题目内容

5．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？请你参与下列探究：
【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，则检验方法是用带火星的木条试验，看木条是否复燃．
（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SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O．
（3）实验小组同学合作设计了如下组合实验方案，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B装置加热可能发生爆炸，
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，管口向下移近火焰，若不发出尖锐的爆鸣声，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，B装置的尾部有水珠生成；停止通气，再次称量装置A，发现质量无增减．
【探究结论】
（4）铁粉与硫酸铜溶液反应时，产生的气体是H2．
【拓展延伸】
（5）由上述实验可以推出，硫酸铜溶液中可能含有的物质是酸．
（6）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．要得到科学严谨的结论，仍利用该装置，补做的实验是用SO2和水做一个对比试验．

分析 【方案设计】（1）根据氧气的助燃性来检验；（2）根据方程式的书写方法来考虑；（3）根据氧气和氢气的性质和氢气的验纯方法考虑．
【探究结论】通过前面的实验进行排除即可；
【拓展延伸】
（1）要想产生氢气要考虑金属与酸反应；（2）根据二氧化硫的性质考虑；只要是不与二氧化硫反应的溶液就行，主要是对比实验．

解答 解：
【方案设计】（1）由于氧气具有助燃性能使带火星的木条复燃，所以用带火星的木条检验，看是否复燃；
（2）SO2与NaOH反应的反应物是SO2和NaOH，生成物是亚硫酸钠和水，再通过观察法进行配平即可；
（3）由于氢气具有可燃性，氧气具有助燃性，所以加热它们的混合物容易发生爆炸；在对氢气验纯时如果听到尖锐的爆鸣声，说明不纯，听到噗的一声，说明已经纯了；
【探究结论】
由于不能使带火星的木条复燃，所以不是氧气，通过氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的质量没有改变说明不是二氧化硫，所以只能是氢气了；
【拓展延伸】
（1）要想产生氢气必须是金属与酸反应，所以硫酸铜溶液中可能含有硫酸或盐酸；
（2）由于SO2溶于水中能与水反应生成亚硫酸，也会导致试管内气压减小，使液面上升，因此要做一个对比试验即可，所用溶液中的溶质不能与二氧化硫反应．
答案：
（1）用带火星的木条试验，看木条是否复燃；
（2）SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O； 
（3）B装置加热可能发生爆炸； 尖锐的爆鸣声；
（4）H2；  
（5）酸；
（6）SO2易溶于水；  用SO2和水做一个对比试验．

点评 在判断两种物质反应后生成物是什么气体时，要根据质量守恒定律来做出推断，再进行逐一排除．

练习册系列答案
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15．化学实验小组的同学为确定某石灰石中碳酸钙的质量分数，进行了如表所示的实验：
　实验编号　石灰石的质量/g　加入稀盐酸的质量/g　剩余固体质量/g
实验120408.0
实验220603.5
实验320803.5
（1）该石灰石中碳酸钙的质量分数为82.5%．
（2）计算实验中所用稀盐酸的溶质质量分数．
16．某试验田的玉米叶色淡黄，有倒伏现象，你认为应该施用的复合肥是（　　）
A．CO（NH2）2B．KNO3C．Ca（H2PO4）2D．KCl
13．如表是NaCl和KNO3在不同温度下的溶解度，有关说法不正确的是（　　）
温度/℃ 0 10 2030  4050  60 70 80
 溶解度/g NaCl 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3 37.8 38.4
 KNO3 13.3 20.931.6  45.863.9  85.5110 138169
A．NaCl的溶解度比KNO3的溶解度大
B．两种物质溶解度相等的温度在20℃～30℃之间
C．20℃时，NaCl的溶解度为36.0g
D．60℃时，将11gKNO3加入10g水中充分溶解，溶液刚好饱和
20．皮蛋是我国传统的蛋制品，深受人们喜爱，由少量NaCl、CaO和过量Na2CO3混合得到的粉末状混合物A是腌制皮蛋的配方之一．
（1）某化学兴趣小组从市场获取少量混合物A于烧杯中，缓慢加入足量的蒸馏水，边加边搅拌，静置，过滤得滤液．
①该过程发生反应的化学方程式为CaO+H2O=Ca（OH）2，Ca（OH）2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH．
②滤液中除含有Cl-、OH-外，还含有的阴离子是CO32-．
（2）在混合物A中加入少量ZnSO4可改善皮蛋品质，该兴趣小组获得某样品，探究在混合物A中是否添加了少量ZnSO4．
设计实验方案，完成如表表格．
限选用品与试剂：稀盐酸、pH试纸、BaC12溶液、蒸馏水、AgNO3溶液．
实验操作预期现象和必要结论
步骤1：取少量样品于烧杯中，缓慢加入足量蒸馏水，充分搅拌，静置，过滤/
步骤2：取少量步骤1所得的滤液于试管中，向其中加入足量的稀盐酸，振荡，观察现象．．有气泡生成
步骤3：向步骤2反应后溶液中滴入少量的BaCl2溶液，观察现．若有白色沉淀生成，说明样品中有ZnSO4；
若无明显现象，说明样品中没有ZnSO4．
10．实验室有一瓶硫酸溶液，老师请小明同学设计方案测定该溶液的溶质的质量分数．小明先取一只洁净的小烧杯，称其质量为16.4g，然后往其中倒入少量硫酸溶液后称量，总质量为30.2g，之后，将一枚质量为11.8g的铁钉（已用砂纸打磨去年铁锈）放入该小烧杯中，待铁钉表面不再有气泡产生后，再次称量，总质量为41.9g．请回答下列问题：
（1）写出上述反应的化学方程式是Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑．
（2）反应后产生的气体的质量是0.1g．
（3）计算该硫酸溶液的溶质的质量分数（写出计算过程，计算结果精确到0.1%）．
17．实验室用如图方法制取氢氧化铜固体．

（1）步骤①需配制200克溶质质量分数为4%的NaOH溶液，需NaOH固体8克．
（2）请从图中选取步骤②过滤时需要用到的器材ABCD（可多选）．

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（1）写出图中标号为a的仪器的主要用途收集或储存少量气体．
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