Question

某化學(xué)實驗小組同學(xué)將鐵粉投入硫酸銅溶液中，發(fā)現(xiàn)生成紅色固體物質(zhì)的同時有較多的氣泡放出．生成的是什么氣體呢？同學(xué)們決定進行探究．探究前老師提示，該反應(yīng)生成的氣體只有一種．
[提出猜想]放出的氣體可能是SO₂、O₂、H₂，提出猜想的依據(jù)是

 

．
【查閱資料】SO₂易溶于水，化學(xué)性質(zhì)與二氧化碳有相似之處，它能使澄清石灰水變渾濁，生成CaSO₃．
【方案設(shè)計】依據(jù)上述猜想，實驗小組同學(xué)分別設(shè)計了如下方案：
（1）甲同學(xué)認為是O₂，則檢驗方法是

 

．
（2）乙同學(xué)認為是SO₂，則只需將放出的氣體通入澄清石灰水中，看澄清石灰水是否變渾濁．寫出SO₂與Ca（OH）₂反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
（3）實驗小組同學(xué)合作設(shè)計了如下組合實驗方案，排除和驗證猜想的氣體．

若拆去B裝置，直接連接A和C裝置進行實驗，可能導(dǎo)致

 

后果發(fā)生．
【實驗探究】實驗開始時，先將收集到的氣體從a通入一段時間后，再點燃C處酒精燈；
這樣操作的目的是

 

．
實驗過程中發(fā)現(xiàn)A裝置中溶液不變渾濁，C裝置中表面含CuO的銅網(wǎng)由黑色變?yōu)楣饬恋募t色；
結(jié)論：鐵粉與硫酸銅溶液反應(yīng)時，產(chǎn)生的氣體是

 

．
【思維拓展]由上述實驗可以推出，硫酸銅溶液中可能含有

 

．并寫出鐵粉與它們反應(yīng)的化學(xué)方程式
1．

 

；2．

 

．

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律,常見氣體的檢驗與除雜方法,書寫化學(xué)方程式、文字表達式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

分析：提出猜想：進行猜想要考慮到質(zhì)量守恒定律的元素守恒：反應(yīng)前后元素種類不變；
（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律的元素守恒進行考慮；
（2）根據(jù)題中信息，結(jié)合化學(xué)方程式的寫法考慮；
（3）根據(jù)濃硫酸具有吸水性分析；
實驗探究：點燃可燃性氣體和空氣的混合物容易發(fā)生爆炸；
結(jié)論：根據(jù)實驗現(xiàn)象分析實驗結(jié)論，推測生成的氣體；
思維拓展：因為加入金屬鐵有氫氣生成，所以溶液中可能含有酸．正確書寫化學(xué)方程式．

解答：解：
鐵粉投入硫酸銅溶液中，反應(yīng)前含有S、O、H、Cu元素，依據(jù)質(zhì)量守恒定律可以得出猜想“放出的氣體可能是SO₂、O₂、H₂”；故答案為：質(zhì)量守恒定律；
（1）氧氣具有助燃性，可以通過檢驗氣體的助燃效果進行判斷；
故答案為：用帶火星的木條檢驗，看木條是否復(fù)燃；
（2）二氧化硫和氫氧化鈣反應(yīng)會生成亞硫酸鈣和水；故其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：SO₂+Ca（OH）₂=CaSO₃↓+H₂O；
（3）濃硫酸具有吸水性，故裝置B中濃硫酸的作用是吸收水蒸氣，若去掉B裝置，可能導(dǎo)致C裝置中的硬質(zhì)玻璃管受熱不均而破裂；故答案為：C裝置中的硬質(zhì)玻璃管破裂；
實驗探究：可燃性的氣體和空氣混合加熱時可能會發(fā)生爆炸，因此先將收集到的氣體從a通入一段時間后，再點燃C處酒精燈的目的是排出裝置內(nèi)的空氣，以防加熱時爆炸；故答案為：排出裝置內(nèi)的空氣，以防加熱時爆炸；
結(jié)論：A裝置中溶液不變渾濁，說明沒有二氧化硫，H₂可以使CuO還原成紅色的Cu，故產(chǎn)生的氣體為氫氣；
思維拓展：因為有氫氣生成，鐵應(yīng)該與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，故答案為：酸．
鐵和硫酸銅反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu．
鐵和硫酸反應(yīng)生成氫氣和硫酸亞鐵，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑．
故答案為：
【提出猜想】質(zhì)量守恒定律．
【方案設(shè)計】（1）用帶火星的木條檢驗，看木條是否復(fù)燃．
（2）SO₂+Ca（OH）₂=CaSO₃↓+H₂O．
（3）C裝置中的硬質(zhì)玻璃管破裂．
【實驗探究】排出裝置內(nèi)的空氣，以防加熱時爆炸． 氫氣．
【思維拓展]酸． Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu
； Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑．

點評：本題主要考查化學(xué)實驗的方案設(shè)計與評價，在解此類題時，首先分析題中考查的問題，然后結(jié)合所給的知識和學(xué)過的知識進行分析解答．