Question

2．鹽酸、硫酸和硝酸是中學(xué)階段常見的三種強(qiáng)酸．請(qǐng)根據(jù)三者與金屬銅的反應(yīng)情況，回答下列問題：

（1）某同學(xué)向浸泡銅片的稀鹽酸中加入H₂O₂后，銅片溶解，該反應(yīng)的離子方程式為：Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O．
（2）如圖1所示，進(jìn)行銅與濃硫酸的反應(yīng)：
①B中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為品紅溶液顏色變淺或褪色．
②拆除裝置前，不需打開膠塞，就可使裝置中殘留氣體完全被吸收，應(yīng)當(dāng)采取的操作是：從D向試管中通入空氣．
③若將如圖2裝置連接在上述裝置B之后，其中下列說法不合理的是a（填序號(hào)）．
a．能表明I^-的還原性強(qiáng)于SO₂的現(xiàn)象是E中藍(lán)色溶液褪色
b．裝置F的作用是吸收SO₂尾氣，防止污染空氣
c．為了驗(yàn)證D中發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，加入用稀鹽酸酸化的BaCl₂，產(chǎn)生白色沉淀
d．為了驗(yàn)證D中FeCl₃完全發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，加入KSCN溶液，無(wú)明顯現(xiàn)象
（3）為了探究銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體主要是NO而設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)，裝置如圖3所示：
①設(shè)計(jì)裝置A的目的是：利用產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w排出B管中的氧氣，此裝置的明顯缺陷是無(wú)尾氣吸收裝置．
②若將過量銅粉與一定量濃硝酸反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)完全停止時(shí)，共收集到的氣體1.12L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則該氣體的主要成分是：NO、NO₂，反應(yīng)中所消耗的硝酸的物質(zhì)的量可能為B（填序號(hào)）．
A．0.1mol    B．0.15mol    C．0.2mol     D．0.25mol．

Answer 1

分析 （1）鹽酸不能與金屬銅反應(yīng)，但可以與氧化銅反應(yīng)，所以雙氧水的作用是將金屬銅氧化為CuO，然后氧化銅溶于鹽酸；
（2）①銅與濃硫酸加熱反應(yīng)生成二氧化硫氣體，二氧化硫具有漂白性，能夠使品紅溶液褪色；
②可以從D導(dǎo)管通入空氣，將裝置中二氧化硫完全排出；
③根據(jù)裝置連接順序、二氧化硫的化學(xué)性質(zhì)、鐵離子的檢驗(yàn)方法等知識(shí)進(jìn)行分析解答；
（3）①裝置中氧氣能夠與一氧化氮反應(yīng)，需要用二氧化氮排出裝置中空氣；一氧化氮為有毒氣體，需要使用尾氣吸收裝置，不能直接排放到空氣中；
②過量銅粉與一定量濃硝酸反應(yīng)，反應(yīng)開始是生成NO₂：Cu+4HNO₃=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硝酸濃度降低，稀硝酸與銅反應(yīng)生成NO：3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，據(jù)此判斷硝酸的物質(zhì)的量范圍．

解答 解：（1）鹽酸不能與金屬銅反應(yīng)，但可以與氧化銅反應(yīng)，所以雙氧水的作用是將金屬銅氧化為CuO，然后氧化銅溶于鹽酸，反應(yīng)的離子方程式為Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O，
故答案為：Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O；
（2）①圖1中銅與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+H₂O，二氧化硫具有漂白性，所以試管B中品紅溶液顏色變淺或褪色，
故答案為：品紅溶液顏色變淺或褪色；
②拆除裝置前，不需打開膠塞，就可使裝置中殘留氣體完全被吸收，采取的操作方法為：從D管口向A中大量鼓氣，將裝置中二氧化硫氣體完全排出，
故答案為：從D管口向A中大量鼓氣；
③a．碘離子還原性小于二氧化硫，所以能表明I^-的還原性小于SO₂的現(xiàn)象是E中藍(lán)色溶液褪色，故a錯(cuò)誤；
b．二氧化硫有毒，氫氧化鈉溶液能夠與二氧化硫反應(yīng)，所以裝置F的作用是吸收SO₂尾氣，防止污染空氣，故b正確；
c．二氧化硫被鐵離子氧化生成硫酸根離子，加入用稀鹽酸酸化的BaCl₂，產(chǎn)生白色沉淀，該白色沉淀一定為硫酸鋇，則證明D中發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，故c正確；
d．D中FeCl₃完全發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，則溶液中不存在鐵離子，加入KSCN溶液，混合液無(wú)明顯現(xiàn)象，故d正確；
故答案為：a；
（3）①空氣中氧氣能夠與一氧化氮?dú)怏w反應(yīng)生成二氧化氮，需要將裝置中空氣排出，所以裝置A的目的是利用產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w排出B管中的氧氣；NO有毒，裝置中必須使用尾氣吸收裝置，否則會(huì)組成環(huán)境污染，
故答案為：利用產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w排出B管中的氧氣；無(wú)尾氣吸收裝置；
②過量銅粉與一定量濃硝酸反應(yīng)，反應(yīng)開始是生成NO₂，反應(yīng)方程式為：Cu+4HNO₃=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硝酸濃度降低，稀硝酸與銅反應(yīng)生成NO，發(fā)生反應(yīng)的方程式為：3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
生成氣體的物質(zhì)的量為：$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，當(dāng)生成氣體全部為NO₂時(shí)，消耗的硝酸的物質(zhì)的量為：0.05mol×2=0.10mol，當(dāng)生成氣體全部為NO時(shí)，消耗的硝酸的物質(zhì)的量為：0.05mol×4=0.20mol，所以消耗的硝酸的物質(zhì)的量介于0.10mol和0.20mol之間，只有B符合，
故答案為：NO₂、NO；B．

點(diǎn)評(píng) 本題通過三大強(qiáng)酸的性質(zhì)，考查了性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)方法，題目難度中等，注意掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作方法，明確性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的原則，試題側(cè)重考查學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>