Question

11．某課外活動(dòng)小組為探究金屬與濃硫酸反應(yīng)，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)．
Ⅰ．探究濃硫酸與銅反應(yīng)時(shí)硫元素與氫元素的氧化性強(qiáng)弱：實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．（固定裝置已略去）

（1）A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H₂SO₄（濃）+Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂↑+SO₄^2-+Cu²⁺+2H₂O．
（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，能證明濃硫酸與銅反應(yīng)后產(chǎn)物中硫元素的氧化性強(qiáng)于氫元素的現(xiàn)象是D裝置中黑色固體顏色無(wú)變化，E中溶液褪色．
Ⅱ．研究過(guò)量的鋅與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體：
（3）過(guò)量的鋅與濃硫酸反應(yīng)制取的二氧化硫氣體中可能含有的雜質(zhì)是氫氣和水蒸氣；
（4）某同學(xué)用下列裝置連接成一整套實(shí)驗(yàn)裝置以驗(yàn)證（3）的判斷是否正確，若按氣體從左到右流向時(shí)，氣體流經(jīng)的各裝置導(dǎo)管的編號(hào)依次是cd（或dc）ab（或ba）e（用a、b…填寫(xiě)）．

（5）根據(jù)（4）確定的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，請(qǐng)將實(shí)驗(yàn)時(shí)有關(guān)裝置中所盛藥品、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、結(jié)論或解釋填入下列橫線上：

裝置	所盛藥品	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論或解釋
B	①	②	③
C	CuO固體	④	⑤

①無(wú)水硫酸銅
②固體由白色變成藍(lán)色
③SO₂中含有水蒸氣
④C裝置中固體由黑色變成紅色，D裝置內(nèi)固體由白色變成藍(lán)色
⑤SO₂中含有氫氣．

Answer 1

分析 （1）銅與濃硫酸加熱反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫氣體和水，據(jù)此寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（2）根據(jù)C中氧化銅是否被還原及E中品紅溶液是否褪色判斷；
（3）隨著反應(yīng)的進(jìn)行濃硫酸被消耗會(huì)變成稀硫酸，鋅與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，所以SO₂中的雜質(zhì)可能為H₂和H₂O（g）；
（4）檢驗(yàn)H₂的方法常用灼熱的CuO反應(yīng)生成水，檢驗(yàn)水的存在，這里有水蒸氣的存在，注意操作的順序，先檢驗(yàn)水的存在，將水除盡，再檢驗(yàn)H₂和CuO反應(yīng)生成的水；
（5）實(shí)驗(yàn)先檢驗(yàn)是否含有水，利用無(wú)水硫酸銅吸水變藍(lán)色檢驗(yàn)；將水除盡，再檢驗(yàn)H₂和CuO反應(yīng)生成的水．

解答 解：（1）碳和濃硫酸在加熱條件下生成二氧化碳、二氧化硫和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H₂SO₄（濃）+Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂↑+SO₄^2-+Cu²⁺+2H₂O，
故答案為：2H₂SO₄（濃）+Cu$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SO₂↑+SO₄^2-+Cu²⁺+2H₂O；
（2）由于D裝置中黑色固體顏色無(wú)變化，E中溶液褪色，說(shuō)明反應(yīng)生成了二氧化硫，證明反應(yīng)中S元素被還原，在反應(yīng)中作氧化劑，而氫離子沒(méi)有被還原，所以濃硫酸的中S的氧化性大于氫離子，
故答案為：D裝置中黑色固體顏色無(wú)變化，E中溶液褪色；
（3）隨著反應(yīng)的進(jìn)行濃硫酸被消耗會(huì)變成稀硫酸，鋅與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，所以SO₂中的雜質(zhì)可能為H₂和H₂O（g），
故答案為：氫氣和水蒸氣；
（4）先檢驗(yàn)水的存在，將水除盡，再檢驗(yàn)H₂和CuO反應(yīng)生成的水，B裝置檢驗(yàn)水，A裝置除去氣體中的水蒸氣，C、D用于檢驗(yàn)氣體中是否含有H₂，所以氣流方向?yàn)椋篶 d（或d c）a b（或b a）e，
故答案為：c d（或d c）a b（或b a）e；
（5）B裝置檢驗(yàn)水，裝置內(nèi)盛放無(wú)水硫酸銅，若固體由白色變成藍(lán)色，說(shuō)明SO₂中含有水蒸氣；
若含有H₂，在裝置C中發(fā)生反應(yīng)H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O，固體由黑色變成紅色，D裝置內(nèi)固體由白色變成藍(lán)色，說(shuō)明SO₂中含有氫氣，
故答案為：①無(wú)水硫酸銅；②固體由白色變成藍(lán)色；③SO₂中含有水蒸氣；④C裝置中固體由黑色變成紅色，D裝置內(nèi)固體由白色變成藍(lán)色；⑤SO₂中含有氫氣．

點(diǎn)評(píng) 本題考查性質(zhì)方案的設(shè)計(jì)，涉及濃硫酸的性質(zhì)、常見(jiàn)氣體檢驗(yàn)的方法和操作順序、對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解等，題目難度中等，注意掌握濃硫酸的性質(zhì)及常見(jiàn)氣體的檢驗(yàn)方法，（5）中要檢驗(yàn)SO₂中是否含有H₂和H₂O（g），需要注意檢驗(yàn)的順序，應(yīng)該先檢驗(yàn)水，除去二氧化硫后再檢驗(yàn)氫氣，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>