Question

請你參與下列探究．
[問題情景]某化學實驗小組同學將硫酸銅溶液加入裝有鐵粉的試管中，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？
[提出猜想]從物質組成元素的角度，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，生成Na₂SO₃和H₂O．
[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O₂，則檢驗方法是______．
（2）乙同學認為是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量．寫出SO₂與NaOH反應的化學方程式：______．
（3）實驗小組同學合作設計了如圖1組合實驗方案，排除和驗證猜想的氣體．

如果放出的是O₂和H₂，你認為方案中的安全隱患是______．
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，靠近火焰點火，若不發出爆鳴聲，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通入，過一會兒點燃B處酒精燈；一段時間后，發現表面含CuO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．
結論：鐵粉與硫酸銅溶液反應時，產生的氣體是______．
[思維拓展]
（1）由上述實驗可以推出，硫酸銅溶液顯______（選填“酸”或“堿”）性．
（2）不通過稱量，如何判斷SO₂與NaOH發生了反應呢？
有一同學設計了圖2所示的裝置進行實驗，發現試管內液面上升，就得出SO₂與NaOH發生反應的結論．其他同學認為這一方案不嚴謹，理由是______．
（3）假設圖2試管中SO₂與NaOH恰好完全反應，此時溶液中的溶質是______．
[反思]有同學認為，要確定生成的氣體中是否有SO₂，其實可以根據氣體的氣味來確定，若能聞到______氣味，則說明有SO₂．

Answer 1

【答案】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】
運用氫氣的還原性解答．
【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．
（3）SO₂與NaOH恰好完全反應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：
[方案設計]（1）氧氣具有助燃性，能使帶火星的木條復燃，所以本題答案為：用帶火星的木條試驗，看木條是否復燃；
（2）二氧化硫是酸性氣體，可以與堿氫氧化鈉反應生成亞硫酸鈉和水，反應的化學方程式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，點燃或加熱時易產生爆炸事故，所以使用前要注意驗純；故本題答案為：實驗時剩余氣體B通過加熱的試管易發生爆炸事故；
[實驗探究]未發出爆鳴聲，說明不含有氧氣，稱量NaOH溶液，發現質量無增減，說明不含二氧化硫，表面含CuO的銅網由黑色變為光亮的紅色，說明氧化銅被還原為銅，故產生的氣體為氫氣，所以本題答案為：H₂；
【思維拓展】
（1）根據現象推斷，產生的氣體為氫氣，而鐵是與酸反應產生氫氣，所以推斷此硫酸銅溶液中含有酸性物質，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，試管中的液面會上升，所以答案為：空氣中的二氧化碳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．
（3）SO₂與NaOH恰好完全反應生成亞硫酸鈉和水，所以溶液中的溶質是亞硫酸鈉．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．
點評：本題綜合考查了金屬的化學性質、氧氣的檢驗、使用氫氣的注意事項以及堿的部分性質，常見氣體的鑒別主要有氧氣、二氧化碳、氮氣、氫氣、空氣等，選擇鑒別方法時，要根據氣體性質的差異．