Question

28、请你参与下列探究．
[问题情景]某化学实验小组同学将铁粉投入硫酸铜溶液中，发现生成红色固体物质的同时，有较多的气泡放出．这一现象激发起同学们的探究欲望，生成的是什么气体呢？
[提出猜想]从物质组成元素的角度分析，放出的气体可能是SO₂、O₂、H₂．
[查阅资料]SO₂易溶于水，它能与NaOH溶液反应，生成Na₂SO₃．
[方案设计]依据上述猜想，实验小组同学分别设计了如下方案：
（1）甲同学认为是O₂，则检验方法是

用带火星的木条试验，看木条是否复燃

．
（2）乙同学认为是SO₂，则只需将放出的气体通入盛有NaOH溶液的洗气瓶中，称量通气前后洗气瓶的质量．写出SO₂与NaOH反应的化学方程式：

SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O

．
（3）实验小组同学合作设计了如下组合实验方案，排除和验证猜想的气体．

如果放出的是O₂和H₂的混合物，你认为方案中的安全隐患是

实验时在B处易发生爆炸事故

．
丙同学认为：为确保安全，实验前应先进行验纯操作．
[实验探究]经丙同学确认安全后，小组同学首先对装置A进行称量，再将收集到的气体从a通入，过一会儿点燃B处酒精灯；一段时间后，发现表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色；停止通气，再次称量装置A，发现质量不变．
结论：（1）铁粉与硫酸铜溶液反应时，产生的气体是

H₂

．
（2）写出该气体与CuO反应的化学方程式：

CuO+H₂=Cu+H₂O

．
[思维拓展]
（1）由上述实验可以推出，硫酸铜溶液显

酸性

（选填“酸”或“碱”）性．
（2）不通过称量，如何判断SO₂与NaOH溶液发生了反应呢？有一同学设计了右图所示的装置进行实验，发现试管内液面上升，就得出SO₂与NaOH溶液发生反应的结论．其他同学认为这一方案不严谨，理由是

SO₂易溶于水，也能使液面上升

．要得到科学严谨的结论，仍利用该装置，补做的实验是

将NaOH溶液换成水做对比实验

．

Answer 1

分析：[方案设计]（1）验证是否为氧气，检验氧气的方法；（2）称量通气前后洗气瓶的质量，验证是否有二氧化硫生成；根据反应物和生产物，正确书写化学方程式；（3）可燃性气体不纯会爆炸．
[实验探究]（1）因为“发现表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色；停止通气，再次称量装置A，发现质量不变”，所以产生的气体为氢气．（2）书写氢气还原氧化铜的化学方程式．
[思维拓展]（1）因为有氢气生成，所以要有游离的氢离子存在；（2）二氧化硫不但与氢氧化钠溶液反应，还和水反应．

解答：解：[方案设计]（1）注意气体的检验方法；（2）猜想为二氧化硫，通过称量通气前后洗气瓶的质量；
（3）可燃性气体不纯会爆炸，实验时在B处易发生爆炸事故．
[实验探究]（1）通过分析可知，可推知产生的气体为氢气；（2）书写氢气还原氧化铜的化学方程式CuO+H₂=Cu+H₂O
[思维拓展]（1）因为有氢气生成，所以要有游离的氢离子存在，则知硫酸铜溶液显酸性；
（2）为了更严谨，应将氢氧化钠溶液换成水．
故答为：
[方案设计]（1）检验方法是用带火星的木条试验，看木条是否复燃；
（2）SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O
（3）你认为方案中的安全隐患是：实验时在B处易发生爆炸事故
[实验探究]结论：（1）铁粉与硫酸铜溶液反应时，产生的气体是H₂
（2）CuO+H₂=Cu+H₂O
[思维拓展]（1）硫酸铜溶液显：酸性
（2）其他同学认为这一方案不严谨，理由是SO₂易溶于水，也能使液面上升、将NaOH溶液换成水做对比实验

点评：本题主要考查化学实验的方案设计与评价，了解猜想和事实验证的方法及防范爆炸的措施，掌握氧气的检验方法．