4.某化學實驗小組同學將鐵粉投入硫酸銅溶液中,發(fā)現(xiàn)生成紅色固體物質的同時有較多的氣泡放出.生成的是什么氣體呢?同學們決定進行探究.探究前老師提示,該反應生成的氣體只有一種.
【提出猜想】放出的氣體可能是SO2、O2、H2,提出猜想的依據(jù)是質量守恒定律.
【查閱資料】SO2易溶于水,化學性質與二氧化碳有相似之處,它能使澄清石灰水變渾濁,生成CaSO3
【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)甲同學認為是O2,則檢驗方法是用帶火星的木條檢驗,看木條是否復燃.
(2)乙同學認為是SO2,則只需將放出的氣體通入澄清石灰水中,看澄清石灰水是否變渾濁.寫出SO2與Ca(OH)2反應的化學方程式SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O.
(3)實驗小組同學合作設計了如圖所示組合實驗方案,排除和驗證猜想的氣體.
實驗開始時,先將收集到的氣體從a通入一段時間后,再點燃C處酒精燈;這樣操作的目的是排出裝置內的空氣,以防加熱時爆炸.
實驗過程中發(fā)現(xiàn)A裝置中溶液不變渾濁,C裝置中表面含CuO的銅網(wǎng)由黑色變?yōu)楣饬恋募t色;
【結論】鐵粉與硫酸銅溶液反應時,產(chǎn)生的氣體是氫氣.
【思維拓展】由上述實驗可以推出,硫酸銅溶液中可能含有酸.

分析 提出猜想:進行猜想要考慮到反應前后元素種類不變;
(1)根據(jù)質量守恒定律考慮;
(2)根據(jù)題中信息結合化學方程式的寫法考慮;
(3)實驗探究:點燃可燃性氣體和空氣的混合物容易發(fā)生爆炸;
結論:根據(jù)實驗現(xiàn)象分析實驗結論;
思維拓展:因為加入金屬鐵有氫氣生成,所以溶液中可能含有酸.

解答 解:鐵粉投入硫酸銅溶液中,反應前含有S、O、H、Cu元素,依據(jù)質量守恒定律可以得出猜想;
故答案為:質量守恒定律;
(1)氧氣具有助燃性,可以通過檢驗氣體的助燃效果進行判斷;
故答案為:用帶火星的木條檢驗,看木條是否復燃;
(2)二氧化硫和氫氧化鈣反應會生成亞硫酸鈣和水;
故答案為:SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O;
(3)實驗探究:可燃性的氣體和空氣混合加熱時可能會發(fā)生爆炸,因此先將收集到的氣體從a通入一段時間后,再點燃C處酒精燈的目的是排出裝置內的空氣,以防加熱時爆炸;
故答案為:排出裝置內的空氣,以防加熱時爆炸;
結論:A裝置中溶液不變渾濁,說明沒有二氧化硫,H2可以使CuO還原成紅色的Cu,故產(chǎn)生的氣體為氫氣;
故答案為:氫氣;
思維拓展:因為有氫氣生成,鐵應該與酸反應產(chǎn)生氫氣,故答案為:酸.

點評 本題主要考查化學實驗的方案設計與評價,在解此類題時,首先分析題中考查的問題,然后結合所給的知識和學過的知識進行分析解答.

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