Question

15．某同學設(shè)計如下實驗裝置探究硫酸與金屬、非金屬的反應(yīng)、驗證其產(chǎn)物，并探究隨著反應(yīng)的進行，硫酸性質(zhì)發(fā)生的變化．根據(jù)實驗要求回答相關(guān)問題：

F裝置用于檢驗二氧化碳．A中圓底燒瓶中裝有只含碳的生鐵，分液漏斗中裝有18mol•L^-1的硫酸．供選擇的試劑（可重復(fù)使用）有：品紅溶液、無水硫酸銅粉未、酸性高錳酸鉀溶液、氧化銅、澄清的石灰水、堿石灰．
（1）打開分液漏斗的活塞，A裝置中發(fā)生的反應(yīng)6H₂SO₄（濃）+2Fe$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂（SO₄）₃+6H₂O↑+3SO₂↑和C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O（用化學方程式表示），隨反應(yīng)的進行，硫酸的濃度變稀，又發(fā)生反應(yīng)：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑（用化學方程式表示）．
（2）B裝置中的試劑是無水硫酸銅粉末，
（3）E裝置中的作用是檢驗二氧化碳是否除盡，避免其對二氧化碳的檢驗造成干擾．
（4）G裝置中的試劑是氧化銅，現(xiàn)象是黑色粉末變成紅色粉末．
（5）從安全角度考慮，應(yīng)后點燃G的酒精燈（填“A”或“G”）．你認為本實驗尾氣是否需要處理？是（填“是”或“否”），如需處理，具體方案是用氣球收集H處導管排出的尾氣（或在H處放一盞燃著的酒精燈）．

Answer 1

分析 （1）碳與濃硫酸在加熱條件下反應(yīng)生成二氧化碳、二氧化硫氣體和水；稀硫酸與鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣；
（2）要檢驗二氧化碳、二氧化硫和水，需要先用無水硫酸銅粉末檢驗水；
（3）C裝置中盛放品紅溶液，用于檢驗二氧化硫，D中盛放酸性高錳酸鉀溶液用于除去二氧化硫，E中盛放品紅溶液用于檢驗二氧化硫是否除盡，F(xiàn)中用澄清石灰水檢驗二氧化碳；
（4）G裝置用于檢驗氫氣，根據(jù)裝置特點可知其盛放的藥品為氧化銅；氫氣能夠?qū)⒑谏�的氧化銅還原成紅色的銅；
（5）氫氣純度步驟時容易發(fā)生爆炸，需要先點燃A處酒精燈排除裝置空氣；氫氣為引燃氣體，不能直接排放，需要使用尾氣吸收裝置．

解答 解：（1）生鐵中的碳與濃硫酸反應(yīng)生成生成二氧化硫、二氧化碳和水，反應(yīng)的化學方程式為：C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；濃硫酸變成稀硫酸后，稀硫酸與鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，反應(yīng)的化學方程式為：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，
故答案為：C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（2）為了避免后面溶液對水的檢驗的干擾，需要先用無水硫酸銅粉末檢驗水，所以B中盛放的為無水硫酸銅粉末，
故答案為：無水硫酸銅粉末；
（3）用C裝置的品紅溶液檢驗二氧化硫氣體，用D中的酸性高錳酸鉀溶液除去二氧化硫，為了避免二氧化硫?qū)Χ�氧化碳檢驗的干擾，則E中應(yīng)該盛放品紅溶液用于檢驗二氧化硫是否除盡，然后用F中的澄清石灰水檢驗二氧化碳，
故答案為：檢驗二氧化碳是否除盡，避免其對二氧化碳的檢驗造成干擾；
（4）該反應(yīng)中有氫氣生成，需要用氫氣還原氧化銅的反應(yīng)檢驗，所以G裝置中盛放的為氧化銅，氫氣在加熱條件下能夠?qū)⒑谏�的氧化銅還原成紅色的銅，
故答案為：氧化銅；黑色粉末變成紅色粉末；
（5）氫氣為引燃氣體，純度不足容易發(fā)生爆炸，所以需要先點燃A處酒精燈，將裝置中空氣排凈后再點燃G處酒精燈；氫氣為易燃氣體，排放到空氣中容易發(fā)生爆炸，需要使用尾氣吸收裝置，可以用氣球收集H處導管排出的尾氣，也可以在H處放一盞燃著的酒精燈將氫氣點燃，
故答案為：G；是；用氣球收集H處導管排出的尾氣（或在H處放一盞燃著的酒精燈）．

點評 本題考查了濃硫酸的性質(zhì)、常見氣體的檢驗，題目難度中等，明確常見氣體的性質(zhì)及檢驗的先后順序為解答關(guān)鍵，注意掌握濃硫酸具有的性質(zhì)及反應(yīng)原理，明確化學實驗基本操作方法及其應(yīng)用，試題培養(yǎng)了學生達到分析能力及化學實驗?zāi)芰Γ?/p>