10.科学学习小组同学在完成盐酸除铁锈实验时,发现生锈的铁钉表面有气泡生成。同学们对此现象感到很好奇,针对“气体是由什么反应生成的”这一问题,设计实验进行探究。
【设计实验】小组同学经过认真分析思考,提出了自己的假设,并设计了图甲所示的实验A和B进行探究。实验时,观察到试管A中有气泡,试管B中没有气泡,从而验证了自己的假设是成立的。
(1)小组同学设计图甲所示实验基于的假设是
;
(2)小金同学认为图甲实验A和B对照设置不够严谨,溶液中的水可能会对气体生成产生影响。于是在图甲实验基础上补充设计了如图乙对照实验C和D。但小科同学认为对照实验D的设置没有必要,他提出这一观点的理由是
;
【反思提高】设置对照实验首要问题是找准找全影响因素,通过控制变量,来进行对照实验的设置,实现对照实验组设置的有效性和完整性。
【迁移应用】一次课外实验的意外现象:镁条放入Na
2CO
3溶液中,快速产生气泡。
请结合设置对照实验的思想,完成“气体是由什么反应生成的”问题探究。
【实验探究】查阅资料:①镁能与水缓慢反应生成氢气;②Na
2CO
3溶液呈碱性,其溶液中除了Na
+、CO
32﹣、水分子外,还有OH
﹣。
小组同学设计了如图丙对照实验E、F和G。
(3)往镁条中分别加入等量的水、Na
2CO
3溶液,x溶液进行实验,一段时间后、观察到试管E、G中有气体产生,但缓慢且少,试管F中产生气体既快又多。从对照实验设置的角度分析,实验G所加“x溶液”应该是
。
(4)分析图丙实验可知,镁条放入Na
2CO
3溶液中,气体是由铁与水反应生成的。试管F中快速产生气体,是因为Na
2CO
3溶液中存在能促进镁与水反应的离子,该离子是
。