Question

11．某实验小组的同学在研究金属的性质时，错把氢氧化钠溶般当成稀盐酸加入到打磨过的铝丝中，发现也有气泡产生，为弄清该气体的成分，实验小组进行了以下探究活动，请你参与并回答问题．
（1）【提出猜想】①气体是H₂；②气体是O₂；③气体是CO₂，经过讨论，大家一致认为猜想③不成立，理由是反应前没有碳元素，反应后不可能产生CO₂
（2）【探究方案】该小组的同学共同设计了如下图所示的实验装置，将产生的气体分别通入A和B中的玻璃管，并加热．若猜想①成立，则A中相应的现象为黑色粉末变成红色，反应的化学方程式为H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O；实际实验时，B装置中玻璃管内的铜网无明显变化，则可证明猜想②不成立．
（3）【得出结论】补充完整铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂
（4）【交流讨论】有同学认为，上述的实验方案A存在安全隐患，理由是氢气具有可燃性，点燃时易发生爆炸．

Answer 1

分析 （1）【提出猜想】根据题中信息和质量守恒定律解答；
（2）根据已有的知识进行分析，氢气具有还原性，能与氧化铜反应生成铜解答；若B中没有明显现象，说明没有氧气排出；
（3）据质量守恒定律中元素种类不变、原子个数不变，可得到X的化学式；
（4）根据氢气具有可燃性解答．

解答 解：
（1）【提出猜想】
根据题中信息和质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，可知：反应前没有碳元素，反应后不可能产生CO₂；
（2）氢气具有还原性，能与氧化铜反应生成，故A中玻璃管内可观察到的现象是黑色粉末变成红色；反应的化学方程式为：H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O．，B装置中玻璃管内的铜网无明显变化，说明没有氧气排出；则可证明猜想②不成立．
（3）根据质量守恒定律可知：元素种类不变、原子个数不变．由题干中化学方程式的左边有2个铝原子、2个钠原子、4个氧原子和6个氢原子，右边偏铝酸钠中只有2个钠原子、2个铝原子和4个氧原子，因此3个X分子中含有6个氢原子，所以一个X分子中含有2个氢原子，即X化学式为H₂；
（4）氢气具有可燃性，点燃时易发生爆炸．
答案：
（1）反应前没有碳元素，反应后不可能产生CO₂；
（2）黑色粉末变成红色；H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O；②；
（3）3H₂；
（4）氢气具有可燃性，点燃时易发生爆炸．

点评 本题考查了常见气体的检验，完成此题，可以依据气体的性质进行．掌握氢气还原氧化铜的反应原理、实验步骤与注意事项等是正确解答本题的关键．