Question

12．某實驗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)的同時有較多氣泡產(chǎn)生，生成的氣體是什么呢？
【提出猜想】實驗小組的同學(xué)對產(chǎn)生的氣體提出猜想：可能是CO₂、HCl、Cl₂、O₂、H₂．
【查閱資料】25℃時，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，實驗小組的同學(xué)進行了如下討論：
（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)認為是O₂，則檢驗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)量進行檢驗．
【設(shè)計方案】實驗小組的同學(xué)合作設(shè)計了如下的試驗方案，排除和驗證猜想的氣體．

（1）如果產(chǎn)生的氣體是O₂和H₂，你認為裝置C中存在的安全隱患是發(fā)生爆炸．
（2）戊同學(xué)認為：為確保安全，實驗前應(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，移開大拇指點火，若沒有聽到尖銳的爆鳴聲，方可采用上面的裝置進行實驗．
【驗證實驗】經(jīng)戊同學(xué)確認安全后，小組同學(xué)首先對裝置A進行稱量，再將收集到的干燥的氣體從a處通入，過一會兒點燃C處的酒精燈，過一段時間后，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．
【實驗結(jié)論】鐵釘與氯化銅溶液反應(yīng)時，產(chǎn)生的氣體是氫氣．
【實驗反思】（1）裝置B中濃H₂SO₄起干燥作用．（2）由上述實驗可以推出氯化銅溶液顯酸性（填“酸性”、“堿性”或“中性”）
（3）如果要測出氯化銅溶液的酸堿度，你認為應(yīng)該選PH試紙來測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)計方案】
氫氣和氧氣混合達到一定程度時，即達到氫氣的爆炸極限時，遇明火會發(fā)生爆炸；
點燃混有氧氣的氫氣時，會發(fā)出尖銳的爆鳴聲；
【驗證實驗】
加熱條件下，氧化銅和氫氣反應(yīng)生成銅和水；
實驗結(jié)論】
根據(jù)實驗現(xiàn)象可以判斷相關(guān)方面的問題；
【實驗反思】
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，認為猜想中最不可能的氣體是二氧化碳，因為反應(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)認為是O₂，則檢驗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)計方案】
（1）如果產(chǎn)生的氣體是O₂和H₂，你認為裝置C中存在的安全隱患是發(fā)生爆炸，這是因為氫氣和氧氣混合達到一定程度時，即達到氫氣的爆炸極限時，遇明火會發(fā)生爆炸．
故填：發(fā)生爆炸．
（2）戊同學(xué)認為：為確保安全，實驗前應(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，移開大拇指點火，若沒有聽到尖銳的爆鳴聲，方可采用上面的裝置進行實驗．
故填：尖銳的爆鳴聲．
【驗證實驗】
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．
【實驗結(jié)論】
鐵釘與氯化銅溶液反應(yīng)時，產(chǎn)生的氣體是氫氣．
故填：氫氣．
【實驗反思】
（1）裝置B中濃H₂SO₄起干燥作用．
故填：干燥．
（2）由上述實驗可以推出氯化銅溶液顯酸性．
故填：酸性．
（3）如果要測出氯化銅溶液的酸堿度，你認為應(yīng)該選pH試紙來測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．

點評 實驗現(xiàn)象是物質(zhì)之間相互作用的外在表現(xiàn)，因此要學(xué)會設(shè)計實驗、觀察實驗、分析實驗，為揭示物質(zhì)之間相互作用的實質(zhì)奠定基礎(chǔ)．