Question

【題目】鎂條在空氣中久置表面會變黑，某小組同學設計進行實驗，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)，分別進行下列 5 個實驗，并持續觀察 20 天。

編號	主要實驗操作	實驗現象
1	先充滿用 NaOH 濃溶液洗滌過的空氣再加入 2mL 濃硫酸	鎂條始終無明顯變化
2	加入 2mL NaOH 濃溶液	鎂條始終無明顯變化
3	先加入 2mL 濃硫酸再通入約 4mL CO2	鎂條始終無明顯變化
4	先加入 4mL 飽和 Na2SO3 溶液再充滿 CO2	鎂條始終無明顯變化
5	先加入 2mL 蒸餾水再通入約 4mL CO2	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 濃溶液的作用是_____(用化學方程式表示)；

(2)實驗1 的目的是_____；

(3)實驗3 中，試管內的氣體主要含有 CO2、_____；

(4)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)；

(5)由上述實驗可推知，鎂條變黑的條件是_____；

（反思與評價）

(6)在猜想與假設時，同學們認為鎂條變黑與 N2 無關，其理由是_____；

(7)本 組 實 驗 1/2 中 使 用 的 NaOH 濃 溶 液 ， 而 不 是 使 用 澄 清 石 灰 水 ， 理 由 是_____。

Answer 1

【答案】 CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O 檢驗只用氧氣是否會使鎂條變黑 氧氣、氮氣 2、5 接觸水、二氧化碳、氧氣 氮氣的化學性質不活潑 氫氧化鈣微溶于水，石灰水濃度非常低，吸收二氧化碳的效果不好

【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）實驗3 中，加入濃硫酸后只能將空氣中的水分吸收，其它氣體不變，試管內的氣體主要含有 CO2外，還有空氣中含量較高的氮氣和氧氣；（4）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，說明沒有二氧化碳鎂條不會變黑；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；（5）由題中信息可知，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，說明鎂條只與二氧化碳、水接觸不會變黑，即鎂條變黑需要氧氣；實驗2中沒有二氧化碳，鎂條不變黑，說明變黑需要二氧化碳；實驗3沒有水，鎂條不變黑，說明變黑需要水，由上述分析可推知，鎂條變黑的條件是水、二氧化碳、氧氣；（6）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；（7）實驗中使用的是濃的氫氧化鈉溶液，而沒有用澄清石灰水，原因是氫氧化鈉極易溶于水，溶液的濃度大，吸收二氧化碳效果好，而氫氧化鈣微溶于水，溶液濃度非常低，吸收二氧化碳效果差。