20.【問題情景】某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組的同學(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)有較多氣泡放出.這一現(xiàn)象激發(fā)起同學(xué)們的探究欲望:生成了什么氣體?
【提出猜想】從物質(zhì)組成元素的角度,放出的氣體可能是SO
2、O
2、H
2.
【查閱資料】SO
2易溶于水,它能與NaOH溶液反應(yīng),生成Na
2SO
3.
【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O
2,則檢驗(yàn)方法是伸入帶火星的木條,復(fù)燃是氧氣,不復(fù)燃,不是氧氣.
(2)乙同學(xué)認(rèn)為是SO
2,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SO
2與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式SO
2+2NaOH═Na
2SO
3+H
2O.
(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O
2和H
2,你認(rèn)為方案中的安全隱患是可能爆炸,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,然后移近酒精燈火焰,若聽到輕微噗聲,方可采用上面的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn);如果聽到尖銳爆鳴聲,則不能采用上述裝置.
【實(shí)驗(yàn)探究】經(jīng)丙同學(xué)確認(rèn)安全后,小組同學(xué)首先對裝置A進(jìn)行稱量,再將收集到的氣體從a通入,過一會兒點(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H
2.
(5)由上述實(shí)驗(yàn)可以推出,硫酸銅溶液中可能含有H
2SO
4.(填物質(zhì)化學(xué)式)
(6)不通過稱量,如何判斷SO
2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SO
2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SO
2易可溶于水.要得到科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕Y(jié)論,仍利用該裝置,需要補(bǔ)做的實(shí)驗(yàn)是與水做對比實(shí)驗(yàn).