Question

某化學課外興趣小組為探究銅跟濃硫酸的反應情況，用下圖所示裝置進行有關實驗．請回答：

（1）裝置A中發(fā)生的化學反應方程式為

Cu+2H₂SO_4（濃）

△   .

Cu（SO₄）₂+SO₂↑+2H₂O

．
（2）裝置D中試管口放置的棉花中應浸一種液體，這種液體是

氫氧化鈉溶液或碳酸鈉溶液等堿性溶液

，其作用是

吸收多余的二氧化硫，防止污染空氣

．
（3）裝置B的作用是貯存多余的氣體．當D處有明顯的現(xiàn)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(xiàn)象是

瓶中液面下降，長頸漏斗中液面上升

，B中應放置的液體是（填字母）

d

．
a．水    b．酸性KMnO₄ 溶液     c．NaOH溶液      d．飽和NaHSO₃溶液
（4）裝置C和D中產生的現(xiàn)象相同，但原因卻不同．C中是由于SO₂

與氫氧化鈉溶液反應使酚酞試液變?yōu)闊o色

，反應的離子方程式為

SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O

，而D中則是由于SO₂具有

具有漂白性使品紅褪色

．
（5）實驗中，取一定質量的銅片和50mL18mol?L^-1的濃硫酸放在圓底燒瓶中加熱，直到反應完畢生成SO₂共0.25mol，發(fā)現(xiàn)燒瓶中還有銅片剩余，該小組學生根據所學的化學知識認為還有一定量的硫酸剩余．
①假設溶液體積還是50mL，則剩余硫酸的物質的量濃度為

8

mol?L^-1．
②下列藥品中能用來證明反應結束后的燒瓶中確有余酸的是

ad

（填字母）．
a．鐵粉    b．BaCl₂溶液    c．銀粉    d．Na₂CO₃溶液．

Answer 1

分析：（1）依據實驗是探究銅與濃硫酸的反應情況，反應條件加熱，根據氧化還原反應的實質書寫配平；
（2）依據二氧化硫是污染性氣體不能排放到大氣中分析；
（3）依據儲氣裝置的原理是利用壓強大小，密閉容器通過改變液面的高低調節(jié)分析，試劑不能和氣體反應也不能溶于液體；
（4）依據二氧化硫具有酸性氧化物的性質，具有漂白性進行分析；
（5）根據銅與濃硫酸反應的化學方程式的定量關系計算反應的硫酸物質的量，再計算剩余硫酸的濃度；證明有酸剩余是驗證稀硫酸的存在關鍵是氫離子的檢驗．

解答：解：（1）實驗探究銅與濃硫酸在加熱探究下發(fā)生反應，濃硫酸具有強氧化性把銅氧化為二價銅，本身被還原為二氧化硫，結合書寫化學方程式的要求寫出化學方程式為：
Cu+2H₂SO_4（濃）

△   .

Cu（SO₄）₂+SO₂↑+2H₂O，故答案為：Cu+2H₂SO_4（濃）

△   .

Cu（SO₄）₂+SO₂↑+2H₂O；
（2）裝置D中試管口放置的棉花中應浸一種液體，是防止裝置中最后剩余的二氧化硫氣體排放到大氣中污染環(huán)境，所以棉團需浸能吸收二氧化硫，與二氧化硫反應的溶液，可以浸氫氧化鈉溶液或碳酸鈉溶液等堿性溶液；作用是吸收多余的二氧化硫氣體，防止污染空氣，
故答案為：氫氧化鈉溶液或碳酸鈉溶液等堿性溶液，吸收多余的二氧化硫，防止污染空氣；
（3）置B的作用是貯存多余的氣體，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，在密閉容器中隨著氣體的生成，廣口瓶內壓強增大，會使瓶內液面下降，長頸漏斗中液面上升，最終達到內外大氣壓相同，二氧化硫氣體是酸性氧化物，易溶于水，B中的試劑不能和二氧化硫發(fā)生反應，不能溶解二氧化硫，選項中a．水能溶解二氧化硫不能儲存氣體，b．酸性KMnO₄ 溶液能氧化二氧化硫為硫酸，不能儲存氣體，c．NaOH溶液吸收二氧化硫不能儲存氣體，d．二氧化硫通入飽和NaHSO₃溶液中，降低了二氧化硫的溶解度，不反應，可以用來儲存氣體，故答案為：瓶中液面下降，長頸漏斗中液面上升；d；
（4）二氧化硫通過含酚酞的氫氧化鈉溶液，二氧化硫是酸性氧化物與堿發(fā)生反應生成鹽和水，SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O，消耗氫氧化鈉，使酚酞變?yōu)闊o色；通過盛品紅試液的試管，由于二氧化硫具有漂白性．和品紅結合為不穩(wěn)定的化合物，體現(xiàn)了二氧化硫的漂白性，
故答案為：與氫氧化鈉溶液反應使酚酞試液變?yōu)闊o色；SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O；具有漂白性使品紅褪色；
（5）①取一定質量的銅片和50mL18mol?L^-1的濃硫酸放在圓底燒瓶中加熱，直到反應完畢生成SO₂共0.25mol，發(fā)現(xiàn)燒瓶中還有銅片剩余，濃硫酸隨著反應進行濃度變稀后不再和銅反應，所以有剩余的酸，剩余硫酸的物質的量，根據化學方程式進行計算，Cu+2H₂SO_4（濃）

△   .

Cu（SO₄）₂+SO₂↑+2H₂O，生成0.25molSO₂消耗硫酸0.5mol，剩余的硫酸物質的量=0.05L×18mol/L-0.5mol=0.9mol-0.5mol=0.4mol，所以剩余硫酸物質的量濃度=

0.4mol

0.05L

=8mol/L，故答案為：8mol/L；
②能用來證明反應結束后的燒瓶中確有余酸，實質證明氫離子的存在，選項中a．鐵粉與稀硫酸反應放氣體，可以證明；b．BaCl₂溶液 加入后出現(xiàn)白色沉淀，但因為生成產物中有硫酸銅生成，也可以生成白色沉淀，故不能證明； c．銀粉不與稀硫酸反應不能證明； d．Na₂CO₃溶液會與稀硫酸反應發(fā)出二氧化碳氣體，可以證明，故答案為：ad．

點評：本題考查了濃硫酸的性質，生成物質的檢驗和實驗驗證，主要考查實驗基本操作，尾氣處理，二氧化硫性質應用，離子方程式的書寫，化學方程式的計算，關鍵是理解濃硫酸與銅反應時，變?yōu)橄×蛩岷蟛辉倮^續(xù)反應．