Question

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

 

．
【查閱資料】SO₂易溶于水，化學(xué)性質(zhì)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(shè)計(jì)】依據(jù)上述猜想，實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如下方案：
（1）甲同學(xué)認(rèn)為是O₂，則檢驗(yàn)方法是

 

．
（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

 

．
（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．

若拆去B裝置，直接連接A和C裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可能導(dǎo)致

 

后果發(fā)生．
【實(shí)驗(yàn)探究】實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，先將收集到的氣體從a通入一段時(shí)間后，再點(diǎn)燃C處酒精燈；
這樣操作的目的是

 

．
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；
結(jié)論：鐵粉與硫酸銅溶液反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)生的氣體是

 

．
【思維拓展]由上述實(shí)驗(yàn)可以推出，硫酸銅溶液中可能含有

 

．并寫出鐵粉與它們反應(yīng)的化學(xué)方程式
1．

 

；2．

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律,常見氣體的檢驗(yàn)與除雜方法,書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

分析：提出猜想：進(jìn)行猜想要考慮到質(zhì)量守恒定律的元素守恒：反應(yīng)前后元素種類不變；
（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律的元素守恒進(jìn)行考慮；
（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)濃硫酸具有吸水性分析；
實(shí)驗(yàn)探究：點(diǎn)燃可燃性氣體和空氣的混合物容易發(fā)生爆炸；
結(jié)論：根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論，推測(cè)生成的氣體；
思維拓展：因?yàn)榧尤虢饘勹F有氫氣生成，所以溶液中可能含有酸．正確書寫化學(xué)方程式．

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“放出的氣體可能是SO₂、O₂、H₂”；故答案為：質(zhì)量守恒定律；
（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；
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；故其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：SO₂+Ca（OH）₂=CaSO₃↓+H₂O；
（3）濃硫酸具有吸水性，故裝置B中濃硫酸的作用是吸收水蒸氣，若去掉B裝置，可能導(dǎo)致C裝置中的硬質(zhì)玻璃管受熱不均而破裂；故答案為：C裝置中的硬質(zhì)玻璃管破裂；
實(shí)驗(yàn)探究：可燃性的氣體和空氣混合加熱時(shí)可能會(huì)發(fā)生爆炸，因此先將收集到的氣體從a通入一段時(shí)間后，再點(diǎn)燃C處酒精燈的目的是排出裝置內(nèi)的空氣，以防加熱時(shí)爆炸；故答案為：排出裝置內(nèi)的空氣，以防加熱時(shí)爆炸；
結(jié)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(chǎn)生的氣體為氫氣；
思維拓展：因?yàn)橛袣錃馍�成，鐵應(yīng)該與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，故答案為：酸．
鐵和硫酸銅反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu．
鐵和硫酸反應(yīng)生成氫氣和硫酸亞鐵，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑．
故答案為：
【提出猜想】質(zhì)量守恒定律．
【方案設(shè)計(jì)】（1）用帶火星的木條檢驗(yàn)，看木條是否復(fù)燃．
（2）SO₂+Ca（OH）₂=CaSO₃↓+H₂O．
（3）C裝置中的硬質(zhì)玻璃管破裂．
【實(shí)驗(yàn)探究】排出裝置內(nèi)的空氣，以防加熱時(shí)爆炸． 氫氣．
【思維拓展]酸． Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu
； Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)的方案設(shè)計(jì)與評(píng)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(shí)和學(xué)過的知識(shí)進(jìn)行分析解答．