Question

（1）请你参与下列探究：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？

（提出猜想）从元素守恒的角度，放出的气体可能是SO₂、O₂、H₂．

（查阅资料）SO₂易溶于水，它能与NaOH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，你认为方案中的安全隐患是______，产生此隐患的原因：______（用方程式解释）。

老师说：“化学反应中，一种元素的化合价升高，肯定有元素的化合价降低，这是科学规律”．丙同学根据老师这句话分析判断：放出的气体肯定不是______。

（实验探究）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，B装置的尾部有水珠生成；停止通气，再次称量装置A，发现质量无增减。结论：铁粉与硫酸铜溶液反应时，产生的气体是______。写出B装置中发生化学反应的方程式______。

（2）某同学模仿物理课上学到的“串联电路”设计了如下气体制取与性质验证的组合实验．打开分液漏斗活塞后，A中出现大量气泡，B中白磷燃烧，C中液面下降，稀盐酸逐渐进入D中，请看图回答问题。

①A中发生反应的化学方程式为______。

②B中白磷能够燃烧的原因是______。

③E中的实验现象是______。

④用F装置收集气体的依据是______。

Answer

用带火星的木条试验，木条复燃则是氧气 实验时易发生爆炸事故 氧气 氢气 白磷的温度达到着火点，与氧气接触 溶液由紫色变红色 气体密度比空气密度大

【解析】

方案设计：①氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，氧气的检验方法是：用带火星的木条，能够复燃说明是氧气；

②SO2与NaOH反应生成亚硫酸钠和水，反应的化学方程式为：；

③如果放出的是O2和H2，氢气具有可燃性，混有一定量的氧气，加热时会发生爆炸，故方案中的安全隐患是：实验时易发生爆炸事故；

氢气与氧气急速燃烧，发生爆炸，生成水，该反应的化学方程式为：；

根据化学反应中，一种元素的化合价升高，肯定有元素的化合价降低，若生成气体为氧气，O元素化合价升高，则必定还有H或S元素化合价降低，因此，所得气体肯定不能是氧气；

实验探究：含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色，B装置的尾部有水珠生成，说明有还原性气体即氢气生成，氢气与氧化铜在加热的条件下反应生成铜和水，装置A质量无增减，说明无二氧化硫生成，故铁与硫酸铜溶液反应生成的气体是氢气；

装置B中发生的反应为氧化铜与氢气在加热的条件下反应生成铜和水，该反应的化学方程式为：；

（2）①过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为氧气和水，该反应的化学方程式为：；

②燃烧的条件是：（1）可燃物 （2）氧气（或空气）（3）达到燃烧所需的最低温度（也叫着火点），故B中白磷能够燃烧的原因是白磷的温度达到着火点，与氧气接触；

③氧气流进入C，使C内压强增大，把盐酸压入D和石灰石反应生成二氧化碳，二氧化碳气体进入E，与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，紫色石蕊遇酸变红色，故E中的实验现象是：溶液由紫色变为红色；

④F装置是向上排空气法收集气体，适合收集密度比空气大的气体，故收集气体的依据是气体密度比空气密度大。