Question

12．某實(shí)驗(yàn)小組將潔凈的鐵釘投入到氯化銅溶液中，發(fā)現(xiàn)鐵釘表面生成紅色固體物質(zhì)的同時(shí)有較多氣泡產(chǎn)生，生成的氣體是什么呢？
【提出猜想】實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)對(duì)產(chǎn)生的氣體提出猜想：可能是CO₂、HCl、Cl₂、O₂、H₂．
【查閱資料】25℃時(shí)，HCl氣體在水中的溶解度是500，極易溶于水；Cl₂在水中的溶解度約是2，易溶于水，它能與NaOH溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)．
【討論分析】依據(jù)猜想和資料，實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)進(jìn)行了如下討論：
（1）甲同學(xué)從物質(zhì)組成的元素角度分析，認(rèn)為猜想中最不可能的氣體是CO₂．
（2）乙同學(xué)根據(jù)資料推理得出產(chǎn)生的氣體不可能是HCl，理由是：HCl氣體極易溶于水．
（3）丙同學(xué)認(rèn)為是O₂，則檢驗(yàn)O₂的方法是把帶火星的木條伸入集氣瓶中，如果帶火星的木條復(fù)燃，說明氣體是氧氣，反之則不是．
（4）丁同學(xué)認(rèn)為是Cl₂，則只需將產(chǎn)生的氣體通入盛有NaOH溶液的洗氣瓶中，稱量通氣前后洗氣瓶的質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)．
【設(shè)計(jì)方案】實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)合作設(shè)計(jì)了如下的試驗(yàn)方案，排除和驗(yàn)證猜想的氣體．

（1）如果產(chǎn)生的氣體是O₂和H₂，你認(rèn)為裝置C中存在的安全隱患是發(fā)生爆炸．
（2）戊同學(xué)認(rèn)為：為確保安全，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先收集一試管氣體，用拇指堵住管口，試管口略向下傾斜，靠近酒精燈火焰，移開大拇指點(diǎn)火，若沒有聽到尖銳的爆鳴聲，方可采用上面的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
【驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)】經(jīng)戊同學(xué)確認(rèn)安全后，小組同學(xué)首先對(duì)裝置A進(jìn)行稱量，再將收集到的干燥的氣體從a處通入，過一會(huì)兒點(diǎn)燃C處的酒精燈，過一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)表面含CuO的銅網(wǎng)變?yōu)楣饬恋募t色，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O．停止通氣，再稱量裝置A，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量無增減．
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】鐵釘與氯化銅溶液反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)生的氣體是氫氣．
【實(shí)驗(yàn)反思】（1）裝置B中濃H₂SO₄起干燥作用．（2）由上述實(shí)驗(yàn)可以推出氯化銅溶液顯酸性（填“酸性”、“堿性”或“中性”）
（3）如果要測(cè)出氯化銅溶液的酸堿度，你認(rèn)為應(yīng)該選PH試紙來測(cè)定具體的操作方法是：用潔凈干燥的玻璃棒蘸取氯化銅溶液，滴在pH試紙的中部，待試紙變色后，再與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較來確定溶液的pH．

Answer 1

分析 【討論分析】
化學(xué)反應(yīng)前后，元素種類不變；
氯化氫氣體極易溶于水；
氧氣能使帶火星的木條復(fù)燃；
【設(shè)計(jì)方案】
氫氣和氧氣混合達(dá)到一定程度時(shí)，即達(dá)到氫氣的爆炸極限時(shí)，遇明火會(huì)發(fā)生爆炸；
點(diǎn)燃混有氧氣的氫氣時(shí)，會(huì)發(fā)出尖銳的爆鳴聲；
【驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)】
加熱條件下，氧化銅和氫氣反應(yīng)生成銅和水；
實(shí)驗(yàn)結(jié)論】
根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以判斷相關(guān)方面的問題；
【實(shí)驗(yàn)反思】
濃硫酸具有吸水性，可以用作某些氣體的干燥劑；
利用pH試紙可以測(cè)定溶液的酸堿度．

解答 解：【討論分析】
（1）甲同學(xué)從物質(zhì)組成的元素角度分析，認(rèn)為猜想中最不可能的氣體是二氧化碳，因?yàn)榉磻?yīng)物中不含有碳元素，因此不可能生成二氧化碳．
故填：CO₂．
（2）乙同學(xué)根據(jù)資料推理得出產(chǎn)生的氣體不可能是HCl，理由是HCl氣體極易溶于水．
故填：HCl；HCl氣體極易溶于水．
（3）丙同學(xué)認(rèn)為是O₂，則檢驗(yàn)O₂的方法是：把帶火星的木條伸入集氣瓶中，如果帶火星的木條復(fù)燃，說明氣體是氧氣，反之則不是．
故填：把帶火星的木條伸入集氣瓶中，如果帶火星的木條復(fù)燃，說明氣體是氧氣，反之則不是．
【設(shè)計(jì)方案】
（1）如果產(chǎn)生的氣體是O₂和H₂，你認(rèn)為裝置C中存在的安全隱患是發(fā)生爆炸，這是因?yàn)闅錃夂脱鯕饣旌线_(dá)到一定程度時(shí)，即達(dá)到氫氣的爆炸極限時(shí)，遇明火會(huì)發(fā)生爆炸．
故填：發(fā)生爆炸．
（2）戊同學(xué)認(rèn)為：為確保安全，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先收集一試管氣體，用拇指堵住管口，試管口略向下傾斜，靠近酒精燈火焰，移開大拇指點(diǎn)火，若沒有聽到尖銳的爆鳴聲，方可采用上面的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
故填：尖銳的爆鳴聲．
【驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)】
加熱條件下，氧化銅和氫氣反應(yīng)生成銅和水，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O．
故填：H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O．
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】
鐵釘與氯化銅溶液反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)生的氣體是氫氣．
故填：氫氣．
【實(shí)驗(yàn)反思】
（1）裝置B中濃H₂SO₄起干燥作用．
故填：干燥．
（2）由上述實(shí)驗(yàn)可以推出氯化銅溶液顯酸性．
故填：酸性．
（3）如果要測(cè)出氯化銅溶液的酸堿度，你認(rèn)為應(yīng)該選pH試紙來測(cè)定具體的操作方法是：用潔凈干燥的玻璃棒蘸取氯化銅溶液，滴在pH試紙的中部，待試紙變色后，再與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較來確定溶液的pH．
故填：pH試紙；用潔凈干燥的玻璃棒蘸取氯化銅溶液，滴在pH試紙的中部，待試紙變色后，再與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較來確定溶液的pH．

點(diǎn)評(píng) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是物質(zhì)之間相互作用的外在表現(xiàn)，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為揭示物質(zhì)之間相互作用的實(shí)質(zhì)奠定基礎(chǔ)．