Question

16．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，检验方法是用带火星的木条试验，看木条是否复燃．
（2）乙同学认为是SO₂，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．请写出SO₂与NaOH反应的化学方程式SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O．
（3）实验小组同学合作设计了如图组合实验方案，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实验时在B处易发生爆炸事故．
丙同学认为：为确保安全，实验前应先收集一试管气体，并验纯，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H₂．
【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？有一同学设计了图C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SO₂易溶于水，也能使液面上升．要得到科学严谨的结论，仍利用该装置，补做的实验是将NaOH溶液换成水做对比实验．

Answer 1

分析 【方案设计】
（1）根据氧气的助燃性进行分析；
（2）根据酸性氧化物会与碱反应生成盐和水进行分析；
（3）根据助燃性气体和可燃性气体加热可能爆炸进行分析；
根据检验氢气纯度的方法进行分析；
【实验探究】
根据二氧化硫会与碱反应进行分析；
【思维拓展】
（1）根据活泼金属和酸反应会生成氢气进行分析；
（2）根据二氧化硫极易溶于水进行分析；

解答 解：【方案设计】
（1）氧气具有助燃性，可以通过检验气体的助燃效果进行判断，故答案为：用带火星的木条试验，看木条是否复燃；
（2）二氧化硫和氢氧化钠反应会生成亚硫酸钠和水，故答案为：SO₂ +2NaOH=Na₂SO₃ +H₂O；
（3）氢气和氧气的混合气在加热的过程中可能发生爆炸，故答案为：实验时在B处易发生爆炸事故；
检验氢气的纯度就是收集一试管气体，用拇指 堵住试管口，靠近火焰点火，若不发出尖锐的爆鸣声，表示氢气已经纯净；
【实验探究】
表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色，说明气体具有还原性，A处质量无增减，所以没有二氧化硫，故答案为：H₂；
【思维拓展】
（1）要生成氢气必须是酸和活泼金属反应，故答案为：酸性 （或H₂SO₄）；
（2）二氧化硫极易溶于水，可以将氢氧化钠换成水做对比试验，对比水面上升的高度，故答案为：SO₂易溶于水，也能使液面上升，将NaOH溶液换成水做对比实验．
答案：
（1）用带火星的木条试验，看木条是否复燃；
（2）SO₂+2 NaOH=Na₂SO₃+H₂O；
（3）实验时在B处易发生爆炸事故；验纯；
【结论】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（其它合理答案亦可）．

点评 在解此类题时，首先分析题中考查的问题，然后结合所给的知识和学过的知识进行分析解答．