Question

某校化学兴趣小组的同学在探究金属的化学性质时发现：铁粉与硫酸铜溶液反应，不但有铜生成，而且固体中还混有少量的黑色物质，同时有较多气体产生．为确定铁与硫酸铜溶液反应的产物，他们进行了如下的实验探究．
[猜 想]：从物质组成元素角度分析，气体可能是二氧化硫、氧气、氢气中的一种或几种，黑色固体可能是氧化铜或过量的铁粉中的一种或几种．
[实验过程]：
（1）在实验的过程中未能闻到刺激性的气味，则该气体中______二氧化硫（填“有”或“无”）．小宝同学认为如有氧气，则可用燃烧的木条来检验．小红认为这种方法存在安全隐患，理由是______．
（2）小林同学为判断是否含有氧气，通过查阅资料得知：O₂+4KI+4HCl=2I₂+4KCl+2H₂O，I₂为碘单质．于是他按如图进行实验，
他观察到______，证明无氧气．小军同学用产生的气体吹肥皂泡，发现肥皂泡______，证明该气体是氢气．
（3）小靖同学把铁粉和硫酸铜溶液反应后的固体放入______中，她根据看到的现象判定黑色固体仅为氧化铜．
（4）由上述实验可知，硫酸铜溶液显______性（填“酸”或“碱”）．本实验不适宜用石蕊试液检验硫酸铜溶液酸碱性的原因是______．
（5）根据实验探究的结果得到：铁放入硫酸铜溶液中发生反应的化学反应方程式有
①CuSO₄+2H₂O=Cu（OH）₂+H₂SO₄（水解反应），②CuSO₄+Fe=Cu+FeSO₄，
③______，④______．
[反思]：若将铁粉换成铁块，则氢气吹肥皂泡实验可能无法获得成功，原因是______．

Answer 1

解：（1）二氧化硫具有刺激性气味，所以一定不含有该气体，任何可燃性气体点燃时为防止爆炸有可能发生都要验纯，因为不知道气体中是否含有氢气，所以用燃烧的木条来检验不安全；
（2）淀粉与碘会变蓝，所以没有变蓝说明没有氧气产生，由于氢气的密度比空气小所以肥皂泡会向上升；
（3）因为氧化铜能与稀硫酸反应生成蓝色的硫酸铜溶液，所以只要是黑色固体全部溶解且生成蓝色溶液，除此之外再无现象发生，则可证明该固体是氧化铜；
（4）该实验能生成氢气所以可判断溶液呈酸性，因为硫酸铜溶液本身是蓝色溶液，石蕊试液为紫色，用其检验该溶液的酸碱性时颜色变化会不明显，所以一般不会采用石蕊试液检验该溶液呈酸性；
（5）实验过程中的分析得到的产物是二氧化硫、氧化铜、氢气的情况，可判断溶液中还发生了如下的反应：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；Cu+H₂SO₄=CuO+SO₂↑+2H₂O；
（6）由于铁块与稀硫酸反应生成氢气速度太慢，所以若将铁粉换成铁块，则氢气吹肥皂泡实验可能无法获得成功；
故答案为：（1）有；如果该气体是氢气点燃时有可能会发生爆炸；
（2）溶液没有变蓝；向上升；
（3）稀硫酸；
（4）酸；因为硫酸铜溶液本身是蓝色溶液，石蕊试液为紫色，用其检验该溶液的酸碱性时颜色变化会不明显，所以一般不会采用石蕊试液检验该溶液呈酸性；
（5）Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；Cu+H₂SO₄=CuO+SO₂↑+2H₂O；
（6）铁块与稀硫酸反应生成氢气速度太慢；
分析：（1）依据二氧化硫的气味以及可燃性气体点燃时的注意事项分析解答即可；
（2）依据淀粉与碘会变蓝以及氢气的密度比空气小分析解答即可；
（3）依据氧化铜能与稀硫酸反应生成蓝色的硫酸铜溶液分析解答；
（4）根据该实验能生成氢气以及硫酸铜溶液是蓝色溶液分析解答即可；
（5）依据实验过程中的分析得到的产物情况判断反应的发生情况；
（6）根据铁块与稀硫酸反应时速度较慢分析解答；
点评：根据已有知识，在情景相似的情况下，进行知识地大胆迁移，是解决新问题的一种重要方法．