Question

某实验小组将洁净的铁钉投入到氯化铜溶液中，发现铁钉表面生成红色固体物质的同时有较多气泡产生，生成的气体是什么呢？
【提出猜想】实验小组的同学对产生的气体提出猜想：可能是CO₂、HCl、Cl₂、O₂、H₂．
【查阅资料】25℃时，HCl气体在水中的溶解度是500，极易溶于水；Cl₂在水中的溶解度约是2，易溶于水，它能与NaOH溶液发生化学反应．
【讨论分析】依据猜想和资料，实验小组的同学进行了如下讨论：
（1）甲同学从物质组成的元素角度分析，认为猜想中最不可能的气体是______．
（2）乙同学根据资料推理得出产生的气体不可能是______，理由是：______．
（3）丙同学认为是O₂，则检验O₂的方法是______．
（4）丁同学认为是Cl₂，则只需将产生的气体通入盛有NaOH溶液的洗气瓶中，称量通气前后洗气瓶的质量进行检验．
【设计方案】实验小组的同学合作设计了如下的试验方案，排除和验证猜想的气体．
（1）如果产生的气体是O₂和H₂，你认为装置C中存在的安全隐患是______．
（2）戊同学认为：为确保安全，实验前应先收集一试管气体，用拇指堵住管口，试管口略向下倾斜，靠近酒精灯火焰，移开大拇指点火，若没有听到______，方可采用上面的装置进行实验．
【验证实验】经戊同学确认安全后，小组同学首先对装置A进行称量，再将收集到的干燥的气体从a处通入，过一会儿点燃C处的酒精灯，过一段时间后，发现表面含CuO的铜网变为光亮的红色，发生反应的化学方程式为______ Cu+H₂O

Answer

【讨论分析】（1）根据物质中所含元素回答；
（2）根据氯化氢的溶解性回答．
（3）根据氧气的助燃性回答．
【设计方案】（1）根据可燃性的气体与氧气混合后点燃易发生爆炸回答．
（2）根据检验氢气纯度的方法回答．
【验证实验】根据气体能与氧化铜在加热的条件下反应及反应现象回答．
【实验结论】从氧化铜反应后的现象回答；
【实验反思】（1）根据浓硫酸的吸水性回答．
（2）根据活泼金属与酸反应生成盐和氢气的性质回答．
【解析】
【讨论分析】（1）HCl气体在水中的溶解度是500，极易溶于水，如产生的气体是氯化氢，它不会从溶液中释放出来．
（2）氧气有助燃性，可用带火星的木条检验，看带火星的木条是否复燃．
（3）根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目不变，故X的化学式是H2O．
【设计方案】①可燃性的气体与氧气混合后点燃易发生爆炸，如果产生的气体是O2和H2，存在爆炸的安全隐患．
②用拇指堵住试管口，试管口略向下倾斜，靠近酒精灯的火焰，移开拇指点火，如听到尖锐的爆鸣声证明气体不纯，可能发生爆炸．
【实验结论】将收集到的干燥的气体从a处通入，过一会儿点燃C处的酒精灯，过一段时间后，发现表面含CuO的铜网变为光亮的红色，说明气体具有还原性；氢氧化物溶液能吸收二氧化碳，停止通气，再称量装置A，发现质量无增减，说明气体不是一氧化碳，从而能确定是二氧化碳．
【实验结论】铁钉与氯化铜溶液反应时，产生的气体是 氢气．
【实验反思】（1）浓硫酸有吸水性，可以干燥气体，以利于后续实验．
（2）活泼金属能与酸反应生成盐和氢气，由于产生的气体是氢气，所以氯化铜溶液显酸性．
故答案为：【讨论分析】
（1）CO2
（2）HCl； HCl气体极易溶于水
（3）用带火星的小木条检验，看是否复燃
【设计方案】
（1）易爆炸    
（2）尖锐的爆鸣声
【验证实验】
H2+CuOCu+H2O
【实验结论】
氢气
【实验反思】
（1）干燥   
（2）酸性
（3）PH试纸 用蘸有待测溶液的玻璃棒点滴在试纸的中部，待试纸变色后，再与标准比色卡比较来确定溶液的pH