Question

【題目】[觀察與問題]鎂條在空氣中久置表面會變黑，某小組同學設計并進行實驗，探究鎂條變黑的條件。

I.從生成物角度分析，進行探究

實驗一:刮下鎂條表面的黑色物質于試管中，加入足量的稀鹽酸產生氣體，把生成的氣體通入澄清石灰水，觀察到石灰水變渾濁。由此可知鎂條變黑與空氣中的_________有關，原因是_________。

II.從反應物角度分析，進行探究

[猜想與假設]在實驗一的基礎上猜想鎂條變黑具體與空氣中的哪些物質有關，甲、乙、丙、丁四位同學分別提出了如下猜想:

甲: CO2

乙: CO2 O2

丙: CO2 H2O

丁:_________。

[實驗與探究]

實驗二:通過控制與鎂條接觸的物質，利用如圖所示裝置（鎂條長度為3 cm，試管容積為20 mL），分別進行下列4個實驗，并持續觀察10天。請將下表中實驗操作補充完整。

編號	主要實驗操作	實驗現象
①	先收集滿二氧化碳，再加入2ml濃硫酸	鎂條始終無明顯變化
②	先集滿體積比為1 : 1的二氧化碳和氧氣的混合氣體，再加 入__________ mL濃硫酸	鎂條始終無明顯變化
③	先收集滿二氧化碳，再加入2mL蒸餾水	鎂條始終無明顯變化
④	先集滿體積比為1 : 1的二氧化碳和氧氣的混合氣體，再加入2 mL蒸餾水	鎂條第1天開始變黑至第10天全部變黑

[解釋與結論]

（1）實驗①和②中的濃硫酸的作用是___________。在這兩個實驗中____________（填“能”或“不能”）用燒堿代替濃硫酸，原因是_____________（用化學方程式表示）。

（2）實驗③的目的__________。

（3）由上述實驗可推知，鎂條變黑的條件是________。

[反思與評價]

（4）在猜想與假設時，同學們認為鎂條變黑與N2無關，其理由是__________。

Answer 1

【答案】二氧化碳 黑色物質中含碳元素，說明空氣中的二氧化碳參加反應 CO2、H2O、O2 2 干燥裝置內的氣體 不能 探究鎂條在只和二氧化碳、水接觸的情況下是否會變黑 鎂條同時與CO2、O2和H2O接觸 N2的化學性質不活潑，常溫下很難與Mg反應

【解析】

I、澄清石灰水變渾濁，說明黑色物質與酸反應產生了二氧化碳，其中的碳元素來自空氣中，空氣中含有碳元素的成分只有二氧化碳，故鎂條變黑與二氧化碳有關；

II、由前述分析可知，鎂條變黑一定與二氧化碳有關，可能還與氧氣和水蒸氣有關，列出所有的可能，故丁的猜想應為CO2、H2O、O2；

②、根據控制單一變量的原則，濃硫酸的用量必須前后一致，故加入濃硫酸為2ml；

（1）濃硫酸具有吸水性，實驗①和②中加入濃硫酸主要是為了除去裝置中的水蒸氣，干燥裝置內的氣體；燒堿具有潮解性，也可作為干燥劑，但燒堿溶液還能和二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，故不能使用燒堿作為該實驗的干燥劑，反應的化學方程式為；

（2）實驗條件為，鎂條與二氧化碳和水接觸，因此探究鎂條在只和二氧化碳、水接觸的情況下是否會變黑

（3） 鎂條只與CO2、CO2+O2或CO2 +H2O接觸時均不會變黑，只有鎂條同時與CO2、O2和H2O才會變黑，由此可以得出實驗結論，鎂條同時與CO2、O2和H2O接觸的情況下才會變黑；

（4） N2的化學性質不活潑，常溫下很難與其他物質反應，因此氮氣不能與鎂反應。