题目内容
Ⅰ请你参与下列探究：
[问题情景]黄华元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．这一现象激发起同学们的探究欲望，生成的是什么气体？
[提出猜想]从物质组成元素的角度，放出的气体可能是SO2、O2、H2．
[查阅资料]SO2易溶于水，它能与NaOH反应，生成Na2SO3，Na2SO3中S元素的化合价为
[方案设计]依据上述猜想，实验小组同学设计了如下方案：
Ⅱ小希同学认为是SO2，则只需将放出的气体通入盛有NaOH溶液的洗气瓶中，称量通气前后洗气瓶的质量．
（2）实验小组同学合作设计了如下组合实验方案，排除和验证猜想的气体
用该装置实验如果放出的是O2和H2的混合物，你认为方案中的安全隐患是
（3）小曼同学认为：为确保安全，实验前应先收集一试管气体进行
[实验探究]经小曼确认安全后，小组同学首先对装置A进行称量，再将收集到的气体从a处通入，过一会儿点燃B处酒精灯；一段时间后，发现表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色；停止通气，再次称量装置A，发现质量无增减．
结论：铁粉与硫酸铜溶液反应时，产生的气体是
[思维拓展]经检验原溶液中只含有一种阴离子，有上述实验可以推出，硫酸铜溶液中可能还含有的物质的化学式为
[问题情景]黄华元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．这一现象激发起同学们的探究欲望，生成的是什么气体？
[提出猜想]从物质组成元素的角度，放出的气体可能是SO2、O2、H2．
[查阅资料]SO2易溶于水，它能与NaOH反应，生成Na2SO3，Na2SO3中S元素的化合价为
+4
+4
价．[方案设计]依据上述猜想，实验小组同学设计了如下方案：
Ⅱ小希同学认为是SO2，则只需将放出的气体通入盛有NaOH溶液的洗气瓶中，称量通气前后洗气瓶的质量．
（2）实验小组同学合作设计了如下组合实验方案，排除和验证猜想的气体
用该装置实验如果放出的是O2和H2的混合物，你认为方案中的安全隐患是
容易引起装置爆炸
容易引起装置爆炸
．（3）小曼同学认为：为确保安全，实验前应先收集一试管气体进行
验纯
验纯
（填实验操作名称）后，方可采取上面的装置进行实验．[实验探究]经小曼确认安全后，小组同学首先对装置A进行称量，再将收集到的气体从a处通入，过一会儿点燃B处酒精灯；一段时间后，发现表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色；停止通气，再次称量装置A，发现质量无增减．
结论：铁粉与硫酸铜溶液反应时，产生的气体是
氢气
氢气
．[思维拓展]经检验原溶液中只含有一种阴离子，有上述实验可以推出，硫酸铜溶液中可能还含有的物质的化学式为
H2SO4
H2SO4
．为了证明实验结论是否正确，小张同学提议向此溶液中滴加NaOH，若看到溶液没有立即产生蓝色沉淀
溶液没有立即产生蓝色沉淀
现象，可以证明结论正确．分析：[查阅资料]根据化合物中元素化合价代数和为0分析硫元素的化合价；
[方案设计]（2）根据氢气是可燃性的气体，点燃容易发生爆炸；
（3）根据使用可燃性气体的注意事项分析操作；
[实验探究]根据气体与氧化铜的反应现象可以推断产生的气体为氢气；
[思维拓展]根据金属和酸反应产生氢气及氢氧化钠和硫酸、硫酸铜反应的顺序分析．
[方案设计]（2）根据氢气是可燃性的气体，点燃容易发生爆炸；
（3）根据使用可燃性气体的注意事项分析操作；
[实验探究]根据气体与氧化铜的反应现象可以推断产生的气体为氢气；
[思维拓展]根据金属和酸反应产生氢气及氢氧化钠和硫酸、硫酸铜反应的顺序分析．
解答：解：[查阅资料]化合物中元素化合价代数和为0，Na2SO3中钠元素的为+1，氧元素为-2，因此硫元素的化合价为：（+1）×2+X+（-2）×3=0，因此x=+4；
[方案设计]（2）因为氢气是可燃性的气体，点燃容易发生爆炸；
（3）氢气是可燃性气体，不纯时点燃易发生爆炸现象，所以必须验纯；
[实验探究]将气体通入灼热的含氧化铜的铜网，发现表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色，说明该气体具有还原性，故为氢气；
[思维拓展]根据现象推断，产生的气体为氢气，而铁是与酸反应产生氢气，所以推断此硫酸铜溶液中含有酸性物质硫酸，化学式为：H2SO4；若溶液中含有硫酸铜和硫酸，加入的氢氧化钠会先和硫酸反应，然后再与硫酸铜产生氢氧化铜蓝色沉淀；
故答案为：[查阅资料]+4；
[方案设计]（2）容易引起装置爆炸；
（3）验纯；
[实验探究]氢气；
[思维拓展]H2SO4；溶液没有立即产生蓝色沉淀．
[方案设计]（2）因为氢气是可燃性的气体，点燃容易发生爆炸；
（3）氢气是可燃性气体，不纯时点燃易发生爆炸现象，所以必须验纯；
[实验探究]将气体通入灼热的含氧化铜的铜网，发现表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色，说明该气体具有还原性，故为氢气；
[思维拓展]根据现象推断，产生的气体为氢气，而铁是与酸反应产生氢气，所以推断此硫酸铜溶液中含有酸性物质硫酸，化学式为：H2SO4；若溶液中含有硫酸铜和硫酸，加入的氢氧化钠会先和硫酸反应，然后再与硫酸铜产生氢氧化铜蓝色沉淀；
故答案为：[查阅资料]+4；
[方案设计]（2）容易引起装置爆炸；
（3）验纯；
[实验探究]氢气；
[思维拓展]H2SO4；溶液没有立即产生蓝色沉淀．
点评：本题综合考查了金属的化学性质、使用氢气的注意事项以及酸、碱、盐的部分性质，解答的关键是利用题目给出的信息结合相关物质的性质进行分析即可．
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