Question

11．小明同學設計了如圖所示裝置來探究銅跟濃硫酸的反應．
先關閉活塞a，加熱至燒瓶中不再有氣泡產生時，反應停止，此時燒瓶中銅片仍有剩余．再打開活塞a，將氣球中的氧氣緩緩擠入燒瓶，銅片慢慢減少．
（1）請寫出上述過程A裝置中所涉及的化學反應方程式．
Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；2Cu+2H₂SO₄+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuSO₄+2H₂O．
（2）張老師認為裝置設計有誤，你認為B（填“A”、“B”或“C”）部分有誤．
（3）B中所收集到的氣體既具有氧化性又具有還原性，請寫出一個體現(xiàn)其還原性的化學方程式：2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$2SO₃．
（4）裝置C的作用是吸收尾氣中的SO₂，防止污染空氣．

Answer 1

分析 （1）依據裝置圖和實驗步驟分析，裝置A中在關閉a后加熱燒瓶反應，銅和濃硫酸反應生成硫酸銅、二氧化硫和水，再打開活塞a，將氣球中的氧氣緩緩擠入燒瓶，銅片慢慢消失是銅和氧氣反應生成氧化銅，氧化銅和硫酸反應生成硫酸銅和水；
（2）B裝置是收集裝置，二氧化硫氣體比空氣重，需要用向上排氣法收集；
（3）二氧化硫氣體的氧化性是硫元素化合價降低，表現(xiàn)還原性是硫元素化合價升高分析；
（4）二氧化硫是污染性的氣體，不能排放到空氣中，需要用氫氧化鈉溶液吸收．

解答 解：（1）裝置圖和實驗步驟可知，先關閉活塞a，加熱至燒杯中不再有氣泡產生時，停止反應，此時燒瓶中銅片仍有剩余，反應方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；再打開活塞a，將氣球中的氧氣緩緩擠入燒瓶，銅片慢慢消失，發(fā)生的反應為：2Cu+2H₂SO₄+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuSO₄+2H₂O（或2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO，CuO+H₂SO₄═CuSO₄+2H₂O），
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；2Cu+2H₂SO₄+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuSO₄+2H₂O；
（2）B裝置是收集裝置，二氧化硫氣體比空氣重，需要用向上排氣法收集，導氣管長進短出，改進后的裝置圖為：，
故答案為：B；
（3）二氧化硫氣體的氧化性是硫元素化合價降低，表現(xiàn)還原性是硫元素化合價升高的反應，二氧化硫表現(xiàn)還原性的反應如：2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$2SO₃，
故答案為：2SO₂+O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{△}$2SO₃；
（4）二氧化硫是污染性的氣體，不能排放到空氣中，需要用氫氧化鈉溶液吸收，裝置C的作用是吸收尾氣中的SO₂，防止污染空氣，
故答案為：吸收尾氣中的SO₂，防止污染空氣．

點評 本題考查了濃硫酸的性質及產物性質的驗證，題目難度中等，注意尾氣吸收裝置和收集裝置的分析判斷，明確發(fā)生反應原理為解答關鍵，試題培養(yǎng)了學生的化學實驗能力．