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】生成的氣體可能是SO₂或O₂或H₂。

【查閱資料】

①SO₂與二氧化碳化學(xué)性質(zhì)相似，如它也能使澄清石灰水變渾濁。

②濃硫酸具有強(qiáng)烈的吸水性，可做氣體的干燥劑。

③H₂與CO均可以還原金屬氧化物。

【方案設(shè)計(jì)】甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案，驗(yàn)證猜想的氣體。

甲同學(xué)認(rèn)為：若觀察到                                             ，則氣體為SO₂。 若觀察到                     ，則氣體為O₂。

【實(shí)驗(yàn)探究】

①實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，應(yīng)先將收集到的氣體從a處通入一段時(shí)間后，再點(diǎn)燃 C 處酒精燈。

這樣操作的目的是                                                               。

②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，試管壁上有水滴生成；

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】①鐵粉與該硫酸銅溶液反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)生的氣體是                 。

②鐵放入該硫酸銅溶液中所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為                               。

【實(shí)驗(yàn)反思】

乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案操作復(fù)雜，他只需一盒火柴即可確定該氣體成分。你認(rèn)為乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案是                                                                        。

 

Answer 1

【答案】

【方案設(shè)計(jì)】A中石灰水變渾濁                 C中紅色的銅網(wǎng)變黑

【實(shí)驗(yàn)探究】 排盡裝置內(nèi)的空氣，防止氣體不純發(fā)生爆炸     （加點(diǎn)字含義必須有）

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】①氫氣   ②Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑     Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu 

【實(shí)驗(yàn)反思】 收集一瓶氣體，將燃著的火柴伸入瓶中，若火柴熄滅，則為SO₂；若火柴燃燒更旺，則為O₂；若氣體被點(diǎn)燃，則為H₂。

【解析】

試題分析：【方案設(shè)計(jì)】因?yàn)镾O₂與二氧化碳化學(xué)性質(zhì)相似，如它也能使澄清石灰水變渾濁。所以氣體如果是SO₂，則會(huì)使A中的澄清的石灰水變渾濁。氧氣能和銅在加熱的情況生成黑色的氧化銅，因此如氣體是氧氣會(huì)觀察到試管內(nèi)紅色的銅片會(huì)變黑。氫氣是一種可燃性氣體，如果將氫氣和空氣混合可能會(huì)發(fā)生爆炸。所以能一會(huì)氣體再點(diǎn)燃酒精燈是為了將裝置內(nèi)的空氣排除干凈，防止因氫氣中混有空氣而爆炸。

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】①根據(jù)[實(shí)驗(yàn)探究]②中A 裝置中溶液不變渾濁，說明氣體不是SO₂。 C 裝置中表面含CuO的銅網(wǎng)由黑色變?yōu)楣饬恋募t色，試管壁上有水滴生成；說明該氣體有還原性且與氧化銅反應(yīng)生成銅和水。所以可知該氣體為氫氣。

②根據(jù)以上情況可知，將鐵放入硫酸銅溶液中發(fā)生的反應(yīng)有兩個(gè)，分別為：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑

Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu

【實(shí)驗(yàn)反思】因?yàn)镾O₂的性質(zhì)與CO₂相似，所以SO₂應(yīng)具有不燃燒也不支持燃燒的性質(zhì)；O₂具有助燃性；H2具有可燃性。所以可以收集一瓶氣體，將燃著的火柴伸入瓶中，若火柴熄滅，則為SO₂；若火柴燃燒更旺，則為O₂；若氣體被點(diǎn)燃，則為H₂。

考點(diǎn)：科學(xué)探究    氧氣、氫氣、二氧化碳的性質(zhì)