Question

請你參與下列探究：
[問題情景]某化學(xué)實驗小組同學(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]從元素守恒的角度，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．
[方案設(shè)計]依據(jù)上述猜想，實驗小組同學(xué)分別設(shè)計了如下方案：
（1）甲同學(xué)認為是O₂，則檢驗方法是______．
（2）乙同學(xué)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(zhì)量．寫出SO₂與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式______．
（3）實驗小組同學(xué)合作設(shè)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O₂和H₂，你認為方案中的安全隱患是______．
老師說：化學(xué)反應(yīng)中，一種元素的化合價升高，肯定有元素的化合價降低，這是科學(xué)規(guī)律．丙同學(xué)根據(jù)老師這句話，說：“肯定不是______”．
[實驗探究]小組同學(xué)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(fā)現(xiàn)表面含CuO的銅網(wǎng)由黑色變?yōu)楣饬恋募t色，B裝置的尾部有水珠生成；停止通氣，再次稱量裝置A，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量無增減．
結(jié)論：鐵粉與硫酸銅溶液反應(yīng)時，產(chǎn)生的氣體是______．寫出B裝置中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的方程式______．
[思維拓展]（1）由上述實驗可以推出，硫酸銅溶液中可能含有______物質(zhì)．
（2）不通過稱量，如何判斷SO₂與NaOH溶液發(fā)生了反應(yīng)呢？丁同學(xué)設(shè)計了如圖所示的裝置進行實驗，發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)液面上升，就得出SO₂與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)的結(jié)論．其他同學(xué)認為這一方案不嚴謹，理由是______．要得到科學(xué)嚴謹?shù)慕Y(jié)論，仍利用該裝置，補做的實驗是______．

Answer 1

解：
[方案設(shè)計]（1）氧氣的檢驗方法是：用帶火星的木條，能夠復(fù)燃說明是氧氣；
（2）SO₂與NaOH反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O；
（3）如果放出的是O₂和H₂，可燃性氣體氫氣不純點燃時會爆炸，實驗時在B處易發(fā)生爆炸事故；
根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中，一種元素的化合價升高，肯定有元素的化合價降低，若生成氣體含氧氣，O元素化合價升高，則必定還含有H或S元素化合價降低所產(chǎn)生的氫氣或二氧化硫氣體，因此，所得氣體肯定不能是氧氣；
[實驗探究]含CuO的銅網(wǎng)由黑色變?yōu)楣饬恋募t色說明有還原性氣體即氫氣，氫氣還原氧化銅的化學(xué)方程式CuO+H₂Cu+H₂O；
[思維拓展]]（1）因為有氫氣生成，鐵應(yīng)該與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，所以要有游離的氫離子存在，則知硫酸銅溶液顯酸性；
（2）為了更嚴謹，應(yīng)將氫氧化鈉溶液換成水，對比二氧化硫與水反應(yīng)時液面上升的情況．
故答案為：
[方案設(shè)計]（1）用帶火星的木條試驗，木條復(fù)燃則是氧氣；
（2）SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O；
（3）實驗時在B處易發(fā)生爆炸事故；氧氣；
[實驗探究]H₂；H₂+CuOCu+H₂O；
[思維拓展]（1）酸性；（2）SO₂易溶于水，也能使液面上升；將NaOH溶液換成水做對比實驗．
分析：[方案設(shè)計]（1）驗證是否為氧氣，檢驗氧氣的方法；
（2）根據(jù)氫氧化鈉的性質(zhì)，判斷氫氧化鈉與二氧化硫反應(yīng)的反應(yīng)物和生產(chǎn)物，正確書寫化學(xué)方程式；
（3）可燃性氣體不純會爆炸．
[實驗探究]因為“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”，所以產(chǎn)生的氣體為氫氣；書寫氫氣還原氧化銅的化學(xué)方程式．
[思維拓展]（1）因為加入金屬鐵有氫氣生成，所以溶液中含有游離的氫離子存在，含氫離子的溶液呈酸性；
（2）二氧化硫不但與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，還和水反應(yīng)，利用對比實驗進行檢驗．
點評：本題主要考查化學(xué)實驗的方案設(shè)計與評價，了解猜想和事實驗證的方法及防范爆炸的措施，掌握氧氣的檢驗方法．