Question

【題目】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(shí)驗(yàn)。請(qǐng)回答：

（1）裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________。

（2）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_________。

（3）裝置B的作用是貯存多余的氣體。當(dāng)D處有明顯的現(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(shí)B中長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)液面上升，廣口瓶?jī)?nèi)液面下降，則B中應(yīng)放置的液體是(填字母)___。

a.水 b.酸性KMnO4溶液 c.濃溴水 d.飽和NaHSO3溶液

（4）實(shí)驗(yàn)中，取一定質(zhì)量的銅片和V L 18 mol·L－1硫酸放在圓底燒瓶中共熱，直到反應(yīng)完畢，發(fā)現(xiàn)燒瓶中還有銅片剩余，該小組學(xué)生根據(jù)所學(xué)的化學(xué)知識(shí)認(rèn)為還有一定量的硫酸剩余。

①有一定量的余酸但未能使銅片完全溶解，你認(rèn)為原因是_____________。

②下列藥品中能用來(lái)證明反應(yīng)結(jié)束后的燒瓶中確有余酸的是__(填字母)。

A.鐵粉 b.BaCl2溶液 c.銀粉 d.Na2CO3溶液

③實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)測(cè)得銅減少了3.2 g，則被還原的硫酸的物質(zhì)的量為_____mol；轉(zhuǎn)移的電子為_____mol；反應(yīng)后溶液中硫酸根離子的物質(zhì)的量濃度為_________mol·L－1。（反應(yīng)后溶液的體積為V L）

Answer 1

【答案】 Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O 堿液 d 隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃硫酸變?yōu)橄×蛩幔�而銅不能與稀硫酸反應(yīng) ad 0.05 0.1 (18V-0.05)/V

【解析】（1）加熱條件下，Cu和濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水，反應(yīng)方程式為Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O。（2）二氧化硫?qū)儆谒嵝匝趸�物且有毒，不能直接排空，可以用堿液吸收，所以棉花蘸取的溶液可以為NaOH溶液等堿性溶液；其作用是吸收多余的二氧化硫，防止二氧化硫溢出而污染大氣。（3）當(dāng)D處有明顯的現(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，導(dǎo)致B中氣體壓強(qiáng)增大，氣壓使B中液體通過(guò)長(zhǎng)頸漏斗液面上升，從而減小壓強(qiáng)，防止安全事故發(fā)生，此時(shí)B中現(xiàn)象是瓶中液面下降，長(zhǎng)頸漏斗中液面上升；B裝置的作用是貯存氣體，所以B中盛放液體不能和二氧化硫反應(yīng)，水、酸性高錳酸鉀及濃硝酸都能和二氧化硫反應(yīng)，只有亞硫酸氫鈉和二氧化硫不反應(yīng)，答案選d；（4）①一定質(zhì)量的銅片和一定體積18molL-1的濃硫酸放在圓底燒瓶中共熱，濃硫酸隨著反應(yīng)進(jìn)行，濃度變小成為稀硫酸，稀硫酸不再和銅發(fā)生反應(yīng)，所以有一定量的余酸但未能使用銅片完全溶解；②能用來(lái)證明反應(yīng)結(jié)束后的燒瓶中確有余酸，實(shí)質(zhì)證明氫離子的存在，a．鐵粉與稀硫酸反應(yīng)放氣體，可以證明稀硫酸有剩余，a正確；b．BaCl2溶液加入后出現(xiàn)白色沉淀，但因?yàn)樯�成產(chǎn)物中有硫酸銅生成，也可以生成白色沉淀，故不能證明稀硫酸有剩余，b錯(cuò)誤；c．銀粉不與稀硫酸反應(yīng)，不能證明稀硫酸有剩余，c錯(cuò)誤；d．Na2CO3溶液會(huì)與稀硫酸反應(yīng)放出二氧化碳?xì)怏w，可以證明稀硫酸有剩余，d正確；答案選ad；③實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)測(cè)得銅減少了3.2 g，物質(zhì)的量是0.05mol，根據(jù)方程式可知被還原的硫酸的物質(zhì)的量為0.05mol；銅元素化合價(jià)從0價(jià)升高到+2價(jià)，轉(zhuǎn)移的電子為0.05mol×2＝0.1mol；生成二氧化硫是0.05mol，硫酸的物質(zhì)的量是18Vmol，根據(jù)硫原子守恒可知反應(yīng)后硫酸根的物質(zhì)的量是18Vmol－0.05mol，所以反應(yīng)后溶液中硫酸根離子的物質(zhì)的量濃度為(18V-0.05)/V mol·L－1。