Question

15．如圖1是某硫酸試劑標簽上的部分內(nèi)容．請回答下列問題：

（1）該硫酸的物質(zhì)的量濃度為18.4mol•L^-1．
（2）某次學生實驗需要0.4mol•L^-1H₂SO₄溶液250mL，若由你來配制所需溶液
①需要量取5.4mL上述硫酸試劑進行配制．
②配制溶液時除需250mL容量瓶、量筒、玻璃棒等儀器外，還需要的儀器有膠頭滴管、燒杯．
③下列操作會引起所配溶液濃度偏小的是b（填字母）
a．容量瓶水洗后未干燥
b．向容量瓶中轉(zhuǎn)移時，有少量液體濺出
c．定容時俯視刻度線
（3）某實驗探究小組在驗證濃硫酸的吸水性時，共設(shè)計出如圖2所示的四種實驗方案，其中在理論上可行的是②③．（填編號）
（4）用固體Cu制備CuSO₄溶液，可設(shè)計如圖三種途徑：

寫出途徑③中反應(yīng)的化學方程式，并標出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目，其中還原劑是Cu．上述途徑中你認為最佳途徑是②，選擇的理由是原料利用率高，環(huán)境污染�。�

Answer 1

分析 （1）依據(jù)C=$\frac{1000ρω}{M}$計算濃硫酸的物質(zhì)的量濃度；
（2）①依據(jù)溶液稀釋規(guī)律計算需要濃硫酸體積，依據(jù)濃硫酸體積選擇合適規(guī)格的量筒；
②依據(jù)配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的一般步驟選擇需要儀器；
③分析操作對溶質(zhì)的物質(zhì)的量和溶液的體積影響，依據(jù)C=$\frac{n}{V}$進行誤差分析；
（3）①濃硫酸具有強的氧化性，常溫下生鐵鈍化；
②濃硫酸具有吸水性，能夠吸收晶體中結(jié)晶水；
③濃硫酸具有吸水性，飽和硝酸鉀溶液中容積減少，有晶體析出；
④濃硫酸具有脫水性，能夠使木棒碳化；
（4）銅與濃硫酸在加熱條件下反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水，依據(jù)元素化合價升降判斷氧化劑和還原劑，用雙線橋表示；
金屬銅可以和硝酸之間反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮和水，但是一氧化氮是有毒的，根據(jù)銅、稀硫酸的性質(zhì)來判斷反應(yīng)的發(fā)生；

解答 解：（1）濃硫酸的物質(zhì)的量濃度C=$\frac{1000×1.84×98%}{98}$=18.4mol/L；
故答案為：18.4mol•L^-1；
（2）①設(shè)需要濃硫酸體積V，依據(jù)溶液稀釋過程中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變得：18.4mol/L×V=0.4mol•L^-1×250mL，解得V=5.4mL；
②配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的一般步驟：計算、量取、稀釋、移液、洗滌、定容，用到的儀器：量筒、燒杯、玻璃棒、250mL容量瓶、膠頭滴管，所以還缺少的儀器：膠頭滴管、燒杯；
③a．容量瓶水洗后未干燥，對溶質(zhì)的物質(zhì)的量和溶液體積都不產(chǎn)生影響，溶液濃度不變，故a不選；
b．向容量瓶中轉(zhuǎn)移時，有少量液體濺出，導致溶質(zhì)的物質(zhì)的量偏小，溶液濃度偏低，故b選；
c．定容時俯視刻度線，導致溶液體積偏小，溶液濃度偏高，故c不選；
故選：c；
故答案為：①5.4； ②膠頭滴管、燒杯；③b；
（3）①濃硫酸具有強的氧化性，常溫下生鐵鈍化，不能證明濃硫酸具有吸水性，故不選；
②濃硫酸具有吸水性，能夠吸收膽礬晶體中結(jié)晶水使其變?yōu)榘咨�硫酸銅，能證明濃硫酸具有吸水性，故選；
③濃硫酸具有吸水性，飽和硝酸鉀溶液中容積減少，有晶體析出，能證明濃硫酸具有吸水性，故選；
④濃硫酸具有脫水性，能夠使木棒碳化，不能證明濃硫酸具有吸水性，故不選；
故選：②③；
（4）在Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O反應(yīng)中，Cu元素化合價升高，失電子被氧化，銅做還原劑，S元素化合價降低，得電子被還原，H₂SO₄是氧化劑；銅失電子數(shù)=1（2-0）=2，硫酸得電子數(shù)=1（6-4）=2，該反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子數(shù)是2，用用雙線橋標出該反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目為：；

金屬銅可以和硝酸之間反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮和水，即3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，銅不能和稀硫酸反應(yīng)，但是當加熱并通入空氣之后，銅和氧氣反應(yīng)生成氧化銅，然后氧化銅會和硫酸反應(yīng)生成硫酸銅，不會產(chǎn)生污染大氣的氣體，該過程原料利用率高，環(huán)境污染小，所以途徑②最佳，
故答案為：；②；原料利用率高，環(huán)境污染�。�

點評 本題為綜合題，考查了一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制，濃硫酸性質(zhì)實驗設(shè)計，明確配制過程及操作步驟及濃硫酸的性質(zhì)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．