Question

某研究性學(xué)習(xí)小組將鐵粉投入盛有硫酸銅溶液的試管中，發(fā)現(xiàn)生成紅色固體物質(zhì)的同時(shí)有較多的氣泡放出。這一現(xiàn)象激發(fā)起同學(xué)們的探究欲望，生成的是什么氣體？

（提出猜想）從物質(zhì)組成元素的角度，放出的氣體可能是SO2、O2、H2。

（查閱資料）SO2易溶于水，能與NaOH反應(yīng)，生成Na2SO3。

（方案設(shè)計(jì)）依據(jù)上述猜想，實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如下方案：

（1）甲同學(xué)認(rèn)為是O2，則檢驗(yàn)方法是_____。

（2）乙同學(xué)認(rèn)為是SO2，則只需將放出的氣體通入盛有NaOH溶液的洗氣瓶中，稱量通氣前后洗氣瓶的質(zhì)量。

（3）實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)合作設(shè)計(jì)了如圖1實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)提出的猜想進(jìn)行驗(yàn)證。

①如果放出的是O2和H2，你認(rèn)為方案中的安全隱患是_____。

②丙同學(xué)認(rèn)為：為確保安全，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先收集一試管氣體，用拇指堵住試管口，_____，若不發(fā)出尖銳的爆鳴聲，方可采用上面的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

（實(shí)驗(yàn)探究）經(jīng)丙同學(xué)確認(rèn)安全后，小組同學(xué)首先對(duì)裝置A進(jìn)行稱量，再將收集到的氣體從a通入，過一會(huì)兒點(diǎn)燃B處酒精燈；一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)表面含CuO的銅網(wǎng)由黑色變?yōu)楣饬恋募t色；停止通氣，再次稱量裝置A，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量無增減。

（實(shí)驗(yàn)結(jié)論）鐵粉與硫酸銅溶液反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)生的氣體是_____。

（思維拓展）

（4）由上述實(shí)驗(yàn)可以推出，硫酸銅溶液中可能含有_____物質(zhì)（填酸性、中性或堿性）。

（5）寫出裝置B中所發(fā)生反應(yīng)的方程式

（6）不通過稱量，如何判斷SO2與NaOH溶液發(fā)生了反應(yīng)呢？

丁同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖2所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)液面上升，就得出SO2與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)的結(jié)論。其他同學(xué)認(rèn)為這一方案不嚴(yán)謹(jǐn)，理由是_____。

（定量探究）該研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在教師的指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案對(duì)硫酸銅溶液進(jìn)行定量探究。

A．量取100mL上述硫酸銅溶液，倒入放在電子天平上的燒杯中，然后加入20.00g鐵粉，充分?jǐn)嚢�，有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下：

稱量項(xiàng)目	稱量時(shí)間	質(zhì)量/g
燒杯		55.65
燒杯+硫酸銅溶液		215.65
燒杯+硫酸銅溶液+鐵粉	30s	235.59
燒杯+硫酸銅溶液+鐵粉	60s	235.45
燒杯+硫酸銅溶液+鐵粉	90s	235.45

B.90s后，將燒杯中的物質(zhì)經(jīng)“過濾，洗滌、干燥、稱量”，得濾渣15.2g。

C．取少量濾渣于試管中，加入稀硫酸，觀察到有氣泡產(chǎn)生。

（7）請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和有關(guān)數(shù)據(jù)，回答下列問題：

①加入鐵粉后，用玻璃棒不斷攪拌的原因是_____。

②計(jì)算上述硫酸銅溶液中CuSO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)_____。（寫出計(jì)算過程。）

Answer 1