Question

20．Ⅰ．某研究性學習小組的同學學習了二氧化碳的性質(zhì)后，對二氧化碳溶于水的過程，有沒有發(fā)生化學變化？提出實驗改進：用如圖1所示裝置進行實驗，驗證二氧化碳能與水反應（已知氮氣的密度小于空氣的密度），操作為：
①從a端通入二氧化碳    ②從分液漏斗中滴加適量水    ③將石蕊溶液染成紫色的干燥紙花放入廣口瓶中   ④從b端通入氮氣

實驗操作順序最合理的是③①④②①，發(fā)生變化的化學方程式為：H₂O+CO₂=H₂CO₃．
Ⅱ．另一小組在課外活動時對“二氧化硫能否與水反應生成酸”進行了實驗探究．請你參與他們的探究活動，并回答有關問題．
【查閱資料】常溫下二氧化硫是一種無色氣體，易溶于水．
【假    設】二氧化硫能與水反應生成酸．
【設計實驗】（1）小雨同學將二氧化硫氣體通入紫色石蕊試液中，觀察溶液顏色的變化．他認為，若紫色石蕊試液變紅色色，則證明假設成立．
（2）小濤同學認為小雨同學的實驗方案不嚴密．小濤同學用紫色石蕊試液將白色濾紙染成紫色，干燥后做成三朵紫色的小花，然后按圖2圖示進行實驗，在（I）、（Ⅱ）、（Ⅲ）中分別觀察到變色和不變色的兩種現(xiàn)象．
小濤同學認為，若Ⅲ（填序號）中的紫色小花變色，則證明假設成立．
【交流反思】小明同學對小濤同學的實驗方案提出了質(zhì)疑，他認為上述實驗還不足以證明“二氧化硫和水反應生成了酸”，其理由是SO₂也可能使干燥的紫色小花變紅（或SO₂也可能具有酸性）．三位同學討論后補充了一個實驗，使探究活動獲得了成功，你認為這個實驗應該是將干燥的紫色小花投入到盛有SO₂的集氣瓶中，紫色小花不變紅色（或?qū)�SO₂氣體通過盛有紫色小花的瓶中，紫色小花不變紅色）（簡述實驗步驟和現(xiàn)象）．
【結(jié)    論】通過上述實驗得出：二氧化硫能與水反應生成酸．
Ⅲ、人類的生產(chǎn)和生活都離不開金屬．金屬元素在自然界中分布很廣，在地殼中主要以礦物形式存在．
如圖3礦石的主要成分不屬于氧化物的是B（填序號），如將一定量的鐵加入到硫酸銅和硫酸鋅的混合溶液中，充分反應后，濾液中一定含有的溶質(zhì)是硫酸亞鐵和硫酸鋅，濾渣中一定含有銅．

Answer 1

分析 Ⅰ、根據(jù)已有的知識進行分析，二氧化碳能與水反應生成碳酸，碳酸呈酸性，能使石蕊變紅，二氧化碳不能使石蕊變紅．
Ⅱ、本題設計緊密聯(lián)系生活實際，視角新穎，這類題通常起點高，落點低，可用類比的方法尋找與該物質(zhì)性質(zhì)相似的課本中的物質(zhì)．觀察圖示，大家很容易就回憶起二氧化碳曾做過類似的實驗，聯(lián)想驗證二氧化碳溶于水的實驗設計思路即可解答．
Ⅲ、根據(jù)因為的定義及金屬和鹽溶液反應的規(guī)律分析．

解答 解：Ⅰ、要驗證二氧化碳能與水反應生成碳酸，可以使用石蕊進行檢驗，首先將石蕊染成紫色的干紙花放入瓶內(nèi)，由a端通入二氧化碳，觀察紙花不變色，證明二氧化碳不能使石蕊變色，從b端通入氮氣，將二氧化碳排出，然后再將水滴下，紙花不變色，說明水不能使石蕊變紅，從a端通入二氧化碳，紙花變紅，證明是二氧化碳與水發(fā)生了化學反應，故其正確的順序為③①④②①，觀察選項；故答案為：③①④②①；H₂O+CO₂=H₂CO₃；
Ⅱ、【設計實驗】（1）根據(jù)酸性溶液可使紫色石蕊試液變紅進行解答；
（2）小濤的設計思路是：I噴稀醋酸小花變紅可證明酸性溶液可使石蕊變紅，Ⅱ噴水小花不變色可證明水不能使石蕊變紅，Ⅲ小花噴水后放入二氧化硫，若變紅即可證明二氧化硫溶于水后生成了酸；
【反思交流】依據(jù)課本上證明二氧化碳是否溶于水生成酸的實驗設計，可以發(fā)現(xiàn)小濤的實驗存在漏洞：未證明二氧化硫本身能否使石蕊變紅；
為了證明二氧化硫能否使石蕊變紅，要排除水的干擾，所以設計為：將干燥的紫色小花投入到盛有SO₂的集氣瓶中，紫色小花不變紅色．
故答案為：【設計實驗】（1）紅；（2）Ⅲ；
【交流反思】SO₂也可能使干燥的紫色小花變紅（或SO₂也可能具有酸性）；
將干燥的紫色小花投入到盛有SO₂的集氣瓶中，紫色小花不變紅色（或?qū)�SO₂氣體通過盛有紫色小花的瓶中，紫色小花不變紅色）．
Ⅲ、由兩種元素組成，其中一種元素是氧元素，屬于氧化物，因此氧化鐵和氧化鋁屬于氧化物，堿式碳酸銅不是；
由于在金屬活動順序表中，鐵在銅的前面，在鋅的后面，所以向硫酸銅和硫酸鋅的混合溶液中加入一定量的鐵粉，鐵可以硫酸銅溶液反應生成銅和硫酸亞鐵，不能和硫酸鋅發(fā)生反應；充分反應后過濾，得到濾渣和濾液，如果鐵粉過量，則濾渣中含有鐵粉和銅粉，如果鐵粉恰好完全反應，則濾渣中只有銅，所以濾渣中一定有銅；無論鐵粉是否過量，濾液中都一定有反應后生成的硫酸亞鐵和不和鐵發(fā)生反應的硫酸鋅；
故答案為：B； 硫酸亞鐵和硫酸鋅； 銅．

點評 本題較好再現(xiàn)了科學探究的一般過程，考查了同學們思維的嚴密性，要做好此類題，同學們要明了課本上一些重要實驗的設計思路和原理．