Question

7．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A中石灰水变浑浊，则气体为SO₂．
若观察到铜网由红色变成黑色，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．这样操作是的目的是把装置中的空气排出，以免氢气和空气混合达到一定程度时遇热发生爆炸．
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，产生的气体是氢气．
②铁放入该硫酸铜溶液中所发生反应的化学方程式为Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu．
【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．

Answer 1

分析 【方案设计】
根据实验现象可以判断实验结论，根据实验结论可以判断实验现象；
加热条件下，铜能和氧气反应生成黑色固体氧化铜；
【实验探究】
氢气和空气或氧气混合达到一定程度时，遇明火或加热会发生爆炸；
加热条件下，氧化铜能和氢气反应生成铜和水；
【实验结论】
根据实验现象可以判断醋酸的气体是氢气；
如果硫酸铜溶液中含有稀硫酸，则加入铁时，铁能和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，能和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜；
【实验反思】
二氧化硫不能燃烧，不支持燃烧；
氧气能够支持燃烧，能使可燃物燃烧更剧烈；
氢气能够在空气中燃烧生成水．

解答 解：【方案设计】
甲同学认为：若观察到A中石灰水变浑浊，则气体为SO₂．
若观察到铜网由红色变成黑色，则气体为O₂．
故填：A中石灰水变浑浊；铜网由红色变成黑色．
【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，这样操作是的目的是：把装置中的空气排出，以免氢气和空气混合达到一定程度时遇热发生爆炸．
故填：把装置中的空气排出，以免氢气和空气混合达到一定程度时遇热发生爆炸．
【实验结论】①实验过程中发现 A 装置中溶液不变浑浊，说明气体不是二氧化硫，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，说明气体是氢气，因此铁粉与该硫酸铜溶液反应时，产生的气体是氢气．
故填：氢气．
②铁放入该硫酸铜溶液中所发生的反应是：铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应的化学方程式为：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu．
故填：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu．
【实验反思】
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．
故填：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．

点评 本题主要考查化学实验的方案设计与评价，在解此类题时，首先分析题中考查的问题，然后结合所给的知识和学过的知识进行分析解答．