Question

請你參與下列探究．
[問題情景]某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)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(shí)，有較多的氣泡放出．這一現(xiàn)象激發(fā)起同學(xué)們的探究欲望，生成的是什么氣體呢？
[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]SO₂易溶于水，它能與NaOH溶液反應(yīng)，生成Na₂SO₃和H₂O．濃硫酸是干燥劑，能吸水．
[方案設(shè)計(jì)]依據(jù)上述猜想，實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如下方案：
（1）甲同學(xué)認(rèn)為是O₂，則檢驗(yàn)方法是

用試管收集氣體，用帶火星的木條放在試管內(nèi)，看是否復(fù)燃

．
（2）乙同學(xué)認(rèn)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(xué)方程式：

S0₂+2NaOH═Na₂S0₃+H₂O

．
（3）實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)合作設(shè)計(jì)了如圖1組合實(shí)驗(yàn)方案，排除和驗(yàn)證猜想的氣體．

如果放出的是O₂和H₂的混合物，你認(rèn)為方案中的安全隱患是

可能會發(fā)生爆炸

．
丙同學(xué)認(rèn)為：為確保安全，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先收集一試管氣體，用拇指

堵住試管口，移到酒精燈火焰上方，松開拇指

，若不發(fā)出

尖銳的爆鳴聲

，方可采用上面的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
[實(shí)驗(yàn)探究]經(jīng)丙同學(xué)確認(rèn)安全后，小組同學(xué)首先對裝置A進(jìn)行稱量，再將收集到的氣體從a通入，過一會兒點(diǎn)燃B處酒精燈；一段時(shí)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)質(zhì)量不變．
結(jié)論：（4）鐵粉與硫酸銅溶液反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)生的氣體是

氫氣

．
（5）寫出H₂還原CuO的化學(xué)方程式：

H₂+CuO

△   .

Cu+H₂O

．
[思維拓展]
（6）不通過稱量，如何判斷SO₂與NaOH溶液發(fā)生了反應(yīng)呢？有一同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖2所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)液面上升，就得出SO₂與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)的結(jié)論．其他同學(xué)認(rèn)為這一方案不嚴(yán)謹(jǐn)，理由是

二氧化硫能夠溶于水，也會造成液面上升

．

Answer 1

分析：[方案設(shè)計(jì)]（1）根據(jù)氧氣能夠支持燃燒，能使帶火星的木條復(fù)燃的性質(zhì)進(jìn)行解答．
（2）S0₂與NaOH反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水，可以據(jù)此完成解答．
（3）若氫氣混有空氣遇火或加熱會發(fā)生爆炸、然后結(jié)合氫氣的驗(yàn)純方法進(jìn)行解答．
[實(shí)驗(yàn)探究]（4）運(yùn)用氫氣的還原性解答．
（5）根據(jù)氫氣和氧化銅反應(yīng)生成銅和水進(jìn)行解答．
[思維拓展]（6）運(yùn)用空氣中的二氧化碳也能和氫氧化鈉反應(yīng)解答．

解答：解：[方案設(shè)計(jì)]（1）氧氣支持燃燒能使帶火星的木條復(fù)燃，所以用帶火星的木條伸入收集的氣體中若復(fù)燃說明是氧氣；
（2）S0₂與NaOH反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：S0₂+2NaOH═Na₂S0₃+H₂O；
（3）氫氣不純遇火或加熱會發(fā)生爆炸，檢驗(yàn)氫氣的純度要先收集一試管氣體，用拇指堵住試管口迅速移近酒精燈，若不發(fā)出尖銳的爆鳴聲證明較為純凈可以使用；
[實(shí)驗(yàn)探究]（4）根據(jù)題中信息一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)表面含Cu0的銅網(wǎng)由黑色變?yōu)楣饬恋募t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能和金屬氧化物反應(yīng)生成金屬單質(zhì)，所以可以判斷生成的氣體為氫氣；
（5）氫氣和氧化銅加熱生成銅和水，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：H₂+CuO

△   .

Cu+H₂O；
[思維拓展]（6）二氧化碳也能溶于水，同樣回產(chǎn)生壓強(qiáng)差而使試管中的液面會上升．
故答案為：（1）用試管收集氣體，用帶火星的木條放在試管內(nèi)，看是否復(fù)燃；
（2）S0₂+2NaOH═Na₂S0₃+H₂O；
（3）可能會發(fā)生爆炸；堵住試管口，移到酒精燈火焰上方，松開拇指；尖銳的爆鳴聲；
（4）氫氣；
（5）H₂+CuO

△   .

Cu+H₂O；
（6）二氧化硫能夠溶于水，也會造成液面上升．

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