Question

问题情景：某化学实验小组同学将铁粉投入硫酸铜溶液中，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．

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下图的实验方案，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________，若不发出________，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，发现质量无增减．

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，硫酸铜溶液中可能含有________物质．

(2)不通过称量，如何判断SO₂与NaOH溶液发生了反应呢？有一同学设计了如图所示的装置进行实验，发现试管内液面上升，就得出SO₂与NaOH溶液发生反应的结论．其他同学认为这一方案不严谨，理由是________________．要得到科学严谨的结论，仍利用该装置，补做的实验是________________．

Answer 1

答案：
解析：

答案：方案设计：(1)用带火星的木条试验，看木条是否复燃 　　(2)SO2＋2NaOHNa2SO3＋H2O 　　(3)实验时在B处易发生爆炸事故　堵住试管口一会儿，靠近火焰点火　尖锐的爆鸣声 　　实验探究：H2 　　思维拓展：(1)酸性　(2)SO2易溶于水，也能使液面上升　将NaOH溶液换成水做对比实验 　　讲析：检验氧气的方法是用带火星的木条，观察木条是否能够复燃；氢气和氧气的体积混合达到爆炸极限，遇热极易发生爆炸；检验氢气纯度的方法是用小试管收集一试管气体，用拇指堵住试管口，靠近酒精灯火焰，移开拇指，如果发出尖锐的爆鸣声，就说明气体不纯净，如果发出“噗”的一声，就表明氢气已经纯净；由氧化铜表面变红，说明有还原性气体氢气，再根据盛有氢氧化钠溶液试剂瓶质量无变化，说明生成的气体不是二氧化硫；因加入铁粉产生氢气，说明硫酸铜溶液中可能含有酸性物质；因二氧化硫易溶于水，也能使试管内液面上升，应该做一个二氧化硫和水作用的对比实验． 　　点评：该题是一道难度适中的试题，综合考查金属、酸、碱、盐、以及气体的性质等知识点．要求学生明确一个实验结论的得出往往需要做多个对比实验，排除各种猜想和可能，然后才能得出正确结论．通过此题可以帮助学生养成善于归纳比较、综合应用知识来解决问题的良好习惯．