Question

某化學(xué)興趣小組在做Al和CuSO₄溶液反應(yīng)實驗時，小明將Al絲插入到盛有CuSO₄溶液的試管中，發(fā)現(xiàn)無明顯現(xiàn)象，他非常困惑．小芳告述了他，這是因為

鋁絲的表面有致密的氧化膜，阻止了鋁和硫酸銅的反應(yīng)

，并告述了他處理的方法．他按照小芳告述的方法重新做了該實驗，但他發(fā)現(xiàn)Al絲表面有紅色物質(zhì)析出的同時有氣泡產(chǎn)生．這一現(xiàn)象激發(fā)了同學(xué)們的探究欲望，產(chǎn)生的氣體是什么呢？
[提出猜想]該氣體可能是SO₂、O₂、H₂中的一種或幾種．
同學(xué)們猜想該氣體可能是SO₂、O₂、H₂中的一種或幾種．你認為他們提出該猜想的依據(jù)是

質(zhì)量守恒定律

．
[查閱資料]SO₂的性質(zhì)與CO₂相似．
[設(shè)計方案]同學(xué)們?yōu)轵炞C自己的猜想，設(shè)計了如下方案：
（1）小明認為若是O₂，則檢驗方法是

將帶火星的木條伸到試管中（木條不復(fù)燃，則不是氧氣）

．
（2）小芳認為若是SO₂，則只需將產(chǎn)生的氣體通過盛有NaOH溶液的洗氣瓶中，稱量在通氣前后洗氣瓶的質(zhì)量，即可驗證．
（3）小組同學(xué)合作設(shè)計了如圖所示裝置，排除和驗證猜想的氣體．

如果產(chǎn)生的是O₂和H₂的混合氣體，你認為該方案存在的安全隱患是

點燃（或加熱）氫氣和氧氣的混合氣體，則可能發(fā)生爆炸

．為確保安全，他們根據(jù)所學(xué)知識進行實驗．實驗證明可用上述裝置進行實驗．
[實驗探究]小組同學(xué)首先稱量裝置甲的質(zhì)量，再將收集的氣體從A通入，過一會兒后點燃乙處的酒精燈；一段時間后，發(fā)現(xiàn)表面含有CuO的銅絲網(wǎng)變?yōu)楣饬恋募t色；停止加熱再停止通氣體，再次稱量裝置甲的質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量無變化．B瓶中所裝試劑為

濃硫酸

．
[實驗結(jié)論]Al絲插入到CuSO₄溶液時，產(chǎn)生的氣體是

氫氣

．
[實驗反思]（1）不用稱量裝置甲的質(zhì)量，如何判斷SO₂與NaOH溶液發(fā)生了反應(yīng)呢？小紅設(shè)計了如圖所示的裝置進行實驗，發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)液面上升，于是他得出SO₂與NaOH溶液發(fā)生了反應(yīng)．小華認為這一方案不嚴謹，不足以說明SO₂與NaOH溶液確實發(fā)生了反應(yīng)．
他的理由是

SO₂能溶于水，NaOH溶液中含有水，SO₂的減少，是SO₂溶于水，還是與NaOH反應(yīng)，該實驗無法說明．

．要得到科學(xué)嚴謹?shù)慕Y(jié)論，小華思考后，仍用該裝置，補充了一個實驗來回答，這個實驗是：

取一只相同的試管，收集滿SO₂后，倒插入盛水的燒杯中，比較試管中液面上升的高度，即可判斷

．小華采用的是

對比

實驗法．這一方法是我們學(xué)習(xí)化學(xué)的一個重要方法．
（2）通過上述實驗，該小組同學(xué)得出CuSO₄溶液中可能含有的物質(zhì)是

硫酸

．實驗后，他們請教實驗老師，老師告訴他們：在配制CuSO₄溶液時，為防止溶液渾濁，在溶液中加了少量該物質(zhì)．

Answer 1

分析：根據(jù)鋁的性質(zhì)與氧氣反應(yīng)生成致密氧化膜考慮，根據(jù)質(zhì)量守恒定律考慮生成的氣體，由于反應(yīng)前后元素種類不變；（1）根據(jù)氧氣的性質(zhì)考慮；（3）根據(jù)氫氣具有可燃性考慮，由于二氧化硫能溶于水和與氫氧化鈉反應(yīng)進行對比考慮．

解答：解：鋁絲的表面有致密的氧化膜，氧化膜不與鹽反應(yīng)阻止了鋁和硫酸銅的反應(yīng)，根據(jù)質(zhì)量守恒定律考慮生成的氣體，由于反應(yīng)前后元素種類不變；
（1）由于氧氣具有助燃性能使帶火星的木條復(fù)燃所以將帶火星的木條伸到試管中（木條不復(fù)燃，則不是氧氣）來檢驗；
（3）由于氫氣具有可燃性，氧氣具有助燃性，所以點燃（或加熱）氫氣和氧氣的混合氣體，則可能發(fā)生爆炸；氫氣還原氧化同時必須是干燥純凈的氫氣，所以B瓶中所裝試劑是濃硫酸來除水；由于氧氣不具有還原性，二氧化硫能與氫氧化鈉反應(yīng)，因為氫氧化鈉溶液質(zhì)量不變所以不是二氧化硫，氫氣具有還原性，所以是氫氣；SO₂能溶于水，NaOH溶液中含有水，SO₂的減少，是SO₂溶于水，還是與NaOH反應(yīng)，該實驗無法說明．利用一個對比實驗：取一只相同的試管，收集滿SO₂后，倒插入盛水的燒杯中，比較試管中液面上升的高度，即可判斷了；金屬鋁與酸反應(yīng)才能產(chǎn)生氫氣，所以硫酸銅中可能混有硫酸．
故答案為：鋁絲的表面有致密的氧化膜，阻止了鋁和硫酸銅的反應(yīng)．質(zhì)量守恒定律．將帶火星的木條伸到試管中（木條不復(fù)燃，則不是氧氣）．　　　　點燃（或加熱）氫氣和氧氣的混合氣體，則可能發(fā)生爆炸．　濃硫酸．　氫氣．　SO₂能溶于水，NaOH溶液中含有水，SO₂的減少，是SO₂溶于水，還是與NaOH反應(yīng)，該實驗無法說明．取一只相同的試管，收集滿SO₂后，倒插入盛水的燒杯中，比較試管中液面上升的高度，即可判斷．　　　對比（或比較或控制變量法）．　      　硫酸（稀硫酸）．

點評：解答本題關(guān)鍵是知道鋁易與氧氣產(chǎn)生氧化膜，氫氣具有還原性能還原氧化銅．