Question

實驗探究的方法很多，如實驗對比法、排出法、類比法等等，請你認真參與完成以下兩個實驗探究活動，想一想分別采用了哪種實驗方法：
（1）常溫常壓下1體積水約溶解1體積二氧化碳氣體，氫氧化鈉溶液與二氧化碳反應時沒有明顯的現象變化．某研究小組設計了下列實驗裝置 （所有裝置的氣密性良好），試圖通過觀察現象來間接證明二氧化碳與氫氧化鈉發生了反應．請根據上圖實驗裝置和下面的操作方法，將可能觀察到的實驗現象填入橫線上：
A、將充滿二氧化碳的試管倒扣在水中，是試管內的液面略有上升．
B、將充滿二氧化碳的試管倒扣在氫氧化鈉溶液中，

 

．
C、將氫氧化鈉溶液滴入燒瓶，

 

．
D、將氫氧化鈉溶液滴入錐形瓶，

 

．
E、將膠頭滴管中氫氧化鈉溶液擠入燒瓶，燒杯中溶液沿玻璃管上升在管口形成噴泉．
通過以上對比實驗說明了二氧化碳與氫氧化鈉發生了反應．
（2）已知鹽酸溶酸中含有水分子（H₂O）、氯離子（Cl^-）和氫離子（H⁺），該溶液能使紫色石蕊試液變紅色．
【提出問題】：鹽酸溶液中哪一種粒子（H₂O、H⁺、Cl^-）能使指示劑變色？
【實驗步驟】：
①在第一支試管中加入約2ml蒸餾水，滴入幾滴紫色石蕊試液，觀察現象；
②在第二支試管中加入約2ml NaCl（pH=7）溶液，滴入幾滴紫色石蕊試液，觀察現象；
③在第三支試管中加入約2ml稀HCl溶液，滴入幾滴紫色石蕊試液，觀察現象．
【現象及結論】：
實驗①看到的現象是

 

；你的結論是

 

；
實驗②看到的現象是

 

；說明Cl^-離子

 

；
實驗③看到的現象是

 

；你的結論是

 

．

Answer 1

分析：（1）二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應生成碳酸鈉和水，所以容器內壓強減小，據此反應原理并結合裝置圖分析解答；
（2）石蕊試液遇酸性溶液變紅色，遇中性溶液不變色，遇堿性溶液變藍．

解答：解：（1）二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應生成碳酸鈉和水；
B、將充滿二氧化碳的試管倒扣在氫氧化鈉溶液中，試管內因二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應而壓強減小，故試管內液面大幅上升；
C、將氫氧化鈉溶液滴入燒瓶，二者反應使燒瓶內壓強減小，大氣壓會將水壓入燒瓶；
D、將氫氧化鈉溶液滴入錐形瓶，二者反應使錐形瓶內壓強減小，大氣壓將液體壓入錐形瓶，則插入氫氧化鈉溶液的導管口產生氣泡；
（2）①因為酸能使紫色石蕊變紅，中性物質不能使紫色石蕊變色，蒸餾水是由水分子構成的．所以在第一支潔凈的試管里加入約2mL蒸餾水，滴人幾滴紫色石蕊試液，觀察到的現象是顏色無變化，說明H₂O分子不能使石蕊變色；
②氯化鈉溶液呈中性，含有Na⁺Cl^-滴入幾滴紫色石蕊試液不變色，說明這兩種微粒都不能使紫色石蕊試液變色；
③鹽酸能使紫色石蕊變紅色，由前兩個實驗知H₂O分子和Cl^-都不能使紫色石蕊試液變紅色，而在鹽酸中只含有H⁺Cl^-和H₂O分子三種微粒，所以只有H⁺能使紫色石蕊試液變紅色；
故答案為：
（1）B、試管內液面大幅上升；
C、水很快被吸入到瓶內；
D、插入氫氧化鈉溶液的導管口產生氣泡；
（2）①沒變色；H₂O不能使石蕊變色；
②沒變色；不能使石蕊變色；
③變紅；H⁺使石蕊變色．

點評：本題的解題關鍵是明確二氧化碳和氫氧化鈉溶液的反應原理，并能據裝置特點分析解答，弄清設計的三個實驗是分別用來驗證哪種粒子的．