Question

某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在用硫酸溶液處理廢鋅片時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生的氣體具有刺激性氣味，同時(shí)發(fā)現(xiàn)試管外壁發(fā)燙，這種現(xiàn)象引起同學(xué)們的思考和研究．
查閱資料：①SO₂溶于水，它能與NaOH反應(yīng)，生成Na₂SO₃；②H₂具有還原性．
分析討論：根據(jù)試管發(fā)燙的現(xiàn)象分析，說明鋅與硫酸發(fā)生的反應(yīng)是

 

（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)．
提出猜想：對(duì)生成的氣體進(jìn)行猜想：
猜想1：可能是H₂；
猜想2：可能是SO₂，做出此猜想的理由是

 

；
猜想3：可能是H₂和SO₂的混合氣體．
實(shí)驗(yàn)方案：研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了圖1所示的裝置進(jìn)行探究（夾持儀器已省略，假設(shè)裝置中的反應(yīng)都進(jìn)行完全）

問題討論：（1）如果裝置A沒有明顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，裝置C的現(xiàn)象為

 

，則猜想1成立．
（2）如果裝置A的現(xiàn)象為溶液紅色變淺，裝置C沒有明顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，則猜想

 

成立．
（3）猜想3成立的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是

 

．
（4）裝置B中濃硫酸的作用是

 

．
實(shí)驗(yàn)反思：（1）實(shí)驗(yàn)室中可以用氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫，反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
（2）小組內(nèi)一同學(xué)又設(shè)計(jì)了判斷SO₂與NaOH溶液能否發(fā)生反應(yīng)的裝置（如圖2），實(shí)驗(yàn)時(shí)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(rèn)為這一結(jié)論不嚴(yán)謹(jǐn)，理由是

 

．要得到科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕Y(jié)論，仍利用該裝置，需做的對(duì)比實(shí)驗(yàn)

 

．
拓展延伸：小組的同學(xué)欲證明試管內(nèi)鋅與硫酸反應(yīng)后的溶液中是否有硫酸剩余，下列方法中錯(cuò)誤的是

 

（填序號(hào)）．
①往容器內(nèi)再加稀鹽酸，如有氣泡產(chǎn)生，則溶液中沒有硫酸
②往容器內(nèi)再加鋅粒，如有氣泡產(chǎn)生，則溶液中一定有硫酸
③往容器內(nèi)加氯化鋇溶液，如有沉淀生成，則溶液中一定有硫酸
④將試管中剩余固體加入到硫酸銅溶液中，如有紅色固體生成，則溶液中沒有硫酸．

Answer 1

分析：分析討論：根據(jù)試管發(fā)燙說明鋅與硫酸發(fā)生的反應(yīng)是放熱反應(yīng)進(jìn)行解答；
【提出猜想】根據(jù)反應(yīng)物中有硫元素和氧元素或氣體有刺激性氣味進(jìn)行解答；
【實(shí)驗(yàn)方案】（1）根據(jù)氫氣具有還原性可以還原氧化銅進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)二氧化硫和氫氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水，會(huì)使得溶液紅色變淺進(jìn)行解答；
（3）根據(jù)裝置A的現(xiàn)象為溶液紅色變淺，裝置C黑色粉末變紅進(jìn)行解答；
（4）根據(jù)濃硫酸具有吸水性進(jìn)行解答；

實(shí)驗(yàn)反思：（1）根據(jù)二氧化硫和氫氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)二氧化硫溶于水，也會(huì)使水面上升進(jìn)行解答；
拓展延伸：根據(jù)無論硫酸有沒有剩余，加氯化鋇溶液，都會(huì)有沉淀生成進(jìn)行解答．

解答：解：分析討論：試管發(fā)燙說明鋅與硫酸發(fā)生的反應(yīng)是放熱反應(yīng)；
【提出猜想】反應(yīng)物中有硫元素和氧元素或氣體有刺激性氣味，可能是SO₂；
【實(shí)驗(yàn)方案】（1）氫氣具有還原性可以還原氧化銅，如果裝置A沒有明顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，裝置C的現(xiàn)象為：黑色粉末變紅，則猜想1成立；
（2）二氧化硫和氫氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水，會(huì)使得溶液紅色變淺，如果裝置A的現(xiàn)象為溶液紅色變淺，裝置C沒有明顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，則猜想Ⅱ成立；
（3）裝置A的現(xiàn)象為溶液紅色變淺，說明有二氧化硫；裝置C黑色粉末變紅，說明有氫氣，猜想3成立；
（4）濃硫酸具有吸水性，裝置B中濃硫酸的作用是干燥氣體；

實(shí)驗(yàn)反思：（1）二氧化硫和氫氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式是SO₂+2NaOH═Na₂SO₃+H₂O；
（2）二氧化硫溶于水，也會(huì)使水面上升，仍利用該裝置，需做的對(duì)比實(shí)驗(yàn)：用等體積的水代替NaOH溶液做實(shí)驗(yàn)；
拓展延伸：①往容器內(nèi)再加稀鹽酸，如有氣泡產(chǎn)生，說明鋅有剩余，則溶液中沒有硫酸，故①正確；
②往容器內(nèi)再加鋅粒，如有氣泡產(chǎn)生，則溶液中一定有硫酸，故②正確；
③無論硫酸有沒有剩余，加氯化鋇溶液，都會(huì)有沉淀生成，故③錯(cuò)誤．
④將試管中剩余固體加入到硫酸銅溶液中，如有紅色固體生成，說明鋅有剩余，則溶液中沒有硫酸，故④正確．
故答案為：【分析討論】放熱；
【提出猜想】反應(yīng)物中有硫元素和氧元素或氣體有刺激性氣味；
【實(shí)驗(yàn)方案】（1）黑色粉末變紅；（2）2；（3）裝置A的現(xiàn)象為溶液紅色變淺，裝置C黑色粉末變紅；（4）干燥氣體；
【實(shí)驗(yàn)反思】（1）SO₂+2NaOH═Na₂SO₃+H₂O；
（2）SO₂溶于水，也會(huì)使水面上升；用等體積的水代替NaOH溶液做實(shí)驗(yàn)；
【拓展延伸】③．

點(diǎn)評(píng)：本題屬于探究性實(shí)驗(yàn)題，可以從題干給出的內(nèi)容，提取有用的信息：氫氣具有還原性，二氧化硫易溶于水、和氫氧化鈉反應(yīng)分析歸納從而得出合理的答案．