Question

15．某化學興趣小組為探究銅跟濃硫酸的反應(yīng)，用圖裝置進行有關(guān)實驗．請回答下列問題：
（1）裝置A中發(fā)生的化學反應(yīng)的化學方程式為2H₂SO₄（濃）+Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+2SO₂↑．
（2）裝置B 的作用是貯存多余的氣體，B中廣口瓶內(nèi)應(yīng)盛放的液體是④（填序號）
①水   ②酸性KMnO₄  ③Na₂CO₃溶液      ④飽和的NaHSO₃溶液
（3）裝置C和D 中產(chǎn)生的現(xiàn)象相同，但原因卻不同．用離子方程式和必要的文字解釋C中溶液褪色的原因
（4）裝置D中試管口塞一團棉花，棉花中應(yīng)浸有一種液體，這種液體是氫氧化鈉溶液等堿性溶液．
（5）實驗完畢，待A中燒瓶內(nèi)液體冷卻后，過濾，向濾液中加入少量的蒸餾水稀釋，溶液為藍色．為了證明藍色只與Cu²⁺有關(guān)，而與其它離子無關(guān)，某同學設(shè)計了下列實驗，其中對實驗?zāi)康臎]有意義的是②③（填序號）
①觀察稀H₂SO₄ 溶液呈無色  ②觀察CuSO₄ 粉末呈白色  ③稀釋CuSO₄溶液，溶液藍色變淺  ④往CuSO₄溶液中加入足量NaOH溶液，生成藍色沉淀，過濾，濾液呈無色⑤往CuSO₄溶液中加入足量BaCl₂的溶液，生成白色沉淀，過濾，濾液仍顯藍色

Answer 1

分析 濃硫酸具有強氧化性，在加熱條件下與銅發(fā)生氧化還原反應(yīng)：2H₂SO₄（濃）+Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+2SO₂↑，反應(yīng)生成的SO₂具有酸性和還原性，可用排飽和NaHSO₃溶液收集，具有漂白性，可使品紅溶液褪色，隨著反應(yīng)的進行，硫酸濃度不斷降低，稀硫酸與銅不反應(yīng)，結(jié)合題目要求解答該題．

解答 解：（1）加熱條件下，Cu和濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水，反應(yīng)方程式為2H₂SO₄（濃）+Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+2SO₂↑，故答案為：2H₂SO₄（濃）+Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+2SO₂↑；
（2）B裝置的作用是貯存氣體，所以B中盛放液體不能和二氧化硫反應(yīng)，水、酸性高錳酸鉀及Na₂CO₃溶液都能和二氧化硫反應(yīng)，只有亞硫酸氫鈉和二氧化硫不反應(yīng)，故答案為：④；
（3）無色酚酞遇堿變紅色，二氧化硫?qū)儆谒嵝匝趸�物，能和NaOH反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水，導致酚酞褪色；二氧化硫和有色物質(zhì)反應(yīng)生成無色物質(zhì)而具有漂白性，二氧化硫能使品紅溶液褪色，所以二者褪色原理不同，二氧化硫和氫氧化鈉離子反應(yīng)方程式為SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O，
故答案為：與氫氧化鈉溶液反應(yīng)使酚酞試液變?yōu)闊o色；SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O；
（4）二氧化硫?qū)儆谒嵝匝趸�物且有毒，不能直接排空，可以用堿液吸收，所以棉花蘸取的溶液可以為NaOH溶液等堿性溶液，故答案為：氫氧化鈉溶液等堿性溶液；
（5）①觀察稀硫酸溶液呈無色，可說明SO₄^2-無色；
②觀察CuSO₄粉末呈白色，不能證明藍色只與Cu²⁺有關(guān)；
③稀釋CuSO₄溶液，溶液藍色變淺，因陽離子和陰離子濃度都變淺，不能證明；
④往CuSO₄溶液中加入足量NaOH溶液，生成藍色沉淀，過濾，濾液呈無色，銅離子濃度減小，可說明與銅離子有關(guān)；
⑤往CuSO₄溶液中加入足量BaCl₂的溶液，生成白色沉淀，過濾，濾液仍呈藍色，銅離子物質(zhì)的量不變，可說明與銅離子有關(guān)，
則對實驗?zāi)康臎]有意義的是②③，
故答案為：②③．

點評 本題綜合考查性實驗設(shè)計，側(cè)重于學生的分析能力和實驗?zāi)芰Φ目疾�，為高考常見題型，難度中等，注意把握相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)以及實驗原理．