Question

13．某化學課外興趣小組為探究銅跟濃硫酸的反應情況，用如圖所示裝置進行有關實驗．請回答：

（1）裝置A中發(fā)生的化學反應方程式為2H₂SO₄（濃）+Cu$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+2SO₂↑．
（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，關閉旋塞K并移去酒精燈，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．濃溴水　　　 d．飽和NaHSO₃溶液
（4）實驗中，取一定質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，你認為原因是反應過程中濃硫酸被消耗，逐漸變稀，而銅不和稀硫酸反應．
②下列藥品中能用來證明反應結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．NaHCO₃溶液．

Answer 1

分析 （1）加熱條件下，Cu和濃硫酸反應生成硫酸銅、二氧化硫和水；
（2）二氧化硫屬于酸性氧化物且有毒，不能直接排空，可以用堿液吸收；
（3）裝置B通過長頸漏斗中液面變化貯存二氧化硫；B為氣體貯存裝置時，盛放的液體不能和二氧化硫反應；
（4）①從濃硫酸隨著反應進行濃度變稀，銅不和稀硫酸發(fā)生反應分析；
②證明有酸剩余是驗證稀硫酸的存在關鍵是氫離子的檢驗．

解答 解：（1）加熱條件下，Cu和濃硫酸反應生成硫酸銅、二氧化硫和水，反應方程式為2H₂SO₄（濃）+Cu$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+2SO₂↑，
故答案為：2H₂SO₄（濃）+Cu$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+2SO₂↑；
（2）二氧化硫屬于酸性氧化物且有毒，不能直接排空，可以用堿液吸收，所以棉花蘸取的溶液可以為NaOH溶液等堿性溶液；其作用是吸收多余的二氧化硫，防止二氧化硫溢出而污染大氣，
故答案為：氫氧化鈉溶液等堿性溶液；吸收多余的二氧化硫，防止污染空氣；
（3）當D處有明顯的現(xiàn)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(chǎn)生，導致B中氣體壓強增大，氣壓使B中液體通過長頸漏斗液面上升，從而減小壓強，防止安全事故發(fā)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裝置的作用是貯存氣體，所以B中盛放液體不能和二氧化硫反應，
水、酸性高錳酸鉀及NaOH都能和二氧化硫反應，只有亞硫酸氫鈉和二氧化硫不反應，故選d；
故答案為：瓶中液面下降，長頸漏斗中液面上升；d；
（4）①一定質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，濃硫酸隨著反應進行，濃度變小成為稀硫酸，稀硫酸不再和銅發(fā)生反應，所以有一定量的余酸但未能使用銅片完全溶解，
故答案為：反應過程中濃硫酸被消耗，逐漸變稀，而銅不和稀硫酸反應；
②能用來證明反應結束后的燒瓶中確有余酸，實質證明氫離子的存在，
a．鐵粉與稀硫酸反應放氣體，可以證明稀硫酸有剩余，故a正確；
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，故不能證明稀硫酸有剩余，故b錯誤； 
c．銀粉不與稀硫酸反應，不能證明稀硫酸有剩余，故c錯誤； 
d．NaHCO₃溶液會與稀硫酸反應發(fā)出二氧化碳氣體，可以證明稀硫酸有剩余，故d正確；
故答案為：ad．

點評 本題考查了濃硫酸的性質應用，題目難度中等，涉及反應產(chǎn)物的驗證、測定方法的設定和判斷，關鍵是產(chǎn)物中的二氧化硫性質的應用，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學實驗能力．