Question

【題目】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。

【查閱資料】

常溫下，亞硫酸鈉（Na2SO3）可與O2發生化合反應。

【猜想與假設】

常溫下，鎂條變黑可能與O2、CO2、水蒸氣有關。

【進行實驗】

通過控制與鎂條接觸的物質，利用下圖裝置（鎂條長度為3cm，試管容積為20mL，試劑量合適），分別進行下列5個實驗，并持續觀察20天。

實驗現象：實驗1、2、3、4中鎂條始終無明顯變化，實驗5中鎂條第3天開始變黑，至第20天全部變黑

【解釋與結論】

（1）實驗1和2中，NaOH溶液的作用是_______________（用化學方程式表示）。

（2）實驗1的目的是______________。

（3）得出“鎂條變黑一定與CO2有關”結論，依據的兩個實驗是__________（填編號）。

（4）由上述實驗可推知，鎂條變黑的條件是_______________。

【反思與評價】

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

（6）欲進一步證明鎂條表面的黑色物質中含有碳酸鹽，所需要的試劑是__________。

Answer 1

【答案】 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 檢驗只用O2是否會使鎂條變黑 2、5 鎂與H2O、CO2、O2同時接觸 常溫下氮氣的化學性質不活潑，很難和其他物質 稀鹽酸和澄清石灰水（缺一種試劑該空不得分）

【解析】（1）常溫下，鎂條變黑可能與O2、CO2、水蒸氣有關，故要除去二氧化碳，氫氧化鈉溶液能與二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，反應的化學方程式為：CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O；

（2）常溫下，鎂條變黑可能與O2、CO2、水蒸氣有關，先充滿用NaOH濃溶液洗滌過的空氣再加入2mL濃硫酸，除去了二氧化碳和水蒸氣，實驗1的目的是檢驗只用氧氣是否會使鎂條變黑；

（3）證明“鎂條變黑一定與CO2有關”，依據的兩個實驗是2、5，加入2mLNaOH濃溶液，鎂條始終無明顯變化，說明氧氣、水蒸氣不是鎂條變黑的條件；先加入2mL蒸餾水再通入約4mLCO2，鎂條第3天開始變黑至第20天全部變黑，說明鎂條變黑一定與CO2有關；

（4）由上述分析，結合常溫下，亞硫酸鈉（Na2SO3）可與O2發生化合反應，先加入4mL飽和Na2SO3溶液再充滿CO2，能除去氧氣，鎂條始終無明顯變化，說明鎂條只與與二氧化碳、水接觸不會變黑；先加入2mL蒸餾水再通入約4mLCO2，由上述實驗可推知，鎂條變黑的條件是水、二氧化碳、氧氣；

（5）在猜想與假設時，同學們認為鎂條變黑與N2無關，因為氮氣的化學性質不活潑，很難與其它物質反應；

（6）欲進一步證明鎂條表面的黑色物質中含有碳酸鹽，可選用稀鹽酸和澄清的石灰水，若產生氣泡，氣體能使澄清的石灰水變渾濁，說明含有碳酸鹽。