Question

某研究性學習小組的同學用稀鹽酸處理了從建筑工地揀來的帶有水泥的廢鐵絲，并對所產(chǎn)生的氣體及所得溶液的成分進行探究．請你也參與他們的實驗活動．
【提出猜想】首先，同學們對反應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

 

．
【實驗方案】依據(jù)所學二氧化碳和氫氣的性質，同學們經(jīng)討論確定了如圖1所示的實驗方案，并進行了相關探究（固定儀器省略，假設裝置中的所有反應都進行得很完全）

【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)生反應的化學方程式分別為：

 

；

 

．
（4）實驗過程中，裝置B的作用是

 

．
（5）通過探究，同學們都認為你的猜想是正確的．由此可推測水泥中含有

 

．亮亮仔細觀察了反應后所得溶液，疑惑道：“溶液怎么會呈現(xiàn)黃色呢？”請用化學方程式表示：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)生的反應并得出結論之后，有人提出：CO₂與氫氧化鈉溶液能否發(fā)生類似的反應．為探究這一問題，寧寧設計了如2圖所示的實驗，實驗時發(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的結論，并寫出了反應的化學方程式

 

．
但有人認為這一結論不嚴謹．為得到科學嚴謹?shù)膶嶒灲Y論，彤彤用此裝置做了一個對比實驗，具體方案是：

 

．

Answer 1

考點：實驗探究物質的組成成分以及含量,常見氣體的檢驗與除雜方法,酸的化學性質,堿的化學性質,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：科學探究

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生成二氧化碳、水和相應的鹽；
鐵和稀鹽酸反應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生成碳酸鈉和水；
二氧化碳能夠溶于水，為了檢驗二氧化碳是否能和氫氧化鈉反應，通常要做一個對比試驗．

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，是因為二氧化碳和石灰水中的氫氧化鈣反應生成了碳酸鈣沉淀和水，反應的化學方程式為：Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；
加熱條件下氧化銅和氫氣反應的化學方程式為：CuO+H₂

△   .

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

△   .

Cu+H₂O．
（4）實驗過程中，裝置B的作用是吸收水蒸氣，防止對檢驗氫氣產(chǎn)生干擾．
故填：吸收水蒸氣，防止對檢驗氫氣產(chǎn)生干擾
（5）如果氣體中含有二氧化碳，則可推測水泥中含有碳酸鹽；
鐵和稀鹽酸反應的化學方程式為：Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑；
氧化鐵和稀鹽酸反應的化學方程式為：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的化學方程式為：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；
這一結論不嚴謹，因為二氧化碳能夠溶于水，二氧化碳溶于水時，會導致試管內(nèi)液面上升，為得到科學嚴謹?shù)膶嶒灲Y論，可以把氫氧化鈉溶液換成同體積的水進行試驗，如果兩次試驗試管內(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．
故填：把氫氧化鈉溶液換成同體積的水進行試驗．

點評：合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．