Question

【題目】某化學興趣小組為測定銅與濃硫酸反應后殘余清液中硫酸的溶質質量分數，提出了下列實驗方案：

【查閱資料】Cu+2H2SO4(濃) Cu SO4+ SO2↑+2H2O

【實驗設計】甲方案：將殘余清液與足量BaCl2溶液反應，稱量生成的BaSO4質量。

乙方案：將殘余清液與足量鋅粒反應，測量生成氫氣的體積。

【分析交流】

（1）銅與濃硫酸反應中即使銅過量也不能將硫酸完全反應的原因是__________；

（2）甲方案是否可行？_________（填“可行”或“不可行”），理由是_________；

【實驗探究】

（3）小王同學選用圖2中的部分實驗裝置進行了乙方案的實驗：

①你認為圖1中最簡易的裝置及其連接順序是：__________；

② 實驗開始時，先打開分液漏斗上口的玻璃塞，再輕輕打開其活塞，過一會兒后殘余清液

就不能順利滴入錐形瓶。其原因是________；

③ 某學生想用排水法收集氫氣并檢驗其純度，應選擇圖2中的集氣裝置________（填“A”或“B”）。

（4）小張同學用如圖3所示裝置進行了乙方案的實驗：

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________（填序號）；

A．連接儀器后，向水準管中注水，直至左右兩邊管內形成穩(wěn)定高度差。

B．向水準管內注水，連接好左側裝置，抬高水準管，左右兩邊液面始終相平。

② 實驗中殘余清液與鋅�；旌虾蟮默F象是鋅粒逐漸溶解、_____、產生大量氣泡，放出熱量。

反應完畢后，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___（排除儀器和實驗操作的影響因素）。

④ 若實驗中測得殘余清液中硫酸的溶質質量分數偏大，下列可能的原因是________。

a．裝置漏氣

b．讀取數據時水準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

Answer 1

【答案】 隨著反應的進行，濃硫酸濃度下降變成稀硫酸，銅與稀硫酸不反應 不可行 加入足量BaCl2溶液只能求出SO42—質量，不能求出剩余硫酸的濃度（或殘余清液中有CuSO4、或BaCl2與CuSO4、H2SO4均反應） ACD 反應產生大量氣體，使瓶中壓強增大 B A 鋅表面析出紅色固體或溶液由藍色變成無色等 反應放熱，氣體在冷卻過程中體積逐漸減少 c

【解析】【分析交流】

（1）根據金屬活動性順序的應用，只有位于氫前面的金屬才能與稀鹽酸或稀硫酸反應。隨著反應的進行，濃硫酸濃度下降變成稀硫酸，而銅與稀硫酸不反應；（2）由于生成物中含有的硫酸銅也能與氯化鋇反應生成硫酸鋇沉淀，故該方案不可行；（3）①乙方案是將殘余清液與足量鋅粒反應，測量生成氫氣的體積，要測定生成的氫氣的體積可用排水法通過測定排出的水的體積來判斷生成氫氣的體積，故連接順序是ACD；②鋅與稀硫酸反應生成氫氣，會導致錐形瓶中的壓強變大，故過一會兒后殘余清液就不能順利滴入錐形瓶；③用排水法收集氫氣，導氣管要放在試管口，否則會導致水不能排盡，故選B；（4）①檢查此裝置氣密性的方法是：連接儀器后，向水準管中注水，若左右兩邊管內能形成穩(wěn)定高度差，說明裝置的氣密性良好，故選A；②實驗中殘余清液中除了含有硫酸外，還含有硫酸銅，故加入鋅粒，觀察到的現象是：開始時鋅粒逐漸的溶解，產生大量的氣泡，一定時間后無氣泡產生，鋅的表面覆蓋一層紅色的物質，溶液由藍色變成無色；③鋅與稀硫酸反應放熱，反應完畢后，溫度逐漸降低，故氣體的體積逐漸的減少直至不變；④a、若裝置漏氣則收集不到氫氣，那么會導致硫酸的溶質質量分數偏��；b、讀取數據時水準管的水面高于量氣管的水面，即會導致測定的氫氣的體積偏小，那么硫酸的溶質質量分數偏��；c、未待冷卻就讀取量氣管讀數會導致氫氣的體積變大，那么硫酸的溶質質量分數會偏大。故選c。