Question

3．化學(xué)實驗是進(jìn)行科學(xué)探究、探求新知識的重要途徑．某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計如圖裝置探究銅片與濃硫酸的反應(yīng)（加熱、夾持裝置略去）．

探究I  SO₂的性質(zhì)：
（1）A中銅片與濃硫酸的反應(yīng)方程式為：Cu+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$ CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
（2）實驗進(jìn)行一段時間后，發(fā)現(xiàn)C中產(chǎn)生白色沉淀，經(jīng)檢驗該沉淀為BaSO₄．同學(xué)甲分析：A中溫度過高，產(chǎn)生副產(chǎn)物SO₃，SO₃進(jìn)入C中與BaCl₂反應(yīng)生成BaSO₄．你認(rèn)為甲的分析合理嗎？請說明理由．不合理，因為銅與濃硫酸反應(yīng)生成的二氧化硫與空氣中的氧氣一起與BaCl₂溶液反應(yīng)生成BaSO₄．
（3）若用裝置D檢驗SO₂的漂白性，則D中溶液是品紅試液；處理尾氣可用氫氧化鈉．（填試劑名稱）
探究II  關(guān)于濃硫酸：
（4）為測定濃硫酸的濃度，同學(xué)乙設(shè)計如下方案：
取適量該濃硫酸，稀釋10倍后取出20mL置于錐形瓶中，滴入2滴酚酞作指示劑，用標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液進(jìn)行滴定．如果裝標(biāo)準(zhǔn)液的滴定管未用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗，會導(dǎo)致測定結(jié)果偏高；如果錐形瓶用待測液潤洗，會導(dǎo)致測定結(jié)果偏高．（填“偏高”、“偏低”或“不受影響”）
（5）為測定A中參加反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量，同學(xué)丙設(shè)計如下方案：
待A中銅片完全溶解，冷卻后將溶液稀釋至500mL，再加入過量鐵粉，使之充分反應(yīng)，生成的氣體在標(biāo)況下的體積為16.8L；過濾得到殘留固體，經(jīng)洗滌、干燥、稱量，比原鐵粉質(zhì)量減輕了35.6g．則A中參加反應(yīng)的硫酸為2.35mol．

Answer 1

分析 （1）銅與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水，據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（2）濃硫酸是穩(wěn)定的高沸點性的酸；
（3）檢驗二氧化硫漂白性可以通過品紅試液；二氧化硫是酸性氧化物與堿反應(yīng)；
（4）根據(jù)c（待測）=$\frac{V（標(biāo)準(zhǔn)）×c（標(biāo)準(zhǔn)）}{V（待測）}$分析不當(dāng)操作對V（標(biāo)準(zhǔn)）的影響，以此判斷濃度的誤差；
（5）根據(jù)反應(yīng)方程式，判斷反應(yīng)的類型，根據(jù)氣體的體積和固體質(zhì)量的變化計算參加反應(yīng)的銅和鋅以及硫酸的物質(zhì)的量，注意利用質(zhì)量守恒定律．

解答 解：（1）銅與濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cu+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（2）濃硫酸在溫度過高條件下，不會產(chǎn)生SO₃，而是因為銅與濃硫酸反應(yīng)生成的二氧化硫與空氣中的氧氣一起與BaCl₂溶液反應(yīng)生成BaSO₄，
故答案為：不合理，因為銅與濃硫酸反應(yīng)生成的二氧化硫與空氣中的氧氣一起與BaCl₂溶液反應(yīng)生成BaSO₄；
（3）檢驗二氧化硫漂白性可以通過品紅試液，品紅褪色是二氧化硫氣體的特性，二氧化硫為酸性氧化物，與氫氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉，可以用氫氧化鈉吸收二氧化硫，
故答案為：品紅試液；氫氧化鈉；
（4）堿式滴定管用蒸餾水潤洗后，未用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗，則氫氧化鈉溶液的濃度變小，滴定時消耗的氫氧化鈉的體積偏高，所以計算結(jié)果偏大；錐形瓶水洗后用待測液潤洗，導(dǎo)致待測液的物質(zhì)的量增加，造成V（標(biāo)準(zhǔn)）偏大，所以計算結(jié)果偏高，
故答案為：偏高；偏高；
（5）設(shè)加入Cu片的量為xmol，n（H₂）=$\frac{16.8L}{22.4L/mol}$=0.75mol
  Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
   xmol  2xmol                     xmol
   CuSO₄+Fe═FeSO₄+Cu
     xmol   xmol           xmol
     Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
  0.75mol 0.75mol       0.75mol
由Fe溶解，產(chǎn)生Cu質(zhì)量減輕35.6g可得：56g/mol×（xmol+0.75mol）-64g/mol×xmol=35.6g
∴x=0.8mol
原 H₂SO₄的物質(zhì)的量n（H₂SO₄）=2×0.8mol+0.75mol=2.35mol
故答案為：2.35．

點評 本題考查了二氧化硫性質(zhì)的實驗驗證方法和實驗設(shè)計分析步驟，同時也考查了化學(xué)方程式的書寫和有關(guān)化學(xué)方程式的計算等，綜合性比較強(qiáng)．題目難度中等．