Question

某化学实验小组同学将铁粉投入硫酸铜溶液中，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）放出的气体可能是SO₂、O₂、H₂，提出猜想的依据是______。

（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______。

（2）乙同学认为是SO₂，则需将放出的气体通入澄清石灰水中，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）实验小组同学在老师的指导下合作设计了如下组合实验方案（浓H₂SO₄用于干燥气体），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______。

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；

C装置中发生反应的化学方程式______。

结论：铁粉与硫酸铜溶液反应时，产生的气体是______。

（思维拓展）由上述实验可以推出，硫酸铜溶液中可能含有______。

Answer

质量守恒定律 用带火星的木条检验，观察木条是否复燃 Ca(OH)2+SO2=CaSO3↓+H2O 排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸 H2+CuOCu+H2O H2 硫酸

【解析】

[提出猜想]铁与硫酸铜溶液中含有铁、铜、硫、氧、氢五种元素，根据质量守恒定律，则五种元素形成的气体有SO2、O2、H2，故填质量守恒定律。

[方案设计]（1）检验氧气的方法是用带火星的木条检验，观察木条是否复燃，故填用带火星的木条检验，观察木条是否复燃。

（2）二氧化硫与氢氧化钙反应生成亚硫酸钙沉淀和水，故反应的化学方程式写为：Ca(OH)2+SO2=CaSO3↓+H2O。

[实验探究]先通气体后加热的作用是排尽装置内的空气，防止可能存在的氢气与空气混合加热时发生爆炸，故填排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸；

表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色是氢气与氧化铜在高温的条件下反应生成铜和水，故反应的化学方程式写为：H2+CuOCu+H2O；

由以上可知，铁粉与硫酸铜溶液反应时，产生的气体是氢气，故填H2。

[思维拓展]铁粉与硫酸铜溶液反应时，产生的气体为氢气，说明原来的硫酸铜溶液中含有硫酸，故填硫酸。