Question

13．化學興趣小組同學將鋁絲插入硫酸銅溶液中時，發(fā)現生成紅色固體物質的同時有較多的氣泡放出．生成了什么氣體？同學們決定進行探究．
【提出猜想】放出的氣體可能是SO₂、O₂、H₂的一種或幾種，提出猜想的依據是質量守恒定律（合理即可）．
【查閱資料】SO₂易溶于水，化學性質與二氧化碳有相似之處，它能使澄清石灰水變渾濁，生成CaSO₃．
【方案設計】依據上述猜想，實驗小組同學分別設計了如下方案：
（1）甲同學認為是O₂，則檢驗方法是把帶火星的木條伸入試管中，若木條復燃則是氧氣．經檢驗不是O₂．
（2）實驗小組同學合作設計了如下組合實驗方案，排除和驗證猜想的氣體．

【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；
這樣操作的目的是將裝置內空氣排盡，防止加熱時發(fā)生爆炸．
實驗過程中發(fā)現A裝置中溶液不變渾濁，C裝置中表面含CuO的銅網由黑色變?yōu)楣饬恋募t色．
結論：鋁絲與硫酸銅溶液反應時，產生的氣體是氫氣．該氣體與氧化銅的反應的化學方程式為H₂+Cu0$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂0．
【思維拓展】由上述實驗可以推出，硫酸銅溶液中可能含有酸．
（3）丙同學用砂紙將截下的一段鋁絲長時間用力反復打磨，然后將打磨后的鋁絲放入硫酸銅溶液中，在橫截面處現象明顯，但在鋁絲表面無明顯現象，請問可能的原因是摩擦產生熱量，使鋁的表面被氧化．
（4）丁同學用試管取2ml硫酸銅溶液，向試管中滴加氫氧化鈉溶液，剛開始并未發(fā)現預料中的藍色沉淀現象，其原因是剛開始沒有出現明顯藍色沉淀，是由于該硫酸銅溶液含酸性物質．

Answer 1

分析 【提出猜想】進行猜想要考慮到反應前后元素種類不變；
【方案設計】根據氧氣的助燃性考慮；
【實驗探究】根據點燃可燃性氣體和空氣的混合物容易發(fā)生爆炸分析；
【實驗結論】根據實驗現象分析實驗結論；
【思維拓展】根據加入金屬鋁有氫氣生成分析溶液成分；

解答 解：【提出猜想】鐵粉投入硫酸銅溶液中，反應前含有S、O、H、Cu元素，依據質量守恒定律可以得出猜想；故答案為：質量守恒定律（合理即可）；
【方案設計】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：把帶火星的木條伸入試管中，若木條復燃則是氧氣；
【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的空氣，以防加熱時爆炸；故答案為：將裝置內空氣排盡，防止加熱時發(fā)生爆炸；
【實驗結論】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，故產生的氣體為氫氣；
故答案為：氫氣；H₂+Cu0$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂0；
【思維拓展】因為有氫氣生成，鋁應該與酸反應產生氫氣，故答案為：酸；
（3）因為摩擦產生熱量，使鋁的表面被氧化，因此在橫截面處現象明顯，但在鋁絲表面無明顯現象；故答案為：摩擦產生熱量，使鋁的表面被氧化；
（4）剛開始沒有出現明顯藍色沉淀，是由于該硫酸銅溶液含酸性物質，酸先和氫氧化鈉反應，因此剛開始并未發(fā)現預料中的藍色沉淀現象；
故答案為：剛開始沒有出現明顯藍色沉淀，是由于該硫酸銅溶液含酸性物質．

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