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，發現生成紅色固體物質的同時，有較多的氣泡放出。這一現象激發起同學們的探究欲望，生成的是什么氣體呢？
【提出猜想】從物質組成元素的角度分析，放出的氣體可能是SO₂、O₂、H₂。
【查閱資料】SO₂易溶于水，它能與NaOH溶液反應，生成Na₂SO₃和H₂O。濃硫酸是干燥劑，能吸水。
【方案設計】依據上述猜想，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的混合物，你認為方案中的安全隱患是                      。
丙同學認為：為確保安全，實驗前應先收集一試管氣體，用拇指                       ，若不發出　　　　   　　　　，方可采用上面的裝置進行實驗。
【實驗探究】經丙同學確認安全后，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，發現表面含CuO的銅網由黑色變為光亮的紅色；停止通氣，再次稱量裝置A，發現質量不變。
結論：(4)鐵粉與硫酸銅溶液反應時，產生的氣體是　　          　　。
(5)寫出H₂還原CuO的化學方程式：                       。
【思維拓展】
（6） 不通過稱量，如何判斷SO₂與NaOH溶液發生了反應呢？有一同學設計了右圖所示的裝置進行實驗，發現試管內液面上升，就得出SO₂與NaOH溶液發生反應的結論。其他同學認為這一方案不嚴謹，理由是　　　　　　 　　　　　　　。

Answer 1

（1）用試管收集氣體，用帶火星的木條放在試管內，看是否復燃。
（2）SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O
（3）可能會發生爆炸  堵住試管口，移到酒精燈火焰上方，松開拇指   尖銳的爆鳴聲
（4）氫氣/H₂
（5）H₂+CuOCu+H₂O
（6）也可能是二氧化硫溶于水造成的液面上升

試題分析：（1）氧氣支持燃燒，能使帶火星的木條復燃；故用帶火星的木條伸入收集的氣體中，若復燃，說明是氧氣。
（2）根據題意可知，S0₂與NaOH反應生成亞硫酸鈉和水，故反應的化學方程式為S0₂+2NaOH=Na₂S0₃+H₂O。
（3）氫氣不純遇火或加熱時，有可能會發生爆炸；檢驗氫氣的純度要先收集一試管氣體，用拇指堵住試管口移到酒精燈火焰上方，松開拇指點火，若不發出尖銳的爆鳴聲證明較為純凈，可以使用。
（4）根據題中信息，“一段時間后，發現表面含Cu0的銅網由黑色變為光亮的紅色”，說明氣體中含有還原性氣體；在氧氣、氫氣和二氧化硫三種氣體中，只有氫氣具有還原性，能和金屬氧化物反應生成金屬單質。
（5）氫氣和氧化銅加熱生成銅和水，故反應的化學方程式為H₂+CuOCu+H₂O
（6）根據題干中給出的信息可知，二氧化硫易溶于水，使試管中的氣壓減小，試管中液面上升；另外，由于空氣中的二氧化碳也能和氫氧化鈉反應，使試管中的氣壓減小，試管中液面上升。
點評：解答本題需熟練掌握氫氣的性質，能夠根據題設的情景，將已有的知識進行大膽遷移和靈活運用，這也是解決新問題的一種重要方法。