Question

1．我校化学兴趣小组在探究金属与盐溶液反应时，发现金属钠放在硫酸铜溶液中有气泡和沉淀产生，为了探究生成的气体和固体沉淀的成分与沉淀的原因，进行如下实验：
【提出问题】产生的气体是什么？
【猜想与假设】（1）二氧化硫；（2）二氧化碳；（3）氢气．你认为不合理的猜想是（2）二氧化碳，
【查阅资料】①二氧化硫与二氧化碳化学性质相似，都能与澄清石灰水反应生成白色沉淀．②钠是一种非常活泼的金属，能与冷水剧烈反应，化学方程式为2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑．
【方案设计】依据上述猜想设计了如下实验方案：
（1）甲同学验证生成的气体是否为二氧化硫，将生成的气体通入澄清的石灰水中，发现澄清石灰水未浑浊，确定生成的气体不是二氧化硫．
（2）乙同学利用如图所示装置验证生成的气体是氢气．实验过程中可发现到玻璃管中的现象是黑色氧化铜变成红色，化学方程式为H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O．
【得出结论】猜想（3）正确．
【拓展延伸】钠和硫酸铜溶液反应生成的沉淀是什么？
【分析讨论】认为钠可能会与水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠再与硫酸铜反应生成蓝色的氢氧化铜沉淀．
（3）丙同学认为：除了上述反应，可能钠直接与硫酸铜反应生成红色的单质铜，只是蓝色的氢氧化铜沉淀掩盖了红色的铜．请你设计实验证明该蓝色沉淀中不含单质铜．

实验步骤	实验现象	实验结论
		该蓝色沉淀中不含不含单质铜

（4）有上述探究，同学们认为硫酸铜溶液可能显酸性（填“酸性”、“中性”或“碱性”），可以选择紫色石蕊试液（填试剂的名称）来验证．

Answer 1

分析 【猜想与假设】根据质量守恒定律可知，在化学反应前后元素种类不变进行分析；
【方案设计】（1）根据二氧化硫和氢氧化钙会生成亚硫酸钙沉淀和水进行分析；
（2）根据氢气和氧化铜在加热的条件下反应生成铜和水进行分析；
【得出结论】根据上面的猜想和推导进行分析；
【分析讨论】根据氢氧化铜会与硫酸反应生成硫酸铜，铜不会与硫酸反应进行分析；
（4）根据钠和硫酸铜反应会生成氢气，以及验证物质显酸性可以用紫色石蕊试液进行分析．

解答 解：【猜想与假设】根据质量守恒定律可知，在化学反应前后元素种类不变，反应物是钠和硫酸铜，不含碳元素，所以生成物中不会有二氧化碳；
【方案设计】（1）二氧化硫和氢氧化钙会生成亚硫酸钙沉淀和水，所以将生成的气体通入澄清的石灰水中，发现澄清石灰水未浑浊，确定生成的气体不是二氧化硫；
（2）氢气和氧化铜在加热的条件下反应生成铜和水，所以实验过程中可发现到玻璃管中的现象是黑色氧化铜变成红色，化学方程式为：H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O；
【得出结论】通过推导可知，钙气体不是二氧化硫，是氢气，所以猜想（3）正确；
【分析讨论】氢氧化铜会与硫酸反应生成硫酸铜，铜不会与硫酸反应，所以

实验步骤	实验现象	实验结论
（1）取蓝色的氢氧化铜固体放入试管中； （2）向试管中滴加稀硫酸溶液	蓝色固体溶解消失，变成蓝色溶液，无红色沉淀物	该蓝色沉淀中不含不含单质铜

（4）钠和硫酸铜反应会生成氢气，以及验证物质显酸性可以用紫色石蕊试液，所以同学们认为硫酸铜溶液可能显酸性，可以选择紫色石蕊试液来验证．
故答案为：【猜想与假设】（2）二氧化碳；
【方案设计】（1）澄清石灰水未浑浊；
（2）黑色氧化铜变成红色，H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O；
【得出结论】猜想（3）正确；
【分析讨论】

实验步骤	实验现象	实验结论
（1）取蓝色的氢氧化铜固体放入试管中； （2）向试管中滴加稀硫酸溶液	蓝色固体溶解消失，变成蓝色溶液，无红色沉淀物	该蓝色沉淀中不含不含单质铜

（4）酸性，紫色石蕊试液．

点评 本考点既考查了金属的活动性顺序、实验步骤的设计，又考查了化学方程式的书写，还对实验进行了评价，综合性比较强．