Question

【題目】請(qǐng)你參與下列探究：

（問(wèn)題情景）某化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)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(jì)）依據(jù)上述猜想，實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如下方案：

（1）甲同學(xué)認(rèn)為是O2，則可用___________進(jìn)行檢驗(yàn)。

（2）乙同學(xué)認(rèn)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(chēng)量通氣前后洗氣瓶的質(zhì)量。寫(xiě)出SO2與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式 ____________。

（3）實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)合作設(shè)計(jì)了如下組合實(shí)驗(yàn)方案，排除和驗(yàn)證猜想的氣體。如果放出的是O2和H2，你認(rèn)為方案中的安全隱患是_____________ 。

丙同學(xué)認(rèn)為：為確保安全，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先收集一試管氣體，進(jìn)行_______實(shí)驗(yàn)，方可采用下面的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

（實(shí)驗(yàn)探究）經(jīng)丙同學(xué)確認(rèn)安全后，小組同學(xué)首先對(duì)裝置A進(jìn)行稱(chēng)量，再將收集到的氣體從a通入，過(guò)一會(huì)兒點(diǎn)燃B處酒精燈；一段時(shí)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(chēng)量裝置A，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量無(wú)增減。

結(jié)論：鐵粉與硫酸銅溶液反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)生的氣體是_____________。

（思維拓展）

經(jīng)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該硫酸銅溶液中只含有一種陰離子，則由上述實(shí)驗(yàn)可以推出，硫酸銅溶液中含有的陽(yáng)離子是____________。

Answer 1

【答案】用帶火星的木條試驗(yàn)，看木條是否復(fù)燃 SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O 實(shí)驗(yàn)時(shí)剩余氣體通過(guò)B中加熱的試管易發(fā)生爆炸事故 驗(yàn)純 H2 Cu2+、H+

【解析】

(1)氧氣具有助燃性，可使帶火星的木條復(fù)燃；故填：用帶火星的木條試驗(yàn)，看木條是否復(fù)燃
(2)二氧化硫是酸性氣體，可以與堿氫氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水，SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O；故填：SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O
(3)氫氣具有可燃性，氫氣可以將氧化銅還原為銅，同時(shí)生成水，所以黑色銅網(wǎng)變紅，有水珠出現(xiàn)；化學(xué)方程式為：H2+CuOH2O+Cu；如若不純，點(diǎn)燃或加熱時(shí)易產(chǎn)生爆炸事故，所以使用前要注意驗(yàn)純，一般采用小試管收集點(diǎn)燃的方法，不純時(shí)能發(fā)出尖銳的爆鳴聲，故填：實(shí)驗(yàn)時(shí)剩余氣體通過(guò)B中加熱的試管易發(fā)生爆炸事故；驗(yàn)純

根據(jù)：對(duì)裝置A進(jìn)行稱(chēng)量，再將收集到的氣體從a通入，過(guò)一會(huì)兒點(diǎn)燃B處酒精燈；一段時(shí)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，說(shuō)明有氫氣；停止通氣，再次稱(chēng)量裝置A，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量無(wú)增減，可知沒(méi)有SO2，可得出結(jié)論為：鐵粉與硫酸銅溶液反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)生的氣體是H2，故填：H2

[思維拓展]

硫酸銅溶液中只含有一種陰離子，是硫酸根離子，由上述實(shí)驗(yàn)可以推出，硫酸銅溶液中含有的陽(yáng)離子是銅離子和氫離子。故填：Cu2+、H+