Question

（2010?湘潭三模）某化學課外興趣小組為探究銅跟濃硫酸的反應情況，用圖甲裝置進行有關實驗，請回答：

（1）裝置D中試管口放置的棉花中應浸一種液體，這種液體的作用是

防止SO₂擴散而造成污染氣體

．
（2）裝置B的作用是貯存多余的氣體，B中應放置的液體是（填字母）

d

．
a．NaOH溶液     b．酸性KmnO₄溶液     c．濃溴水       d．飽和NaHSO₃溶液
當D處有明顯的現象后，關閉旋塞K，移去酒精燈，但由于余熱的作用，A處仍有氣體產生，此時B中現象是

長頸漏斗導管中液柱升高

．
（3）銅不能與稀硫酸直接反應得到硫酸銅，但可用下面方法制取：將適量硝酸分多次加入到銅粉與稀硫酸的混合物中，加熱使之反應完全，通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶可制得硫酸銅晶體（裝置如圖乙圖1、2所示）．
①將硝酸分多次加入到銅粉與稀硫酸的混合物中，寫出該反應的離子方程式

3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O

．
②已知NO不能被NaOH溶液直接吸收，但已知有如下兩個反應：
NO+NO₂+2NaOH=2NaNO₂+H₂O；2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O．圖2是圖1的改進裝置，其優(yōu)點除可以防止倒吸外還有：

促進氮的氧化物被充分吸收

．
（3）如果用1molCu來制取1molCuSO₄，則所需12mol/L的硝酸體積為

55.6

mL，（假設HNO₃的還原產物全為NO），若所得尾氣恰好被NaOH溶液完全吸收，需通入空氣的體積為

18.7L

．（假設實驗體積為標準狀況下測定，并忽略裝置中原有空氣的影響，以上數據均保留小數點后一位．）

Answer 1

分析：（1）依據二氧化硫是污染性氣體，不能排放到大氣中分析；
（2）依據儲氣裝置的原理是利用壓強大小，密閉容器通過改變液面的高低調節(jié)分析，試劑不能和氣體反應也不能溶于液體；
（3）①根據銅粉和足量稀硫酸不反應而與稀硝酸可以反應；
②根據NO_X易與氫氧化鈉溶液反應分析；
（3）HNO₃的還原產物全為NO，依據3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，計算需要的硝酸溶液體積；依據一氧化氮和氧氣反應生成二氧化氮被氫氧化鈉溶液全部吸收的反應定量關系，最小需要氧氣的體積計算得到；

解答：解：（1）二氧化硫氣體排放到大氣中污染環(huán)境，所以裝置D中試管口放置的棉花中應浸一種液體能與二氧化硫反應，可以浸氫氧化鈉溶液或碳酸鈉溶液等堿性溶液，作用是吸收多余的二氧化硫氣體，防止污染空氣，故答案為：氫氧化鈉溶液或碳酸鈉溶液等堿性溶液；吸收多余的二氧化硫，防止污染空氣；
故答案為：防止SO₂擴散而造成污染體；
（2）置B的作用是貯存多余的氣體，關閉旋塞K，移去酒精燈，但由于余熱的作用，A處仍有氣體產生，在密閉容器中隨著氣體的生成，廣口瓶內壓強增大，會使瓶內液面下降，長頸漏斗中液面上升，最終達到內外大氣壓相同，二氧化硫氣體是酸性氧化物，易溶于水，B中的試劑不能和二氧化硫發(fā)生反應，不能溶解二氧化硫，
a．水能溶解二氧化硫不能儲存氣體，故a錯誤；
b．酸性KMnO₄ 溶液能氧化二氧化硫為硫酸，不能儲存氣體，故b錯誤；
c．NaOH溶液吸收二氧化硫不能儲存氣體，故c錯誤；
d．二氧化硫通入飽和NaHSO₃溶液中，降低了二氧化硫的溶解度，不反應，可以用來儲存氣體，故d正確；
故答案為：d，長頸漏斗導管中液柱升高；
（3）①加入硝酸的目的因為稀硫酸不與銅反應，而硝酸可以把銅氧化成銅離子，生成硫酸銅，濃硝酸分多次目的轉移電子數更多即生成一氧化氮，反應的離子方程式為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
②因二氧化氮易與氫氧化鈉溶液反應，要防止倒吸，
故答案為：使NO_X充分被吸收．
（3）HNO₃的還原產物全為NO，3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；則用1molCu來制取1molCuSO₄，需要的硝酸物質的量為

2

3

mol，則所需12mol/L的硝酸體積=

2 3 mol

12mol/L

=0.0556L=55.6ml；
HNO₃的還原產物全為NO，依據上述計算得到一氧化氮氣體物質的量為

2

3

mol，一氧化氮和氧氣反應生成二氧化氮全部被氫氧化鈉溶液吸收，有以下幾種吸收情況：
①NO+NO₂+2NaOH=2NaNO₂+H₂O；
②2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O，
完全吸收氣體一氧化氮，按照①反應，一氧化氮只有

1

3

mol被氧化，需要氧氣

1

6

mol，標準狀況下空氣的體積=

1

6

mol×5×22.4L/mol=18.7L；
故答案為：55.6mL，18.7L；

點評：本題考查了濃硫酸的性質應用，反應產物的驗證、測定方法的設定和判斷，關鍵是產物中的二氧化硫性質的應用．