Question

16．請你參與下列探究：
【問題情景】某化學(xué)實驗小組同學(xué)將鐵粉投入硫酸銅溶液中，發(fā)現(xiàn)生成紅色固體物質(zhì)的同時有較多的氣泡放出．這一現(xiàn)象激發(fā)起同學(xué)們的探究欲望，生成的是什么氣體？
【提出猜想】從物質(zhì)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(yīng)，生成Na₂SO₃．
【方案設(shè)計】依據(jù)上述猜想，實驗小組同學(xué)分別設(shè)計了如下方案：
（1）甲同學(xué)認為是O₂，檢驗方法是用帶火星的木條試驗，看木條是否復(fù)燃．
（2）乙同學(xué)認為是SO₂，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(zhì)量．請寫出SO₂與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O．
（3）實驗小組同學(xué)合作設(shè)計了如圖組合實驗方案，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．
丙同學(xué)認為：為確保安全，實驗前應(yīng)先收集一試管氣體，并驗純，方可采用上面的裝置進行實驗．
【實驗探究】經(jīng)丙同學(xué)確認安全后，小組同學(xué)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(zhì)量無增減．
【結(jié)論】鐵粉與硫酸銅溶液反應(yīng)時，產(chǎn)生的氣體是H₂．
【思維拓展】
（1）由上述實驗可以推出，硫酸銅溶液中可能含有酸性物質(zhì)．
（2）不通過稱量，如何判斷SO₂與NaOH溶液發(fā)生了反應(yīng)呢？有一同學(xué)設(shè)計了圖C所示的裝置進行實驗，發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)液面上升，就得出SO₂與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)的結(jié)論．其他同學(xué)認為這一方案不嚴謹，理由是SO₂易溶于水，也能使液面上升．要得到科學(xué)嚴謹?shù)慕Y(jié)論，仍利用該裝置，補做的實驗是將NaOH溶液換成水做對比實驗．

Answer 1

分析 【方案設(shè)計】
（1）根據(jù)氧氣的助燃性進行分析；
（2）根據(jù)酸性氧化物會與堿反應(yīng)生成鹽和水進行分析；
（3）根據(jù)助燃性氣體和可燃性氣體加熱可能爆炸進行分析；
根據(jù)檢驗氫氣純度的方法進行分析；
【實驗探究】
根據(jù)二氧化硫會與堿反應(yīng)進行分析；
【思維拓展】
（1）根據(jù)活潑金屬和酸反應(yīng)會生成氫氣進行分析；
（2）根據(jù)二氧化硫極易溶于水進行分析；

解答 解：【方案設(shè)計】
（1）氧氣具有助燃性，可以通過檢驗氣體的助燃效果進行判斷，故答案為：用帶火星的木條試驗，看木條是否復(fù)燃；
（2）二氧化硫和氫氧化鈉反應(yīng)會生成亞硫酸鈉和水，故答案為：SO₂ +2NaOH=Na₂SO₃ +H₂O；
（3）氫氣和氧氣的混合氣在加熱的過程中可能發(fā)生爆炸，故答案為：實驗時在B處易發(fā)生爆炸事故；
檢驗氫氣的純度就是收集一試管氣體，用拇指 堵住試管口，靠近火焰點火，若不發(fā)出尖銳的爆鳴聲，表示氫氣已經(jīng)純凈；
【實驗探究】
表面含CuO的銅網(wǎng)由黑色變?yōu)楣饬恋募t色，說明氣體具有還原性，A處質(zhì)量無增減，所以沒有二氧化硫，故答案為：H₂；
【思維拓展】
（1）要生成氫氣必須是酸和活潑金屬反應(yīng)，故答案為：酸性 （或H₂SO₄）；
（2）二氧化硫極易溶于水，可以將氫氧化鈉換成水做對比試驗，對比水面上升的高度，故答案為：SO₂易溶于水，也能使液面上升，將NaOH溶液換成水做對比實驗．
答案：
（1）用帶火星的木條試驗，看木條是否復(fù)燃；
（2）SO₂+2 NaOH=Na₂SO₃+H₂O；
（3）實驗時在B處易發(fā)生爆炸事故；驗純；
【結(jié)論】H₂；
【思維拓展】（1）酸性；（2）SO₂易溶于水，也能使液面上升；將NaOH溶液換成水做對比實驗（其它合理答案亦可）．

點評 在解此類題時，首先分析題中考查的問題，然后結(jié)合所給的知識和學(xué)過的知識進行分析解答．