Question

5．某化学实验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．生成的是什么气体呢？同学们决定进行探究．探究前老师提示，该反应生成的气体只有一种．
【提出猜想】放出的气体可能是SO₂、O₂、H₂．提出猜想的依据是质量守恒定律．
【查阅资料】SO₂易溶于水，化学性质与二氧化碳相似，它能使澄清石灰水变浑浊．生成CaCO₃．
【方案设计】依据上述猜想，实验小组同学设计了如下实验方案：
（1）甲同学认为是O₂：则检验方法是用带火星的木条检验，看木条是否复燃．
（2）乙同学认为是SO₂．则只需将放出的气体通入澄清石灰水中，看澄清石灰水是否变浑浊．写出SO₂与
Ca（OH）₂反应的化学方程式SO₂+Ca（OH）₂=CaSO₃↓+H₂O．
（3）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．
实验过程中发现A装置中溶液不变浑浊，C装置中表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色；则此反应的
化学方程式为H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O．
【结论】铁粉与硫酸铜溶液反应时，产生的气体是氢气．

Answer 1

分析 提出猜想：进行猜想要考虑到反应前后元素种类不变；
（1）氧气具有助燃性，可以通过检验气体的助燃效果进行判断；
（2）根据题中信息结合化学方程式的写法考虑；
（3）根据氢气能和氧化铜反应生成铜和水进行解答；
【结论】根据实验现象分析实验结论，因为加入金属铁有氢气生成，所以溶液中可能含有酸．

解答 解：铁粉投入硫酸铜溶液中，反应前含有S、O、H、Cu元素，依据质量守恒定律可以得出猜想；
故答案为：质量守恒定律；
（1）氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，所以可用带火星的木条检验；
故答案为：用带火星的木条检验，看木条是否复燃；
（2）二氧化硫和氢氧化钙反应会生成亚硫酸钙和水；
故答案为：SO₂+Ca（OH）₂=CaSO₃↓+H₂O；
（3）A装置中溶液不变浑浊，说明没有二氧化硫，H₂可以使CuO还原成红色的Cu，故产生的气体为氢气，氢气能和氧化铜反应生成铜和水，反应的
化学方程式为H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O；
故答案为：H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O；
【结论】H₂可以使CuO还原成红色的Cu，故产生的气体为氢气．故答案为：氢气．

点评 本题主要考查化学实验的方案设计与评价，在解此类题时，首先分析题中考查的问题，然后结合所给的知识和学过的知识进行分析解答．