Question

為探究銅跟濃硫酸的反應情況，用如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

 

．
（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

 

，其作用是

 

．
（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

 

．B中應放置的液體是

 

．
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

 

，而D中則是由于

 

．
（5）實驗中，取一定質(zhì)量的銅片和一定體積18mol～L^-1的濃硫酸放在圓底燒瓶中共熱，直到反應完畢，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有一定量的余酸但未能使銅片完全溶解，你認為原因是

 

．
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

 

．
a．鐵粉 b．BaCl₂溶液    c．銀粉d．Na₂CO₃溶液．

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設計,濃硫酸的性質(zhì),濃硫酸的性質(zhì)實驗

專題：實驗題

分析：（1）A中為濃硫酸和銅在加熱條件下的反應，生成硫酸銅、二氧化硫和水；
（2）裝置D中試管口放置的棉花中應浸一種液體，目的是防止二氧化硫污染空氣；
（3）B用于收集二氧化硫氣體，所用液體不能溶解二氧化硫，一般用飽和亞硫酸氫鈉溶液；
（4）根據(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）濃硫酸與銅在加熱條件下反應，隨著反應的進行，硫酸濃度逐漸降低，稀硫酸與銅不反應，通過檢驗氫離子的方法證明有稀硫酸剩余．

解答： 解：（1）實驗探究銅與濃硫酸在加熱探究下發(fā)生反應，濃硫酸和銅在加熱條件下的反應，生成硫酸銅、二氧化硫和水，反應的化學方程式為：
Cu+2H₂SO_4（濃）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，故答案為：Cu+2H₂SO_4（濃）

△   .

CuSO₄+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）裝置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；具有漂白性使品紅褪色；
（5）①金屬銅活潑性在氫之后，不能夠與稀硫酸反應，濃硫酸具有強氧化性，能將銅等不活潑金屬氧化，本身被還原成二氧化硫，所以銅能夠與濃硫酸反應，反應過程中H₂SO₄被不斷消耗，且生成的水逐漸增多，使?jié)饬蛩釢舛茸兿�，至一定濃度時就不再與銅片反應，所以銅片未完全溶解并仍有一定量余酸，
故答案為：反應過程中H₂SO₄被不斷消耗，且生成的水逐漸增多，使?jié)饬蛩釢舛茸兿�，至一定濃度時就不再與銅片反應；
②稀硫酸是強電解質(zhì)硫酸的稀溶液，電離出氫離子和硫酸根離子，所以為證明反應結(jié)束后的燒瓶中確有余酸，需檢驗氫離子，用鐵粉檢驗氫離子的存在，鐵和氫離子反應生成氫氣能檢驗；BaCl₂溶液和硫酸根離子反應生成沉淀，無酸剩余時，溶液中存在硫酸根離子，無法證明氫離子存在，不能檢驗；金屬銀活潑性在氫之后，不能夠與稀硫酸反應，不能檢驗；Na₂CO₃溶液電離出的碳酸根離子和氫離子反應生成二氧化碳和水，所以能檢驗，
故答案為：ad．

點評：本題以濃硫酸的性質(zhì)為載體綜合考查性質(zhì)實驗的設計，為高頻考點，涉及物質(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．