Question

13．化学兴趣小组同学将铝丝插入硫酸铜溶液中时，发现生成红色固体物质的同时有较多的气泡放出．生成了什么气体？同学们决定进行探究．
【提出猜想】放出的气体可能是SO₂、O₂、H₂的一种或几种，提出猜想的依据是质量守恒定律（合理即可）．
【查阅资料】SO₂易溶于水，化学性质与二氧化碳有相似之处，它能使澄清石灰水变浑浊，生成CaSO₃．
【方案设计】依据上述猜想，实验小组同学分别设计了如下方案：
（1）甲同学认为是O₂，则检验方法是把带火星的木条伸入试管中，若木条复燃则是氧气．经检验不是O₂．
（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．

【实验探究】实验开始时，先将收集到的气体从a通入一段时间后，再点燃C处酒精灯；
这样操作的目的是将装置内空气排尽，防止加热时发生爆炸．
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．
结论：铝丝与硫酸铜溶液反应时，产生的气体是氢气．该气体与氧化铜的反应的化学方程式为H₂+Cu0$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂0．
【思维拓展】由上述实验可以推出，硫酸铜溶液中可能含有酸．
（3）丙同学用砂纸将截下的一段铝丝长时间用力反复打磨，然后将打磨后的铝丝放入硫酸铜溶液中，在横截面处现象明显，但在铝丝表面无明显现象，请问可能的原因是摩擦产生热量，使铝的表面被氧化．
（4）丁同学用试管取2ml硫酸铜溶液，向试管中滴加氢氧化钠溶液，刚开始并未发现预料中的蓝色沉淀现象，其原因是刚开始没有出现明显蓝色沉淀，是由于该硫酸铜溶液含酸性物质．

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；
【方案设计】根据氧气的助燃性考虑；
【实验探究】根据点燃可燃性气体和空气的混合物容易发生爆炸分析；
【实验结论】根据实验现象分析实验结论；
【思维拓展】根据加入金属铝有氢气生成分析溶液成分；

解答 解：【提出猜想】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（合理即可）；
【方案设计】氧气具有助燃性，可以通过检验气体的助燃效果进行判断；故答案为：把带火星的木条伸入试管中，若木条复燃则是氧气；
【实验探究】可燃性的气体和空气混合加热时可能会发生爆炸，因此先将收集到的气体从a通入一段时间后，再点燃C处酒精灯的目的是排出装置内的空气，以防加热时爆炸；故答案为：将装置内空气排尽，防止加热时发生爆炸；
【实验结论】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；
故答案为：氢气；H₂+Cu0$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂0；
【思维拓展】因为有氢气生成，铝应该与酸反应产生氢气，故答案为：酸；
（3）因为摩擦产生热量，使铝的表面被氧化，因此在横截面处现象明显，但在铝丝表面无明显现象；故答案为：摩擦产生热量，使铝的表面被氧化；
（4）刚开始没有出现明显蓝色沉淀，是由于该硫酸铜溶液含酸性物质，酸先和氢氧化钠反应，因此刚开始并未发现预料中的蓝色沉淀现象；
故答案为：刚开始没有出现明显蓝色沉淀，是由于该硫酸铜溶液含酸性物质．

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．