化学实验小组同学将铁粉放入某硫酸铜溶液中时,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)气体可能是SO2、O2或H2中的一种。

(查阅资料)SO2与二氧化碳化学性质相似,也能使澄清石灰水变浑浊。

(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,除了用带火星木条检验外,还可将气体通过灼热的铜网,如果观察到_____,证明猜想正确。

(2)乙同学认为是SO2,只需将气体通入澄清石灰水,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_____。

(3)实验小组同学综合考虑,设计了如图组合实验方案,验证猜想。

(实验探究)

(1)实验开始时,先将收集到的气体从a处通入一段时间后,再点燃C处酒精灯。这样操作的目的是_____。

(2)实验过程中发现A装置中溶液不变浑浊,C装置中黑色氧化铜变成光亮的红色物质__________。

(实验结论)铁粉与该硫酸铜溶液反应时,产生的气体是_____。

(思维拓展)

(1)硫酸铜溶于水时会有少量与水发生反应生成氢氧化铜而使溶液浑浊,为抑制该反应的发生,配制硫酸铜溶液时,通常先将硫酸铜溶解在少量物质X中,再加水稀释。上述实验中的气体就是铁与X反应产生的,你认为X最好是_____(写化学式)。

(2)如果将适量的铁粉放入某混有X的硫酸铜溶液时,铁粉恰好完全溶解,过滤得沉淀物,经洗涤干燥,称得沉淀物的质量与所加入的铁粉的质量相等。设与铁反应的CuSO4和X的质量分别为m1、m2,则m1:m2=_____。

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