题目内容

2．某课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸反应情况，用如图所示装置进行实验．
已知：①SO2难溶于饱和亚硫酸氢钠溶液；②SO2能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应使之褪色（化学方程式为5SO2+2KMnO4+2H2O═K2SO4+2MnSO4+2H2SO4）．
回答下列问题（注：E为止水夹，F为旋塞）：
（1）检查A装置的气密性的方法关闭止水夹E和分液漏斗的旋塞，向分液漏斗中加水，然后打开分液漏斗旋塞，若漏掉中的水滴入少量后停止，证明气密性良好，若水一直滴下，则气密性不好．
（2）装置A中反应的化学方程式为Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O．
（3）装置D中试管口放置的棉花应蘸有NaOH溶液，其作用是吸收SO2气体，防止污染．
（4）装置B具有贮存气体的作用．当D处有明显的现象后，关闭旋塞F并移去酒精灯，由于余热的作用，A处仍有气体产生，此时B中的现象是集气瓶内液面下降，长颈漏斗内液面上升，B中应放置的液体是b（填字母）．
a．水  b．饱和NaHSO3溶液  c．酸性KMnO4溶液  d．NaOH溶液
（5）该小组学生做了如下实验：取一定质量的铜片和一定体积18.4mol•L-1的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，直到反应完毕，发现烧瓶中没有铜片剩余．往反应后的溶液中加入足量的BaCl2溶液，获得沉淀3.495g；产生的气体恰好使200mL 0.01mol•L-1的酸性高锰酸钾溶液褪色，则实验中取用的硫酸的物质的量为0.02mol．

分析 （1）先关闭止水夹E和分液漏斗旋塞，然后向分液漏斗中加水，再打开分液漏斗旋塞，根据分液漏斗中下端水的变化判断各装置的气密性；
（2）浓硫酸和铜在加热条件下发生反应生成硫酸铜、水和二氧化硫；反应中浓硫酸起到酸性和氧化性的作用；
（3）二氧化硫污染空气，应用氢氧化钠溶液吸收；
（4）装置B的作用是贮存多余的气体，所盛装溶液应避免二氧化硫的溶解和发生化学反应；
（5）生成沉淀为硫酸钡，根据S原子守恒可知反应后剩余的硫酸根离子的物质的量，再根据消耗的高锰酸钾的物质的量计算出二氧化硫的物质的量，然后根据质量守恒可知硫酸的物质的量．

解答 解：（1）检验各装置气密性是否良好的方法为：关闭止水夹E和分液漏斗的旋塞，向分液漏斗中加水，然后打开分液漏斗旋塞，若漏掉中的水滴入少量后停止，证明气密性良好，若水一直滴下，则气密性不好，
故答案为：关闭止水夹E和分液漏斗的旋塞，向分液漏斗中加水，然后打开分液漏斗旋塞，若漏掉中的水滴入少量后停止，证明气密性良好，若水一直滴下，则气密性不好；
（2）浓硫酸和铜在加热条件下发生反应生成硫酸铜、水和二氧化硫，反应的方程式为：Cu+2 H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2 H2O，
故答案为：Cu+2 H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2 H2O；
（3）二氧化硫污染空气，应该用氢氧化钠溶液吸收，可在棉花上浸有NaOH溶液，故答案为：吸收SO2气体，防止污染；
（4）二氧化硫易溶于水，可观察到集气瓶内液面下降，长颈漏斗内液面上升，装置B的作用是贮存多余的气体，所盛装溶液应避免二氧化硫的溶解和发生化学反应，则应选择饱和NaHSO3溶液，
故答案为：集气瓶内液面下降，长颈漏斗内液面上升；b；
（5）往反应后的溶液中加入足量的BaCl2溶液，获得沉淀3.495g，该沉淀为硫酸钡，其物质的量为：$\frac{3.495g}{233g/mol}$=0.015mol，说明反应后溶液中剩余0.015mol硫酸根离子；200mL 0.01mol•L-1的酸性高锰酸钾溶液中含有高锰酸钾的物质的量为：0.010mol/L×0.2L=0.002mol，根据关系式可2KMnO4～5SO2知，反应生成的二氧化硫的物质的量为：0.002mol×$\frac{5}{2}$=0.005mol，根据S原子守恒可知浓硫酸中含有硫酸的物质的量为：0.015mol+0.005mol=0.02mol，
故答案为：0.02mol．

点评 本题考查浓硫酸的性质，题目难度中等，试题整合和拓展了教材中的典型实验，侧重基本实验操作能力考查，注意握常见气体的制备、除杂、收集、尾气处理等基本操作方法，熟悉教材中的典型实验装置，试题培养了学生的分析、理解能力及化学实验能力．

