题目内容

某实验小组将洁净的铁钉投入到氯化铜溶液中，发现铁钉表面生成红色固体物质的同时有较多气泡产生，生成的气体是什么呢？
【提出猜想】从物质组成的元素角度分析，产生的气体可能是HCl、Cl₂、O₂、H₂．
【查阅资料】25℃时：HCl气体在水中的溶解度是500，极易溶于水；Cl₂在水中的溶解度约是2，易溶于水，它能与NaOH溶液发生化学反应．
【讨论分析】依据猜想和资料，实验小组的同学进行了如下讨论：
（1）甲同学根据资料推理得出产生的气体不可能是______．
（2）乙同学认为是O₂，则检验O₂的方法是______．
（3）丙同学认为是Cl₂，则只需将产生的气体通入盛有NaOH溶液的洗气瓶中，称量通气前后洗气瓶的质量进行检验．Cl₂与NaOH溶液反应的化学方程式是：Cl₂+2NaOH=NACl+NaClO+X，则X的化学式是______．
【设计方案】实验小组的同学合作设计了如下的试验方案，排除和验证猜想的气体．

①如果产生的气体是O₂和H2，你认为装置C中存在的安全隐患是______．
②丁同学认为：为确保安全，实验前应先收集一试管气体，用拇指______，若没有听到______，方可采用上面的装置进行实验．
【验证实验】经丁同学确认安全后，小组同学首先对装置A进行称量，再将收集到的干燥的气体从a处通入，过一会儿点燃C处的酒精灯，过一段时间后，发现表面含CuO的铜网变为光亮的红色；停止通气，再称量装置A，发现质量无增减．
【实验结论】铁钉与氯化铜溶液反应时，产生的气体是______．
【实验反思】（1）装置B中浓H₂SO₄起______作用．
（2）由上述实验可以推出氯化铜溶液显______（填“酸性”、“碱性”或“中性”）

【讨论分析】（1）HCl气体在水中的溶解度是500，极易溶于水，如产生的气体是氯化氢，它不会从溶液中释放出来．
（2）氧气有助燃性，可用带火星的木条检验，看带火星的木条是否复燃．
（3）根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目不变，故X的化学式是H₂O．
【设计方案】①可燃性的气体与氧气混合后点燃易发生爆炸，如果产生的气体是O₂和H₂，存在爆炸的安全隐患．
②用拇指堵住试管口，试管口略向下倾斜，靠近酒精灯的火焰，移开拇指点火，如听到尖锐的爆鸣声证明气体不纯，可能发生爆炸．
【实验结论】将收集到的干燥的气体从a处通入，过一会儿点燃C处的酒精灯，过一段时间后，发现表面含CuO的铜网变为光亮的红色，说明气体具有还原性；氢氧化物溶液能吸收二氧化碳，停止通气，再称量装置A，发现质量无增减，说明气体不是一氧化碳，从而能确定是二氧化碳．
【实验反思】（1）浓硫酸有吸水性，可以干燥气体，以利于后续实验．
（2）活泼金属能与酸反应生成盐和氢气，由于产生的气体是氢气，所以氯化铜溶液显酸性．
故答案为：【讨论分析】（1）HCl；（2）用带火星的木条检验，看是否复燃；H₂O；（3）【设计方案】①易发生爆炸；②堵住试管口，试管口略向下倾斜，靠近酒精灯的火焰，移开拇指点火；尖锐的爆鸣声．
【实验结论】氢气
【实验反思】（1）干燥；（2）酸性．