Question

11．某化學(xué)興趣小組為測(cè)定銅與濃硫酸反應(yīng)后殘余清液中硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)，提出了下列實(shí)驗(yàn)方案：
【查閱資料】Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu SO₄+SO₂+2H₂O
【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】甲方案：將殘余清液與足量BaCl₂溶液反應(yīng)，稱量生成的BaSO₄質(zhì)量．
乙方案：將殘余清液與足量鋅粒反應(yīng)，測(cè)量生成氫氣的體積．
【分析交流】
（1）銅與濃硫酸反應(yīng)中即使銅過量也不能將硫酸完全反應(yīng)的原因是隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃硫酸濃度下降變成稀硫酸，而銅與稀硫酸不反應(yīng)；
（2）甲方案是否可行？不可行（填“可行”或“不可行”），理由是殘余清液中的硫酸銅也能和氯化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀；
【實(shí)驗(yàn)探究】
（3）小王同學(xué)選用圖2中的部分實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了乙方案的實(shí)驗(yàn)：

①你認(rèn)為圖1中最簡(jiǎn)易的裝置及其連接順序是：A→C→D；
②實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，先打開分液漏斗上口的玻璃塞，再輕輕打開其活塞，過一會(huì)兒后殘余清液
就不能順利滴入錐形瓶．其原因是反應(yīng)產(chǎn)生大量氣體，使瓶中壓強(qiáng)增大；
③某學(xué)生想用排水法收集氫氣并檢驗(yàn)其純度，應(yīng)選擇圖2中的集氣裝置B（填“A”或“B”）．
（4）小張同學(xué)用如圖3所示裝置進(jìn)行了乙方案的實(shí)驗(yàn)：
①連接儀器，檢查此裝置氣密性．下列能說明裝置氣密性良好的是A（填序號(hào)）；
A．連接儀器后，向水準(zhǔn)管中注水，直至左右兩邊管內(nèi)形成穩(wěn)定高度差．
B．向水準(zhǔn)管內(nèi)注水，連接好左側(cè)裝置，抬高水準(zhǔn)管，左右兩邊液面始終相平．
②實(shí)驗(yàn)中殘余清液與鋅粒混合后的現(xiàn)象是鋅粒逐漸溶解、生成紅色固體，溶液逐漸由藍(lán)色變成無(wú)色
產(chǎn)生大量氣泡，放出熱量．
③反應(yīng)完畢后，每間隔1分鐘讀取氣體體積、氣體體積逐漸減小，直至體積不變．氣體體積逐漸減小的原因是氣體在冷卻過程中體積逐漸減小
（排除儀器和實(shí)驗(yàn)操作的影響因素）．
④若實(shí)驗(yàn)中測(cè)得殘余清液中硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大，下列可能的原因是c．
a．裝置漏氣
b．讀取數(shù)據(jù)時(shí)水準(zhǔn)管的水面高于量氣管的水面
c．未待冷卻就讀取量氣管讀數(shù)．

Answer 1

分析 （1）隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行，硫酸的濃度越來越��；
（2）硫酸和反應(yīng)生成的硫酸銅都能夠和氯化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀；
（3）不同的實(shí)驗(yàn)裝置，功能不同；
氣體壓強(qiáng)隨著氣體分子的增多而增大；
（4）凡是有氣體參加或產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前一定要檢查裝置的氣密性，以防裝置漏氣影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；
鋅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸鋅和銅；
溫度越高，氣體體積越大，溫度越低，氣體體積越��；
如果操作不當(dāng)，會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果．

解答 解：（1）銅與濃硫酸反應(yīng)中即使銅過量也不能將硫酸完全反應(yīng)的原因是：隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃硫酸濃度下降變成稀硫酸，而銅與稀硫酸不反應(yīng)．
故填：隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃硫酸濃度下降變成稀硫酸，而銅與稀硫酸不反應(yīng)．
（2）甲方案不可行，這是因?yàn)闅堄嗲逡褐械牧蛩徙~也能和氯化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀．
故填：不可行；殘余清液中的硫酸銅也能和氯化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀．
（3）①圖1中最簡(jiǎn)易的裝置及其連接順序是A→C→D，A中產(chǎn)生的氣體排入C中，C中排入D中的水的體積即為反應(yīng)生成氣體的體積．
故填：A→C→D．
②實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，先打開分液漏斗上口的玻璃塞，再輕輕打開其活塞，過一會(huì)兒后殘余清液就不能順利滴入錐形瓶．其原因是反應(yīng)產(chǎn)生大量氣體，使瓶中壓強(qiáng)增大．
故填：反應(yīng)產(chǎn)生大量氣體，使瓶中壓強(qiáng)增大．
③某學(xué)生想用排水法收集氫氣并檢驗(yàn)其純度，應(yīng)選擇圖2中的集氣裝置B．
故選：B．
（4）①A．連接儀器后，向水準(zhǔn)管中注水，直至左右兩邊管內(nèi)形成穩(wěn)定高度差，說明裝置不漏氣；
B．向水準(zhǔn)管內(nèi)注水，連接好左側(cè)裝置，抬高水準(zhǔn)管，左右兩邊液面始終相平，說明裝置漏氣．
故選：A．
②實(shí)驗(yàn)中殘余清液與鋅�；旌虾�，鋅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸鋅和銅，過程中的現(xiàn)象是鋅粒逐漸溶解、生成紅色固體、溶液逐漸由藍(lán)色變成無(wú)色、產(chǎn)生大量氣泡，放出熱量．
故填：生成紅色固體，溶液逐漸由藍(lán)色變成無(wú)色．
③反應(yīng)完畢后，氣體體積逐漸減小的原因是氣體在冷卻過程中體積逐漸減小．
故填：氣體在冷卻過程中體積逐漸減�。�
④a．裝置漏氣時(shí)，會(huì)導(dǎo)致收集的氣體偏少，從而導(dǎo)致計(jì)算出的硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏��；
b．讀取數(shù)據(jù)時(shí)水準(zhǔn)管的水面高于量氣管的水面，導(dǎo)致氣體體積偏小，從而導(dǎo)致計(jì)算出的硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏�。�
c．未待冷卻就讀取量氣管讀數(shù)，導(dǎo)致氣體體積偏大，從而導(dǎo)致計(jì)算出的硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大．
故選：c．

點(diǎn)評(píng) 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)．