Question

18．某化學興趣小組為探究銅與濃硫酸的反應，用如圖所示裝置進行有關實驗．甲同學取ag銅片和12mL 18mol•L^-1濃硫酸放入圓底燒瓶中加熱，直到反應完畢，最后發(fā)現燒瓶中還有一定量的H₂SO₄和Cu剩余．

（1）Cu與濃硫酸反應的化學方程式是Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+SO₂↑．裝置E中試管D內盛有品紅溶液，當C中氣體集滿后，D中有可能觀察到的現象是品紅溶液褪色
為避免實驗裝置D有可能造成的環(huán)境污染，可用浸有NaOH溶液的棉花團塞在試管口，其反應原理是SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O（用離子方程式表示）．
（2）裝置B的作用是貯存多余的氣體，B中應放置的液體是D（填序號）．
a．飽和Na₂SO₃溶液 b．酸性KMnO₄溶液 c．濃溴水d．飽和NaHSO₃溶液
當D處有明顯現象后，關閉旋塞K，移去酒精燈，但由于余熱的作用，A處仍有氣體產生，此時B中現象是液體被壓入長頸漏斗．
（3）反應完畢后，燒瓶中還有一定量的余酸，卻不能使Cu完全溶解的原因是濃度減小，變?yōu)橄×蛩岷�，不能繼續(xù)和銅發(fā)生反應；使用足量的下列藥品不能用來證明反應結束后的燒瓶中的確有余酸的是b（填序號）．
a．鐵粉   b．BaCl₂溶液     c．CuO     d．Na₂CO₃溶液
實驗中某學生向A中反應后溶液中通入一種常見氣體單質，使銅片全部溶解且僅生成硫酸銅溶液，該反應的化學方程式是2Cu+O₂+2H₂SO₄═2CuSO₄+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）根據銅是金屬，具有還原性，濃硫酸具有強氧化性，加熱反應生成硫酸銅、二氧化硫和水；當C中氣體集滿，D中逸出二氧化硫，遇到品紅試液會變紅色；二氧化硫能夠與氫氧化鈉溶液反應，可以用浸有NaOH溶液的棉團塞在試管口吸收二氧化硫；
（2）B中液體不與二氧化硫反應，也不溶解二氧化硫，關閉旋塞K，移去酒精燈，但由于余熱的作用，生成氣體導致裝置B中壓強增大液體被壓入長頸漏斗，據此進行分析；
（3）濃硫酸和銅發(fā)生反應隨濃度減小，變?yōu)橄×蛩岷螅�不能繼續(xù)和銅發(fā)生反應，證明硫酸剩余，需要證明反應后的溶液中存在大量氫離子；
稀硫酸和銅不發(fā)生反應，通入氧氣后能夠反應生成硫酸銅，據此寫出反應的化學方程式．

解答 解：（1）銅跟濃硫酸反應，銅具有還原性，濃硫酸具有強氧化性，反應必須加熱才能發(fā)生，書寫化學方程式時注意“濃”字，反應的化學方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+SO₂↑；裝置E中試管D內盛品紅溶液，當C中氣體集滿，D中有二氧化硫，二氧化硫能和有色物質品紅溶液生成無色物質；二氧化硫有毒，不能直接排放，氫氧化鈉溶液能夠與二氧化硫反應，可用浸有NaOH溶液的棉團塞在試管口吸收二氧化硫，反應的離子方程式為：SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O，
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+SO₂↑；品紅溶液褪色，SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O；
（2）裝置B的作用是貯存多余的氣體，所以B中應放置的液體不能與二氧化硫反應，也不能溶解二氧化硫，而A．飽和Na₂SO₃溶液、B．酸性KMnO₄溶液、C．濃溴水都能夠與二氧化硫反應，只有D．飽和NaHSO₃溶液符合要求，生成氣體導致裝置B中壓強增大液體被壓入長頸漏斗，
故答案為：D，液體被壓入長頸漏斗；
（3）直到反應完畢，最后發(fā)現燒瓶中還有一定量的H₂SO₄和Cu剩余，原因是濃硫酸和銅發(fā)生反應隨濃度減小，變?yōu)橄×蛩岷�，不能繼續(xù)和銅發(fā)生反應，證明反應后有硫酸剩余，需要證明反應后的溶液中存在大量氫離子，根據金屬活動順序表可知鐵能和氫離子反應，稀硫酸與BaC1₂溶液反應生成硫酸鋇，但是不能證明是否含有氫離子；與Na₂CO₃溶液反應生成二氧化碳，證明溶液中含有氫離子，氧化銅能溶于酸，故選b，實驗中甲學生向A中反應后溶液中通入一種常見氣體單質，使銅片全部溶解且僅生成硫酸銅溶液，該氣體單質具有強氧化性，又是常見的，可以為氧氣；銅和氧氣、稀硫酸發(fā)生氧化還原反應，得到硫酸銅和水，反應的化學方程式為：2Cu+O₂+2H₂SO₄═2CuSO₄+2H₂O，
故答案為：b；2Cu+O₂+2H₂SO₄═2CuSO₄+2H₂O．

點評 本題考查了濃硫酸的性質，題目難度中等，試題涉及銅與濃硫酸的反應原理、二氧化硫的性質及檢驗方法、化學方程式的書寫等知識，注意掌握濃硫酸具有的性質，明確化學實驗基本操作方法．