方法点拨
活动 探究二氧化碳与水的反应
资料：紫色石蕊是一种色素，能和一些特定物质反应变色，如遇酸性物质变成红色。
【提出问题】溶有$\ce{CO_{2}}$的水溶液中是什么物质使紫色石蕊变红？
| 猜想与假设 | 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| --- | --- | --- | --- |
| 猜想1：$\ce{H_{2}O}$ | | 紫色石蕊小花 | $\ce{H_{2}O}$（选填“能”或“不能”）使紫色石蕊变红 |
| 猜想2：$\ce{CO_{2}}$ | | 紫色石蕊小花 | $\ce{CO_{2}}$（选填“能”或“不能”）使紫色石蕊变红 |
| 猜想3：$\ce{CO_{2}}$和$\ce{H_{2}O}$反应生成的新物质 | | 紫色石蕊小花 | |
【拓展】吹干第三朵花，观察到的现象为。
【总结方法】对比实验法。

猜想1：实验现象：未变红，实验结论：不能使紫色石蕊变红
猜想2：实验现象：未变红，实验结论：不能使紫色石蕊变红
猜想3：实验现象：变红，实验结论：$\ce{CO_{2}}$和$\ce{H_{2}O}$反应生成的新物质能使紫色石蕊变红
【拓展】小花又变回紫色

【分析】
要探究使紫色石蕊变红的物质，需运用对比实验法，分别验证水、二氧化碳、二氧化碳与水反应的产物对紫色石蕊的作用：猜想1验证水是否能使石蕊变红，猜想2验证二氧化碳是否能使石蕊变红，猜想3验证两者反应生成的新物质是否能使石蕊变红；拓展部分需结合碳酸的不稳定性，分析吹干时的变化。
【解析】
猜想1：向紫色石蕊小花喷水，水呈中性，无法使紫色石蕊变色，因此实验现象为紫色石蕊小花未变红，结论为H₂O不能使紫色石蕊变红；
猜想2：将干燥的紫色石蕊小花放入二氧化碳中，二氧化碳本身不具有酸性，不能使石蕊变色，实验现象为紫色石蕊小花未变红，结论为CO₂不能使紫色石蕊变红；
猜想3：向紫色石蕊小花喷水后放入二氧化碳中，CO₂与H₂O反应生成碳酸，碳酸呈酸性，能使紫色石蕊变红，实验现象为紫色石蕊小花变红，结论为CO₂和H₂O反应生成的新物质能使紫色石蕊变红；
拓展：吹干第三朵花时，碳酸不稳定，易分解为CO₂和H₂O，酸性消失，因此观察到小花又变回紫色。
【答案】
猜想1：实验现象：未变红，实验结论：不能；猜想2：实验现象：未变红，实验结论：不能；猜想3：实验现象：变红，实验结论：CO₂和H₂O反应生成的新物质能使紫色石蕊变红；拓展：小花又变回紫色
【知识点】
二氧化碳的化学性质、酸碱指示剂、碳酸的不稳定性
【点评】
本题通过对比实验探究二氧化碳与水的反应，体现了控制变量的实验设计思路，是初中化学的基础实验，帮助学生理解酸性物质使紫色石蕊变色的原理，培养学生的实验探究能力。
【难度系数】
0.7