Question

請(qǐng)你參與下列探究。

【問(wèn)題情景】某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)將鐵粉投入硫酸銅溶液中，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，生成的是什么氣體呢？

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

【查閱資料】SO₂易溶于水，它能與NaOH溶液反應(yīng)，生成Na₂SO₃和H₂O。濃硫酸是干燥劑，能吸水。

【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(chēng)量通氣前后洗氣瓶的質(zhì)量。寫(xiě)出SO₂與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式：                              。

(3)實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)合作設(shè)計(jì)了如下組合實(shí)驗(yàn)方案，排除和驗(yàn)證猜想的氣體。

如果放出的是O₂和H₂的混合物，你認(rèn)為方案中的安全隱患是                       。

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                        ，若不發(fā)出　　　　    　　　　，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(chēng)量，再將收集到的氣體從a通入，過(guò)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(chēng)量裝置A，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量不變。

結(jié)論：(4)鐵粉與硫酸銅溶液反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)生的氣體是　　           　　。

(5)寫(xiě)出H₂還原CuO的化學(xué)方程式：                        。

【思維拓展】

（6） 不通過(guò)稱(chēng)量，如何判斷SO₂與NaOH溶液發(fā)生了反應(yīng)呢？有一同學(xué)設(shè)計(jì)了右圖所示的裝置進(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　　　　　　 　　　　　　　。

 

Answer 1

【答案】

（1）用試管收集氣體，用帶火星的木條放在試管內(nèi)，看是否復(fù)燃。

（2）SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O

（3）可能會(huì)發(fā)生爆炸   堵住試管口，移到酒精燈火焰上方，松開(kāi)拇指    尖銳的爆鳴聲

（4）氫氣/H₂

（5）H₂+CuOCu+H₂O

（6）也可能是二氧化硫溶于水造成的液面上升

【解析】

試題分析：（1）氧氣支持燃燒，能使帶火星的木條復(fù)燃；故用帶火星的木條伸入收集的氣體中，若復(fù)燃，說(shuō)明是氧氣。

（2）根據(jù)題意可知，S0₂與NaOH反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水，故反應(yīng)的化學(xué)方程式為S0₂+2NaOH=Na₂S0₃+H₂O。

（3）氫氣不純遇火或加熱時(shí)，有可能會(huì)發(fā)生爆炸；檢驗(yàn)氫氣的純度要先收集一試管氣體，用拇指堵住試管口移到酒精燈火焰上方，松開(kāi)拇指點(diǎn)火，若不發(fā)出尖銳的爆鳴聲證明較為純凈，可以使用。

（4）根據(jù)題中信息，“一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)表面含Cu0的銅網(wǎng)由黑色變?yōu)楣饬恋募t色”，說(shuō)明氣體中含有還原性氣體；在氧氣、氫氣和二氧化硫三種氣體中，只有氫氣具有還原性，能和金屬氧化物反應(yīng)生成金屬單質(zhì)。

（5）氫氣和氧化銅加熱生成銅和水，故反應(yīng)的化學(xué)方程式為H₂+CuOCu+H₂O

（6）根據(jù)題干中給出的信息可知，二氧化硫易溶于水，使試管中的氣壓減小，試管中液面上升；另外，由于空氣中的二氧化碳也能和氫氧化鈉反應(yīng)，使試管中的氣壓減小，試管中液面上升。

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律，氧氣的檢驗(yàn)和驗(yàn)滿(mǎn)，堿的化學(xué)性質(zhì)，氫氣的化學(xué)性質(zhì)，氫氣、一氧化碳、甲烷等可燃?xì)怏w的驗(yàn)純

點(diǎn)評(píng)：解答本題需熟練掌握氫氣的性質(zhì)，能夠根據(jù)題設(shè)的情景，將已有的知識(shí)進(jìn)行大膽遷移和靈活運(yùn)用，這也是解決新問(wèn)題的一種重要方法。