Question

某化学兴趣小组在做Al和CuSO₄溶液反应实验时，小明将Al丝插入到盛有CuSO₄溶液的试管中，发现无明显现象，他非常困惑。小芳告述了他，这是因为　　　　　　　　　　，并告述了他处理的方法。他按照小芳告述的方法重新做了该实验，但他发现Al丝表面有红色物质析出的同时有气泡产生。这一现象激发了同学们的探究欲望，产生的气体是什么呢？

［提出猜想］该气体可能是SO₂、O₂、H₂中的一种或几种。

同学们猜想该气体可能是SO₂、O₂、H₂中的一种或几种。你认为他们提出该猜想的依据是　　　　　　。

［查阅资料］SO₂的性质与CO₂相似。

［设计方案］同学们为验证自己的猜想，设计了如下方案：

（１）          小明认为若是H₂ 、 O₂，实验方法略。

（２）          小芳认为若是SO₂，则只需将产生的气体通过盛有NaOH溶液的洗气瓶中，称量在通气前后洗气瓶的质量，即可验证。

（３）          小组同学合作设计了上图所示装置，排除和验证猜想的气体。

［实验探究］小组同学首先称量装置甲的质量，再将收集的气体从A通入，过一会儿后点燃乙处的酒精灯；一段时间后，发现表面含有CuO的铜丝网变为光亮的红色；停止加热再停止通气体，再次称量装置甲的质量，发现质量无变化。

［实验结论］Al丝插入到CuSO₄溶液时，产生的气体是　　　　　　　　　。

［实验反思］（１）若不用称量装置甲的质量，如何判断SO₂与NaOH溶液发生了反应呢？

小红又设计了下图所示的装置进行实验，她发现试管内液面上升了，于是他得出结论:SO₂ 与NaOH溶液发生了反应。

小华认为这一方案不严谨，不足以说明SO₂ 与NaOH溶液确实发生了反应。

他的理由是　　　　　　　　           　　　　　　　。

要得到科学严谨的结论，小华思考后，仍用该装置，补充了一个实验来回答，这个补充实验是：                                                    。

小华采用的是　　　　　　实验法。这一方法是我们学习化学的一个重要方法。

（２）通过上述实验，该小组同学得出CuSO₄溶液中可能含有的物质是　　　　　　。

 

Answer 1

【答案】

铝丝的表面有致密的氧化膜，阻止了铝和硫酸铜的反应。

质量守恒定律    氢气

SO₂ 能溶于水，NaOH溶液中含有水，SO₂ 的减少，是SO₂ 溶于水，还是与NaOH反应，该实验无法说明。

取一只相同的试管，收集满SO₂后，倒插入盛水的烧杯中，比较试管中液面上升的高度即可判断。　　　

对比（或比较或控制变量）。　　硫酸（稀硫酸）。

【解析】因为铝在常温下就可以与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，所以在做实验时要用砂纸打磨一下。

根据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，做出了这些猜想；

因为CuO的铜丝网变为光亮的红色，说明氧化铜被还原了，也就可以证明该气体中含有氢气，停止加热再停止通气体，再次称量装置甲的质量，发现质量无变化，说明该气体中无二氧化硫，故最终可以确定Al丝插入到CuSO₄溶液时，产生的气体是氢气

SO₂ 是能溶于水的，所以试管内气压的变化也可能是SO₂ 溶于水引起的。可以进行一下对比：一个倒插入水中，一个倒插入氢氧化钠溶液中，液面上升的高度是不同的，插入氢氧化钠溶液中的试管内液面上升的高。

因为产生了氢气，所以可能是硫酸铜溶液中有硫酸。