Question

某研究小組的同學將潔凈的鐵釘投入到氯化銅溶液中，發(fā)現(xiàn)鐵釘表面生成紅色固體物質(zhì)的同時有較多氣泡產(chǎn)生，生成的是什么氣體呢？
（1）【提出猜想】從物質(zhì)的組成元素角度分析，研究小組的同學猜想產(chǎn)生的氣體可能是HCl、Cl₂．甲同學猜想生成的氣體可能是氧氣，假如產(chǎn)生的氣體是O₂，則檢驗氧氣的方法是

 

．乙同學猜想生成的氣體還可能是

 

（填化學式）．
（2）【查閱資料】25℃時：HCl氣體在水中的溶解度是500，極易溶于水；Cl₂在水中的溶解度約是2，能溶于水，它能與NaOH溶液發(fā)生化學反應．丙同學根據(jù)查閱到的資料推理得出產(chǎn)生的氣體不可能是上述猜想中的

 

（3）【驗證猜想】丁同學認為可用實驗來證明產(chǎn)生的氣體是Cl₂，方法是將產(chǎn)生的氣體通入盛有NaOH溶液的洗氣瓶中，稱量通氣前后洗氣瓶的質(zhì)量進行檢驗．Cl₂與NaOH溶液反應的化學方程式是：Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+X，則X的化學式為

 

；生成物NaClO中氯元素的化合價為

 

．
（4）【設計方案】研究小組的同學合作設計了如圖的實驗方案，排除和驗證猜想的氣體．

如果產(chǎn)生的氣體是氧氣和氫氣，則裝置C中存在的安全隱患是

 

．現(xiàn)在產(chǎn)生的氣體經(jīng)研究小組同學的安全確認后，同學們首先對裝置A進行稱量，再將收集到的干燥的氣體從a處通入，過一會兒點燃C處的酒精燈，一段時間后，發(fā)現(xiàn)表面含CuO的銅網(wǎng)變?yōu)楣饬恋募t色；停止通氣，再稱量裝置A，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量無增減．由此可知：鐵釘與氯化銅溶液反應時，產(chǎn)生的氣體是與乙同學的猜想是相同的．上述含CuO的銅網(wǎng)變?yōu)楣饬恋募t色時發(fā)生的化學反應方程式是

 

．
（5）【實驗反思】裝置B中濃H₂SO₄起干燥作用，通�？捎脕砀稍�

 

氣體（要求寫出兩種氣體）．由上述實驗可以推出氯化銅溶液的呈

 

（選填“酸性”、“堿性”或“中性”）．

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,氧氣的檢驗和驗滿,金屬的化學性質(zhì),有關(guān)元素化合價的計算,質(zhì)量守恒定律及其應用

專題：科學探究

分析：（1）根據(jù)氧氣的助燃性回答；根據(jù)物質(zhì)中所含元素回答．
（2）根據(jù)氯化氫的溶解性回答．
（3）根據(jù)質(zhì)量守恒定律的元素守恒、反應前后原子的種類和數(shù)目不變，進行回答．根據(jù)在化合物中，元素化合價的代數(shù)和為零進行解答．
（4）①根據(jù)可燃性的氣體與氧氣混合后點燃易發(fā)生爆炸回答．
②根據(jù)檢驗氫氣純度的方法回答．根據(jù)氣體能與氧化銅在加熱的條件下反應及反應現(xiàn)象回答．
（5）根據(jù)濃硫酸的吸水性回答．根據(jù)活潑金屬與酸反應生成鹽和氫氣的性質(zhì)回答．

解答：解：
（1）氧氣有助燃性，可用帶火星的木條檢驗，看是否復燃．根據(jù)質(zhì)量守恒定律的元素守恒，“鐵釘投入到氯化銅溶液”中的元素有鐵、氯、銅、氫、氧元素，故乙同學猜想生成的氣體還可能是H₂；
（2）HCl氣體在水中的溶解度是500，極易溶于水，如產(chǎn)生的氣體是氯化氫，它不會從溶液中釋放出來．
（3）根據(jù)質(zhì)量守恒定律和Cl₂與NaOH溶液反應的化學方程式Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+X，利用反應前后原子的種類和數(shù)目不變，反應前Cl原子2個，Na、O、H原子各2個；反應后Na、Cl原子各2個，O原子1個，則X中含有H原子2個、O原子1個，故X的化學式是H₂O．
NaClO中，鈉元素的化合價是+1價，氧元素的化合價是-2價，設Cl元素的化合價為x，則（+1）+x+（-2）=0，則x=+1價．
（4）①因為可燃性的氣體與氧氣混合后點燃易發(fā)生爆炸，故如果產(chǎn)生的氣體是O₂和H₂，存在爆炸的安全隱患．
②將收集到的干燥的氣體從a處通入，過一會兒點燃C處的酒精燈，過一段時間后，發(fā)現(xiàn)表面含CuO的銅網(wǎng)變?yōu)楣饬恋募t色，說明氣體具有還原性；根據(jù)題目中信息“Cl₂在水中的溶解度約是2，能溶于水，它能與NaOH溶液發(fā)生化學反應”，故氫氧化物溶液能吸收氯氣，而溶液質(zhì)量增加，“停止通氣，再稱量裝置A，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量無增減”，說明氣體不是氯氣．而“鐵釘與氯化銅溶液反應時，產(chǎn)生的氣體是與乙同學的猜想是相同的”，即生成的氣體為氫氣，故其反應的化學方程式為H₂+CuO

△   .

Cu+H₂O；
（5）濃硫酸有吸水性，可以干燥氣體，如干燥氫氣、氧氣等氣體．因為活潑金屬能與酸反應生成鹽和氫氣，又由于此實驗中產(chǎn)生的氣體是氫氣，所以氯化銅溶液顯酸性．
故答案為：
（1）用帶火星的木條檢驗，看是否復燃．H₂；
（2）氯化氫．
（3）H₂O．+1．
（4）①爆炸．②H₂+CuO

△   .

Cu+H₂O；
（5）氫氣、氧氣；酸．

點評：物質(zhì)的推斷是初中化學的難重點，也是中考的熱點之一，了解物質(zhì)的性質(zhì)是解題的前提條件，解題時還要注意前后步驟間的聯(lián)系，充分利用綜合歸納法得出完整合理的結(jié)論．