Question

（1）（2分）根據下列實驗裝置圖，回答問題：

①用A、C組合，可以制取一種氣體，其反應的化學方程式是

 

；
②通過比較發現：制取CO₂、H₂、O₂的發生裝置都可以選擇B裝置，試從反應物的狀態、反應條件等方面總結滿足選擇B裝置要求的一般條件：

 

．
（2）黃岡市滄浪中學化學興趣小組，用自制的酸堿指示劑對KNO₃、NaOH、HCl等溶液的酸堿性進行測定，結果記錄如下：

植物的汁液	在HCl溶液中	在KNO3溶液中	在NaOH溶液中
牽牛花瓣	紅  色	紫  色	藍  色
胡蘿卜	橙  色	橙  色	橙  色
月季花瓣	淺紅色	紅  色	黃  色

①經過探究，發現

 

根本不宜作酸堿指示劑，這三種物質中理想的指示劑是

 

．
②小明是一個勤于思考，喜歡鉆研的同學，發現了牽牛花瓣汁液遇NaOH溶液變藍色后，思考到了一個問題：NaOH溶液中到底是哪種粒子使牽牛花汁液顯藍色呢？于是他和同學們繼續探究：
【提出問題】NaOH溶液中何種粒子使牽牛花汁液發生顏色改變？
【提出猜想】猜想1：使牽牛花汁液變色的粒子是H₂O
猜想2：使牽牛花汁液變色的粒子是

 

猜想3：使牽牛花汁液變色的粒子是

 

．
【設計實驗】

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
1．向盛有少量蒸餾水的試管里，滴加2滴牽牛花汁液，振蕩	溶液呈紫色	使牽牛花汁液變色的不是
2．向盛有少量氯化鈉溶液的試管里，滴加2滴牽牛花汁液，振蕩	溶液呈紫色	使牽牛花汁液變色的不是
3．	溶液呈藍色	使牽牛花汁液變色的只能是

【交流反思】實驗完成后，繼續討論發現，還有更簡單的方法，請你用文字或圖示設計出更簡單的方案：

 

．

Answer 1

分析：（1）①根據裝置的特點及適用范圍，判斷可發生的反應及可用來制取的氣體，用化學方程式表示；
②對比制取O₂、H₂、CO₂的反應物質狀態、反應條件，歸納使用發生裝置B的規律；
（2）①根據植物汁液在不同溶液中顏色變化記錄表，判斷可用作酸堿指示劑的物質；
②分析能使牽牛花瓣汁液變藍色的NaOH溶液中的微粒，對哪種微粒使牽牛花瓣汁液變藍色進行猜想并運用控制變量法的思想，設計對比實驗對猜想逐一驗證．

解答：解：（1）①裝置A適用于固體加熱的反應，裝置C為排水法收集氣體；此兩套裝置相連接，適用于加熱固體藥品制取不溶于水的氣體，滿足這些條件的有：加熱氯酸鉀制取氧氣、加熱高錳酸鉀制取氧氣；
故答案為：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑（1分）
②實驗室使用塊狀固體石灰石與稀鹽酸在常溫下反應制取二氧化碳氣體時選擇裝置B作為發生裝置，使用金屬鋅粒與稀硫酸常溫下反應制取氫氣時選擇裝置B作為發生裝置，使用二氧化錳粉末催化過氧化氫分解制取氧氣時選擇裝置B作為發生裝置；對比上述三種制取氣體的反應物及反應條件，可歸納出：裝置B適用于固體和液體不需要加熱的反應；
故答案為：固體和液體不需要加熱的反應（1分）
（2）①根據測定結果，胡蘿卜在以鹽酸為代表的酸性溶液、以硝酸鉀為代表的中性溶液、以氫氧化鈉溶液為堿性溶液中都呈橙色，不能用于鑒別酸性、堿性、中性溶液；月季花瓣在酸性、中性溶液中顏色接近，鑒別酸性、中性溶液不靈敏；牽牛花瓣汁液在酸性溶液中呈紅色，在中性溶液中呈紫色，在堿性溶液中呈藍色，可用作酸堿指示劑鑒別酸性、堿性、中性溶液；
故答案為：胡蘿卜；牽牛花瓣汁液；
②氫氧化鈉溶于水時電離出鈉離子、氫氧根離子，所以氫氧化鈉溶液中含有鈉離子、氫氧根離子、水分子三種微粒；在猜測NaOH溶液中到底是哪種粒子使牽牛花汁液顯藍色時就有三種猜想：水分子的作用、鈉離子的作用或氫氧根離子的作用；
故答案為：Na⁺；OH^-；
【設計實驗】根據所設計實驗已知部分內容，可推測運用水、氯化鈉溶液與氫氧化鈉溶液做對比實驗，進行微粒影響的檢驗；
蒸餾水呈中性，牽牛花汁液呈紫色，沒有變為藍色，說明水分子不能使牽牛花汁液變藍；
故答案為：水分子的原因；
氯化鈉溶液呈中性，牽牛花汁液呈紫色也沒有變成藍色，說明氯化鈉溶液中的鈉離子也不能使牽牛花汁液變為藍色；
故答案為：Na⁺的原因；
排除了氫氧化鈉溶液中水分子、鈉離子的作用，向少量氫氧化鈉溶液滴加牽牛花汁液，變成藍色，就可以說明是溶液中含有OH^-的原因；
故答案為：向盛有少量氫氧化鈉溶液的試管中，滴加2滴牽牛花汁液，振蕩；OH^-的原因；
表格如下：

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
		H2O （1分）
		Na+  （1分）
3．向盛有少量氫氧化鈉溶液的試管里，滴加2滴牽牛花汁液，振蕩（2分）		OH-   （1分）

【交流與反思】作對比實驗，運用控制變量法的思想確定使牽牛花瓣汁液變藍色的粒子不是H₂O分子和Na⁺，而是OH^-．
溶液中都含有水，還可以選擇兩種溶液進行對比實驗，不需要再單獨用水做對比實驗，只要使所選溶液中都含有鈉離子，并且其中一中性溶液不含OH^-，如氯化鈉溶液和氫氧化鈉溶液．分別向兩種溶液中滴加2滴牽牛花汁液，氯化鈉溶液呈紫色而氫氧化鈉溶液呈藍色，也可以說明使牽牛花汁液變藍為OH^-的原因；
故答案為：分別向盛有少量NaCl溶液和NaOH溶液的兩只試管中滴加2滴牽牛花汁液，NaCl溶液為紫色而NaOH溶液為藍色，說明使牽牛花汁液變為藍色是溶液中的OH^-的原因．

點評：運用控制變量法設計對比實驗，可探究對溶液性質起決定性作用的微粒．