Question

7．某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)為了探究銅與濃硫酸的反應(yīng)，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．
實(shí)驗(yàn)步驟：
①先連接如圖所示的裝置，檢查好氣密性，再加入試劑；
②加熱A試管，待B試管中品紅溶液褪色后，熄滅酒精燈；
③將Cu絲向上抽動(dòng)離開(kāi)液面．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）A試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
（2）能夠證明銅與濃硫酸反應(yīng)生成氣體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是B試管中品紅溶液褪色．
（3）在盛有BaCl₂溶液的C試管中，除了導(dǎo)管口有氣泡外，無(wú)其他明顯現(xiàn)象，若將其中的溶液分成兩份，分別滴加下列溶液，將產(chǎn)生沉淀的化學(xué)式填入表中對(duì)應(yīng)的位置．

滴加的溶液	氯水	氨水
沉淀的化學(xué)式

寫(xiě)出其中SO₂表現(xiàn)還原性的離子反應(yīng)方程式：SO₂+Cl₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-（或Ba²⁺+SO₂+Cl₂+2H₂O=BaSO₄↓+4H⁺+2Cl^-）．
（4）實(shí)驗(yàn)完畢后，先熄滅酒精燈，由于導(dǎo)管E的存在，試管B中的液體不會(huì)倒吸入試管A中，其原因是當(dāng)A試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小時(shí)，空氣從E導(dǎo)管進(jìn)入A試管中，維持A試管中壓強(qiáng)平衡．
（5）實(shí)驗(yàn)完畢后，裝置中殘留的氣體有毒，不能打開(kāi)導(dǎo)管上的膠塞．為了防止該氣體排入空氣中污染環(huán)境，拆除裝置前，應(yīng)當(dāng)采取的操作是從E導(dǎo)管口向A試管中緩慢地鼓入足量的空氣，將殘留的SO₂氣體趕入NaOH溶液中，使之被完全吸收．
（6）將SO₂氣體通入含有n mol Na₂S的溶液中，充分反應(yīng)后，溶液中出現(xiàn)黃色渾濁，試分析該溶液最多能吸收SO₂氣體2.5n mol（不考慮溶解的SO₂）．

Answer 1

分析 探究銅與濃硫酸的反應(yīng)：A裝置銅和濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫、和水，B裝置利用SO₂能使品紅溶液褪色的性質(zhì)來(lái)證明Cu與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)生了SO₂氣體，C裝置盛有BaCl₂溶液的C試管中，除了導(dǎo)管口有氣泡外，無(wú)其他明顯現(xiàn)象，D裝置吸收尾氣．
（1）銅與濃硫酸共熱生成硫酸銅、二氧化硫和水，據(jù)此寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（2）SO₂能和有色物質(zhì)反應(yīng)生成無(wú)色物質(zhì)而具有漂白性，SO₂能漂白品紅溶液；
（3）SO₂具有還原性，能被強(qiáng)氧化劑氧化生成硫酸；SO₂屬于酸性氧化物，能和堿溶液反應(yīng)生成亞硫酸鹽，亞硫酸鹽和BaCl₂溶液發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，氯水中的Cl₂具有氧化性，能將SO₂氧化為SO₄^2-，SO₄^2-與Ba²⁺反應(yīng)生成BaSO₄沉淀；氨水具有堿性，吸收SO₂生成SO₃^2-，SO₃^2-與Ba²⁺反應(yīng)生成BaSO₃沉淀；
（4）A中氣體和外界相通，能利用大氣壓平衡A中壓強(qiáng)，防止出現(xiàn)倒吸現(xiàn)象；
（5）SO₂有毒，為防止SO₂污染空氣，應(yīng)該將裝置中氣體全部通入NaOH溶液中，需緩慢趕入使SO₂被完全吸收；
（6）SO₂與Na₂S反應(yīng)，首先是SO₂與H₂O反應(yīng)生成H₂SO₃：SO₂+H₂O?H₂SO₃，H₂SO₃與Na₂S反應(yīng)生成H₂S：Na₂S+H₂SO₃=H₂S↑+Na₂SO₃，SO₂與H₂S反應(yīng)生成S：2H₂S+SO₂=3S↓+2H₂O，該過(guò)程可表示為3SO₂+2Na₂S=3S↓+2Na₂SO₃，Na₂SO₃吸收SO₂生成NaHSO₃：Na₂SO₃+SO₂+H₂O=2NaHSO₃，當(dāng)吸收二氧化硫最多時(shí)生成亞硫酸氫鈉和S，反應(yīng)方程式為5SO₂+2Na₂S+2H₂O=3S↓+4NaHSO₃，根據(jù)二者之間的關(guān)系式計(jì)算．

