Question

【題目】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？

（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，則可用___________進行檢驗。

（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，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，進行_______實驗，方可采用下面的裝置進行實驗。

（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，發現質量無增減。

結論：鐵粉與硫酸銅溶液反應時，產生的氣體是_____________。

（思維拓展）

經檢驗發現，該硫酸銅溶液中只含有一種陰離子，則由上述實驗可以推出，硫酸銅溶液中含有的陽離子是____________。

Answer 1

【答案】用帶火星的木條試驗，看木條是否復燃 SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O 實驗時剩余氣體通過B中加熱的試管易發生爆炸事故 驗純 H2 Cu2+、H+

【解析】

(1)氧氣具有助燃性，可使帶火星的木條復燃；故填：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，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，同時生成水，所以黑色銅網變紅，有水珠出現；化學方程式為：H2+CuOH2O+Cu；如若不純，點燃或加熱時易產生爆炸事故，所以使用前要注意驗純，一般采用小試管收集點燃的方法，不純時能發出尖銳的爆鳴聲，故填：實驗時剩余氣體通過B中加熱的試管易發生爆炸事故；驗純

根據：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，說明有氫氣；停止通氣，再次稱量裝置A，發現質量無增減，可知沒有SO2，可得出結論為：鐵粉與硫酸銅溶液反應時，產生的氣體是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，由上述實驗可以推出，硫酸銅溶液中含有的陽離子是銅離子和氫離子。故填：Cu2+、H+