Question

（2010?溧陽市模擬）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，發現生成紅色固體物質的同
時，有較多的氣泡放出．這一現象激發起同學們的探究欲望，生成的是什么氣體呢？
【提出猜想】從物質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，生成Na₂S0₃．
【方案設計】依據上述猜想，實驗小組同學分別設計了如下方案：
（1）甲同學認為是0₂，則檢驗方法是

用帶火星的木條伸入收集的氣體中若復燃說明是氧氣

．
（2）乙同學認為是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量．寫出S0₂與NaOH反應的化學方程式：

S0₂+2NaOH=Na₂S0₃+H₂O

（3）實驗小組同學合作設計了如下組合實驗方案，排除和驗證猜想的氣體．

如果放出的是0₂和H₂的混合物，你認為方案中的安全隱患是

在B中加熱可能會爆炸

丙同學認為：為確保安全，實驗前應先收集一試管氣體，用拇指

堵住試管口迅速移近酒精燈

，若不發出

尖銳的爆鳴聲

，方可采用上面的裝置進行實驗．
【實驗探究】經丙同學確認安全后，小組同學首先對裝置A進行稱量，再將收集到的氣體從a通人，過一會兒點燃B處酒精燈；一段時間后，發現表面含Cu0的銅網由黑色變為光亮的紅色；停止通氣，再次稱量裝置A，發現質量不變，確認反應中沒有S0₂生成．
結論：
（1）鐵粉與硫酸銅溶液反應時，產生的氣體是

H₂

．
（2）寫出H：和氧化銅在加熱條件下反應的化學方程式：

H₂+CuO

加熱  .

Cu+H₂O

【思維拓展】
（1）由上述實驗可以推出，硫酸銅溶液顯

酸

（選填“酸”或“堿”）性．
（2）有一同學提出：不通過稱量，也能說明有無S0₂生成．他設計了右圖所示的裝置進行實驗，發現試管內液面上升，就得出S0₂與NaOH溶液發生反應的結論．其他同學認為這一方案不嚴謹，理由是

空氣中的二氧化硫也能和氫氧化鈉反應使試管中的氣壓減小，試管中液面上升

．

Answer 1

分析：【方案設計】
（1）運用氧氣支持燃燒能使帶火星的木條復燃解答．
（2）運用S0₂與NaOH反應生成亞硫酸鈉和水解答．
（3）運用氫氣不純遇火或加熱會發生爆炸、氫氣的驗純方法解答．
【實驗探究】
（1）運用氫氣的還原性解答．
（2）運用氫氣和氧化銅反應生成銅和水解答．
【思維拓展】
（1）運用鐵和硫酸銅反應能生成氫氣解答．
（2）運用空氣中的二氧化碳也能和氫氧化鈉反應解答．

解答：解：【方案設計】
（1）氧氣支持燃燒能使帶火星的木條復燃，故答案：用帶火星的木條伸入收集的氣體中若復燃說明是氧氣；
（2）S0₂與NaOH反應生成亞硫酸鈉和水，故答案：S0₂+2NaOH=Na₂S0₃+H₂O；
（3）氫氣不純遇火或加熱會發生爆炸，檢驗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；
【實驗探究】
（1）根據題中信息一段時間后，發現表面含Cu0的銅網由黑色變為光亮的紅色，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生成金屬單質，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）金屬鐵和酸反應能產生氫氣，故（1）答案：酸性；
（2）二氧化硫也能和氫氧化鈉反應，試管中的液面會上升，所以（2）答案：二氧化硫也能和氫氧化鈉反應使試管中的氣壓減小，試管中液面上升．

點評：根據已有知識，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．