Question

Ⅰ請你參與下列探究：
[問題情景]黃華元小組同學(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]從物質(zhì)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(yīng)，生成Na₂SO₃，Na₂SO₃中S元素的化合價為

+4

價．
[方案設(shè)計]依據(jù)上述猜想，實驗小組同學(xué)設(shè)計了如下方案：
Ⅱ小希同學(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．
（2）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

用該裝置實驗如果放出的是O₂和H₂的混合物，你認為方案中的安全隱患是

容易引起裝置爆炸

．
（3）小曼同學(xué)認為：為確保安全，實驗前應(yīng)先收集一試管氣體進行

驗純

（填實驗操作名稱）后，方可采取上面的裝置進行實驗．
[實驗探究]經(jīng)小曼確認安全后，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處通入，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；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

氫氣

．
[思維拓展]經(jīng)檢驗原溶液中只含有一種陰離子，有上述實驗可以推出，硫酸銅溶液中可能還含有的物質(zhì)的化學(xué)式為

H₂SO₄

．為了證明實驗結(jié)論是否正確，小張同學(xué)提議向此溶液中滴加NaOH，若看到

溶液沒有立即產(chǎn)生藍色沉淀

現(xiàn)象，可以證明結(jié)論正確．

Answer 1

分析：[查閱資料]根據(jù)化合物中元素化合價代數(shù)和為0分析硫元素的化合價；
[方案設(shè)計]（2）根據(jù)氫氣是可燃性的氣體，點燃容易發(fā)生爆炸；
（3）根據(jù)使用可燃性氣體的注意事項分析操作；
[實驗探究]根據(jù)氣體與氧化銅的反應(yīng)現(xiàn)象可以推斷產(chǎn)生的氣體為氫氣；
[思維拓展]根據(jù)金屬和酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣及氫氧化鈉和硫酸、硫酸銅反應(yīng)的順序分析．

解答：解：[查閱資料]化合物中元素化合價代數(shù)和為0，Na₂SO₃中鈉元素的為+1，氧元素為-2，因此硫元素的化合價為：（+1）×2+X+（-2）×3=0，因此x=+4；
[方案設(shè)計]（2）因為氫氣是可燃性的氣體，點燃容易發(fā)生爆炸；
（3）氫氣是可燃性氣體，不純時點燃易發(fā)生爆炸現(xiàn)象，所以必須驗純；
[實驗探究]將氣體通入灼熱的含氧化銅的銅網(wǎng)，發(fā)現(xiàn)表面含CuO的銅網(wǎng)由黑色變?yōu)楣饬恋募t色，說明該氣體具有還原性，故為氫氣；
[思維拓展]根據(jù)現(xiàn)象推斷，產(chǎn)生的氣體為氫氣，而鐵是與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，所以推斷此硫酸銅溶液中含有酸性物質(zhì)硫酸，化學(xué)式為：H₂SO₄；若溶液中含有硫酸銅和硫酸，加入的氫氧化鈉會先和硫酸反應(yīng)，然后再與硫酸銅產(chǎn)生氫氧化銅藍色沉淀；
故答案為：[查閱資料]+4；
[方案設(shè)計]（2）容易引起裝置爆炸；
（3）驗純；
[實驗探究]氫氣；
[思維拓展]H₂SO₄；溶液沒有立即產(chǎn)生藍色沉淀．

點評：本題綜合考查了金屬的化學(xué)性質(zhì)、使用氫氣的注意事項以及酸、堿、鹽的部分性質(zhì)，解答的關(guān)鍵是利用題目給出的信息結(jié)合相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)進行分析即可．