请你参与下列探究:[问题情景]某实验小组将铁粉投入硫酸铜溶液中.发现生成红色固体物质的同时还有较多的气泡放出．这一现象激发起了同学们的探究欲望.生成的是什么气体?[提出猜想]从物质组成元素的角度分析.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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

6．请你参与下列探究：
【问题情景】某实验小组将铁粉投入硫酸铜溶液中，发现生成红色固体物质的同时还有较多的气泡放出．这一现象激发起了同学们的探究欲望，生成的是什么气体？
【提出猜想】从物质组成元素的角度分析，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，则检验方法是收集气体，用带火星的小木条伸入集气瓶内，看是否复燃．
（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．
（3）实验小组同学合作设计了如图1所示组合实验方案，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在B处加热时可能会发生爆炸．
丙同学认为：为确保安全，实验前应先收集一试管气体，检验纯度，确定安全后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，理由是SO₂溶于水，试管内液面也会上升．要得到科学严谨的结论，仍利用该装置，补做的实验是把烧杯中的氢氧化钠溶液改为适量水做对比试验．

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：根据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，因此猜想的气体中不可能有氮气，因为反应前没有氮元素；氧气的检验方法是：用带火星的木条检验，观察木条是否复燃；二氧化硫与NaOH反应生成Na₂SO₃和水，配平即可；如果放出的是O₂和H₂，实验方案中的安全隐患是：在点燃酒精灯后，会引起爆炸；由实验探究可知：一段时间后，发现表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色，说明有氢气，因为氢气具有还原性；停止通气，再次称量装置A，发现质量无增减，说明没有二氧化硫．由上述实验可以推出，废液中除硫酸铜外还有的溶质是硫酸，因为硫酸和铁粉反应生成硫酸亚铁和氢气；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；此方案不严谨，理由是二氧化硫溶于水并且能与水反应；可以做一个对照实验，就能证明二氧化硫确实与氢氧化钠溶液，对照实验是：把盛有二氧化硫的同样大小的试管，倒扣在盛水的烧杯中．

解答解：【方案设计】（1）氧气的检验方法是：用带火星的木条检验，观察木条是否复燃；故填：收集气体，用带火星的小木条伸入集气瓶内，看是否复燃；
（3）如果放出的是O₂和H₂，实验方案中的安全隐患是：在点燃酒精灯后，会引起爆炸，故填：在B处加热时可能会发生爆炸；
【实验探究】由实验探究可知：一段时间后，发现表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色，说明有氢气，因为氢气具有还原性；停止通气，再次称量装置A，发现质量无增减，说明没有二氧化硫；故答案为：H₂
【思维拓展】（1）因为有氢气生成，铁应该与酸反应产生氢气，所以要有游离的氢离子存在，则知硫酸铜溶液中含有酸性物质；故填：酸性；
（2）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；此方案不严谨，理由是二氧化硫溶于水并且能与水反应；可以做一个对照实验，就能证明二氧化硫确实与氢氧化钠溶液，对照实验是：把盛有二氧化硫的同样大小的试管，倒扣在盛水的烧杯中；故答案为：SO₂溶于水，试管内液面也会上升，把烧杯中的氢氧化钠溶液改为适量水做对比试验．

点评本题主要考查化学实验的方案设计与评价，了解猜想和事实验证的方法及防范爆炸的措施，掌握氧气的检验方法．

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	A．	手持量筒量取一定体积的液体
	B．	铁、氮气、氯化钠分别是由分子、原子、离子构成的
	C．	用托盘天平称量5.65g食盐
	D．	生铁和钢的物理性质不同主要是因为含碳量不同

方案	步骤	现象	结论
Ⅰ	①取样品．滴加BaCl₂溶液 ②对步骤①反应后的混合物进行过滤，在滤渣中滴加稀盐酸	①有白色沉淀产生 ②无明显现象	废液中含有S0₄^2-
Ⅱ	①取样品，滴加过量稀盐酸 ②在步骤①的溶液中滴加BaCl₂溶液	①无明显现象 ②有白色沉淀产生	废液中含有SO₄^2-
Ⅲ	①取样品，滴加Ba（N0₃）₂溶液 ②对步骤①产生的混合物进行过滤，在滤渣中滴加稀硝酸	①有白色沉淀产生 ②无明显现象	废液中含有S0₄^2-

	A．	在t₁温度时三者的溶解度从大到小的顺序依次是：X、Y、Z
	B．	t₂ 时，X、Y两种物质的饱和溶液的溶质质量分数相等
	C．	将t₂温度三者的饱和溶液降温至t₁温度时，三者溶液都有晶体析出
	D．	若将t₂℃时X物质的不饱和溶液转变成饱和溶液，可采用的一种方法是升高温度

选项	A	B	C	D
实验
实验现象	烧杯内壁附着的澄清石灰水变浑浊	a烧杯中溶液由无色变成红色	试管两极处有气体产生，且左右两极气体体积比为2：1	反应后天平指针向右偏移
实验结论	说明蜡烛燃烧产生二氧化碳和水	既说明分子在不断的运动，又说明浓氨水能使酚酞变红	既说明水由氢元素、氧元素组成，又说明水分子中含有氢分子和氧分子	盐酸与碳酸钠的反应不遵守质量守恒定律

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