Question

某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)用稀鹽酸處理了從建筑工地揀來的帶有水泥的廢鐵絲，并對(duì)所產(chǎn)生的氣體及所得溶液的成分進(jìn)行探究．請(qǐng)你也參與他們的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)．
【提出猜想】首先，同學(xué)們對(duì)反應(yīng)生成氣體的成分紛紛討論并提出了以下猜想：
林林猜想：可能是H₂；佳佳猜想：可能是CO₂； 你的猜想：可能是

 

．
【實(shí)驗(yàn)方案】依據(jù)所學(xué)二氧化碳和氫氣的性質(zhì)，同學(xué)們經(jīng)討論確定了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)方案，并進(jìn)行了相關(guān)探究（固定儀器省略，假設(shè)裝置中的所有反應(yīng)都進(jìn)行得很完全）

【問題討論】
（1）若裝置A中沒有明顯變化，裝置C中的現(xiàn)象為

 

，則

 

的猜想成立．
（2）若裝置C中沒有明顯變化，裝置A中的現(xiàn)象為

 

，則

 

的猜想成立．
（3）如果你的猜想成立，則A、C裝置中所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為：

 

；

 

．
（4）實(shí)驗(yàn)過程中，裝置B的作用是

 

．
（5）通過探究，同學(xué)們都認(rèn)為你的猜想是正確的．由此可推測(cè)水泥中含有

 

．亮亮仔細(xì)觀察了反應(yīng)后所得溶液，疑惑道：“溶液怎么會(huì)呈現(xiàn)黃色呢？”請(qǐng)用化學(xué)方程式表示：氫氣的產(chǎn)生

 

；溶液黃色的來由

 

．
【思維拓展】
在討論了裝置A中所發(fā)生的反應(yīng)并得出結(jié)論之后，有人提出：CO₂與氫氧化鈉溶液能否發(fā)生類似的反應(yīng)．為探究這一問題，寧寧設(shè)計(jì)了如2圖所示的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)液面上升，便得出了CO₂能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的結(jié)論，并寫出了反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
但有人認(rèn)為這一結(jié)論不嚴(yán)謹(jǐn)．為得到科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)結(jié)論，彤彤用此裝置做了一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，具體方案是：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量,常見氣體的檢驗(yàn)與除雜方法,酸的化學(xué)性質(zhì),堿的化學(xué)性質(zhì),書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

分析：【提出猜想】
生成的氣體可能是氫氣，也可能是二氧化碳，也可能是氫氣和二氧化碳的混合物；
【問題討論】
氧化銅和氫氣在加熱條件下反應(yīng)生成銅和水；
二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁；
濃硫酸具有吸水性，可以用來干燥某些氣體；
碳酸鹽能和稀鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳、水和相應(yīng)的鹽；
鐵和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣；
廢鐵絲上往往帶有一定量的鐵銹，鐵銹的主要成分是氧化鐵，氧化鐵和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水，氯化鐵溶液是黃色的；
【思維拓展】
二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水；
二氧化碳能夠溶于水，為了檢驗(yàn)二氧化碳是否能和氫氧化鈉反應(yīng)，通常要做一個(gè)對(duì)比試驗(yàn)．

解答：解：【提出猜想】
生成的氣體可能是氫氣，也可能是二氧化碳，也可能是氫氣和二氧化碳的混合物．
故填：H₂和CO₂．
【問題討論】
（1）若裝置A中沒有明顯變化，裝置C中的現(xiàn)象為：黑色粉末變成紅色，玻璃管內(nèi)壁出現(xiàn)水珠，則林林的猜想成立．
故填：黑色粉末變成紅色，玻璃管內(nèi)壁出現(xiàn)水珠；林林．
（2）若裝置C中沒有明顯變化，裝置A中的現(xiàn)象為澄清石灰水變渾濁，則佳佳的猜想成立．
故填：澄清石灰水變渾濁；佳佳．
（3）二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，是因?yàn)槎�氧化碳和石灰水中的氫氧化鈣反應(yīng)生成了碳酸鈣沉淀和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；
加熱條件下氧化銅和氫氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CuO+H₂

△   .

Cu+H₂O．
故填：Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O； CuO+H₂

△   .

Cu+H₂O．
（4）實(shí)驗(yàn)過程中，裝置B的作用是吸收水蒸氣，防止對(duì)檢驗(yàn)氫氣產(chǎn)生干擾．
故填：吸收水蒸氣，防止對(duì)檢驗(yàn)氫氣產(chǎn)生干擾
（5）如果氣體中含有二氧化碳，則可推測(cè)水泥中含有碳酸鹽；
鐵和稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑；
氧化鐵和稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O．
故填：碳酸鹽；Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑；Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O．
【思維拓展】
氫氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
這一結(jié)論不嚴(yán)謹(jǐn)，因?yàn)槎�氧化碳能夠溶于水，二氧化碳溶于水時(shí)，會(huì)導(dǎo)致試管內(nèi)液面上升，為得到科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)結(jié)論，可以把氫氧化鈉溶液換成同體積的水進(jìn)行試驗(yàn)，如果兩次試驗(yàn)試管內(nèi)液面上升的高度不相同，說明二氧化碳能和氫氧化鈉反應(yīng)．
故填：把氫氧化鈉溶液換成同體積的水進(jìn)行試驗(yàn)．

點(diǎn)評(píng)：合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)．