Question

1．我校化學(xué)興趣小組在探究金屬與鹽溶液反應(yīng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)金屬鈉放在硫酸銅溶液中有氣泡和沉淀產(chǎn)生，為了探究生成的氣體和固體沉淀的成分與沉淀的原因，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
【提出問題】產(chǎn)生的氣體是什么？
【猜想與假設(shè)】（1）二氧化硫；（2）二氧化碳；（3）氫氣．你認(rèn)為不合理的猜想是（2）二氧化碳，
【查閱資料】①二氧化硫與二氧化碳化學(xué)性質(zhì)相似，都能與澄清石灰水反應(yīng)生成白色沉淀．②鈉是一種非�；顫姷慕饘伲�能與冷水劇烈反應(yīng)，化學(xué)方程式為2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑．
【方案設(shè)計(jì)】依據(jù)上述猜想設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：
（1）甲同學(xué)驗(yàn)證生成的氣體是否為二氧化硫，將生成的氣體通入澄清的石灰水中，發(fā)現(xiàn)澄清石灰水未渾濁，確定生成的氣體不是二氧化硫．
（2）乙同學(xué)利用如圖所示裝置驗(yàn)證生成的氣體是氫氣．實(shí)驗(yàn)過程中可發(fā)現(xiàn)到玻璃管中的現(xiàn)象是黑色氧化銅變成紅色，化學(xué)方程式為H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O．
【得出結(jié)論】猜想（3）正確．
【拓展延伸】鈉和硫酸銅溶液反應(yīng)生成的沉淀是什么？
【分析討論】認(rèn)為鈉可能會(huì)與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣，氫氧化鈉再與硫酸銅反應(yīng)生成藍(lán)色的氫氧化銅沉淀．
（3）丙同學(xué)認(rèn)為：除了上述反應(yīng)，可能鈉直接與硫酸銅反應(yīng)生成紅色的單質(zhì)銅，只是藍(lán)色的氫氧化銅沉淀掩蓋了紅色的銅．請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明該藍(lán)色沉淀中不含單質(zhì)銅．

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
		該藍(lán)色沉淀中不含不含單質(zhì)銅

（4）有上述探究，同學(xué)們認(rèn)為硫酸銅溶液可能顯酸性（填“酸性”、“中性”或“堿性”），可以選擇紫色石蕊試液（填試劑的名稱）來驗(yàn)證．

Answer 1

分析 【猜想與假設(shè)】根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，在化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變進(jìn)行分析；
【方案設(shè)計(jì)】（1）根據(jù)二氧化硫和氫氧化鈣會(huì)生成亞硫酸鈣沉淀和水進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)氫氣和氧化銅在加熱的條件下反應(yīng)生成銅和水進(jìn)行分析；
【得出結(jié)論】根據(jù)上面的猜想和推導(dǎo)進(jìn)行分析；
【分析討論】根據(jù)氫氧化銅會(huì)與硫酸反應(yīng)生成硫酸銅，銅不會(huì)與硫酸反應(yīng)進(jìn)行分析；
（4）根據(jù)鈉和硫酸銅反應(yīng)會(huì)生成氫氣，以及驗(yàn)證物質(zhì)顯酸性可以用紫色石蕊試液進(jìn)行分析．

解答 解：【猜想與假設(shè)】根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，在化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變，反應(yīng)物是鈉和硫酸銅，不含碳元素，所以生成物中不會(huì)有二氧化碳；
【方案設(shè)計(jì)】（1）二氧化硫和氫氧化鈣會(huì)生成亞硫酸鈣沉淀和水，所以將生成的氣體通入澄清的石灰水中，發(fā)現(xiàn)澄清石灰水未渾濁，確定生成的氣體不是二氧化硫；
（2）氫氣和氧化銅在加熱的條件下反應(yīng)生成銅和水，所以實(shí)驗(yàn)過程中可發(fā)現(xiàn)到玻璃管中的現(xiàn)象是黑色氧化銅變成紅色，化學(xué)方程式為：H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O；
【得出結(jié)論】通過推導(dǎo)可知，鈣氣體不是二氧化硫，是氫氣，所以猜想（3）正確；
【分析討論】氫氧化銅會(huì)與硫酸反應(yīng)生成硫酸銅，銅不會(huì)與硫酸反應(yīng)，所以

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
（1）取藍(lán)色的氫氧化銅固體放入試管中； （2）向試管中滴加稀硫酸溶液	藍(lán)色固體溶解消失，變成藍(lán)色溶液，無紅色沉淀物	該藍(lán)色沉淀中不含不含單質(zhì)銅

（4）鈉和硫酸銅反應(yīng)會(huì)生成氫氣，以及驗(yàn)證物質(zhì)顯酸性可以用紫色石蕊試液，所以同學(xué)們認(rèn)為硫酸銅溶液可能顯酸性，可以選擇紫色石蕊試液來驗(yàn)證．
故答案為：【猜想與假設(shè)】（2）二氧化碳；
【方案設(shè)計(jì)】（1）澄清石灰水未渾濁；
（2）黑色氧化銅變成紅色，H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O；
【得出結(jié)論】猜想（3）正確；
【分析討論】

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
（1）取藍(lán)色的氫氧化銅固體放入試管中； （2）向試管中滴加稀硫酸溶液	藍(lán)色固體溶解消失，變成藍(lán)色溶液，無紅色沉淀物	該藍(lán)色沉淀中不含不含單質(zhì)銅

（4）酸性，紫色石蕊試液．

點(diǎn)評(píng) 本考點(diǎn)既考查了金屬的活動(dòng)性順序、實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)，又考查了化學(xué)方程式的書寫，還對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，綜合性比較強(qiáng)．