某化学兴趣小组同学将紫色石蕊滴入CuSO4溶液中,发现溶液变红。查阅资料后得知CuSO4溶液呈酸性。研究性学习小组对其展开了进一步探究。
【实验探究一】CuSO4 溶液与碳酸盐反应:向足量的Na2CO3溶液中滴加少量的CuSO4溶液,产生无色气体、绿色沉淀和无色溶液。
(1)将产生的气体通入澄清石灰水,产生白色沉淀,则该气体为。
(2)某同学经过滤、洗涤等操作后;分别获得绿色固体和无色溶液,并进行研究。
查阅资料:常见绿色固体有碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]和碱式硫酸铜[Cu2(OH)2SO4],都不溶于水,但均能与酸反应。
实验方案:
①该绿色固体的成分为。
②步骤Ⅰ中用稀盐酸而不用稀硫酸的理由是。
③取“足量的Na2CO3溶液和少量CuSO4溶液反应”后的无色溶液于试管中,加入足量稀硝酸,产生大量气泡,再滴入Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀,最终溶液的溶质成分为。
④写出碳酸钠溶液与硫酸铜溶液反应的化学方程式:。
【实验探究二】CuSO4溶液与金属Al反应:
(3)将铝丝没入CuSO4溶液中(如图所示),一段时间后没有出现红色物质,其原因是。
(4)用砂纸将铝丝表面打磨光亮,将其没入CuSO4溶液中,观察现象:
①铝丝表面产生少量气泡,该气体是。24h后,铝丝表面出现少最红色物质,说明Al能与CuSO4溶液反应,但是反应较慢。
查阅资料后获得:Cl-可以加快铝丝和其他物质的反应逸率。
②铝丝周围溶液逐渐变成无色,铝丝以下溶液仍为蓝色,两层溶液界面清晰,从而可以得出密度:CuSO4溶液Al2(SO4)3溶液(填“>"或“<")。
③请设计证明Cl-可以加快铝丝和其他物质的反应速率的实验(写出实验的操作、现象和对应的结论)(可供选用的药品:Al、CuSO4溶液和AlCl3溶液)