Question

【題目】某化學(xué)課外興趣小組用下圖所示裝置探究銅跟濃硫酸的反應(yīng)情況。

(1)B是用來收集實驗中產(chǎn)生的氣體的裝置,但未將導(dǎo)管畫全,請在圖上把導(dǎo)管補(bǔ)充完整。

(2)實驗中他們?nèi)?.4 g 銅片和12 mL 18 mol·濃硫酸放在圓底燒瓶中共熱,直到反應(yīng)完畢,最后發(fā)現(xiàn)燒瓶中還有銅片剩余,該小組學(xué)生根據(jù)所學(xué)的化學(xué)知識認(rèn)為還有一定量的硫酸剩余。

①寫出銅跟濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式: ;

②有一定量的余酸但未能使銅片完全溶解,你認(rèn)為原因是 ;

(3)為定量測定余酸的物質(zhì)的量濃度,該小組學(xué)生進(jìn)行了如下設(shè)計:

先測定銅與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的SO2的量,再計算余酸的物質(zhì)的量濃度。他們認(rèn)為測定二氧化硫的量的方法有多種,你認(rèn)為下列實驗方案中可行的是 (填寫編號,僅有一個正確)。

A.將裝置A產(chǎn)生的氣體緩緩?fù)ㄟ^預(yù)先稱量過的盛有堿石灰的干燥管,結(jié)束反應(yīng)后再次稱量

B.將裝置A產(chǎn)生的氣體緩緩?fù)ㄈ胱懔坑孟×蛩崴峄�的高錳酸鉀溶液,再加入足量氯化鋇溶液,過濾、洗滌、干燥、稱量沉淀

C.用排水法測定裝置A產(chǎn)生氣體的體積(已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)

D.將裝置A產(chǎn)生的氣體緩緩?fù)ㄈ胱懔繗溲趸�鋇溶液,反應(yīng)完全后,過濾、洗滌、干燥、稱量沉淀

E.將裝置A產(chǎn)生的氣體緩緩?fù)ㄈ胱懔肯跛崴峄�的硝酸鋇溶液,反應(yīng)完全后,過濾、洗滌、干燥、稱量沉淀

請你從不可行的方案中選出一例進(jìn)行分析:

[要求標(biāo)明不可行的方案序號,說出不可行的理由及造成的誤差(偏高或偏低)]。

(4)請你再設(shè)計一種其他可行的實驗方案,來測定余酸的物質(zhì)的量濃度,簡要寫出操作步驟及需要測定的數(shù)據(jù)(不必計算) 。

Answer 1

【答案】(1)

(2)①Cu + 2H2SO4(濃) CuSO4+SO2↑+2H2O

②隨著反應(yīng)進(jìn)行,硫酸被消耗,濃硫酸變成稀硫酸,稀硫酸和銅不反應(yīng)

(3)E

方案序號	分析	誤差(偏高或偏低)
A	堿石灰除吸收二氧化硫外還能吸收水,測得二氧化硫質(zhì)量增大	偏低
B	高錳酸鉀溶液中含有硫酸,與氯化鋇反應(yīng)生成沉淀質(zhì)量增大	偏低
C	二氧化硫在水中溶解,收集到的二氧化硫體積減小	偏高
D	亞硫酸鋇在空氣中烘干及稱重過程中部分被氧化生成硫酸鋇,使固體質(zhì)量增大	偏低

(4)方案一:①取反應(yīng)后溶液,向其中加入足量鋅;②收集并測定氫氣的體積;③通過氫氣體積計算剩余硫酸的物質(zhì)的量濃度

方案二:①取反應(yīng)后溶液,向其中加入過量的氫氧化鈉溶液,至氫氧化銅完全沉淀;②過濾、洗滌、(低溫)干燥、稱量至恒重;③根據(jù)氫氧化銅的量計算出已反應(yīng)的硫酸的量,進(jìn)而計算剩余硫酸的物質(zhì)的量濃度

方案三:反應(yīng)結(jié)束后將燒瓶中的銅片取出,洗凈、烘干、稱其質(zhì)量,根據(jù)其質(zhì)量計算已反應(yīng)的硫酸的量,進(jìn)而計算余酸的物質(zhì)的量濃度(合理方案均可)

【解析】(1)SO2密度大于空氣,收集時應(yīng)該長進(jìn)短出。

(2)①銅跟濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu + 2H2SO4(濃) CuSO4+SO2↑+2H2O;②有一定量的余酸但未能使銅片完全溶解,原因是隨著反應(yīng)進(jìn)行,濃硫酸變成稀硫酸,稀硫酸和銅不反應(yīng)。