Question

19．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？請(qǐng)你參與下列探究：
【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)了探究方案

（1）甲同學(xué)認(rèn)為是O₂，則檢驗(yàn)方法是用帶火星的木條試驗(yàn)，看木條是否復(fù)燃．
（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(xiě)出SO₂與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O．
（3）實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)合作設(shè)計(jì)了如圖1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，你認(rèn)為方案中的安全隱患是B裝置加熱可能發(fā)生爆炸．
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，管口向下移近火焰，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(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，再次稱量裝置A，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量無(wú)增減．
【探究結(jié)論】
（4）鐵粉與硫酸銅溶液反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)生的氣體是H₂．
【拓展延伸】
（5）由上述實(shí)驗(yàn)可以推出，硫酸銅溶液中可能含有的物質(zhì)是酸．
（6）不通過(guò)稱量，如何判斷S0₂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S0₂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SO₂易溶于水．
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)是用SO₂和水做一個(gè)對(duì)比試驗(yàn)．

Answer 1

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(lái)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．

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(guò)加熱的試管易發(fā)生爆炸事故，堵住試管囗，靠近火焰點(diǎn)火，尖銳的爆鳴聲；
（4）未發(fā)出爆鳴聲，說(shuō)明不含有氧氣，稱量NaOH溶液，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量無(wú)增減，說(shuō)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(shuō)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）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S0₂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SO₂易溶于水；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)是用SO₂和水做一個(gè)對(duì)比試驗(yàn)．
答案：
（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）B裝置加熱可能發(fā)生爆炸； 尖銳的爆鳴聲；
（4）H₂；
（5）酸   
（6）SO₂易溶于水；  用SO₂和水做一個(gè)對(duì)比試驗(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(jiàn)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．