Question

17．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(jìn)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】生成的氣體可能是SO₂或O₂或H₂．
【查閱資料】①SO₂與二氧化碳化學(xué)性質(zhì)相似，如它也能使澄清石灰水變渾濁． ②濃硫酸具有強(qiáng)烈的吸水性，可做氣體的干燥劑．③H₂與CO均可以還原金屬氧化物．
【方案設(shè)計】甲同學(xué)設(shè)計了如下實驗方案，驗證猜想的氣體．

甲同學(xué)認(rèn)為：若觀察到A中澄清石灰水變渾濁，則氣體為SO₂． 若觀察到C中銅網(wǎng)變成黑色，則氣體為O₂．
【實驗探究】①實驗開始時，應(yīng)先將收集到的氣體從a處通入一段時間后，再點燃 C 處酒精燈．這樣操作的目的是排盡裝置內(nèi)的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸．②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，試管壁上有水滴生成； 
【實驗結(jié)論】①鐵粉與該硫酸銅溶液反應(yīng)時，產(chǎn)生的氣體是氫氣．②鐵放入該硫酸銅溶液中所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu，F(xiàn)e+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑．
【實驗反思】乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)的實驗方案操作復(fù)雜，他只需一盒火柴即可確定該氣體成分．你認(rèn)為乙同學(xué)的實驗方案是實驗操作：收集一瓶氣體，將燃著的火柴伸入瓶中；
實驗現(xiàn)象及其實驗結(jié)論：若火柴熄滅，則為SO₂；
若火柴燃燒更旺，則為O₂；
若氣體被點燃，則為H₂．

Answer 1

分析 加熱條件下，銅和氧氣反應(yīng)生成氧化銅，氧化銅和氫氣反應(yīng)生成銅和水；
氫氣是可燃性氣體，與空氣或氧氣混合達(dá)到一定程度時，遇明火會發(fā)生爆炸；
鐵和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣．

解答 解：【方案設(shè)計】
甲同學(xué)認(rèn)為：若觀察到A中澄清石灰水變渾濁，則氣體為SO₂． 若觀察到C中銅網(wǎng)變成黑色，則氣體為O₂．
故填：A中澄清石灰水變渾濁；C中銅網(wǎng)變成黑色．
【實驗探究】
①實驗開始時，應(yīng)先將收集到的氣體從a處通入一段時間后，再點燃C處酒精燈．這樣操作的目的是排盡裝置內(nèi)的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸．
②實驗過程中發(fā)現(xiàn)A裝置中溶液不變渾濁，說明氣體表示二氧化硫，C裝置中表面含CuO的銅網(wǎng)由黑色變?yōu)楣饬恋募t色，試管壁上有水滴生成，說明氣體是氫氣．
故填：排盡裝置內(nèi)的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸．
【實驗結(jié)論】
①鐵粉與該硫酸銅溶液反應(yīng)時，產(chǎn)生的氣體是氫氣；
②鐵放入該硫酸銅溶液中所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu，F(xiàn)e+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑．
故填：氫氣；Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu，F(xiàn)e+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑．
【實驗反思】
乙同學(xué)的實驗方案是：實驗操作：收集一瓶氣體，將燃著的火柴伸入瓶中；
實驗現(xiàn)象及其實驗結(jié)論：若火柴熄滅，則為SO₂；
若火柴燃燒更旺，則為O₂；
若氣體被點燃，則為H₂．
故填：實驗操作：收集一瓶氣體，將燃著的火柴伸入瓶中；
實驗現(xiàn)象及其實驗結(jié)論：若火柴熄滅，則為SO₂；
若火柴燃燒更旺，則為O₂；
若氣體被點燃，則為H₂．

點評 合理設(shè)計實驗，科學(xué)地進(jìn)行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結(jié)論的前提，因此要學(xué)會設(shè)計實驗、進(jìn)行實驗、分析實驗，為學(xué)好化學(xué)知識奠定基礎(chǔ)．