Question

5．某化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)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】放出的氣體可能是SO₂、O₂、H₂．提出猜想的依據(jù)是質(zhì)量守恒定律．
【查閱資料】SO₂易溶于水，化學(xué)性質(zhì)與二氧化碳相似，它能使澄清石灰水變渾濁．生成CaCO₃．
【方案設(shè)計(jì)】依據(jù)上述猜想，實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：
（1）甲同學(xué)認(rèn)為是O₂：則檢驗(yàn)方法是用帶火星的木條檢驗(yàn)，看木條是否復(fù)燃．
（2）乙同學(xué)認(rèn)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SO₂+Ca（OH）₂=CaSO₃↓+H₂O．
（3）實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)合作設(shè)計(jì)了如下組合實(shí)驗(yàn)方案，排除和驗(yàn)證猜想的氣體．
實(shí)驗(yàn)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；則此反應(yīng)的
化學(xué)方程式為H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O．
【結(jié)論】鐵粉與硫酸銅溶液反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)生的氣體是氫氣．

Answer 1

分析 提出猜想：進(jìn)行猜想要考慮到反應(yīng)前后元素種類不變；
（1）氧氣具有助燃性，可以通過檢驗(yàn)氣體的助燃效果進(jìn)行判斷；
（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)氫氣能和氧化銅反應(yīng)生成銅和水進(jìn)行解答；
【結(jié)論】根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論，因?yàn)榧尤虢饘勹F有氫氣生成，所以溶液中可能含有酸．

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；
故答案為：質(zhì)量守恒定律；
（1）氧氣具有助燃性，能使帶火星的木條復(fù)燃，所以可用帶火星的木條檢驗(yàn)；
故答案為：用帶火星的木條檢驗(yàn)，看木條是否復(fù)燃；
（2）二氧化硫和氫氧化鈣反應(yīng)會(huì)生成亞硫酸鈣和水；
故答案為：SO₂+Ca（OH）₂=CaSO₃↓+H₂O；
（3）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，氫氣能和氧化銅反應(yīng)生成銅和水，反應(yīng)的
化學(xué)方程式為H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O；
故答案為：H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O；
【結(jié)論】H₂可以使CuO還原成紅色的Cu，故產(chǎn)生的氣體為氫氣．故答案為：氫氣．

點(diǎn)評 本題主要考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)的方案設(shè)計(jì)與評價(jià)，在解此類題時(shí)，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(jìn)行分析解答．