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(zhì)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？
【提出猜想】從物質(zhì)組成元素的角度分析，放出的氣體可能是 SO₂、O₂、H₂．
【查閱資料】①SO₂易溶于水：SO₂能與NaOH反應(yīng)，生成物之一是Na₂SO₃．
②CuO+H₂

△   .

Cu+H₂O
【方案設(shè)計】依據(jù)上述猜想，實驗小組同學分別設(shè)計了如下方案：
（1）甲同學認為是O₂，則檢驗方法是收集一瓶氣體，

 

，說明該氣體不是氧氣．
（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(zhì)量．寫出SO₂與NaOH反應(yīng)的化學方程式：

 

．
（3）實驗小組同學合作設(shè)計了如圖組合實驗方案，排除和驗證猜想的氣體．
如果放出的是O₂和H₂，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(yīng)先收集一試管氣體，用拇指堵住試管口移近火焰，放開拇指聽聲音，若發(fā)出的聲音

 

，方可采用上面的裝置進行實驗．
【實驗探究】經(jīng)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(wǎng)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)其質(zhì)量無增減．
結(jié)論：鐵粉與硫酸銅溶液反應(yīng)時，產(chǎn)生的氣體是

 

．
同時，由上述實驗可以推出，硫酸銅溶液中可能含有的物質(zhì)是

 

．

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律,常見氣體的檢驗與除雜方法,氧氣的檢驗和驗滿,金屬的化學性質(zhì),書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：科學探究

分析：【方案設(shè)計】（1）根據(jù)氧氣具有助燃性，能使帶火星的木條復(fù)燃進行解答；
（2）根據(jù)二氧化硫和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水進行解答；
（3）根據(jù)氫氣不純遇火或加熱會發(fā)生爆炸、氫氣的驗純方法解答．
【實驗探究】運用氫氣的還原性以及要想產(chǎn)生氫氣要考慮金屬與酸反應(yīng)進行解答．

解答：解：【方案設(shè)計】（1）由于氧氣具有助燃性能使帶火星的木條復(fù)燃，所以用帶火星的木條檢驗，看是否復(fù)燃；
（2）SO₂與NaOH反應(yīng)的反應(yīng)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(fā)生爆炸；在對氫氣驗純時如果聽到尖銳的爆鳴聲，說明不純，聽到噗的一聲，說明已經(jīng)純了；
結(jié)論：由于不能使帶火星的木條復(fù)燃，所以不是氧氣，通過氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉溶液的質(zhì)量沒有改變說明不是二氧化硫，所以只能是氫氣了；
要想產(chǎn)生氫氣必須是金屬與酸反應(yīng)，所以硫酸銅溶液中可能含有硫酸或鹽酸．
故答案為：【方案設(shè)計】（1）將帶火星的木條放入瓶中，木條不復(fù)燃；
（2）SO₂+2NaOH═Na₂SO₃+H₂O；
（3）混合氣體在B中易被點燃，發(fā)生爆炸；尖銳的爆鳴聲；
【實驗探究】結(jié)論：H₂；H₂SO₄或HCl．

點評：根據(jù)已有知識，在情景相似的情況下，進行知識地大膽遷移，是解決新問題的一種重要方法．