Question

4．某化學(xué)興趣小組為探究銅與濃硫酸的反應(yīng)，用下圖所示裝置進(jìn)行有關(guān)實驗． 甲同學(xué)取ag Cu 片和12ml 18mol/L濃H₂SO₄放入圓底燒瓶中加熱，直到反應(yīng)完畢，最后發(fā)現(xiàn)燒瓶中還有一定量的H₂SO₄和Cu剩余．
（1）Cu與濃H₂SO₄反應(yīng)的化學(xué)方程式是Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+SO₂↑．
（2）裝置D盛有品紅溶液，當(dāng)C中氣體集滿后，D中有可能觀察到的現(xiàn)象是品紅溶液褪色，
（3）裝置D中試管口放置的棉花中應(yīng)浸一種液體，這種液體是氫氧化鈉溶液，其作用是在試管口吸收二氧化硫．
（4）裝置B的作用是貯存多余的氣體．當(dāng)D處有明顯現(xiàn)象后，關(guān)閉旋塞K，移去酒精燈，但由于余熱的作用，A處仍有氣體產(chǎn)生，此時B中試劑瓶中液面下降，長頸漏斗中液面上升．B中應(yīng)放置的液體是d（填序號）．
a．飽和Na₂SO₃溶液   b．酸性 KMnO₄溶液   c．濃溴水  d．飽和NaHSO₃溶液
（5）反應(yīng)完畢后，燒瓶中還有一定量的余酸，為什么卻不能使Cu完全溶解的原因是隨著反應(yīng)進(jìn)行，硫酸被消耗，產(chǎn)物有水生成，所以濃硫酸變成稀硫酸，反應(yīng)會停止．使用足量的下列藥品不能用來證明反應(yīng)結(jié)束后的燒瓶中的確有余酸的是b（填序號）．
a．Fe粉           b．BaCl₂溶液      c．CuO     d．Na₂CO₃溶液
（6）實驗中某學(xué)生向A中反應(yīng)后溶液中通入一種常見氣體單質(zhì)，使銅片全部溶解且僅生成硫酸銅溶液，請問該氣體單質(zhì)是O₂，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Cu+O₂+2H₂SO₄═2CuSO₄+2H₂O．

Answer 1

分析 探究銅與濃硫酸的反應(yīng)：A裝置：Cu與濃硫酸反應(yīng)Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+SO₂↑；裝置B裝有飽和NaHSO₃溶液，作用是貯存多余的二氧化硫氣體，裝置C收集二氧化硫氣體，因二氧化硫能使品紅褪色，裝置D檢驗二氧化硫的漂白性，二氧化硫有毒，裝置D中試管口放置的棉花中應(yīng)浸一種液體為氫氧化鈉溶液，用浸有NaOH溶液的棉團塞在試管口吸收二氧化硫．
（1）銅是金屬，具有還原性，濃硫酸具有強氧化性，加熱反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水
2）當(dāng)C中氣體集滿，D中逸出二氧化硫，遇到品紅試液會變褪色；
（3）二氧化硫?qū)儆谒嵝詺怏w，能夠與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，可以用浸有NaOH溶液的棉團塞在試管口吸收二氧化硫；
（4）B中應(yīng)放置的液體不與二氧化硫反應(yīng)，也不溶解二氧化硫；
（5）稀硫酸與銅不反應(yīng)，濃硫酸和銅發(fā)生反應(yīng)隨濃度減小，變?yōu)橄×蛩岷�，不能繼續(xù)和銅發(fā)生反應(yīng)，證明硫酸剩余，需要證明反應(yīng)后的溶液中存在大量氫離子；
（6）稀硫酸和銅不發(fā)生反應(yīng)，通入氧氣后能夠反應(yīng)生成硫酸銅，據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式．

解答 解：（1）銅跟濃硫酸反應(yīng)，銅具有還原性，濃硫酸具有強氧化性，反應(yīng)必須加熱才能發(fā)生，書寫化學(xué)方程式時注意“濃”字，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+SO₂↑，
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+SO₂↑；
（2）裝置E中試管D內(nèi)盛品紅溶液，當(dāng)C中氣體集滿，D中有二氧化硫，二氧化硫能和有色物質(zhì)品紅溶液生成無色物質(zhì)，即品紅溶液褪色，
故答案為：品紅溶液褪色；
（3）二氧化硫有毒，不能直接排放，氫氧化鈉溶液能夠與二氧化硫反應(yīng)，可用浸有NaOH溶液的棉團塞在試管口吸收二氧化硫，反應(yīng)的離子方程式為：SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O，
故答案為：氫氧化鈉溶液；在試管口吸收二氧化硫；
（4）裝置B的作用是貯存多余的氣體，所以B中應(yīng)放置的液體不能與二氧化硫反應(yīng)，也不能溶解二氧化硫，而a．飽和Na₂SO₃溶液和二氧化硫和水生成亞硫酸氫鈉、b．酸性KMnO₄溶液氧化二氧化硫、C．濃溴水和二氧化硫生成硫酸和氫溴酸，它們都能夠與二氧化硫反應(yīng)，只有d．飽和NaHSO₃溶液符合要求，
故答案為：d；
（5）直到反應(yīng)完畢，最后發(fā)現(xiàn)燒瓶中還有一定量的H₂SO₄和Cu剩余，原因是濃硫酸和銅發(fā)生反應(yīng)隨濃度減小，變?yōu)橄×蛩岷�，不能繼續(xù)和銅發(fā)生反應(yīng)，證明反應(yīng)后有硫酸剩余，需要證明反應(yīng)后的溶液中存在大量氫離子，根據(jù)金屬活動順序表可知鐵能和氫離子反應(yīng)，稀硫酸與BaC1₂溶液反應(yīng)生成硫酸鋇，但是不能證明是否含有氫離子；氧化銅與氫離子反應(yīng)生成銅離子和水，證明溶液中含有氫離子，與飽和Na₂CO₃溶液反應(yīng)生成二氧化碳，證明溶液中含有氫離子，所以b不正確，
故答案為：隨著反應(yīng)進(jìn)行，硫酸被消耗，產(chǎn)物有水生成，所以濃硫酸變成稀硫酸，反應(yīng)會停止；b；
（6）實驗中甲學(xué)生向A中反應(yīng)后溶液中通入一種常見氣體單質(zhì)，使銅片全部溶解且僅生成硫酸銅溶液，該氣體單質(zhì)具有強氧化性，又是常見的，可以為氧氣；銅和氧氣、稀硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，得到硫酸銅和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Cu+O₂+2H₂SO₄═2CuSO₄+2H₂O，
故答案為：O₂；2Cu+O₂+2H₂SO₄═2CuSO₄+2H₂O．

點評 本題考查了濃硫酸性質(zhì)的分析應(yīng)用，生成二氧化硫的還原性、漂白性是分析關(guān)鍵，注意濃硫酸隨反應(yīng)進(jìn)行變化為稀硫酸不與銅發(fā)生反應(yīng)，題目難度中等．