Question

某校化學興趣小組的同學在探究金屬的化學性質時發現：鐵粉與硫酸銅溶液反應，不但有銅生成，而且固體中還混有少量的黑色物質，同時有較多氣體產生．為確定鐵與硫酸銅溶液反應的產物，他們進行了如下的實驗探究．
[猜 想]：從物質組成元素角度分析，氣體可能是二氧化硫、氧氣、氫氣中的一種或幾種，黑色固體可能是氧化銅或過量的鐵粉中的一種或幾種．
[實驗過程]：
（1）在實驗的過程中未能聞到刺激性的氣味，則該氣體中______二氧化硫（填“有”或“無”）．小寶同學認為如有氧氣，則可用燃燒的木條來檢驗．小紅認為這種方法存在安全隱患，理由是______．
（2）小林同學為判斷是否含有氧氣，通過查閱資料得知：O₂+4KI+4HCl=2I₂+4KCl+2H₂O，I₂為碘單質．于是他按如圖進行實驗，
他觀察到______，證明無氧氣．小軍同學用產生的氣體吹肥皂泡，發現肥皂泡______，證明該氣體是氫氣．
（3）小靖同學把鐵粉和硫酸銅溶液反應后的固體放入______中，她根據看到的現象判定黑色固體僅為氧化銅．
（4）由上述實驗可知，硫酸銅溶液顯______性（填“酸”或“堿”）．本實驗不適宜用石蕊試液檢驗硫酸銅溶液酸堿性的原因是______．
（5）根據實驗探究的結果得到：鐵放入硫酸銅溶液中發生反應的化學反應方程式有
①CuSO₄+2H₂O=Cu（OH）₂+H₂SO₄（水解反應），②CuSO₄+Fe=Cu+FeSO₄，
③______，④______．
[反思]：若將鐵粉換成鐵塊，則氫氣吹肥皂泡實驗可能無法獲得成功，原因是______．

Answer 1

解：（1）二氧化硫具有刺激性氣味，所以一定不含有該氣體，任何可燃性氣體點燃時為防止爆炸有可能發生都要驗純，因為不知道氣體中是否含有氫氣，所以用燃燒的木條來檢驗不安全；
（2）淀粉與碘會變藍，所以沒有變藍說明沒有氧氣產生，由于氫氣的密度比空氣小所以肥皂泡會向上升；
（3）因為氧化銅能與稀硫酸反應生成藍色的硫酸銅溶液，所以只要是黑色固體全部溶解且生成藍色溶液，除此之外再無現象發生，則可證明該固體是氧化銅；
（4）該實驗能生成氫氣所以可判斷溶液呈酸性，因為硫酸銅溶液本身是藍色溶液，石蕊試液為紫色，用其檢驗該溶液的酸堿性時顏色變化會不明顯，所以一般不會采用石蕊試液檢驗該溶液呈酸性；
（5）實驗過程中的分析得到的產物是二氧化硫、氧化銅、氫氣的情況，可判斷溶液中還發生了如下的反應：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；Cu+H₂SO₄=CuO+SO₂↑+2H₂O；
（6）由于鐵塊與稀硫酸反應生成氫氣速度太慢，所以若將鐵粉換成鐵塊，則氫氣吹肥皂泡實驗可能無法獲得成功；
故答案為：（1）有；如果該氣體是氫氣點燃時有可能會發生爆炸；
（2）溶液沒有變藍；向上升；
（3）稀硫酸；
（4）酸；因為硫酸銅溶液本身是藍色溶液，石蕊試液為紫色，用其檢驗該溶液的酸堿性時顏色變化會不明顯，所以一般不會采用石蕊試液檢驗該溶液呈酸性；
（5）Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；Cu+H₂SO₄=CuO+SO₂↑+2H₂O；
（6）鐵塊與稀硫酸反應生成氫氣速度太慢；
分析：（1）依據二氧化硫的氣味以及可燃性氣體點燃時的注意事項分析解答即可；
（2）依據淀粉與碘會變藍以及氫氣的密度比空氣小分析解答即可；
（3）依據氧化銅能與稀硫酸反應生成藍色的硫酸銅溶液分析解答；
（4）根據該實驗能生成氫氣以及硫酸銅溶液是藍色溶液分析解答即可；
（5）依據實驗過程中的分析得到的產物情況判斷反應的發生情況；
（6）根據鐵塊與稀硫酸反應時速度較慢分析解答；
點評：根據已有知識，在情景相似的情況下，進行知識地大膽遷移，是解決新問題的一種重要方法．