Question

（2011•北塘区二模）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：从组成元素角度分析，产生的气体可能是HCl、Cl₂、O₂、H₂．
查阅资料：25℃时：HCl气体极易溶于水，1体积水中溶解500体积；Cl₂能溶于水，1体积水中约溶解2体积；Cl₂也能与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，称量通氯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实验方案，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______，然后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）装置C中发生反应的化学方程式为______ Cu+H₂O

Answer

讨论分析：
（1）根据氯化氢的溶解性回答．
（2）根据氧气的助燃性回答．
（3）根据质量守恒定律回答．
设计方案：
①根据可燃性的气体与氧气混合后点燃易发生爆炸回答．
②根据可燃性气体点燃前要验纯回答．
实验结论：
根据气体能与氧化铜在加热的条件下反应及反应现象回答．
实验反思：
（1）根据浓硫酸的吸水性回答．
（2）氢气还原氧化铜可生成铜和水．
（3）根据活泼金属与酸反应生成盐和氢气的性质回答．
【解析】
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可燃性气体点燃前要验纯，方法是用拇指堵住试管口，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，从而能确定是氢气．
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）氢气还原氧化铜可生成铜和水，化学反应式是：H2+CuOCu+H2O．
（3）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）验纯
实验结论：氢气
实验反思：（1）干燥；（2）H2+CuOCu+H2O；（3）酸性．