解答 解：（1）銅與濃硫酸共熱生成硫酸銅、二氧化硫和水，反應(yīng)方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（2）SO₂能和有色物質(zhì)反應(yīng)生成無(wú)色物質(zhì)而具有漂白性，SO₂能漂白品紅溶液，只要B中溶液褪色就說(shuō)明銅和濃硫酸發(fā)生反應(yīng)，
故答案為：B試管中品紅溶液褪色；
（3）SO₂具有還原性，能被強(qiáng)氧化劑氧化生成硫酸，Cl₂具有強(qiáng)氧化性，在水溶液里能將SO₂氧化為硫酸，硫酸和BaCl₂溶液發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成BaSO₄，離子方程式為Cl₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+2Cl^-+SO₄^2-、Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓；SO₂屬于酸性氧化物，能和堿溶液反應(yīng)生成亞硫酸鹽，亞硫酸鹽和BaCl₂溶液發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成BaSO₃，反應(yīng)方程式為SO₂+2NH₃+H₂O=（NH₄）₂SO₃、SO₃^2-+Ba²⁺=BaSO₃↓，二氧化硫體現(xiàn)還原性的離子反應(yīng)方程式為SO₂+Cl₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-（或Ba²⁺+SO₂+Cl₂+2H₂O=BaSO₄↓+4H⁺+2Cl^-）
故答案為：BaSO₄；BaSO₃；SO₂+Cl₂+2H₂O=4H⁺+SO₄^2-+2Cl^-（或Ba²⁺+SO₂+Cl₂+2H₂O=BaSO₄↓+4H⁺+2Cl^-）；
（4）當(dāng)A中氣體壓強(qiáng)減小時(shí)，外界大氣壓不變，空氣從E進(jìn)入A，使A中壓強(qiáng)平衡，所以B中壓強(qiáng)不會(huì)產(chǎn)生倒吸，
故答案為：當(dāng)A試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小時(shí)，空氣從E導(dǎo)管進(jìn)入A試管中，維持A試管中壓強(qiáng)平衡；
（5）SO₂有毒不能直接排空，為防止SO₂污染空氣，應(yīng)該將裝置中氣體全部通入NaOH溶液中，使SO₂被完全吸收，其基本操作方法為從E管口向A中緩緩鼓入足量空氣，將殘留的二氧化硫趕入NaOH溶液中，使其完全被吸收，
故答案為：從E導(dǎo)管口向A試管中緩慢地鼓入足量的空氣，將殘留的SO₂氣體趕入NaOH溶液中，使之被完全吸收；
（6）SO₂具有氧化性，能和Na₂S反應(yīng)生成S單質(zhì)，當(dāng)吸收二氧化硫最多時(shí)生成亞硫酸氫鈉和S，反應(yīng)方程式為5SO₂+2Na₂S+2H₂O=3S↓+4NaHSO₃，設(shè)最多吸收的二氧化硫物質(zhì)的量為x，
5SO₂+2Na₂S+2H₂O=3S↓+4NaHSO₃，
5mol 2mol
x    nmol
5mol：2mol=x：nmol
x=$\frac{5mol×nmol}{2mol}$=2.5nmol，
故答案為：2.5n．

點(diǎn)評(píng) 本題以濃硫酸和Cu反應(yīng)為載體考查性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，明確實(shí)驗(yàn)原理是解本題關(guān)鍵，側(cè)重考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作、分析能力，知道各個(gè)裝置目的、作用、發(fā)生的反應(yīng)及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，注意化學(xué)用語(yǔ)的正確運(yùn)用，題目難度中等．