某興趣小組用鐵釘與硫酸銅溶液反應(yīng)驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律時(shí)，發(fā)現(xiàn)鐵釘表面有氣泡產(chǎn)生、溶液沒有變成淺綠色的異?，F(xiàn)象，請(qǐng)你和興趣小組一起探究，并回答問題。
【查閱資料】①硫酸亞鐵與氧氣和水能發(fā)生反應(yīng)，使得溶液中的氫離子濃度增加
②溶液中氫離子濃度越大，酸性越強(qiáng)
探究一：鐵釘表面產(chǎn)生的是什么氣體？
【做出猜想】（1）猜想一：二氧化硫；猜想二：氧氣；猜想三：氫氣。
做出猜想的依據(jù)是
質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后，元素的種類不變
質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后，元素的種類不變
。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
| 實(shí)驗(yàn)步驟 |
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
實(shí)驗(yàn)結(jié)論 |
| ①小芳用手在冒氣泡的試管口輕輕扇動(dòng)，使少量氣體進(jìn)入鼻孔 |
無刺激性氣味 無刺激性氣味
|
猜想一不正確 |
| ②小剛用帶火星的木條伸入收集該氣體的試管中 |
木條不復(fù)燃 |
猜想二不正確 |
| ③小明將收集該氣體的試管移近酒精燈火焰，松開拇指 |
氣體燃燒，試管口出現(xiàn)淡藍(lán)色火焰 氣體燃燒，試管口出現(xiàn)淡藍(lán)色火焰
|
猜想三正確 |
【實(shí)驗(yàn)分析】硫酸銅溶液呈酸性，溶液中含有氫離子，該氣體可看成由稀硫酸與鐵釘反應(yīng)產(chǎn)生的，請(qǐng)用化學(xué)方程式表示該氣體產(chǎn)生的原因
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
。
探究二：鐵和硫酸銅溶液反應(yīng)的最佳條件是什么？
（2）【實(shí)驗(yàn)探究】分別用蒸餾水配制4%和2%的硫酸銅的冷、熱溶液，各取5mL分別加入4支試管中，放入用砂紙打磨過的相同鐵釘，比較反應(yīng)現(xiàn)象，記錄如表：
| 實(shí)驗(yàn)編號(hào) |
硫酸銅溶液 |
變?yōu)闇\綠色 |
有紅色固體 |
無氣泡 |
符合標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)象 |
| 1 |
2%硫酸銅冷溶液 |
√較慢 |
√ |
√ |
√ |
| 2 |
2%硫酸銅熱溶液 |
√較快 |
√ |
√ |
√ |
| 3 |
4%硫酸銅冷溶液 |
√緩慢 |
√ |
√ |
√ |
| 4 |
4%硫酸銅熱溶液 |
√較快 |
V |
× |
× |
①為探究反應(yīng)物濃度對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，可選擇實(shí)驗(yàn)
1、3或2、4
1、3或2、4
進(jìn)行對(duì)照（填實(shí)驗(yàn)編號(hào)）
②結(jié)合表格數(shù)據(jù)分析，鐵和硫酸銅溶液反應(yīng)的最佳條件是
2%硫酸銅熱溶液
2%硫酸銅熱溶液
。
注意：若答對(duì)第（3）小題可獎(jiǎng)勵(lì)3分，試卷總分不超過40分
探究三：反應(yīng)中溶液pH為什么減??？
（3）結(jié)合探究一中氫氣產(chǎn)生的原理，興趣小組的同學(xué)推測(cè)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溶液中氫離子濃度應(yīng)該減小，pH應(yīng)該逐漸增大，于是利用如圖1裝置，用pH傳感器測(cè)量溶液pH的變化，同時(shí)測(cè)定了該裝置中氧氣含量的變化，結(jié)果如圖2、圖3所示，試分析溶液pH下降的原因
鐵和硫酸銅反應(yīng)生成了硫酸亞鐵，硫酸亞鐵與氧氣和水能發(fā)生反應(yīng)，使得溶液中的氫離子濃度增加，溶液中氫離子濃度越大，酸性越強(qiáng)，故溶液pH值下降
鐵和硫酸銅反應(yīng)生成了硫酸亞鐵，硫酸亞鐵與氧氣和水能發(fā)生反應(yīng)，使得溶液中的氫離子濃度增加，溶液中氫離子濃度越大，酸性越強(qiáng)，故溶液pH值下降
。
【反思與交流】結(jié)合以上探究綜合分析
①探究二中配制硫酸銅溶液的蒸餾水應(yīng)該
先煮沸冷卻后使用
先煮沸冷卻后使用
。
②利用鐵與硫酸銅反應(yīng)驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律時(shí)，應(yīng)注意
硫酸銅溶液的濃度不宜過大
硫酸銅溶液的濃度不宜過大
。
