Question

（2013?普寧市模擬）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)將硫酸銅溶液加入裝有鐵粉的試管中，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？
[提出猜想]從物質(zhì)組成元素的角度，放出的氣體可能是SO₂、O₂、H₂．
[查閱資料]SO₂易溶于水，它能與NaOH反應(yīng)，生成Na₂SO₃和H₂O．
[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

用帶火星的木條試驗(yàn)，看木條是否復(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：

SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+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，你認(rèn)為方案中的安全隱患是

實(shí)驗(yàn)時(shí)剩余氣體B通過加熱的試管易發(fā)生爆炸事故

．
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，靠近火焰點(diǎn)火，若不發(fā)出爆鳴聲，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通入，過一會(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：鐵粉與硫酸銅溶液反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)生的氣體是

H₂

．
[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）不通過稱量，如何判斷SO₂與NaOH發(fā)生了反應(yīng)呢？
有一同學(xué)設(shè)計(jì)了圖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

空氣中的二氧化碳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

．
（3）假設(shè)圖2試管中SO₂與NaOH恰好完全反應(yīng)，此時(shí)溶液中的溶質(zhì)是

亞硫酸鈉

．
[反思]有同學(xué)認(rèn)為，要確定生成的氣體中是否有SO₂，其實(shí)可以根據(jù)氣體的氣味來確定，若能聞到

刺激性

氣味，則說明有SO₂．

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】
運(yùn)用氫氣的還原性解答．
【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．
（3）SO₂與NaOH恰好完全反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水解答．
[反思]二氧化硫具有刺激性氣味解答．

解答：解：
[方案設(shè)計(jì)]（1）氧氣具有助燃性，能使帶火星的木條復(fù)燃，所以本題答案為：用帶火星的木條試驗(yàn)，看木條是否復(fù)燃；
（2）二氧化硫是酸性氣體，可以與堿氫氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O；故本題答案為：SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O；
（3）氫氣具有可燃性，如若不純，點(diǎn)燃或加熱時(shí)易產(chǎn)生爆炸事故，所以使用前要注意驗(yàn)純；故本題答案為：實(shí)驗(yàn)時(shí)剩余氣體B通過加熱的試管易發(fā)生爆炸事故；
[實(shí)驗(yàn)探究]未發(fā)出爆鳴聲，說明不含有氧氣，稱量NaOH溶液，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量無增減，說明不含二氧化硫，表面含CuO的銅網(wǎng)由黑色變?yōu)楣饬恋募t色，說明氧化銅被還原為銅，故產(chǎn)生的氣體為氫氣，所以本題答案為：H₂；
【思維拓展】
（1）根據(jù)現(xiàn)象推斷，產(chǎn)生的氣體為氫氣，而鐵是與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，所以推斷此硫酸銅溶液中含有酸性物質(zhì)，故本題答案為：酸；
（2）空氣中的二氧化碳也能和氫氧化鈉反應(yīng)，試管中的液面會(huì)上升，所以答案為：空氣中的二氧化碳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．
（3）SO₂與NaOH恰好完全反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水，所以溶液中的溶質(zhì)是亞硫酸鈉．故本題答案為：亞硫酸鈉．
[反思]二氧化硫具有刺激性氣味，所以若能聞到刺激性氣味，則說明有SO₂．故本題答案為：刺激性．

點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查了金屬的化學(xué)性質(zhì)、氧氣的檢驗(yàn)、使用氫氣的注意事項(xiàng)以及堿的部分性質(zhì)，常見氣體的鑒別主要有氧氣、二氧化碳、氮?dú)狻�氫氣、空氣等，選擇鑒別方法時(shí)，要根據(jù)氣體性質(zhì)的差異．