Question

4．某研究性學(xué)習(xí)小組為研究Cu與濃硫酸的反應(yīng)，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)探究方案（裝置中的固定儀器和酒精燈均未畫(huà)出）：

實(shí)驗(yàn)選用細(xì)銅片、98.3%硫酸、品紅溶液、澄清石灰水、CCl₄、NaOH溶液等藥品．銅片一端沒(méi)入濃硫酸中．根據(jù)上述材料回答下列問(wèn)題：
（1）D、E兩容器中CCl₄的作用是防止倒吸．
（2）加熱過(guò)程中，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，A容器中有白色沉淀生成，你認(rèn)為該沉淀物是CuSO₄，分析可能的原因濃硫酸中含水少，生成的硫酸銅較多，濃硫酸的吸水作用，硫酸銅無(wú)法帶結(jié)晶水析出，只能生成無(wú)水硫酸銅．
（3）對(duì)A容器中的濃硫酸和銅片進(jìn)行加熱，很快發(fā)現(xiàn)C容器中品紅溶液褪色，但始終未見(jiàn)D試管中澄清石灰水出現(xiàn)渾濁或沉淀．你的猜想是SO₂溶解度較大，澄清石灰水中Ca（OH）₂含量低，生成了Ca（HSO₃）₂溶液．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的猜想取樣后，向其中加入氫氧化鈉溶液，觀察是否有沉淀生成（或者加鹽酸檢驗(yàn)SO₂氣體等方法）．
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，為了減少環(huán)境污染，排除各裝置中的SO₂，可采取的操作是打開(kāi)A容器上的彈簧夾，通入空氣，將裝置中的SO₂趕到E中，最后再向B中加入NaOH溶液，蓋上塞子，振蕩即可．

Answer 1

分析 （1）二氧化硫和強(qiáng)堿的反應(yīng)十分劇烈，要注意防止倒吸現(xiàn)象的發(fā)生；
（2）銅和濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅，加熱的情況下，由于A容器中出現(xiàn)大量白色煙霧，導(dǎo)致溶劑減少，且濃硫酸具有吸水性，所以會(huì)析出白色固體硫酸銅；
（3）對(duì)A試管中的濃H₂SO₄和銅絲進(jìn)行加熱，很快發(fā)現(xiàn)C試管中品紅溶液褪色，說(shuō)明產(chǎn)生SO₂氣體的速率快，但始終未見(jiàn)D試管中澄清石灰水出現(xiàn)渾濁或沉淀，這是由于SO₂溶解度較大，立即生成了Ca（HSO₃）₂溶液的緣故．因此驗(yàn)證猜想的方法是取樣后，向其中加入氫氧化鈉溶液，觀察是否有沉淀生成（或者加熱、加鹽酸檢驗(yàn)SO₂氣體等方法）；
（4）二氧化硫?yàn)樗嵝詺怏w，可用濃氫氧化鈉溶液吸收，減小對(duì)環(huán)境的污染．

解答 解：（1）二氧化硫和強(qiáng)堿的反應(yīng)十分劇烈，可以采用四氯化碳的作用來(lái)達(dá)到防止倒吸現(xiàn)象的發(fā)生的目的，
故答案為：防止倒吸；
（2）銅和濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅，加熱的情況下，由于A容器中出現(xiàn)大量白色煙霧，導(dǎo)致溶劑減少，且濃硫酸具有吸水性，所以會(huì)析出白色固體硫酸銅，
故答案為：CuSO₄；濃硫酸中含水少，生成的硫酸銅較多，濃硫酸的吸水作用，硫酸銅無(wú)法帶結(jié)晶水析出，只能生成無(wú)水硫酸銅；
（3）對(duì)A試管中的濃H₂SO₄和銅絲進(jìn)行加熱，很快發(fā)現(xiàn)C試管中品紅溶液褪色，說(shuō)明產(chǎn)生SO₂氣體的速率快，但始終未見(jiàn)D試管中澄清石灰水出現(xiàn)渾濁或沉淀，這是由于SO₂溶解度較大，立即生成了Ca（HSO₃）₂溶液的緣故．因此驗(yàn)證猜想的方法是取樣后，向其中加入氫氧化鈉溶液，觀察是否有沉淀生成（或者加熱、加鹽酸檢驗(yàn)SO₂氣體等方法），
故答案為：SO₂溶解度較大，澄清石灰水中Ca（OH）₂含量低，生成了Ca（HSO₃）₂溶液；取樣后，向其中加入氫氧化鈉溶液，觀察是否有沉淀生成（或者加鹽酸檢驗(yàn)SO₂氣體等方法）；
（4）打開(kāi)三頸燒瓶的彈簧夾，充入空氣把二氧化硫趕到盛有濃氫氧化鈉溶液的燒杯中吸收，減小對(duì)環(huán)境的污染，
故答案為：打開(kāi)A容器上的彈簧夾，通入空氣，將裝置中的SO₂趕到E中，最后再向B中加入NaOH溶液，蓋上塞子，振蕩即可．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了性質(zhì)方案的設(shè)計(jì)，題目難度中等，注意掌握濃硫酸的化學(xué)性質(zhì)及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的方法，明確題中資料信息是解題關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>