Question

4．某研究學(xué)習(xí)小組用如圖裝置進(jìn)行銅與濃硫酸反應(yīng)的實驗研究．
（1）寫出銅與濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：Cu+2H₂SO_4（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O
（2）從環(huán)境保護(hù)角度考慮，該方案存在不足之處是：堿液不足時二氧化硫有剩余，SO₂造成環(huán)境污染
（3）實驗中，0.1molCu與含0.2mol硫酸的溶液反應(yīng)后，銅和硫酸都有剩余．可以證明有余酸的實驗方案是AD
A．可再加入鋅粒          
B．可再加入氯化鋇溶液
C．再加入銀粉            
D．再滴入碳酸氫鈉溶液
（4）如果改用相同質(zhì)量的鋅分別和過量濃硫酸、稀硫酸反應(yīng)，下列敘述正確的是D
A．兩反應(yīng)都有氫氣生成
B．反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)：前者多，后者少
C．反應(yīng)生成氣體的體積：前者多，后者少（同條件下）
D．消耗硫酸的物質(zhì)的量：前者多，后者少．

Answer 1

分析 （1）銅與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水；
（2）由題意可知，銅與濃硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，濃硫酸的還原產(chǎn)物是SO₂，是大氣污染性氣體，應(yīng)該用堿液吸收，從環(huán)境保護(hù)角度考慮，該方案用蘸用堿液的棉花吸收，如果堿液不足，SO₂造成環(huán)境污染；
（3）由題意可知，只要證明該體系中有H⁺存在即可，可用活潑金屬或碳酸氫鈉，觀察是否有氣體生成；
（4）涉及方程式為Zn+2H₂SO_4（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O，Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，結(jié)合反應(yīng)的化學(xué)方程式以及元素化合價的變化判斷．

解答 解：（1）銅與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水，反應(yīng)的方程式為Cu+2H₂SO_4 （濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+2H₂SO_4 （濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（2）由題意可知，銅與濃硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，濃硫酸的還原產(chǎn)物是SO2，是大氣污染性氣體，應(yīng)該用堿液吸收，從環(huán)境保護(hù)角度考慮，該方案用蘸有堿液的棉花吸收，如果堿液不足，SO₂造成環(huán)境污染，故答案為：堿液不足時二氧化硫有剩余，SO₂造成環(huán)境污染；
（3）A．Cu+2H₂SO_4 （濃） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，溶液中若有H₂SO₄剩余，加入鋅粒，Zn+2H⁺=Zn²⁺+H₂↑，有氣泡產(chǎn)生，故A正確；
B．若加入氯化鋇溶液產(chǎn)生白色沉淀，不能說明有H₂SO₄剩余，因為該反應(yīng)生成的CuSO₄也會提供SO₄^2-，故B錯誤；
C．不管H₂SO₄剩余與否，加入銀粉沒有現(xiàn)象，故C錯誤；
D．若加入碳酸氫鈉溶液，若有H₂SO₄剩余，H⁺+HCO₃^-=CO₂↑+H₂O，有氣泡產(chǎn)生，故D正確，
故答案為：AD．
（4）有方程式可知：Zn+2H₂SO_4（濃） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O，Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
A．鋅與過量的濃硫酸不會產(chǎn)生氫氣，故A錯誤；
B．兩個反應(yīng)酸均過量，等量的鋅完全反應(yīng)，兩個反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)一樣多，故B錯誤；
C．鋅與濃硫酸反應(yīng)，1molZn～1molSO₂，鋅與稀硫酸反應(yīng)，1molZn～1molH₂，兩個反應(yīng)鋅是等量的，這兩個反應(yīng)產(chǎn)生的氣體體積相等，故C錯誤；
D..鋅與濃硫酸反應(yīng)，1molZn～2mol濃H₂SO₄，鋅與稀硫酸反應(yīng)，1molZn～1molH₂SO₄，消耗硫酸的物質(zhì)的量：前者多，后者少，故D正確．
故答案為：D．

點評 該題目考查金屬與濃硫酸、稀硫酸反應(yīng)的原理，難度不大．特別注意第（3）證明有余酸的實驗方案，只要證明該體系中有H⁺存在即可，而不是證明SO₄^2-的存在．