Question

化学兴趣小组为了探究化学实验室的一种黑色粉末和一瓶标签破损的无色溶液（如图所示）可能是什么物质，大胆猜想并设计实验进行验证．
[发现问题]当把黑色粉末与无色溶液混合时即产生气泡．
[查阅资料]初中化学实验室常
见的黑色粉末有CuO、MnO₂、Fe₃O₄、铁粉、炭粉等．
[提出假设]黑色粉末是______，无色溶液是______（只写一种假设）．
[设计实验]①向盛有少许黑色粉末的试管中加入适量的无色溶液；②检验试管中产生的气体（写出操作方法）______．
[实验现象]______．
[实验结论]①该反应的化学方程式是______ 2H₂O+O₂↑

Answer

根据黑色粉末中有二氧化锰和铁粉能与某种无色液体（符合标签特征的有双氧水和硫酸）反应放出气体作出猜想，进而设计实验作出解答．黑色粉末CuO、MnO2、Fe3O4、铁粉、炭粉中能与无色液体混合后生成气体的有MnO2、铁粉．
【解析】
标签的信息告诉我们溶液中溶质的一个微粒中含有两个氢原子且能与黑色粉末CuO、MnO2、Fe3O4、铁粉、炭粉中能与无色液体混合后生成气体．符合条件的常见无色液体有双氧水（H2O2）和稀硫酸（H2SO4），其中黑色粉末二氧化锰与双氧水混合能放出氧气，可用带火星的木条来检验；黑色粉末铁粉能与稀硫酸反应生成氢气，可有燃着的木条来检验．A、B两个实验装置中，应选用装置B以方便添加药品和控制反应的速率．
故答案为：假设一：
[提出假设]二氧化锰（或MnO2）；双氧水（或H2O2）
[设计实验]用带火星的木条伸入试管中
[实验现象]带火星的木条复燃
[实验结论]①2H2O22H2O+O2↑
②氧气（或O2）
[讨论]B
或假设二：
[提出假设]：铁粉（或Fe）稀硫酸（或稀H2SO4）
[设计实验]把燃着的木条移近试管口
[实验现象]气体燃烧，火焰呈淡蓝色
[实验结论]①Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
②氢气（或H2）
[讨论]B