Question

（1）請你參與下列探究：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】從元素守恒的角度，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

用帶火星的木條試驗，木條復燃則是氧氣

．
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

SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O

．
③實驗小組同學合作設計了如下組合實驗方案，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

實驗時在B處易發(fā)生爆炸事故

，
產(chǎn)生此隱患的原因：

2H₂+O₂

點燃  .

2H₂O

（用方程式解釋）．
老師說：“化學反應中，一種元素的化合價升高，肯定有元素的化合價降低，這是科學規(guī)律”．丙同學根據(jù)老師這句話分析判斷：放出的氣體肯定不是

氧氣

．
【實驗探究】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，B裝置的尾部有水珠生成；停止通氣，再次稱量裝置A，發(fā)現(xiàn)質量無增減．
結論：鐵粉與硫酸銅溶液反應時，產(chǎn)生的氣體是

氫氣

．
寫出B裝置中發(fā)生化學反應的方程式

H₂+CuO

△   .

Cu+H₂O

．
（2）某同學模仿物理課上學到的“串聯(lián)電路”設計了如下氣體制取與性質驗證的組合實驗．打開分液漏斗活塞后，A中出現(xiàn)大量氣泡，B中白磷燃燒，C中液面下降，稀鹽酸逐漸進入D中，請看圖回答問題．

①A中發(fā)生反應的化學方程式為

2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑

．
②B中白磷能夠燃燒的原因是

與氧氣接觸

．
③E中的實驗現(xiàn)象是

溶液由紫色變紅色

．
④用F裝置收集氣體的依據(jù)是

氣體密度比空氣密度大

．

Answer 1

分析：[方案設計]（1）驗證是否為氧氣，檢驗氧氣的方法；
（2）根據(jù)氫氧化鈉的性質，判斷氫氧化鈉與二氧化硫反應的反應物和生產(chǎn)物，正確書寫化學方程式；
（3）可燃性氣體不純會爆炸．
[實驗探究]因為“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)質量不變”，所以產(chǎn)生的氣體為氫氣；書寫氫氣還原氧化銅的化學方程式．
（2）①由題意知，反應物雙氧水，生成物水合氧氣，反應條件為二氧化錳，故可書寫其化學方程式；
②B中白磷能夠燃燒的原因，應考慮燃燒的條件；
③氧氣流進入C，則把鹽酸壓入D和石灰石反應生成二氧化碳，二氧化碳氣體進入E，與水反應生成碳酸，紫色石蕊遇酸變紅色；
④用F裝置是向上排空氣法，適合收集密度比空氣大的氣體，故收集氣體的依據(jù)是氣體密度比空氣密度大．

解答：解：
[方案設計]（1）氧氣的檢驗方法是：用帶火星的木條，能夠復燃說明是氧氣；
（2）SO₂與NaOH反應生成亞硫酸鈉和水，反應的化學方程式為SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O；
（3）如果放出的是O₂和H₂，可燃性氣體氫氣不純點燃時會爆炸，實驗時在B處易發(fā)生爆炸事故；
根據(jù)化學反應中，一種元素的化合價升高，肯定有元素的化合價降低，若生成氣體含氧氣，O元素化合價升高，則必定還含有H或S元素化合價降低所產(chǎn)生的氫氣或二氧化硫氣體，因此，所得氣體肯定不能是氧氣；
[實驗探究]含CuO的銅網(wǎng)由黑色變?yōu)楣饬恋募t色說明有還原性氣體即氫氣，氫氣還原氧化銅的化學方程式CuO+H₂

△   .

Cu+H₂O
（2）①由題意知，反應物雙氧水，生成物水合氧氣，反應條件為二氧化錳，故2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；
②B中白磷能夠燃燒的原因是白磷的溫度達到著火點，與氧氣接觸；
③氧氣流進入C，則把鹽酸壓入D和石灰石反應生成二氧化碳，二氧化碳氣體進入E，與水反應生成碳酸，紫色石蕊遇酸變紅色；
④用F裝置是向上排空氣法，適合收集密度比空氣大的氣體，故收集氣體的依據(jù)是氣體密度比空氣密度大．
故答為：①2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑，②與氧氣接觸，③溶液由紫色變紅色，④氣體密度比空氣密度大
故答案為：
[方案設計]（1）用帶火星的木條試驗，木條復燃則是氧氣；
（2）SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O；
（3）實驗時在B處易發(fā)生爆炸事故；2H₂+O₂

點燃  .

2H₂O；氧氣
[實驗探究]H₂；H₂+CuO

△   .

Cu+H₂O；
（1）①2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑，②與氧氣接觸，③溶液由紫色變紅色，④氣體密度比空氣密度大

點評：本題主要考查化學實驗的方案設計與評價，了解猜想和事實驗證的方法及防范爆炸的措施，掌握氧氣的檢驗方法．掌握氧氣的反應原理、制取和收集方法；掌握二氧化碳的實驗室制法及其物理性質和化學性質；注意燃燒與燃燒的條件．