Question

请你参与下列探究．
[问题情景]某化学实验小组同学将硫酸铜溶液加入装有铁粉的试管中，发现生成红色固体物质的同时，有较多的气泡放出．这一现象激发起同学们的探究欲望，生成的是什么气体？
[提出猜想]从物质组成元素的角度，放出的气体可能是SO₂、O₂、H₂．
[查阅资料]SO₂易溶于水，它能与NaOH反应，生成Na₂SO₃和H₂O．
[方案设计]依据上述猜想，实验小组同学分别设计了如下方案：（1）甲同学认为是O₂，则检验方法是______．
（2）乙同学认为是SO₂，则只需将放出的气体通入盛有NaOH溶液的洗气瓶中，称量通气前后洗气瓶的质量．写出SO₂与NaOH反应的化学方程式：______．
（3）实验小组同学合作设计了如图1组合实验方案，排除和验证猜想的气体．

如果放出的是O₂和H₂，你认为方案中的安全隐患是______．
丙同学认为：为确保安全，实验前应先收集一试管气体，用拇指堵住试管口，靠近火焰点火，若不发出爆鸣声，方可采用上面的装置进行实验．
[实验探究]经丙同学确认安全后，小组同学首先对装置A进行称量，再将收集到的气体从a通入，过一会儿点燃B处酒精灯；一段时间后，发现表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色；停止通气，再次称量装置A，发现质量不变．
结论：铁粉与硫酸铜溶液反应时，产生的气体是______．
[思维拓展]
（1）由上述实验可以推出，硫酸铜溶液显______（选填“酸”或“碱”）性．
（2）不通过称量，如何判断SO₂与NaOH发生了反应呢？
有一同学设计了图2所示的装置进行实验，发现试管内液面上升，就得出SO₂与NaOH发生反应的结论．其他同学认为这一方案不严谨，理由是______．
（3）假设图2试管中SO₂与NaOH恰好完全反应，此时溶液中的溶质是______．
[反思]有同学认为，要确定生成的气体中是否有SO₂，其实可以根据气体的气味来确定，若能闻到______气味，则说明有SO₂．

Answer 1

【答案】分析：【方案设计】
（1）运用氧气支持燃烧能使带火星的木条复燃解答．
（2）运用S0₂与NaOH反应生成亚硫酸钠和水解答．
（3）运用氢气不纯遇火或加热会发生爆炸、氢气的验纯方法解答．
【实验探究】
运用氢气的还原性解答．
【思维拓展】
（1）运用铁和硫酸铜反应能生成氢气解答．
（2）运用空气中的二氧化碳也能和氢氧化钠反应解答．
（3）SO₂与NaOH恰好完全反应生成亚硫酸钠和水解答．
[反思]二氧化硫具有刺激性气味解答．
解答：解：
[方案设计]（1）氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，所以本题答案为：用带火星的木条试验，看木条是否复燃；
（2）二氧化硫是酸性气体，可以与碱氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，反应的化学方程式SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O；故本题答案为：SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O；
（3）氢气具有可燃性，如若不纯，点燃或加热时易产生爆炸事故，所以使用前要注意验纯；故本题答案为：实验时剩余气体B通过加热的试管易发生爆炸事故；
[实验探究]未发出爆鸣声，说明不含有氧气，称量NaOH溶液，发现质量无增减，说明不含二氧化硫，表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色，说明氧化铜被还原为铜，故产生的气体为氢气，所以本题答案为：H₂；
【思维拓展】
（1）根据现象推断，产生的气体为氢气，而铁是与酸反应产生氢气，所以推断此硫酸铜溶液中含有酸性物质，故本题答案为：酸；
（2）空气中的二氧化碳也能和氢氧化钠反应，试管中的液面会上升，所以答案为：空气中的二氧化碳也能和氢氧化钠反应使试管中的气压减小，试管中液面上升．
（3）SO₂与NaOH恰好完全反应生成亚硫酸钠和水，所以溶液中的溶质是亚硫酸钠．故本题答案为：亚硫酸钠．
[反思]二氧化硫具有刺激性气味，所以若能闻到刺激性气味，则说明有SO₂．故本题答案为：刺激性．
点评：本题综合考查了金属的化学性质、氧气的检验、使用氢气的注意事项以及碱的部分性质，常见气体的鉴别主要有氧气、二氧化碳、氮气、氢气、空气等，选择鉴别方法时，要根据气体性质的差异．