Question

【題目】某興趣小組在探究金屬和鹽溶液反應時,發(fā)現(xiàn)將金屬鈉放入硫酸銅溶液中有氣泡和沉淀產生。為了探究生成的氣體和固體沉淀的成分與產生原因,同學們分別進行了如下實驗:

（提出問題）產生的氣體是什么?

（猜想與假設）猜想一:二氧化硫;猜想二:二氧化碳;猜想三:氫氣。你認為不合理的猜想是____,原因是______________________________。

（查閱資料）①SO2與CO2化學性質相似,都能與澄清石灰水反應生成白色沉淀。

②鈉是一種非�；顫姷慕饘�,能與冷水劇烈反應,化學方程式為2Na+2H2O=2NaOH+H2↑。

（方案設計）依據(jù)上述猜想,實驗小組同學分別設計了如下方案:

（1）甲同學驗證生成的氣體是否為SO2,他將生成的氣體通入澄清石灰水中,發(fā)現(xiàn)______,確定生成的氣體不是SO2。

（2）乙同學利用如圖所示裝置驗證生成的氣體是H2。實驗過程中可觀察到玻璃管中的現(xiàn)象是_______,發(fā)生反應的化學方程式為______________________。

（得出結論）猜想三正確。

（拓展延伸）鈉與硫酸銅溶液反應生成的沉淀是什么?

（分析討論）同學們認為鈉可能會先與水反應生成氫氧化鈉和氫氣,氫氧化鈉再與硫酸銅反應生成藍色的氫氧化銅沉淀。

（3）丙同學提出異議:除了上述反應,可能鈉也可直接與硫酸銅反應生成紅色的單質銅,只是藍色的Cu(OH)2掩蓋了紅色的銅。請設計實驗證明該藍色沉淀中不含單質銅。

實驗步驟與現(xiàn)象	結論
_________	該藍色沉淀中不含單質銅

（4）由上述探究,同學們認為硫酸銅溶液可能呈____性,他們可以選擇______(填試劑名稱)來驗證。

Answer 1

【答案】二氧化碳(或猜想二) 反應物中沒有碳元素 澄清石灰水沒有變渾濁 黑色氧化銅粉末變成紅色,玻璃管中有水珠 CuO+H2Cu+H2O 取少量藍色沉淀于試管中,加入足量的稀硫酸后充分振蕩,沉淀全部溶解 酸 紫色石蕊試液(合理即可)

【解析】

[猜想與假設]根據(jù)質量守恒定律可知，在化學反應前后元素種類不變，反應物是鈉和硫酸銅，不含碳元素，所以生成物中不會有二氧化碳；故填：二氧化碳（或猜想二）；反應物中沒有碳元素。

[方案設計]（1）二氧化硫和氫氧化鈣會生成亞硫酸鈣沉淀和水，所以將生成的氣體通入澄清的石灰水中，發(fā)現(xiàn)澄清石灰水未渾濁，確定生成的氣體不是二氧化硫；故填：澄清石灰水沒有變渾濁。

（2）氫氣和氧化銅在加熱的條件下反應生成銅和水，所以實驗過程中可發(fā)現(xiàn)到玻璃管中的現(xiàn)象是黑色氧化銅變成紅色，玻璃管中有水珠冷凝，化學方程式為：H2+CuOCu+H2O；故填：黑色氧化銅粉末變成紅色，玻璃管中有水珠；H2+CuOCu+H2O。

[分析討論]氫氧化銅會與硫酸反應生成硫酸銅，銅不會與硫酸反應，所以

實驗步驟與現(xiàn)象	結論
取少量藍色沉淀于試管中，加入足量的稀硫酸后充分振蕩，沉淀全部溶解	該藍色沉淀中不含單質銅

故填：取少量藍色沉淀于試管中，加入足量的稀硫酸后充分振蕩,沉淀全部溶解。

（4）鈉和硫酸銅反應會生成氫氣，以及驗證物質顯酸性可以用紫色石蕊試液，所以同學們認為硫酸銅溶液可能顯酸性，可以選擇紫色石蕊試液來驗證。故填：酸；紫色石蕊試液。