Question

3．化學興趣小組同學把鎂條表面用砂紙打磨后，放入盛有新配置硫酸銅溶液的試管中，觀察到鎂條表面有很多氣泡產生，嗅聞氣體沒有氣味，同時看到鎂條表面有大量黑色固體，再用手觸摸試管底部感覺發(fā)熱，實驗停止后，取出剩余鎂條，往試管中倒入稀硫酸，黑色固體溶解，最后看到有紅色固體出現，同學們認為實驗中原來黑色固體中就有紅色固體，因為黑色固體的顏色掩蓋了紅色的顏色，因而看不到紅色固體．
鎂直接和硫酸銅反應的化學方程式是Mg+CuSO₄═MgSO₄+Cu．
【提出問題】無色氣體是什么物質？
【做出猜想】A．H₂；B．O₂；C．SO₂，D．CO₂．
同學們經過討論認為該氣體不可能是CO₂，其理由是化學反應前后元素的種類不變，反應物中不含碳元素．
【查閱資料】SO₂化學性質和CO₂相似．
【進行實驗】（1）將上述氣體通入澄清石灰水，根據實驗現象：沒有明顯現象，判斷出氣體不是SO₂．
（2）再用燃著的木條在試管口點燃檢驗此氣體，觀察到氣體能燃燒（或有尖銳的爆鳴聲），由此得出猜想A是正確的．
【反思與評價】同學經過討論認為其實不用實驗也可得出氣體不是SO₂，判斷依據是SO₂有刺激性氣味，而實驗得到的氣體沒有氣味
【小組討論】實驗中之所以由氣泡產生，說明硫酸銅溶于水可能會生成酸．
查閱資料：硫酸銅溶于水時，微量硫酸銅與水反應生成酸X：CuSO₄+2H₂O═X+Cu（OH）₂；往硫酸銅溶液中加入某些藥品如果能與X或Cu（OH）₂反應，能促進CuSO₄與水反應的進行，則X的化學式是H₂SO₄．CuSO₄受熱極易分解，生成氧化銅和水，請寫出上述實驗加入稀硫酸后，黑色固體溶解的化學方程式CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O．

Answer 1

分析 根據金屬和鹽發(fā)生置換反應書寫化學方程式；
化學反應遵循質量守恒定律，推測生成物時要根據反應物的元素組成；
根據提示二氧化碳和二氧化硫的化學性質相似和實驗結論不是二氧化硫，推測實驗現象；
根據提示結論猜想A正確，結合氫氣的化學性質和檢驗方法回答；
根據二氧化硫有刺激性氣味分析回答；
根據質量守恒定律化學反應前后原子的種類和數目守恒推測生成物X的化學式；
根據金屬氧化物和酸反應生成鹽和水回答；

解答 解：由題意鎂和硫酸銅發(fā)生置換反應，生成硫酸鎂和銅反應的化學方程式為：Mg+CuSO₄═MgSO₄+Cu；
由題意將鎂放入硫酸銅中產生了氣泡，反應物為鎂和硫酸銅溶液，其中不含碳元素，所以不可能生成二氧化碳；
由提示二氧化硫和二氧化碳的化學性質相似，由此可知二氧化硫也能使澄清石灰水變渾濁，由結論不是二氧化硫可推知實驗現象是澄清石灰水落石出沒有時顯現象；
由結論猜想A正確，那么產生的氣體為氫氣，氫氣用燃著的木條檢驗，氣體發(fā)生燃燒或發(fā)了尖銳的爆鳴聲；
二氧化硫是有刺激性氣味的氣體，在實驗過程中產生的氣體是無色無味的，也可由此推知不是二氧化硫；
根據化學反應前后原子的種類和數目不變，進行推算，反應前原子個數分別是：Cu 1個；S 1個；O 6個；H 4個；生成物中已知的原子Cu 1個；O 2個；H 2個，由此可知X中含有2個H，1個S和4個O原子，所以可知X的化學式為：H₂SO₄；硫酸銅加熱生成氧化銅，氧化銅能和稀硫酸反應生成硫酸銅和水，反應的化學方程式為：H₂SO₄+CuO═CuSO₄+H₂O；
故答案為：Mg+CuSO₄═MgSO₄+Cu
【作出猜想】化學反應前后元素的種類不變，反應物中不含碳元素
【進行實驗】（1）沒有明顯現象
（2）燃著的木條在試管口點燃   氣體能燃燒（或有尖銳的爆鳴聲）
【反思與評價】SO₂有刺激性氣味，而實驗得到的氣體沒有氣味
【小組討論】H₂SO₄；H₂SO₄+CuO═CuSO₄+H₂O

點評 此題屬于化學反應生成物成份的探究，掌握實驗探究的基本流程和氫氣的檢驗方法是解答的關鍵．