题目内容

请你参与下列探究:
【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】从组成物质元素的角度,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
 
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(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
 
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(3)实验小组同学合作设计了如图1所示的组合实验方案,排除和验证猜想的气体.

如果放出的是O2和H2该方案存在安全隐患易发生爆炸事故.丙同学认为:为确保安全,实验前应先
 
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
 
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【思维拓展】
(1)由上述实验可以推出,硫酸铜溶液中可能含有酸性物质.
(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溶液发生反应的结论.其他同学认为这一方案不严谨,请说明不严谨的理由,要得到科学严谨的结论,仍利用该装置,把补做的实验表达出来证明能得到严谨的结论
 
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考点:实验探究物质的性质或变化规律,常见气体的检验与除杂方法,氧气的检验和验满,碱的化学性质
专题:科学探究
分析:本题能使同学们体会到实验探究的一般过程,通过实验分析可知:用带火星的木条检验,观察木条是否复燃;SO2与NaOH反应生成亚硫酸钠和水,配平即可;如果放出的是O2和H2该方案存在安全隐患易发生爆炸事故,丙同学认为:为确保安全,实验前应先:将混合气体通过灼热的铜网,除去氧气;丙同学的结论是:铁粉与硫酸铜溶液反应时,产生的气体是氢气,因为A装置没有增加,说明没有二氧化碳,B中黑色变成红色,因此有氢气;要得到科学严谨的结论,仍利用该装置,把补做的实验表达出来证明能得到严谨的结论:做一个对照实验,即把盛二氧化硫气体的试管倒扣在盛水的烧杯中.
解答:解:【方案设计】(1)故答案为:用带火星的木条检验,观察木条是否复燃;
(2)SO2与NaOH反应生成亚硫酸钠和水,配平即可,故答案为:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O;
(3)如果放出的是O2和H2该方案存在安全隐患易发生爆炸事故,丙同学认为:为确保安全,实验前应先:将混合气体通过灼热的铜网,除去氧气;故答案为:将混合气体通过灼热的铜网,除去氧气;
【实验探究】丙同学的结论是:铁粉与硫酸铜溶液反应时,产生的气体是氢气,因为A装置没有增加,说明没有二氧化碳,B中黑色变成红色,因此有氢气;故答案为:氢气;
【思维拓展】要得到科学严谨的结论,仍利用该装置,把补做的实验表达出来证明能得到严谨的结论:做一个对照实验,即把盛二氧化硫气体的试管倒扣在盛水的烧杯中;故答案为:做一个对照实验,即把盛二氧化硫气体的试管倒扣在盛水的烧杯中;
点评:本考点既考查了实验步骤的设计,又考查了化学方程式的书写,还对实验进行了评价,综合性比较强.实验探究题是近几年中考的热点之一,它包括实验方法和过程的探究,实验结论和实验规律的探究等.本题通过实验资料和实验分析,得到了正确的结论,属于结论性探究.同学们要具体分析,综合掌握.
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