Question

11．某化學(xué)課外興趣小組為探究銅跟濃硫酸的反應(yīng)情況，用圖所示裝置進(jìn)行了有關(guān)實(shí)驗(yàn)：
（1）B是用來(lái)收集實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生氣體的裝置，但未將導(dǎo)管畫(huà)全，請(qǐng)你補(bǔ)充完整（用文字表達(dá)）B裝置中導(dǎo)氣管長(zhǎng)進(jìn)短出．
（2）實(shí)驗(yàn)中他們?nèi)?.4g銅片和12mL18mol•L^-1濃硫酸放在圓底燒瓶中共熱，直到反應(yīng)完畢，最后發(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請(qǐng)寫(xiě)出銅跟濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
②為什么有一定量的余酸但未能使銅片完全溶解？你認(rèn)為原因是：隨著反應(yīng)進(jìn)行，硫酸被消耗，濃硫酸變成稀硫酸，稀硫酸和銅不反應(yīng)．
③下列藥品中能夠用來(lái)證明反應(yīng)結(jié)束后的燒瓶中確有余酸的是AD（填字母編號(hào)）
A．鐵粉B．BaCl₂溶液C．銀粉D．Na₂CO₃溶液
（3）為定量測(cè)定余酸的物質(zhì)的量濃度，某學(xué)生進(jìn)行了如下設(shè)計(jì)：
該學(xué)生設(shè)計(jì)方案是：先測(cè)定銅與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)生SO₂的量，再計(jì)算余酸的物質(zhì)的量濃度，他認(rèn)為測(cè)定SO₂的量的方法有多種，請(qǐng)問(wèn)下列實(shí)驗(yàn)方案中可行的是B（填寫(xiě)字母編號(hào)）
A．將裝置A產(chǎn)生的氣體緩緩?fù)ㄟ^(guò)預(yù)先稱量過(guò)盛有足量堿石灰的干燥管，結(jié)束反應(yīng)后再次稱量
B．用排飽和NaHSO₃的方法測(cè)定產(chǎn)生氣體的體積
C．用排水法測(cè)定裝置A產(chǎn)生氣體的體積（已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況）
D．將裝置A產(chǎn)生的氣體緩緩?fù)ㄈ胱懔繗溲趸�鋇溶液，反應(yīng)完全后，過(guò)濾、洗滌、干燥，稱量沉淀
（4）請(qǐng)你另設(shè)計(jì)一個(gè)可行的實(shí)驗(yàn)方案，來(lái)測(cè)定余酸的物質(zhì)的量濃度，簡(jiǎn)要寫(xiě)出操作步驟及需要測(cè)定的數(shù)據(jù)（不必計(jì)算）①取反應(yīng)后溶液，向其中加入足量鋅；②收集并測(cè)定氫氣的體積；③通過(guò)氫氣量計(jì)算剩余硫酸的物質(zhì)的量濃度．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的氣體是二氧化硫，二氧化硫密度比與空氣大，確定收集實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的氣體的裝置中導(dǎo)氣管的位置；
（2）①銅與濃硫酸在加熱條件下生成硫酸銅、二氧化硫和水；
②隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃硫酸逐漸成為稀硫酸，而銅與稀硫酸不反應(yīng)；
③根據(jù)反應(yīng)后必有硫酸銅產(chǎn)生，所以要證明反應(yīng)結(jié)束后的燒瓶中確有余酸，只有證明氫離子即可；
（3）①A、堿石灰除吸收二氧化硫外還能吸收水，測(cè)得二氧化硫質(zhì)量增大；
B、高錳酸鉀溶液中含有硫酸，與氯化鋇反應(yīng)生成沉淀增大；
C、二氧化硫在水中以1：40溶解，收集二氧化硫體積減少；
D、亞硫酸鋇在空氣中烘干及稱重過(guò)程中部分被氧化生成硫酸鋇，產(chǎn)生固體質(zhì)量增大；
（4）可利用剩余的稀硫酸與鋅反應(yīng)放出氫氣，通過(guò)氫氣的量計(jì)算剩余硫酸的物質(zhì)的量濃度；

解答 解：（1）銅跟濃硫酸反應(yīng)生成了二氧化硫氣體，二氧化硫密度比與空氣大，可以用向上排氣法收集，所以裝置中的導(dǎo)氣管應(yīng)長(zhǎng)進(jìn)短出，裝置圖為：
故答案為：B裝置中導(dǎo)氣管長(zhǎng)進(jìn)短出；
（2）①銅與濃硫酸在加熱條件下生成硫酸銅、二氧化硫和水，化學(xué)方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
②銅與濃硫酸在加熱條件下可以發(fā)生反應(yīng)，而銅與稀硫酸不反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硫酸濃度濃度降低，當(dāng)濃硫酸逐漸成為稀硫酸時(shí)反應(yīng)停止；
故答案為：隨著反應(yīng)進(jìn)行，硫酸被消耗，濃硫酸變成稀硫酸，稀硫酸和銅不反應(yīng)；
③根據(jù)反應(yīng)后必有硫酸銅產(chǎn)生，所以要證明反應(yīng)結(jié)束后的燒瓶中確有余酸，只有證明氫離子，
A、鐵粉與氫離子反應(yīng)產(chǎn)生氣泡，故A正確；
B、BaCl₂溶液只能與硫酸根產(chǎn)生沉淀，故B錯(cuò)誤；
C、銀粉不反應(yīng)，無(wú)現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤；
D、Na₂CO₃溶液與氫離子反應(yīng)產(chǎn)生氣泡，故D正確；
故選：AD；
（3）A、堿石灰除吸收二氧化硫外還能吸收水，測(cè)得二氧化硫質(zhì)量增大，導(dǎo)致余酸的物質(zhì)的量濃度偏低，故A錯(cuò)誤；
B、用排飽和NaHSO₃溶液的方法測(cè)出裝置A產(chǎn)生氣體的體積，二氧化硫在飽和NaHSO₃溶液中的溶解度降低，可以用排水量氣方法進(jìn)行二氧化硫的氣體體積測(cè)定，故B正確；
C、二氧化硫在水中以1：40溶解，收集二氧化硫體積減少，導(dǎo)致余酸的物質(zhì)的量濃度偏高，故C錯(cuò)誤；
D、亞硫酸鋇在空氣中烘干及稱重過(guò)程中部分被氧化生成硫酸鋇，產(chǎn)生固體質(zhì)量增大，導(dǎo)致余酸的物質(zhì)的量濃度偏低；
故選：B；
（4）Zn和稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，因此可向反應(yīng)后溶液中加入足量的鋅粒，收集并測(cè)定氫氣的體積，通過(guò)氫氣量計(jì)算剩余硫酸的物質(zhì)的量濃度；
故答案為：①取反應(yīng)后溶液，向其中加入足量鋅；②收集并測(cè)定氫氣的體積；③通過(guò)氫氣量計(jì)算剩余硫酸的物質(zhì)的量濃度．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了銅跟濃硫酸的反應(yīng)情況，涉及反應(yīng)產(chǎn)物的驗(yàn)證、測(cè)定方法的設(shè)定和判斷，關(guān)鍵是產(chǎn)物中的二氧化硫的性質(zhì)應(yīng)用和含量測(cè)定是解題的難點(diǎn)，難度較大．