Question

（16分）幾位同學設計實驗觀察銅與濃硫酸的反應，檢驗生成的氣體的性質。甲設計了如圖所示的裝置，在大試管里加入2mL濃硫酸，用帶導管和一個小孔的膠管塞緊，從孔中插入一根銅絲，加熱，把產生的氣體依次通入品紅溶液和石蕊溶液中。

請回答下列問題：

（1）寫出銅與濃硫酸反應的化學方程式：                                      。

（2）試管b中的現象是                                                    ，

通過試管a、b的現象得出的結論是                                           。

（3）乙同學認為甲同學的設計不能全面體現SO₂的性質，他打算增加試管進行其它實驗。以下為增加的試管中盛放的試劑：A. 澄清石灰水  B. KMnO₄（aq） C. 氫硫酸

請你幫助乙同學作出選擇，在橫線上先寫出字母，再用文字簡單說明實驗的目的。

                                                                          

                                                                          

（4）丙同學評價甲同學的實驗裝置既有優(yōu)點也有不足，優(yōu)點是                       

                            ，不足之處改進的具體措施是                      。

（5）若把上述裝置中大試管的濃硫酸換成稀硝酸，試管a和b作如下改變（其中a裝滿水，b空置），則在大試管中發(fā)生的反應的離子方程式為                              ，

試管a的作用是                                           。

 

Answer 1

【答案】

（1）Cu + 2H₂SO₄（濃）CuSO₄ + SO₂↑+ 2H₂O （2分）

（2）紫色溶液變紅色（1分），SO₂是一種酸性氣體，具有漂白性（能漂白品紅） （2分）

（3）B，驗證SO₂的還原性；C，驗證SO₂的氧化性。(各1分)

（4）使用可抽動的銅絲能隨時控制反應的開始和結束，節(jié)約藥品用量，減少污染氣體的產生（2分）；     把尾氣通入NaOH溶液中（1分）。

（5）3Cu²⁺ + 8H⁺ + 2NO₃^－ = 3Cu²⁺ + 2NO↑+ 4H₂O （2分）；

除去NO₂，排水法收集純凈的NO（2分）。

【解析】（1）濃硫酸具有強氧化性，在加熱的條件下能氧化銅生成硫酸銅。

（2）濃硫酸的還原產物是SO₂，SO₂溶于水顯酸性，所以紫色溶液變紅色。SO₂能使品紅溶液褪色，具有漂白性。

（3）SO₂中S的化合價是＋4價，處于中間價態(tài)，既有氧化性，又有還原性。因此可以通過酸性高錳酸鉀溶液來驗證其還原性。通過硫化氫來驗證其氧化性。

（4）根據裝置的特點可判斷，通過使用可抽動的銅絲能隨時控制反應的開始和結束，節(jié)約藥品用量，減少污染氣體的產生。但由于SO₂屬于大氣污染為，反應結束后需要進行尾氣處理，可將尾氣通入氫氧化鈉溶液中。

（5）硝酸具有強氧化性，也能把銅氧化生成硝酸銅，而硝酸被還原生成NO₂或NO氣體。NO不溶于水，NO₂溶于水生成NO，所以可利用排水法收集純凈的NO。