Question

4．某初級中學學生為探究該校化學實驗室的一種黑色粉末和一瓶標簽破損的無色溶液（如右圖所示）可能是什么物質，大膽猜想并設計實驗進行驗證．
[發現問題]當把黑色粉末與無色溶液混合時即產生氣泡．
[查閱資料]初中化學實驗室常見的黑色粉末有氧化銅、二氧化錳、四氧化三鐵、鐵粉、炭粉等．
[提出假設]黑色粉末是二氧化錳（或鐵粉），無色溶液是過氧化氫溶液（或稀硫酸）（只寫一種假設）
[設計實驗]向盛有少許黑色粉末的試管中加入適量的無色溶液；用排水法收集
一試管氣體，并在試管口塞上帶活塞的尖嘴玻璃管的橡皮塞檢驗氣體（寫出操作方法）將帶火星的木條放在尖嘴口，打開活塞（或將燃著的木條放在尖嘴口，打開活塞）
[實驗現象]帶火星的木條復燃（或氣體被點燃，發出淡藍色的火焰）．
[實驗結論]此氣體是氧氣（或氫氣），原假設成立．

Answer 1

分析 根據[查閱資料部分可知，在常見的黑色粉末中能和無色氣體反應生成氣體的物質有二氧化錳和雙氧水，鐵粉和稀硫酸，本題可以根據這兩個反應結合殘余的標簽來作出假設，并根據它們生成的氣體進行驗證．例如，氧氣能使帶火星的木頭復燃，而氫氣可以燃燒生成水．

解答 解：[提出假設]由查閱資料部分可以知道：黑色粉末是二氧化錳 無色溶液是過氧化氫；或者黑色粉末是鐵粉，無色液體是稀硫酸；
[設計實驗]二氧化錳和過氧化氫反應會生成氧氣，而氧氣不易溶于水，故可以采用排水法來收集氧氣．根據氧氣能夠支持燃燒的性質，所以可以用帶火星的木條來檢驗該氣體，操作步驟：將帶火星的木條放在尖嘴口，打開活塞；實驗現象：帶火星的木條復燃；實驗結論：該氣體是氧氣；進而可以得出原假設是成立的；
鐵和稀硫酸會反應生成氫氣，氫氣難溶于水，故可以用排水法收集氫氣，根據氫氣能燃燒的性質，所以可以用燃燒的木條檢驗該氣體，操作步驟為：將燃著的木條放在尖嘴口，打開活塞；實驗現象：氣體被點燃，發出淡藍色的火焰；實驗結論：該氣體是氫氣，進而可以得出假設是成立的，
故答案為：二氧化錳（或鐵粉）；過氧化氫溶液（或稀硫酸）；排水法；將帶火星的木條放在尖嘴口，打開活塞（或將燃著的木條放在尖嘴口，打開活塞）；帶火星的木條復燃（或氣體被點燃，發出淡藍色的火焰）；氧氣（或氫氣）；成立．

點評 本題考查的是氧氣的實驗室制取和檢驗的方法，在檢驗時要注意根據氣體的性質來選擇合適的檢驗方法．