Question

7．某實驗小組同學為了探究銅與濃硫酸的反應，進行了如下實驗，實驗裝置如圖所示．
實驗步驟：
①先連接如圖所示的裝置，檢查好氣密性，再加入試劑；
②加熱A試管，待B試管中品紅溶液褪色后，熄滅酒精燈；
③將Cu絲向上抽動離開液面．
請回答下列問題：
（1）A試管中發(fā)生反應的化學方程式為Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
（2）能夠證明銅與濃硫酸反應生成氣體的實驗現(xiàn)象是B試管中品紅溶液褪色．
（3）在盛有BaCl₂溶液的C試管中，除了導管口有氣泡外，無其他明顯現(xiàn)象，若將其中的溶液分成兩份，分別滴加下列溶液，將產生沉淀的化學式填入表中對應的位置．

滴加的溶液	氯水	氨水
沉淀的化學式

寫出其中SO₂表現(xiàn)還原性的離子反應方程式：SO₂+Cl₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-（或Ba²⁺+SO₂+Cl₂+2H₂O=BaSO₄↓+4H⁺+2Cl^-）．
（4）實驗完畢后，先熄滅酒精燈，由于導管E的存在，試管B中的液體不會倒吸入試管A中，其原因是當A試管內氣體壓強減小時，空氣從E導管進入A試管中，維持A試管中壓強平衡．
（5）實驗完畢后，裝置中殘留的氣體有毒，不能打開導管上的膠塞．為了防止該氣體排入空氣中污染環(huán)境，拆除裝置前，應當采取的操作是從E導管口向A試管中緩慢地鼓入足量的空氣，將殘留的SO₂氣體趕入NaOH溶液中，使之被完全吸收．
（6）將SO₂氣體通入含有n mol Na₂S的溶液中，充分反應后，溶液中出現(xiàn)黃色渾濁，試分析該溶液最多能吸收SO₂氣體2.5n mol（不考慮溶解的SO₂）．

Answer 1

分析 探究銅與濃硫酸的反應：A裝置銅和濃硫酸反應生成硫酸銅、二氧化硫、和水，B裝置利用SO₂能使品紅溶液褪色的性質來證明Cu與濃硫酸反應產生了SO₂氣體，C裝置盛有BaCl₂溶液的C試管中，除了導管口有氣泡外，無其他明顯現(xiàn)象，D裝置吸收尾氣．
（1）銅與濃硫酸共熱生成硫酸銅、二氧化硫和水，據(jù)此寫出反應的化學方程式；
（2）SO₂能和有色物質反應生成無色物質而具有漂白性，SO₂能漂白品紅溶液；
（3）SO₂具有還原性，能被強氧化劑氧化生成硫酸；SO₂屬于酸性氧化物，能和堿溶液反應生成亞硫酸鹽，亞硫酸鹽和BaCl₂溶液發(fā)生復分解反應，氯水中的Cl₂具有氧化性，能將SO₂氧化為SO₄^2-，SO₄^2-與Ba²⁺反應生成BaSO₄沉淀；氨水具有堿性，吸收SO₂生成SO₃^2-，SO₃^2-與Ba²⁺反應生成BaSO₃沉淀；
（4）A中氣體和外界相通，能利用大氣壓平衡A中壓強，防止出現(xiàn)倒吸現(xiàn)象；
（5）SO₂有毒，為防止SO₂污染空氣，應該將裝置中氣體全部通入NaOH溶液中，需緩慢趕入使SO₂被完全吸收；
（6）SO₂與Na₂S反應，首先是SO₂與H₂O反應生成H₂SO₃：SO₂+H₂O?H₂SO₃，H₂SO₃與Na₂S反應生成H₂S：Na₂S+H₂SO₃=H₂S↑+Na₂SO₃，SO₂與H₂S反應生成S：2H₂S+SO₂=3S↓+2H₂O，該過程可表示為3SO₂+2Na₂S=3S↓+2Na₂SO₃，Na₂SO₃吸收SO₂生成NaHSO₃：Na₂SO₃+SO₂+H₂O=2NaHSO₃，當吸收二氧化硫最多時生成亞硫酸氫鈉和S，反應方程式為5SO₂+2Na₂S+2H₂O=3S↓+4NaHSO₃，根據(jù)二者之間的關系式計算．

解答 解：（1）銅與濃硫酸共熱生成硫酸銅、二氧化硫和水，反應方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（2）SO₂能和有色物質反應生成無色物質而具有漂白性，SO₂能漂白品紅溶液，只要B中溶液褪色就說明銅和濃硫酸發(fā)生反應，
故答案為：B試管中品紅溶液褪色；
（3）SO₂具有還原性，能被強氧化劑氧化生成硫酸，Cl₂具有強氧化性，在水溶液里能將SO₂氧化為硫酸，硫酸和BaCl₂溶液發(fā)生復分解反應生成BaSO₄，離子方程式為Cl₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+2Cl^-+SO₄^2-、Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓；SO₂屬于酸性氧化物，能和堿溶液反應生成亞硫酸鹽，亞硫酸鹽和BaCl₂溶液發(fā)生復分解反應生成BaSO₃，反應方程式為SO₂+2NH₃+H₂O=（NH₄）₂SO₃、SO₃^2-+Ba²⁺=BaSO₃↓，二氧化硫體現(xiàn)還原性的離子反應方程式為SO₂+Cl₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-（或Ba²⁺+SO₂+Cl₂+2H₂O=BaSO₄↓+4H⁺+2Cl^-）
故答案為：BaSO₄；BaSO₃；SO₂+Cl₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-（或Ba²⁺+SO₂+Cl₂+2H₂O=BaSO₄↓+4H⁺+2Cl^-）；
（4）當A中氣體壓強減小時，外界大氣壓不變，空氣從E進入A，使A中壓強平衡，所以B中壓強不會產生倒吸，
故答案為：當A試管內氣體壓強減小時，空氣從E導管進入A試管中，維持A試管中壓強平衡；
（5）SO₂有毒不能直接排空，為防止SO₂污染空氣，應該將裝置中氣體全部通入NaOH溶液中，使SO₂被完全吸收，其基本操作方法為從E管口向A中緩緩鼓入足量空氣，將殘留的二氧化硫趕入NaOH溶液中，使其完全被吸收，
故答案為：從E導管口向A試管中緩慢地鼓入足量的空氣，將殘留的SO₂氣體趕入NaOH溶液中，使之被完全吸收；
（6）SO₂具有氧化性，能和Na₂S反應生成S單質，當吸收二氧化硫最多時生成亞硫酸氫鈉和S，反應方程式為5SO₂+2Na₂S+2H₂O=3S↓+4NaHSO₃，設最多吸收的二氧化硫物質的量為x，
5SO₂+2Na₂S+2H₂O=3S↓+4NaHSO₃，
5mol 2mol
x    nmol
5mol：2mol=x：nmol
x=$\frac{5mol×nmol}{2mol}$=2.5nmol，
故答案為：2.5n．

點評 本題以濃硫酸和Cu反應為載體考查性質實驗方案設計，明確實驗原理是解本題關鍵，側重考查學生實驗操作、分析能力，知道各個裝置目的、作用、發(fā)生的反應及實驗現(xiàn)象，注意化學用語的正確運用，題目難度中等．