Question

某化學實驗小組同學將鐵粉投入硫酸銅溶液中，發現生成紅色固體物質的同時有較多的氣泡放出．生成的是什么氣體呢？同學們決定進行探究．探究前老師提示，該反應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與二氧化碳化學性質相似，如它也能使澄清石灰水變渾濁．
②濃硫酸具有強烈的吸水性，可做氣體的干燥劑．
③H₂與CO均可以還原金屬氧化物．
【方案設計】甲同學設計了如下實驗方案，驗證猜想的氣體．

甲同學認為：若觀察到

 

，則氣體為SO₂．
若觀察到

 

，則氣體為O₂．
【實驗探究】
①實驗開始時，應先將收集到的氣體從a處通入一段時間后，再點燃 C 處酒精燈．
這樣操作的目的是

 

．
②實驗過程中發現 A 裝置中溶液不變渾濁，C 裝置中表面含CuO的銅網由黑色變為光亮的紅色，試管壁上有水滴生成；
【實驗結論】①鐵粉與該硫酸銅溶液反應時，產生的氣體是

 

．
②鐵放入該硫酸銅溶液中所發生反應的化學方程式為

 

．
【實驗反思】
乙同學認為甲同學的實驗方案操作復雜，他只需一盒火柴即可確定該氣體成分．你認為乙同學的實驗方案是

 

．

Answer 1

分析：【方案設計】根據二氧化硫和氫氧化鈣溶液反應微溶于水的亞硫酸鈣和水以及氧氣和銅反應生成黑色的氧化銅進行解答；
【實驗探究】①根據該實驗中氫氣屬于可燃性氣體，不純加熱可能會發生爆炸進行解答；
【實驗結論】①根據實驗現象可知該氣體是氫氣進行解答；
②根據鐵和硫酸銅溶液反應生成銅和硫酸亞鐵進行解答；
【實驗反思】根據二氧化硫不燃燒也不支持燃燒，能使燃著的木條熄滅；氧氣具有助燃性，能使燃著的木條燃燒更旺；氫氣具有可燃性，能燃燒進行解答．

解答：解：【方案設計】二氧化硫和氫氧化鈣溶液反應微溶于水的亞硫酸鈣和水，所以如果A中石灰水變渾濁，則氣體為SO₂；氧氣和銅反應生成黑色的氧化銅，所以如果C中紅色的銅網變黑，則氣體為O₂；
【實驗探究】①該實驗中氫氣屬于可燃性氣體，不純加熱可能會發生爆炸，所以實驗開始時，應先將收集到的氣體從a處通入一段時間后，再點燃C處酒精燈；
【實驗結論】①實驗過程中發現A裝置中溶液不變渾濁，說明不是二氧化硫，C裝置中表面含CuO的銅網由黑色變為光亮的紅色，試管壁上有水滴生成，所以鐵粉與該硫酸銅溶液反應時，產生的氣體是氫氣；
②鐵和硫酸反應生成氫氣和硫酸亞鐵，鐵和硫酸銅溶液反應生成銅和硫酸亞鐵，發生反應的化學方程式為Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑、Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
【實驗反思】二氧化硫不燃燒也不支持燃燒，能使燃著的木條熄滅；氧氣具有助燃性，能使燃著的木條燃燒更旺；氫氣具有可燃性，能燃燒，所以乙同學的實驗方案是收集一瓶氣體，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；若氣體被點燃，則為H₂．
故答案為：
【方案設計】A中石灰水變渾濁；C中紅色的銅網變黑；
【實驗探究】排盡裝置內的空氣，防止氣體不純發生爆炸；
【實驗結論】①氫氣；
②Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑、Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
【實驗反思】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；若氣體被點燃，則為H₂．

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．