Question

9．已知濃硫酸與焦炭在加熱條件下能發(fā)生反應，生成三種氧化物，某校研究性學習小組對此進行以下一系列的探究活動．【提出猜想】濃硫酸與焦炭在加熱條件下反應，生成H₂O、SO₂和CO₂
【查閱資料】經(jīng)查閱資料得知：
①CO₂、SO₂均可使澄清石灰水變渾濁
②SO₂可使品紅溶液的紅色褪去，而CO₂不能
③SO₂可與酸性的KMnO₄溶液反應使其褪色，而CO₂不能
④無水CuSO₄為白色粉末，遇水可生成藍色膽礬
【實驗探究】用以下A-D四個裝置組裝成一套完整的實驗裝置如圖1，然后進行實驗，驗證猜想．
（1）本實驗發(fā)生裝置應選用如圖2所示三種裝置的③裝置（填序號）
（2）為了驗證三種產(chǎn)物，達到預期的實驗目的，整套實驗裝置順序是（按導管連接的先后順序）：發(fā)生裝置導管口
a$\stackrel{接}{→}$□→□$\stackrel{接}{→}$□→□$\stackrel{接}{→}$□
（3）實驗過程中，觀察到裝置D中無水CuSO₄變?yōu)樗{色，得出產(chǎn)物中有水的結(jié)論，同時還觀察到以下實驗現(xiàn)象，裝置C中品紅溶液（Ⅰ）和酸性高錳酸鉀溶液都褪色，品紅溶液（Ⅱ）不褪色，裝置B中澄清石灰水變渾濁．
①裝置C中品紅溶液（Ⅰ）褪色，說明產(chǎn)物中有二氧化硫
②酸性KMnO₄溶液的作用是吸收二氧化硫
③品紅溶液（Ⅱ）不褪色，說明二氧化硫已除盡
（4）能確認反應產(chǎn)物中有CO₂的實驗現(xiàn)象是裝置C中品紅溶液（Ⅱ）不褪色，裝置B中澄清石灰水變渾濁
【實驗結(jié)論】本實驗提出的猜想成立（填“成立”或“不成立”），濃硫酸與木炭在加熱時反應的化學方程式是C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2S0₂↑+C0₂↑+2H₂O
【交流討論】實驗結(jié)束后，同學你們針對本實驗進行討論，其中張輝同學提出了“反應產(chǎn)物中可能還有一氧化碳”這樣的觀點，你是否支持張輝同學的觀點？支持（填“支持”或“不支持”），請你說出一個理由反應物中含有碳元素和氧元素，因此碳的氧化物有一氧化碳和二氧化碳．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反應物狀態(tài)和反應條件可以選擇發(fā)生裝置；
（2）如果操作不當，會影響實驗結(jié)果，甚至會導致實驗失��；
（3）無水硫酸銅能和水反應生成五水硫酸銅；
根據(jù)實驗現(xiàn)象和實驗設計可以判斷相關方面的問題；
（4）裝置C中品紅溶液（Ⅱ）不褪色，說明二氧化硫被高錳酸鉀溶液完全吸收，裝置B中澄清石灰水變渾濁，說明產(chǎn)物中含有二氧化碳，二氧化碳使澄清石灰水變渾濁；
碳和濃硫酸在加熱條件下反應生成水、二氧化硫和二氧化碳；
化學反應前后，元素種類和原子種類不變．

解答 解：（1）本實驗中，濃硫酸是液體，碳是固體，反應需要加熱，因此發(fā)生裝置應選用如圖2所示三種裝置的③．
故填：③．
（2）為了驗證三種產(chǎn)物，達到預期的實驗目的，整套實驗裝置順序是：發(fā)生裝置導管口a→f→g→d→e→b．
故填：f；g；d；e；b．
（3）實驗過程中，觀察到裝置D中無水CuSO₄變?yōu)樗{色，得出產(chǎn)物中有水的結(jié)論，同時還觀察到以下實驗現(xiàn)象，裝置C中品紅溶液（Ⅰ）和酸性高錳酸鉀溶液都褪色，品紅溶液（Ⅱ）不褪色，裝置B中澄清石灰水變渾濁；
①裝置C中品紅溶液（Ⅰ）褪色，說明產(chǎn)物中有二氧化硫；
②酸性KMnO₄溶液的作用是吸收二氧化硫；
③品紅溶液（Ⅱ）不褪色，說明二氧化硫已除盡．
故填：水；二氧化硫；吸收二氧化硫；二氧化硫已除盡．
（4）能確認反應產(chǎn)物中有CO₂的實驗現(xiàn)象是：裝置C中品紅溶液（Ⅱ）不褪色，裝置B中澄清石灰水變渾濁．
故填：裝置C中品紅溶液（Ⅱ）不褪色，裝置B中澄清石灰水變渾濁．
【實驗結(jié)論】本實驗提出的猜想成立，濃硫酸與木炭在加熱時反應的化學方程式是：C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2S0₂↑+C0₂↑+2H₂O．
故填：成立；C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2S0₂↑+C0₂↑+2H₂O．
【交流討論】因為反應物中含有碳元素和氧元素，因此碳的氧化物有一氧化碳和二氧化碳．
故填：支持；反應物中含有碳元素和氧元素，因此碳的氧化物有一氧化碳和二氧化碳．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結(jié)論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．