Question

（2010?溧阳市模拟）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，生成的是什么气体呢？
【提出猜想】从物质组成元素的角度分析，放出的气体可能是S0₂、0₂、H₂．
【查阅资料】S0₂易溶于水，它能与NaOH溶液反应，生成Na₂S0₃．
【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0₂，则检验方法是

用带火星的木条伸入收集的气体中若复燃说明是氧气

．
（2）乙同学认为是S0₂，则只需将放出的气体通人盛有NaOH溶液的洗气瓶中，称量通气前后洗气瓶的质量．写出S0₂与NaOH反应的化学方程式：

S0₂+2NaOH=Na₂S0₃+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0₂和H₂的混合物，你认为方案中的安全隐患是

在B中加热可能会爆炸

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

堵住试管口迅速移近酒精灯

，若不发出

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通人，过一会儿点燃B处酒精灯；一段时间后，发现表面含Cu0的铜网由黑色变为光亮的红色；停止通气，再次称量装置A，发现质量不变，确认反应中没有S0₂生成．
结论：
（1）铁粉与硫酸铜溶液反应时，产生的气体是

H₂

．
（2）写出H：和氧化铜在加热条件下反应的化学方程式：

H₂+CuO

加热  .

Cu+H₂O

【思维拓展】
（1）由上述实验可以推出，硫酸铜溶液显

酸

（选填“酸”或“碱”）性．
（2）有一同学提出：不通过称量，也能说明有无S0₂生成．他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S0₂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

空气中的二氧化硫也能和氢氧化钠反应使试管中的气压减小，试管中液面上升

．

Answer 1

分析：【方案设计】
（1）运用氧气支持燃烧能使带火星的木条复燃解答．
（2）运用S0₂与NaOH反应生成亚硫酸钠和水解答．
（3）运用氢气不纯遇火或加热会发生爆炸、氢气的验纯方法解答．
【实验探究】
（1）运用氢气的还原性解答．
（2）运用氢气和氧化铜反应生成铜和水解答．
【思维拓展】
（1）运用铁和硫酸铜反应能生成氢气解答．
（2）运用空气中的二氧化碳也能和氢氧化钠反应解答．

解答：解：【方案设计】
（1）氧气支持燃烧能使带火星的木条复燃，故答案：用带火星的木条伸入收集的气体中若复燃说明是氧气；
（2）S0₂与NaOH反应生成亚硫酸钠和水，故答案：S0₂+2NaOH=Na₂S0₃+H₂O；
（3）氢气不纯遇火或加热会发生爆炸，检验氢气的纯度要先收集一试管气体，用拇指堵住试管口迅速移近酒精灯，若不发出尖锐的爆鸣声证明较为纯净可以使用，故（3）答案：堵住试管口迅速移近酒精灯  尖锐的爆鸣声；
【实验探究】
（1）根据题中信息一段时间后，发现表面含Cu0的铜网由黑色变为光亮的红色，说明气体中有还原性气体，在氧气、氢气和二氧化硫中只有氢气具有还原性能和金属氧化物反应生成金属单质，故（1）答案：氢气；
（2）氢气和氧化铜加热生成铜和水，故（2）答案：H₂+CuO

加热  .

Cu+H₂O；
【思维拓展】
（1）金属铁和酸反应能产生氢气，故（1）答案：酸性；
（2）二氧化硫也能和氢氧化钠反应，试管中的液面会上升，所以（2）答案：二氧化硫也能和氢氧化钠反应使试管中的气压减小，试管中液面上升．

点评：根据已有知识，在情景相似的情况下，进行知识地大胆迁移，是解决新问题的一种重要方法．