Question

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                           。

(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：                   。

(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               。

丙同学认为：为确保安全，实验前应先收集一试管气体，用拇指               ，若不发出　　　，方可采用上面的装置进行实验。

【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　　　　。

　　　(2)写出H₂还原CuO的化学方程式：          。

【思维拓展】

 (1) 由上述实验可以推出，硫酸铜溶液显　（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　　　　　　。

(3) 假设右图试管中SO₂反应完全，且NaOH有剩余，此时溶液中存在的粒子有哪些？。

 

Answer 1

【方案设计】（1）用带火星的木条试验，看木条是否复燃

　　　　　 （2）SO₂ + 2 NaOH ＝ Na₂SO₃ + H₂O

（3）实验时在B处易发生爆炸事故　　

堵住试管囗，靠近火焰点火　 　 尖锐的爆鸣声　

【实验探究】（1）H₂　 （2）H₂ + CuO　 Cu + H₂O

【思维拓展】（1）酸　 （2）SO₂易溶于水，也能使液面上升

　　　　　 （3）Na⁺、OH^—、SO₃^2-、H₂O（此空少一种粒子扣0.5分；少二种全扣）