Question

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SO₂、O₂、H₂．
查阅资料：SO₂易溶于水，它能与NaOH溶液反应，生成Na₂SO₃．
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O₂，则检验方法是______．
（2）乙同学认为是SO₂，则只需将放出的气体通入盛有NaOH溶液的洗气瓶中，称量通气前后洗气瓶的质量．写出SO₂与NaOH反应的化学方程式：______．
（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O₂和H₂的混合物，你认为方案中的安全隐患是______．
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______，若不发出______，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通入，过一会儿点燃B处酒精灯；一段时间后，发现表面含CuO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．
结论：
（1）铁粉与硫酸铜溶液反应时，产生的气体是______．
（2）写出H₂还原CuO的化学方程式：______ Cu+H₂O

Answer

[方案设计]（1）验证是否为氧气，检验氧气的方法；（2）称量通气前后洗气瓶的质量，验证是否有二氧化硫生成；根据反应物和生产物，正确书写化学方程式；（3）可燃性气体不纯会爆炸．
[实验探究]（1）因为“发现表面含CuO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”，所以产生的气体为氢气．（2）书写氢气还原氧化铜的化学方程式．
[思维拓展]（1）因为有氢气生成，所以要有游离的氢离子存在；（2）二氧化硫不但与氢氧化钠溶液反应，还和水反应．（3）根据溶液中的离子回答．
【解析】
[方案设计]（1）注意气体的检验方法；（2）猜想为二氧化硫，通过称量通气前后洗气瓶的质量；
（3）可燃性气体不纯会爆炸，实验时在B处易发生爆炸事故．
[实验探究]（1）通过分析可知，可推知产生的气体为氢气；（2）书写氢气还原氧化铜的化学方程式CuO+H2=Cu+H2O
[思维拓展]（1）因为有氢气生成，所以要有游离的氢离子存在，则知硫酸铜溶液显酸性；
（2）为了更严谨，应将氢氧化钠溶液换成水．
（3）剩余溶液是氢氧化钠和亚硫酸钠的混合物，其中的离子就是钠离子、氢氧根离子、亚硫酸根离子，水分子等
故答案为：
方案设计：
（1）用带火星的木条试验，看木条是否复燃
（2）SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O
（3）实验时在B处易发生爆炸事故，堵住试管囗，靠近火焰点火，尖锐的爆鸣声
实验探究：
（1）H2
（2）H2+CuOCu+H2O
思维拓展：
（1）酸
（2）SO2易溶于水，也能使液面上升
（3）Na+、OH-、SO32-、H2O（此空少一种粒子扣0.5分；少二种全扣）