，后一部分為二氧化碳的制取，兩部分內容在回答時并不相關，可單獨解決．