Question

（2010?溧陽(yáng)市模擬）請(qǐng)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S0₂、0₂、H₂．
【查閱資料】S0₂易溶于水，它能與NaOH溶液反應(yīng)，生成Na₂S0₃．
【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0₂，則檢驗(yàn)方法是

用帶火星的木條伸入收集的氣體中若復(fù)燃說(shuō)明是氧氣

．
（2）乙同學(xué)認(rèn)為是S0₂，則只需將放出的氣體通人盛有NaOH溶液的洗氣瓶中，稱量通氣前后洗氣瓶的質(zhì)量．寫出S0₂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)了如下組合實(shí)驗(yàn)方案，排除和驗(yàn)證猜想的氣體．

如果放出的是0₂和H₂的混合物，你認(rèn)為方案中的安全隱患是

在B中加熱可能會(huì)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

堵住試管口迅速移近酒精燈

，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(duì)裝置A進(jìn)行稱量，再將收集到的氣體從a通人，過(guò)一會(huì)兒點(diǎn)燃B處酒精燈；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；停止通氣，再次稱量裝置A，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量不變，確認(rèn)反應(yīng)中沒有S0₂生成．
結(jié)論：
（1）鐵粉與硫酸銅溶液反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)生的氣體是

H₂

．
（2）寫出H：和氧化銅在加熱條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式：

H₂+CuO

加熱  .

Cu+H₂O

【思維拓展】
（1）由上述實(shí)驗(yàn)可以推出，硫酸銅溶液顯

酸

（選填“酸”或“堿”）性．
（2）有一同學(xué)提出：不通過(guò)稱量，也能說(shuō)明有無(wú)S0₂生成．他設(shè)計(jì)了右圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)液面上升，就得出S0₂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

空氣中的二氧化硫也能和氫氧化鈉反應(yīng)使試管中的氣壓減小，試管中液面上升

．

Answer 1

分析：【方案設(shè)計(jì)】
（1）運(yùn)用氧氣支持燃燒能使帶火星的木條復(fù)燃解答．
（2）運(yùn)用S0₂與NaOH反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水解答．
（3）運(yùn)用氫氣不純遇火或加熱會(huì)發(fā)生爆炸、氫氣的驗(yàn)純方法解答．
【實(shí)驗(yàn)探究】
（1）運(yùn)用氫氣的還原性解答．
（2）運(yùn)用氫氣和氧化銅反應(yīng)生成銅和水解答．
【思維拓展】
（1）運(yùn)用鐵和硫酸銅反應(yīng)能生成氫氣解答．
（2）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，故答案：用帶火星的木條伸入收集的氣體中若復(fù)燃說(shuō)明是氧氣；
（2）S0₂與NaOH反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水，故答案：S0₂+2NaOH=Na₂S0₃+H₂O；
（3）氫氣不純遇火或加熱會(huì)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，故（3）答案：堵住試管口迅速移近酒精燈  尖銳的爆鳴聲；
【實(shí)驗(yàn)探究】
（1）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(shuō)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)，故（1）答案：氫氣；
（2）氫氣和氧化銅加熱生成銅和水，故（2）答案：H₂+CuO

加熱  .

Cu+H₂O；
【思維拓展】
（1）金屬鐵和酸反應(yīng)能產(chǎn)生氫氣，故（1）答案：酸性；
（2）二氧化硫也能和氫氧化鈉反應(yīng)，試管中的液面會(huì)上升，所以（2）答案：二氧化硫也能和氫氧化鈉反應(yīng)使試管中的氣壓減小，試管中液面上升．

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