Question

請(qǐng)你參與下列探究：
【問題情景】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？
【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，它能與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．寫出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)了如圖組合（圖2）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，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

 

，才可通入上面的裝置進(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．
（4）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】
（5）由上述實(shí)驗(yàn)可以推出，硫酸銅溶液中可能含有

 

物質(zhì)．
（6）不通過稱量，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

 

．要得到科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕Y(jié)論，仍利用該裝置，補(bǔ)做的實(shí)驗(yàn)是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律,常見氣體的檢驗(yàn)與除雜方法,氧氣的檢驗(yàn)和驗(yàn)滿,金屬的化學(xué)性質(zhì),堿的化學(xué)性質(zhì),書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

分析：鐵是一種活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬，可以與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，產(chǎn)生的氫氣具有可燃性和還原性，若不純點(diǎn)燃或加熱易爆炸，可以用來還原某些金屬氧化物，鐵還可以與硫酸銅溶液反應(yīng)，置換出其中的銅；氧氣能使帶火星的木條復(fù)燃；二氧化硫是酸性氣體，能與堿反應(yīng)生成鹽和水．根據(jù)資料：SO₂易溶于水，它能與NaOH溶液反應(yīng)，生成Na₂SO₃解答．

解答：解：
（1）氧氣具有助燃性，更是帶火星的木條復(fù)燃，所以本題答案為：用帶火星的木條試驗(yàn)，看木條是否復(fù)燃；
（2）二氧化硫是酸性氣體，可以與堿氫氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水，故本題答案為：SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O，
（3）氫氣具有可燃性，如若不純，點(diǎn)燃或加熱時(shí)易產(chǎn)生爆炸事故，所以使用前要注意驗(yàn)純，一般采用小試管收集點(diǎn)燃的方法，不純時(shí)能發(fā)出尖銳的爆鳴聲，故本題答案為：實(shí)驗(yàn)時(shí)剩余氣體B通過加熱的試管易發(fā)生爆炸事故，對(duì)該氣體驗(yàn)純；
（4）未發(fā)出爆鳴聲，認(rèn)定安全，說明不含有氧氣，稱量NaOH溶液，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量無增減，說明不含二氧化硫，表面含CuO的銅網(wǎng)由黑色變?yōu)楣饬恋募t色，說明氧化銅被還原為銅，故產(chǎn)生的氣體為氫氣，所以本題答案為：H₂
（5）根據(jù)現(xiàn)象推斷，產(chǎn)生的氣體為氫氣，而鐵是與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，所以推斷此硫酸銅溶液中含有酸性物質(zhì)，故本題答案為：酸性．
（6）由于SO₂溶于水中能與水反應(yīng)生成亞硫酸，也會(huì)導(dǎo)致試管內(nèi)氣壓減小，使液面上升，因此要將NaOH溶液換成水做對(duì)比實(shí)驗(yàn)觀察現(xiàn)象進(jìn)行對(duì)比；
故答案為：
（1）用帶火星的木條試驗(yàn)，看木條是否復(fù)燃；                                                    
（2）SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O；    
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)剩余氣體在B處通過加熱的試管易發(fā)生爆炸事故；對(duì)該氣體驗(yàn)純；
（4）H₂；    
（5）酸性；    
 （6）SO₂易溶于水，也能使液面上升；   將NaOH溶液換成水做對(duì)比實(shí)驗(yàn)．

點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查了金屬的化學(xué)性質(zhì)、氧氣的檢驗(yàn)、使用氫氣的注意事項(xiàng)以及堿的部分性質(zhì)，常見氣體的鑒別主要有氧氣、二氧化碳、氮?dú)�、氫氣、空氣等，選擇鑒別方法時(shí)，要根據(jù)氣體性質(zhì)的差異．