Question

2．幾位同學設計實驗觀察銅與濃硫酸的反應，檢驗生成的氣體的性質(zhì)．甲設
計了如圖1所示的裝置，在大試管里加入2mL濃硫酸，用帶導管和一個小孔的膠管塞緊，從孔中插入一根銅絲，加熱，把產(chǎn)生的氣體依次通入品紅溶液和石蕊溶液中．
請回答下列問題：
（1）寫出銅與濃硫酸反應的化學方程式：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
（2）試管b中的現(xiàn)象是紫色溶液變紅色，通過試管a、b的現(xiàn)象得出的結論是SO₂是一種酸性氣體，具有漂白性（能漂白品紅）．
（3）乙同學認為甲同學的設計不能全面體現(xiàn)SO₂的性質(zhì)，他打算增加試管進行其它實驗．以下為增加的試管中盛放的試劑：A．澄清石灰水  B．KMnO₄（aq） C．氫硫酸請你幫助乙同學作出選擇，在橫線上先寫出字母，再用文字簡單說明實驗的目的．B，驗證SO₂的還原性；C，驗證SO₂的氧化性
（4）丙同學評價甲同學的實驗裝置既有優(yōu)點也有不足，優(yōu)點是使用可抽動的銅絲能隨時控制反應的開始和結束，節(jié)約藥品用量，減少污染氣體的產(chǎn)生，不足之處改進的具體措施是把尾氣通入NaOH溶液中．
（5）若把圖1中大試管的濃硫酸換成稀硝酸，試管a和b作如圖2改變（其中a裝滿水，b空置），則在大試管中發(fā)生的反應的離子方程式為3Cu²⁺+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，試管a的作用是除去NO₂，排水法收集純凈的NO．

Answer 1

分析 （1）銅與濃硫酸在加熱條件下反應生成硫酸銅、二氧化硫氣體和水，據(jù)此寫出方程式；
（2）反應生成的二氧化硫具有漂白性、為酸性氧化物，能夠使紫色石蕊溶液變紅；
（3）還可以用酸性高錳酸鉀溶液檢驗二氧化硫的還原性、用氫硫酸檢驗二氧化硫的氧化性；
（4）優(yōu)點是通過可移動的銅絲，可以控制反應的開始與停止，不足之處是沒有尾氣吸收裝置；
（5）銅與稀硝酸反應生成硝酸銅、一氧化氮氣體和水，據(jù)此寫出反應的離子方程式；通過試管a利用排水法收集NO氣體，同時將二氧化氮轉化成NO，獲得純凈的NO氣體．

解答 解：（1）銅濃硫酸反應的化學方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（2）二氧化硫為酸性氣體，能夠使紫色溶液變紅色；二氧化硫具有漂白性，能夠使品紅溶液褪色，則a、b得出的結論為：SO₂是一種酸性氣體，具有漂白性，能漂白品紅，
故答案為：紫色溶液變紅色；SO₂是一種酸性氣體，具有漂白性（能漂白品紅）；
（3）二氧化硫還具有還原性和氧化性，可用B酸性高錳酸鉀溶液驗證SO₂的還原性，用C氫硫酸驗證二氧化硫的氧化性，
故答案為：B，驗證SO₂的還原性；C，驗證SO₂的氧化性；
（4）本實驗的優(yōu)點為：使用可抽動的銅絲能隨時控制反應的開始和結束，節(jié)約藥品用量，減少污染氣體的產(chǎn)生；二氧化硫是一種有毒氣體，需要用氫氧化鈉溶液吸收，所以本實驗的不足在于沒有尾氣吸收裝置，改進方法為：把尾氣通入氫氧化鈉溶液中，
故答案為：使用可抽動的銅絲能隨時控制反應的開始和結束，節(jié)約藥品用量，減少污染氣體的產(chǎn)生；把尾氣通入NaOH溶液中；
（5）銅與稀硝酸反應的離子方程式為：3Cu²⁺+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；NO容易與氧氣反應生成二氧化氮，所以制取的一氧化氮中會混有部分二氧化氮，通過試管a，可除去NO₂，排水法收集純凈的NO，
故答案為：3Cu²⁺+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；除去NO₂，排水法收集純凈的NO．

點評 本題考查了濃硫酸的性質(zhì)、二氧化硫的性質(zhì)及檢驗，題目難度中等，注意掌握銅與濃硫酸反應原理、二氧化硫氣體的性質(zhì)及檢驗方法，試題有利于培養(yǎng)學生的分析能力及化學實驗能力．