5 向一集满$\ce{CO_{2}}$的瓶中放入一片蓝色石蕊试纸,注入适量的蒸馏水,盖上玻璃片,上下振荡,再将其倒置(如图),把手移开,玻璃片没有掉下来。蓝色石蕊试纸在注入蒸馏水并振荡后变红。依据现象一定能得出对应结论的是(
C
)

A.玻璃片没有掉下,证明瓶内气压大于大气压
B.玻璃片没有掉下,证明$\ce{CO_{2}}$与水发生了反应
C.振荡后试纸变红,证明$\ce{CO_{2}}$与水反应产生了酸
D.振荡后试纸变红,证明$\ce{CO_{2}}$能与石蕊反应变红
解析:
【分析】
要解决这道题,需结合二氧化碳的性质、气压变化的原因以及酸的化学性质,逐一分析每个选项:
1. 分析玻璃片未掉落的原因:集气瓶内的$\ce{CO_{2}}$会溶于水或与水反应,导致瓶内气体减少,气压小于外界大气压,外界大气压将玻璃片压住,并非瓶内气压大于大气压;且气压减小可能是$\ce{CO_{2}}$的物理溶解,不一定是化学反应导致。
2. 分析试纸变红的原因:蓝色石蕊试纸遇酸性物质会变红,$\ce{CO_{2}}$本身不能使石蕊变色,只有当$\ce{CO_{2}}$与水反应生成碳酸(酸)时,才会使试纸变红,因此试纸变红可证明有酸生成,而非$\ce{CO_{2}}$直接与石蕊反应。
【解析】
对各选项逐一判断:
选项A:玻璃片未掉下,是因为瓶内$\ce{CO_{2}}$溶于水(或与水反应),瓶内气压小于外界大气压,外界大气压托住玻璃片,并非瓶内气压大于大气压,A错误。
选项B:玻璃片未掉下仅能说明瓶内气压小于外界大气压,$\ce{CO_{2}}$溶于水(物理变化)也会导致气压减小,无法证明$\ce{CO_{2}}$与水发生了化学反应,B错误。
选项C:蓝色石蕊试纸变红,说明有酸性物质存在;$\ce{CO_{2}}$本身不能使石蕊变色,因此可证明$\ce{CO_{2}}$与水反应产生了酸(碳酸),C正确。
选项D:试纸变红是因为$\ce{CO_{2}}$与水反应生成的酸,而非$\ce{CO_{2}}$直接与石蕊反应,D错误。
【答案】
C
【知识点】
二氧化碳的性质、酸的化学性质、气压变化
【点评】
本题通过实验现象考查二氧化碳与水的反应、气压变化的本质以及酸使指示剂变色的原理,需要学生区分物理变化和化学变化对气压的影响,明确指示剂变色的原因,属于基础实验分析题,需仔细分析每个现象对应的化学本质。
【难度系数】
0.5