Question

請你參與下列探究：
【問題情景】某化學實驗小組同學將鐵粉投入硫酸銅溶液中，發(fā)現(xiàn)生成紅色固體物質的同時有較多的氣泡放出．這一現(xiàn)象激發(fā)起同學們的探究欲望，生成的是什么氣體？
【提出猜想】從物質組成元素的角度，放出的氣體可能是SO₂、O₂、H₂．
【查閱資料】SO₂易溶于水，它能與NaOH反應，生成Na₂SO₃．
【方案設計】依據(jù)上述猜想，實驗小組同學分別設計了如下方案：
（1）甲同學認為是O₂，則檢驗方法是

 

．
（2）乙同學認為是SO₂，則只需將放出的氣體通入盛有NaOH溶液的洗氣瓶中，稱量通氣前后洗氣瓶的質量．寫出SO₂與NaOH反應的化學方程式

 

．
（3）實驗小組同學合作設計了如圖組合（圖2）實驗方案，排除和驗證猜想的氣體．

如果放出的是O₂和H₂，你認為方案中的安全隱患是

 

．
丙同學認為：為確保安全，實驗前應先

 

，才可通入上面的裝置進行實驗．
【實驗探究】經(jīng)丙同學確認安全后，小組同學首先對裝置A進行稱量，再將收集到的氣體從a通入，過一會兒點燃B處酒精燈；一段時間后，發(fā)現(xiàn)表面含CuO的銅網(wǎng)由黑色變?yōu)楣饬恋募t色；停止通氣，再次稱量裝置A，發(fā)現(xiàn)質量無增減．
（4）結論：鐵粉與硫酸銅溶液反應時，產(chǎn)生的氣體是

 

．
【思維拓展】
（5）由上述實驗可以推出，硫酸銅溶液中可能含有

 

物質．
（6）不通過稱量，如何判斷SO₂與NaOH溶液發(fā)生了反應呢？有一同學設計了如圖2所示的裝置進行實驗，發(fā)現(xiàn)試管內液面上升，就得出SO₂與NaOH溶液發(fā)生反應的結論．其他同學認為這一方案不嚴謹，理由是

 

．要得到科學嚴謹?shù)慕Y論，仍利用該裝置，補做的實驗是

 

．

Answer 1

考點：實驗探究物質的性質或變化規(guī)律,常見氣體的檢驗與除雜方法,氧氣的檢驗和驗滿,金屬的化學性質,堿的化學性質,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：科學探究

分析：鐵是一種活動性較強的金屬，可以與酸反應產(chǎn)生氫氣，產(chǎn)生的氫氣具有可燃性和還原性，若不純點燃或加熱易爆炸，可以用來還原某些金屬氧化物，鐵還可以與硫酸銅溶液反應，置換出其中的銅；氧氣能使帶火星的木條復燃；二氧化硫是酸性氣體，能與堿反應生成鹽和水．根據(jù)資料：SO₂易溶于水，它能與NaOH溶液反應，生成Na₂SO₃解答．

解答：解：
（1）氧氣具有助燃性，更是帶火星的木條復燃，所以本題答案為：用帶火星的木條試驗，看木條是否復燃；
（2）二氧化硫是酸性氣體，可以與堿氫氧化鈉反應生成亞硫酸鈉和水，故本題答案為：SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O，
（3）氫氣具有可燃性，如若不純，點燃或加熱時易產(chǎn)生爆炸事故，所以使用前要注意驗純，一般采用小試管收集點燃的方法，不純時能發(fā)出尖銳的爆鳴聲，故本題答案為：實驗時剩余氣體B通過加熱的試管易發(fā)生爆炸事故，對該氣體驗純；
（4）未發(fā)出爆鳴聲，認定安全，說明不含有氧氣，稱量NaOH溶液，發(fā)現(xiàn)質量無增減，說明不含二氧化硫，表面含CuO的銅網(wǎng)由黑色變?yōu)楣饬恋募t色，說明氧化銅被還原為銅，故產(chǎn)生的氣體為氫氣，所以本題答案為：H₂
（5）根據(jù)現(xiàn)象推斷，產(chǎn)生的氣體為氫氣，而鐵是與酸反應產(chǎn)生氫氣，所以推斷此硫酸銅溶液中含有酸性物質，故本題答案為：酸性．
（6）由于SO₂溶于水中能與水反應生成亞硫酸，也會導致試管內氣壓減小，使液面上升，因此要將NaOH溶液換成水做對比實驗觀察現(xiàn)象進行對比；
故答案為：
（1）用帶火星的木條試驗，看木條是否復燃；                                                    
（2）SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O；    
（3）實驗時剩余氣體在B處通過加熱的試管易發(fā)生爆炸事故；對該氣體驗純；
（4）H₂；    
（5）酸性；    
 （6）SO₂易溶于水，也能使液面上升；   將NaOH溶液換成水做對比實驗．

點評：本題綜合考查了金屬的化學性質、氧氣的檢驗、使用氫氣的注意事項以及堿的部分性質，常見氣體的鑒別主要有氧氣、二氧化碳、氮氣、氫氣、空氣等，選擇鑒別方法時，要根據(jù)氣體性質的差異．