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? ? ? 在對二氧化碳這種氣體的探究中,我們將二氧化碳放入紫色石蕊溶液中,并觀察到紫色石蕊溶液變紅,由此推斷二氧化碳與水能夠產(chǎn)生某種酸性物質(zhì),即碳酸??墒?,當(dāng)我們將變紅的紫色石蕊溶液在與空氣接觸放置一段時間后,原本紅色的紫色石蕊溶液又重新變回了紫色,為什么會這樣呢?
? ? ? 首先,我們已知二氧化碳與水反應(yīng)產(chǎn)生碳酸,而碳酸是酸性物質(zhì),才讓紫色石蕊溶液變紅,所以碳酸是紫色石蕊溶液變紅的核心原因,同時,從我們對碳酸的日常研究中得知,碳酸的化學(xué)結(jié)構(gòu)極其不穩(wěn)定(這一點(diǎn)從我們喝的碳酸飲料只要劇烈搖動就可以分解其中的碳酸也能夠感受得到),由此可以得出猜想,當(dāng)將紫色石蕊溶液與空氣接觸放置一段時間后,溶解在紅色的紫色石蕊溶液中的碳酸慢慢分解,重新變?yōu)榱怂投趸迹瑳]有了碳酸這種酸性物質(zhì),紅色的紫色石蕊溶液才重新變紅。
? ? ? ? 根據(jù)猜想設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下:
? ? ? ? 實(shí)驗(yàn)一:驗(yàn)證紫色石蕊溶液的顏色變化是即時性的,即已經(jīng)變紅的紫色石蕊溶液會因?yàn)槠渲兴嵝晕镔|(zhì)的消失或者堿性物質(zhì)的加入而變色。
? ? ? 實(shí)驗(yàn)步奏:
? ? ? ? 一:取一瓶紫色石蕊溶液,將其中加入弱酸性穩(wěn)定物質(zhì),使其變紅。
? ? ? ? 二:在已經(jīng)變紅的紫色石蕊溶液中加入強(qiáng)堿性穩(wěn)定物質(zhì),進(jìn)行觀察。
? ? ? ? 觀察顯示,原先變紅的紫色石蕊溶液重新變紫,說明紫色石蕊顏色的變化是即時性的,完全取決于瓶中酸堿物質(zhì)的多少。
? ? ? ? 實(shí)驗(yàn)二:實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證碳酸能夠自行分解
? ? ? ? 實(shí)驗(yàn)步驟:(理想)
? ? ? ? 一:準(zhǔn)備一個裝有三分之一水的塑性密封瓶子,將其加入二氧化碳之后搖晃,觀察到瓶子因?yàn)樘妓岬漠a(chǎn)生而縮緊。
? ? ? 二:將瓶子靜置兩天,發(fā)現(xiàn)原先變形的瓶子恢復(fù)原樣
? ? ? 實(shí)驗(yàn)結(jié)論:二氧化碳與水反應(yīng)產(chǎn)生的碳酸能夠隨時間自行分解,而分解步驟完成后,水中帶有的酸性消失,紫色石蕊溶這才重新變紫。
? ? ? 實(shí)驗(yàn)問題:僅僅通過變形的瓶子恢復(fù)原樣無法確定是碳酸分解了還是又有什么其他的反應(yīng)產(chǎn)生,因此需在實(shí)驗(yàn)步驟中加入一步:將瓶子接通一軟管,通向一瓶澄清石灰水中,收集瓶子慢慢恢復(fù)原樣時排出的氣體,觀察其是否能夠讓澄清石灰水變渾濁,如果其變渾濁,則猜想成立,如果其沒有變渾濁。則猜想還需繼續(xù)驗(yàn)證。
? ? ? 最終,實(shí)驗(yàn)并沒有達(dá)到理想實(shí)驗(yàn)步驟,即瓶子并沒有回復(fù)原樣,因此結(jié)合實(shí)驗(yàn)中打開瓶蓋的條件,猜測碳酸可以自然蒸發(fā)。
? ? ? 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行證明: 在一已經(jīng)加入碳酸變紅的紫色石蕊溶液上方加入網(wǎng)格,并在網(wǎng)格上方放入一個裝有紫色石蕊溶液的夾層,利用水的表面張力固定夾層中液體。隨后靜置,觀察夾層中紫色石蕊溶液的反應(yīng)。
? ? 實(shí)驗(yàn)結(jié)論:夾縫中紫色石蕊溶液變紅,說明下層中的碳酸蒸發(fā)到了上層,而這樣,我們也就找到了已經(jīng)變紅的紫色石蕊溶液打開瓶蓋放置后重新變紫的原因。