Question

某化学实验小组同学将铁粉投入硫酸铜溶液中，发现生成红色固体物质的同时有较多的气泡放出．生成的是什么

某化学实验小组同学将铁粉投入硫酸铜溶液中，发现生成红色固体物质的同时有较多的气泡放出．生成的是什么气体呢？同学们决定进行探究．探究前老师提示，该反应生成的气体只有一种．【提出猜想】生成的气体可能是SO2或O2或H2．【查阅资料】①SO2与二氧化碳化学性质相似，如它也能使澄清石灰水变浑浊．②浓硫酸具有强烈的吸水性，可做气体的干燥剂．③H2与CO均可以还原金属氧化物．【方案设计】甲同学设计了如下实验方案，验证猜想的气体．甲同学认为：若观察到______，则气体为SO2．若观察到______，则气体为O2．【实验探究】①实验开始时，应先将收集到的气体从a处通入一段时间后，再点燃 C 处酒精灯．这样操作的目的是______．②实验过程中发现 A 装置中溶液不变浑浊，C 装置中表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色，试管壁上有水滴生成；【实验结论】①铁粉与该硫酸铜溶液反应时，产生的气体是______．②铁放入该硫酸铜溶液中所发生反应的化学方程式为______．【实验反思】乙同学认为甲同学的实验方案操作复杂，他只需一盒火柴即可确定该气体成分．你认为乙同学的实验方案是______．

Answer 1

【方案设计】二氧化硫和氢氧化钙溶液反应微溶于水的亚硫酸钙和水，所以如果A中石灰水变浑浊，则气体为SO₂；氧气和铜反应生成黑色的氧化铜，所以如果C中红色的铜网变黑，则气体为O₂；
【实验探究】①该实验中氢气属于可燃性气体，不纯加热可能会发生爆炸，所以实验开始时，应先将收集到的气体从a处通入一段时间后，再点燃C处酒精灯；
【实验结论】①实验过程中发现A装置中溶液不变浑浊，说明不是二氧化硫，C装置中表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色，试管壁上有水滴生成，所以铁粉与该硫酸铜溶液反应时，产生的气体是氢气；
②铁和硫酸反应生成氢气和硫酸亚铁，铁和硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁，发生反应的化学方程式为Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑、Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
【实验反思】二氧化硫不燃烧也不支持燃烧，能使燃着的木条熄灭；氧气具有助燃性，能使燃着的木条燃烧更旺；氢气具有可燃性，能燃烧，所以乙同学的实验方案是收集一瓶气体，将燃着的火柴伸入瓶中，若火柴熄灭，则为SO₂；若火柴燃烧更旺，则为O₂；若气体被点燃，则为H₂．
故答案为：
【方案设计】A中石灰水变浑浊；C中红色的铜网变黑；
【实验探究】排尽装置内的空气，防止气体不纯发生爆炸；
【实验结论】①氢气；
②Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑、Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
【实验反思】收集一瓶气体，将燃着的火柴伸入瓶中，若火柴熄灭，则为SO₂；若火柴燃烧更旺，则为O₂；若气体被点燃，则为H₂．