练习册系列答案
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7．某化学兴趣小组学生做浓硫酸性质的有关实验：
①在一支试管中放入一块很小的铜片，再加入2mL浓硫酸，然后把试管固定在铁架台上；
②在一小条蘸有品红试液的滤纸放入带有单孔橡皮塞的玻璃管中；
③塞紧试管口，在玻璃管口处缠放一团蘸有Na2CO3溶液的棉花；
④加热试管，观察现象．试回答下列问题：
（1）写出试管中发生反应的化学方程式Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O．
（2）试管中的液体反应一段时间后，b处滤纸条的变化为滤纸褪色，待试管中反应停止后，给玻璃管放有蘸过品红试液的滤纸处微微加热，滤纸条的变化为滤纸重新变红．
（3）蘸有Na2CO3溶液棉花团作用是吸收多余SO2气体，防止污染空气．
（4）硫酸型酸雨的形成过程可用下列反应中的AB来表示（选填编号）．
A.2SO2+O2$\stackrel{催化剂}{?}$2SO3  B．SO3+H2O═H2SO4  C．SO2+H2O2═H2SO4
（5）浓硫酸有许多重要性质，在与含有水分的蔗糖作用过程中，不能显示的性质是A（选填编号）．
A．酸性 B．脱水性 C．强氧化性 D．吸水性．
14．如图表示一些晶体中的某些结构，它们分别是NaCl、CaCl、干冰、金刚石、石墨结构中的某一种的某一部分．
（1）其中代表金刚石的是（填编号字母，下同）D，其中每个碳原子与4碳原子最接近且距离相等．金刚石属于原子晶体．
（2）其中代表石墨的是E，其中每个正六边形占有碳原子数平均为2个．

（3）其中代表NaCl的是A，每个Na+周围与它最接近且距离相等的Na+有12个．
（4）代表CsCl的是C，它属于离子晶体，每个Cs+与8个Cl-紧邻．
（5）代表干冰的是B，它属于分子晶体，每个CO2分子与12个CO2分子紧邻．
（6）若说“离子晶体只有离子键，分子晶体中没有化学键”，是否正确？简述理由．
（7）NaCl晶体、HCl晶体、干冰、金刚石熔点由高而低的顺序是金刚石＞NaCl＞干冰＞HCl晶体；其中在熔融为液态时能导电的电解质是NaCl晶体，液态不导电但为电解质的是HCl晶体．在水溶液中能导电的非电解质是干冰．
11．下列图示与对应的叙述相符的是 （　　）
A．
表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情兄下反应过程中的能量变化
B．
表示常温下，0.1 OOOmoi/LNaOH 溶液液滴定 20.00mL、0.0100/LHCl 溶液 所得到的滴定曲线
C．
表示一定质量的冰醋酸加水稀释过程中，醋酸溶液电离程度：c＞a＞b
D．
表示反应4CO+2NO2（g）?N2（g）+4CO2（g），在其他条件不变的情况下改变起始物CO的物质的量，平衡时N2的体识分数变化情况，由图可知NO2的转化率 c＞b＞a
12．硅是重要的半导体材料，构成现代电子工业的基础．硅及其化合物在工业中应用广泛，在国防和航天工业中亦有许多用途．
（1）硅原子中最外层电子排布式为2s22p2，该层电子的电子云有3种不同的伸展方向．
（2）温石棉矿是一种硅酸盐类矿物，化学式写作氧化物形式为6MgO•4SiO2•4H2O，其中原子半径最大的元素在周期表中的位置是第三周期第IIA族．SiO2存在与金刚石结构类似的晶体，其中硅氧原子之间以b相结合．
a．离子键    b．极性键    c．非极性键    d．范德华力
（3）甲硅烷（SiH4）是一种无色的液体，遇到空气能爆炸性自燃，生成二氧化硅固体和水．在室温下，10g SiH4自燃放出热量446kJ，请写出其燃烧的热化学方程式：SiH4（l）+2O2（g）=SiO2（S）+2H2O（l）+1427.2 kJ；
（4）SiH4的热稳定性不如CH4，其原因是非金属性C＞Si，它们的气态氢化物的热稳定性CH4＞SiH4．工业上硅铁可以用于冶镁．以煅白（CaO•MgO）为原料与硅铁（含硅75%的硅铁合金）混合，置于密闭设备中于1200℃发生反应：
2（CaO•MgO）（s）+Si（s）?Ca2SiO4 （l）+2Mg（g）
（5）常温下镁的还原性强于硅．上述方法能够获得镁的原因是：1200℃时反应生成的镁以蒸气的形式逸出，使平衡向正反应方向移动．
（6）若上述反应在容积为a L的密闭容器中发生，一定能说明反应已达平衡的是bc（选填编号）．
a．反应物不再转化为生成物
b．炉内Ca2SiO4与CaO•MgO的质量比保持不变
c．反应放出的总热量不再改变
d．单位时间内，n（CaO•MgO）消耗：n（Ca2SiO4）生成=2：1
若b g煅白经t min反应后转化率达70%，该时段内Mg的生成速率是$\frac{0.7b}{96at}$mol/（L•min）．

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