Question

某化學課外興趣小組為探究銅跟濃硫酸的反應情況，用下圖所示裝置進行有關(guān)實驗．請回答：

（1）裝置A中發(fā)生的化學反應方程式為

Cu+2H₂SO_4（濃）

△   .

Cu（SO₄）₂+SO₂↑+2H₂O

．
（2）裝置D中試管口放置的棉花中應浸一種液體，這種液體是

氫氧化鈉溶液或碳酸鈉溶液等堿性溶液

，其作用是

吸收多余的二氧化硫，防止污染空氣

．
（3）裝置B的作用是貯存多余的氣體．當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B中現(xiàn)象是

瓶中液面下降，長頸漏斗中液面上升

，B中應放置的液體是（填字母）

d

．
a．水    b．酸性KMnO₄ 溶液     c．NaOH溶液      d．飽和NaHSO₃溶液
（4）裝置C和D中產(chǎn)生的現(xiàn)象相同，但原因卻不同．C中是由于SO₂

與氫氧化鈉溶液反應使酚酞試液變?yōu)闊o色

，反應的離子方程式為

SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O

，而D中則是由于SO₂具有

具有漂白性使品紅褪色

．
（5）實驗中，取一定質(zhì)量的銅片和50mL18mol?L^-1的濃硫酸放在圓底燒瓶中加熱，直到反應完畢生成SO₂共0.25mol，發(fā)現(xiàn)燒瓶中還有銅片剩余，該小組學生根據(jù)所學的化學知識認為還有一定量的硫酸剩余．
①假設溶液體積還是50mL，則剩余硫酸的物質(zhì)的量濃度為

8

mol?L^-1．
②下列藥品中能用來證明反應結(jié)束后的燒瓶中確有余酸的是

ad

（填字母）．
a．鐵粉    b．BaCl₂溶液    c．銀粉    d．Na₂CO₃溶液．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)實驗是探究銅與濃硫酸的反應情況，反應條件加熱，根據(jù)氧化還原反應的實質(zhì)書寫配平；
（2）依據(jù)二氧化硫是污染性氣體不能排放到大氣中分析；
（3）依據(jù)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(diào)節(jié)分析，試劑不能和氣體反應也不能溶于液體；
（4）依據(jù)二氧化硫具有酸性氧化物的性質(zhì)，具有漂白性進行分析；
（5）根據(jù)銅與濃硫酸反應的化學方程式的定量關(guān)系計算反應的硫酸物質(zhì)的量，再計算剩余硫酸的濃度；證明有酸剩余是驗證稀硫酸的存在關(guān)鍵是氫離子的檢驗．

解答：解：（1）實驗探究銅與濃硫酸在加熱探究下發(fā)生反應，濃硫酸具有強氧化性把銅氧化為二價銅，本身被還原為二氧化硫，結(jié)合書寫化學方程式的要求寫出化學方程式為：
Cu+2H₂SO_4（濃）

△   .

Cu（SO₄）₂+SO₂↑+2H₂O，故答案為：Cu+2H₂SO_4（濃）

△   .

Cu（SO₄）₂+SO₂↑+2H₂O；
（2）裝置D中試管口放置的棉花中應浸一種液體，是防止裝置中最后剩余的二氧化硫氣體排放到大氣中污染環(huán)境，所以棉團需浸能吸收二氧化硫，與二氧化硫反應的溶液，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；
（3）置B的作用是貯存多余的氣體，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，在密閉容器中隨著氣體的生成，廣口瓶內(nèi)壓強增大，會使瓶內(nèi)液面下降，長頸漏斗中液面上升，最終達到內(nèi)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，選項中a．水能溶解二氧化硫不能儲存氣體，b．酸性KMnO₄ 溶液能氧化二氧化硫為硫酸，不能儲存氣體，c．NaOH溶液吸收二氧化硫不能儲存氣體，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，故答案為：瓶中液面下降，長頸漏斗中液面上升；d；
（4）二氧化硫通過含酚酞的氫氧化鈉溶液，二氧化硫是酸性氧化物與堿發(fā)生反應生成鹽和水，SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O，消耗氫氧化鈉，使酚酞變?yōu)闊o色；通過盛品紅試液的試管，由于二氧化硫具有漂白性．和品紅結(jié)合為不穩(wěn)定的化合物，體現(xiàn)了二氧化硫的漂白性，
故答案為：與氫氧化鈉溶液反應使酚酞試液變?yōu)闊o色；SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O；具有漂白性使品紅褪色；
（5）①取一定質(zhì)量的銅片和50mL18mol?L^-1的濃硫酸放在圓底燒瓶中加熱，直到反應完畢生成SO₂共0.25mol，發(fā)現(xiàn)燒瓶中還有銅片剩余，濃硫酸隨著反應進行濃度變稀后不再和銅反應，所以有剩余的酸，剩余硫酸的物質(zhì)的量，根據(jù)化學方程式進行計算，Cu+2H₂SO_4（濃）

△   .

Cu（SO₄）₂+SO₂↑+2H₂O，生成0.25molSO₂消耗硫酸0.5mol，剩余的硫酸物質(zhì)的量=0.05L×18mol/L-0.5mol=0.9mol-0.5mol=0.4mol，所以剩余硫酸物質(zhì)的量濃度=

0.4mol

0.05L

=8mol/L，故答案為：8mol/L；
②能用來證明反應結(jié)束后的燒瓶中確有余酸，實質(zhì)證明氫離子的存在，選項中a．鐵粉與稀硫酸反應放氣體，可以證明；b．BaCl₂溶液 加入后出現(xiàn)白色沉淀，但因為生成產(chǎn)物中有硫酸銅生成，也可以生成白色沉淀，故不能證明； c．銀粉不與稀硫酸反應不能證明； d．Na₂CO₃溶液會與稀硫酸反應發(fā)出二氧化碳氣體，可以證明，故答案為：ad．

點評：本題考查了濃硫酸的性質(zhì)，生成物質(zhì)的檢驗和實驗驗證，主要考查實驗基本操作，尾氣處理，二氧化硫性質(zhì)應用，離子方程式的書寫，化學方程式的計算，關(guān)鍵是理解濃硫酸與銅反應時，變?yōu)橄×蛩岷蟛辉倮^續(xù)反應．