某興趣小組用鐵釘與硫酸銅溶液反應驗證質(zhì)量守恒定律時，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，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
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，化學反應前后，元素的種類不變

質(zhì)量守恒定律，化學反應前后，元素的種類不變

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【進行實驗】

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
①小芳用手在冒氣泡的試管口輕輕扇動，使少量氣體進入鼻孔	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)淡藍色火焰 氣體燃燒，試管口出現(xiàn)淡藍色火焰	猜想三正確

【實驗分析】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產(chǎn)生的，請用化學方程式表示該氣體產(chǎn)生的原因

Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑

Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑

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探究二：鐵和硫酸銅溶液反應的最佳條件是什么？
（2）【實驗探究】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，比較反應現(xiàn)象，記錄如表：

實驗編號	硫酸銅溶液	變?yōu)闇\綠色	有紅色固體	無氣泡	符合標準現(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為探究反應物濃度對實驗的影響，可選擇實驗

1、3或2、4

1、3或2、4

進行對照（填實驗編號）
②結(jié)合表格數(shù)據(jù)分析，鐵和硫酸銅溶液反應的最佳條件是

2%硫酸銅熱溶液

2%硫酸銅熱溶液

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注意：若答對第（3）小題可獎勵3分，試卷總分不超過40分
探究三：反應中溶液pH為什么減小？
（3）結(jié)合探究一中氫氣產(chǎn)生的原理，興趣小組的同學推測，隨著反應的進行，溶液中氫離子濃度應該減小，pH應該逐漸增大，于是利用如圖1裝置，用pH傳感器測量溶液pH的變化，同時測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

鐵和硫酸銅反應生成了硫酸亞鐵，硫酸亞鐵與氧氣和水能發(fā)生反應，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，故溶液pH值下降

鐵和硫酸銅反應生成了硫酸亞鐵，硫酸亞鐵與氧氣和水能發(fā)生反應，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，故溶液pH值下降

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【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該

先煮沸冷卻后使用

先煮沸冷卻后使用

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②利用鐵與硫酸銅反應驗證質(zhì)量守恒定律時，應注意

硫酸銅溶液的濃度不宜過大

硫酸銅溶液的濃度不宜過大

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