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)了如圖2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，應(yīng)先將收集到的氣體從a處通入一段時間后，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，產(chǎn)生的氣體是

 

．
【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

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,金屬的化學(xué)性質(zhì)

專題：科學(xué)探究

分析：【方案設(shè)計(jì)】根據(jù)二氧化硫和氫氧化鈣溶液反應(yīng)微溶于水的亞硫酸鈣和水以及氧氣和銅反應(yīng)生成黑色的氧化銅進(jìn)行解答；
【實(shí)驗(yàn)探究】①根據(jù)該實(shí)驗(yàn)中氫氣屬于可燃性氣體，不純加熱可能會發(fā)生爆炸進(jìn)行解答；
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】①根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知該氣體是氫氣進(jìn)行解答；
【實(shí)驗(yàn)反思】根據(jù)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(jìn)行解答．

解答：解：
【方案設(shè)計(jì)】二氧化硫和氫氧化鈣溶液反應(yīng)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(yīng)生成黑色的氧化銅，所以如果C中紅色的銅網(wǎng)變黑，則氣體為O₂；
【實(shí)驗(yàn)探究】①該實(shí)驗(yàn)中氫氣屬于可燃性氣體，不純加熱可能會發(fā)生爆炸，所以實(shí)驗(yàn)開始時，應(yīng)先將收集到的氣體從a處通入一段時間后，再點(diǎn)燃C處酒精燈；
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】①實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)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(wǎng)由黑色變?yōu)楣饬恋募t色，試管壁上有水滴生成，所以鐵粉與該硫酸銅溶液反應(yīng)時，產(chǎn)生的氣體是氫氣；
②鐵和硫酸反應(yīng)生成氫氣和硫酸亞鐵，鐵和硫酸銅溶液反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑、Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
【實(shí)驗(yàn)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(xué)的實(shí)驗(yàn)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(diǎn)燃，則為H₂．
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；
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】氫氣；
【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．

點(diǎn)評：本題主要考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)的方案設(shè)計(jì)與評價，在解此類題時，首先分析題中考查的問題，然后結(jié)合所給的知識和學(xué)過的知識進(jìn)行分析解答．