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．
[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

用帶火星的木條試驗，看木條是否復燃

．
（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：

SO₂+2NaOH═Na₂SO₃+H₂O

．
（3）實驗小組同學合作設計了如圖1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

實驗時在B處易發生爆炸事故

．
丙同學認為：為確保安全，實驗前應先進行驗純操作．
[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：
（1）鐵粉與硫酸銅溶液反應時，產生的氣體是

H₂

．
（2）寫出該氣體與CuO反應的化學方程式：

H₂+CuO

△   .

Cu+H₂O

．
[思維拓展]
（1）由上述實驗可以推出，硫酸銅溶液顯

酸

（選填“酸”或“堿”）性．
（2）不通過稱量，如何判斷SO₂與NaOH溶液發生了反應呢？有一同學設計了圖2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

SO₂易溶于水，也能使液面上升

．要得到科學嚴謹的結論，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：【方案設計】
（1）根據氧氣支持燃燒能使帶火星的木條復燃解答；
（2）根據S0₂與NaOH反應生成亞硫酸鈉和水書寫方程式；
（3）根據氫氣不純遇火或加熱會發生爆炸解答；
【實驗探究】
（1）根據氫氣的還原性并結合題意分析解答；
（2）根據氫氣和氧化銅反應生成銅和水書寫方程式；
【思維拓展】
（1）根據鐵和硫酸銅反應能生成氫氣解答；
（2）根據資料：SO₂易溶于水，它能與NaOH溶液反應，生成Na₂SO₃解答．

解答：解：【方案設計】（1）由于氧氣具有助燃性能使帶火星的木條復燃，所以用帶火星的木條檢驗，看是否復燃；
（2）SO₂與NaOH反應的反應物是SO₂和NaOH，生成物是亞硫酸鈉和水，再通過觀察法進行配平即可；
（3）由于氫氣具有可燃性，氧氣具有助燃性，所以加熱它們的混合物容易發生爆炸；
【實驗探究】結論：（1）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，說明氣體中有還原性氣體，在氧氣、氫氣和二氧化硫中只有氫氣具有還原性；
（2）氫氣與氧化銅反應生成銅和水，方程式是：H₂+CuO

△   .

Cu+H₂O；
【思維拓展】（1）要想產生氫氣必須是金屬與酸反應，所以硫酸銅溶液顯酸性；
（2）由于SO₂溶于水中能與水反應生成亞硫酸，也會導致試管內氣壓減小，使液面上升，因此要將NaOH溶液換成水做對比實驗觀察現象進行對比；
故答案為：
【方案設計】
（1）用帶火星的木條試驗，看木條是否復燃；                                                    
（2）SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O；    
（3）實驗時在B處易發生爆炸事故；
【實驗探究】（1）H₂；    （2）H₂+CuO

△   .

Cu+H₂O；
【思維拓展】（1）酸；     （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．

點評：本題考查了學生根據已有知識，根據物質的性質等，結合題意分析和解決問題的能力．