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

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？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：①SO2易溶于水：SO2能与NaOH反应，生成物之一是Na2SO3．②CuO+H2 △ . Cu+H2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，则检验方法是收集一瓶气体将带火星的木条放入瓶中，木条不复燃将带火星的木条放入瓶中，木条不复燃，说明该气体不是氧气．（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+H2OSO2+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，你认为方案中的安全隐患是：混合气体在B中易被点燃，发生爆炸混合气体在B中易被点燃，发生爆炸．丙同学认为：为确保安全，实验前应先收集一试管气体，用拇指堵住试管口移近火焰，放开拇指听声音，若不发出尖锐的爆鸣声尖锐的爆鸣声，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，发现其质量无增减．结论：铁粉与硫酸铜溶液反应时，产生的气体是H2H2．思维拓展：（1）由上述实验可以推出，硫酸铜溶液中可能含有的物质是H2SO4或HClH2SO4或HCl．（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溶于水中也会导致试管内气压减小，液面上升SO2溶于水中也会导致试管内气压减小，液面上升．要确切证明SO2与NaOH溶液发生了反应，可另取一套同样的装置，把烧杯里的NaOH溶液换成Na2SO4溶液Na2SO4溶液，做一个对比对比试验．





Answer 1

方案设计：（1）由于氧气具有助燃性能使带火星的木条复燃，所以用带火星的木条检验，看是否复燃；
（2）SO₂与NaOH反应的反应物是SO₂和NaOH，生成物是亚硫酸钠和水，再通过观察法进行配平即可；
（3）由于氢气具有可燃性，氧气具有助燃性，所以加热它们的混合物容易发生爆炸；在对氢气验纯时如果听到尖锐的爆鸣声，说明不纯，听到噗的一声，说明已经纯了；
结论：由于不能使带火星的木条复燃，所以不是氧气，通过氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的质量没有改变说明不是二氧化硫，所以只能是氢气了；
【思维拓展】（1）要想产生氢气必须是金属与酸反应，所以硫酸铜溶液中可能含有硫酸或盐酸；
（2）由于SO₂溶于水中能与水反应生成亚硫酸，也会导致试管内气压减小，使液面上升，因此要做一个对比试验即可，所用溶液中的溶质不能与二氧化硫反应．
故答案为：（1）将带火星的木条放入瓶中，木条不复燃；
（2）SO₂+2NaOH═Na₂SO₃+H₂O；
（3）混合气体在B中易被点燃，发生爆炸；尖锐的爆鸣声；结论：H₂；
【思维拓展】（1）H₂SO₄或HCl；
（2）SO₂溶于水中也会导致试管内气压减小，液面上升；Na₂SO₄溶液； 对比．