题目内容

20．【问题情景】某化学实验小组的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气泡放出．这一现象激发起同学们的探究欲望：生成了什么气体？
【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溶液反应，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，则检验方法是伸入带火星的木条，复燃是氧气，不复燃，不是氧气．

（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溶液反应的化学方程式SO2+2NaOH═Na2SO3+H2O．
（3）实验小组同学合作设计了如图1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可能爆炸，丙同学认为：为确保安全，实验前应先收集一试管气体，然后移近酒精灯火焰，若听到轻微噗声，方可采用上面的装置进行实验；如果听到尖锐爆鸣声，则不能采用上述装置．
【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．
（4）结论：铁粉与硫酸铜溶液反应时，产生的气体是H2．
（5）由上述实验可以推出，硫酸铜溶液中可能含有H2SO4．（填物质化学式）
（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易可溶于水．要得到科学严谨的结论，仍利用该装置，需要补做的实验是与水做对比实验．

分析 （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．
（4）通过前面的实验进行排出即可；
（5）要想产生氢气要考虑金属与酸反应；
（6）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，反应的化学方程式为：SO2+2NaOH═Na2SO3+H2O；
（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；
【实验探究】
（1）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；
（2）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；
（3）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．
故答案为：
（1）伸入带火星的木条，复燃是氧气，不复燃，不是氧气；
（2）SO2+2NaOH═Na2SO3+H2O；
（3）可能爆炸     移近酒精灯火焰    轻微噗声    尖锐爆鸣声      
（4）H2；
（5）H2SO4     
（6）SO2易可溶于水    与水做对比实验

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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（4）98%的浓硫酸稀释为稀硫酸时，一定要将浓硫酸沿烧杯壁缓慢地注入盛有水的烧杯里，并用玻璃棒搅拌，此时若用手轻轻触碰烧杯外壁，有发烫的感觉．
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B．
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