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(fā)現(xiàn)生成紅色固體物質的同時，有較多的氣泡放出．這一現(xiàn)象激發(fā)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(jù)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(fā)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(fā)現(xiàn)表面含CuO的銅網由黑色變?yōu)楣饬恋募t色；停止通氣，再次稱量裝置A，發(fā)現(xiàn)質量不變．
結論：
（1）鐵粉與硫酸銅溶液反應時，產生的氣體是______．
（2）寫出H₂還原CuO的化學方程式：______ Cu+H₂O

Answer 1

【答案】分析：[方案設計]（1）驗證是否為氧氣，檢驗氧氣的方法；（2）稱量通氣前后洗氣瓶的質量，驗證是否有二氧化硫生成；根據(jù)反應物和生產物，正確書寫化學方程式；（3）可燃性氣體不純會爆炸．
[實驗探究]（1）因為“發(fā)現(xiàn)表面含CuO的銅網由黑色變?yōu)楣饬恋募t色；停止通氣，再次稱量裝置A，發(fā)現(xiàn)質量不變”，所以產生的氣體為氫氣．（2）書寫氫氣還原氧化銅的化學方程式．
[思維拓展]（1）因為有氫氣生成，所以要有游離的氫離子存在；（2）二氧化硫不但與氫氧化鈉溶液反應，還和水反應．（3）根據(jù)溶液中的離子回答．
解答：解：[方案設計]（1）注意氣體的檢驗方法；（2）猜想為二氧化硫，通過稱量通氣前后洗氣瓶的質量；
（3）可燃性氣體不純會爆炸，實驗時在B處易發(fā)生爆炸事故．
[實驗探究]（1）通過分析可知，可推知產生的氣體為氫氣；（2）書寫氫氣還原氧化銅的化學方程式CuO+H₂=Cu+H₂O
[思維拓展]（1）因為有氫氣生成，所以要有游離的氫離子存在，則知硫酸銅溶液顯酸性；
（2）為了更嚴謹，應將氫氧化鈉溶液換成水．
（3）剩余溶液是氫氧化鈉和亞硫酸鈉的混合物，其中的離子就是鈉離子、氫氧根離子、亞硫酸根離子，水分子等
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(fā)生爆炸事故，堵住試管囗，靠近火焰點火，尖銳的爆鳴聲
實驗探究：
（1）H₂
（2）H₂+CuOCu+H₂O
思維拓展：
（1）酸
（2）SO₂易溶于水，也能使液面上升
（3）Na⁺、OH^-、SO₃^2-、H₂O（此空少一種粒子扣0.5分；少二種全扣）
點評：本題主要考查化學實驗的方案設計與評價，了解猜想和事實驗證的方法及防范爆炸的措施，掌握氧氣的檢驗方法．