Question

3．化學(xué)興趣小組同學(xué)把鎂條表面用砂紙打磨后，放入盛有新配置硫酸銅溶液的試管中，觀察到鎂條表面有很多氣泡產(chǎn)生，嗅聞氣體沒有氣味，同時看到鎂條表面有大量黑色固體，再用手觸摸試管底部感覺發(fā)熱，實(shí)驗(yàn)停止后，取出剩余鎂條，往試管中倒入稀硫酸，黑色固體溶解，最后看到有紅色固體出現(xiàn)，同學(xué)們認(rèn)為實(shí)驗(yàn)中原來黑色固體中就有紅色固體，因?yàn)楹谏�固體的顏色掩蓋了紅色的顏色，因而看不到紅色固體．
鎂直接和硫酸銅反應(yīng)的化學(xué)方程式是Mg+CuSO₄═MgSO₄+Cu．
【提出問題】無色氣體是什么物質(zhì)？
【做出猜想】A．H₂；B．O₂；C．SO₂，D．CO₂．
同學(xué)們經(jīng)過討論認(rèn)為該氣體不可能是CO₂，其理由是化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變，反應(yīng)物中不含碳元素．
【查閱資料】SO₂化學(xué)性質(zhì)和CO₂相似．
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】（1）將上述氣體通入澄清石灰水，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：沒有明顯現(xiàn)象，判斷出氣體不是SO₂．
（2）再用燃著的木條在試管口點(diǎn)燃檢驗(yàn)此氣體，觀察到氣體能燃燒（或有尖銳的爆鳴聲），由此得出猜想A是正確的．
【反思與評價】同學(xué)經(jīng)過討論認(rèn)為其實(shí)不用實(shí)驗(yàn)也可得出氣體不是SO₂，判斷依據(jù)是SO₂有刺激性氣味，而實(shí)驗(yàn)得到的氣體沒有氣味
【小組討論】實(shí)驗(yàn)中之所以由氣泡產(chǎn)生，說明硫酸銅溶于水可能會生成酸．
查閱資料：硫酸銅溶于水時，微量硫酸銅與水反應(yīng)生成酸X：CuSO₄+2H₂O═X+Cu（OH）₂；往硫酸銅溶液中加入某些藥品如果能與X或Cu（OH）₂反應(yīng)，能促進(jìn)CuSO₄與水反應(yīng)的進(jìn)行，則X的化學(xué)式是H₂SO₄．CuSO₄受熱極易分解，生成氧化銅和水，請寫出上述實(shí)驗(yàn)加入稀硫酸后，黑色固體溶解的化學(xué)方程式CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O．

Answer 1

分析 根據(jù)金屬和鹽發(fā)生置換反應(yīng)書寫化學(xué)方程式；
化學(xué)反應(yīng)遵循質(zhì)量守恒定律，推測生成物時要根據(jù)反應(yīng)物的元素組成；
根據(jù)提示二氧化碳和二氧化硫的化學(xué)性質(zhì)相似和實(shí)驗(yàn)結(jié)論不是二氧化硫，推測實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；
根據(jù)提示結(jié)論猜想A正確，結(jié)合氫氣的化學(xué)性質(zhì)和檢驗(yàn)方法回答；
根據(jù)二氧化硫有刺激性氣味分析回答；
根據(jù)質(zhì)量守恒定律化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目守恒推測生成物X的化學(xué)式；
根據(jù)金屬氧化物和酸反應(yīng)生成鹽和水回答；

解答 解：由題意鎂和硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)，生成硫酸鎂和銅反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Mg+CuSO₄═MgSO₄+Cu；
由題意將鎂放入硫酸銅中產(chǎn)生了氣泡，反應(yīng)物為鎂和硫酸銅溶液，其中不含碳元素，所以不可能生成二氧化碳；
由提示二氧化硫和二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)相似，由此可知二氧化硫也能使澄清石灰水變渾濁，由結(jié)論不是二氧化硫可推知實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是澄清石灰水落石出沒有時顯現(xiàn)象；
由結(jié)論猜想A正確，那么產(chǎn)生的氣體為氫氣，氫氣用燃著的木條檢驗(yàn)，氣體發(fā)生燃燒或發(fā)了尖銳的爆鳴聲；
二氧化硫是有刺激性氣味的氣體，在實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的氣體是無色無味的，也可由此推知不是二氧化硫；
根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目不變，進(jìn)行推算，反應(yīng)前原子個數(shù)分別是：Cu 1個；S 1個；O 6個；H 4個；生成物中已知的原子Cu 1個；O 2個；H 2個，由此可知X中含有2個H，1個S和4個O原子，所以可知X的化學(xué)式為：H₂SO₄；硫酸銅加熱生成氧化銅，氧化銅能和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：H₂SO₄+CuO═CuSO₄+H₂O；
故答案為：Mg+CuSO₄═MgSO₄+Cu
【作出猜想】化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變，反應(yīng)物中不含碳元素
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】（1）沒有明顯現(xiàn)象
（2）燃著的木條在試管口點(diǎn)燃   氣體能燃燒（或有尖銳的爆鳴聲）
【反思與評價】SO₂有刺激性氣味，而實(shí)驗(yàn)得到的氣體沒有氣味
【小組討論】H₂SO₄；H₂SO₄+CuO═CuSO₄+H₂O

點(diǎn)評 此題屬于化學(xué)反應(yīng)生成物成份的探究，掌握實(shí)驗(yàn)探究的基本流程和氫氣的檢驗(yàn)方法是解答的關(guān)鍵．