题目内容

3．化学实验是进行科学探究、探求新知识的重要途径．某学习小组的同学设计如图装置探究铜片与浓硫酸的反应（加热、夹持装置略去）．

探究I  SO2的性质：
（1）A中铜片与浓硫酸的反应方程式为：Cu+2H2SO4$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$ CuSO4+SO2↑+2H2O．
（2）实验进行一段时间后，发现C中产生白色沉淀，经检验该沉淀为BaSO4．同学甲分析：A中温度过高，产生副产物SO3，SO3进入C中与BaCl2反应生成BaSO4．你认为甲的分析合理吗？请说明理由．不合理，因为铜与浓硫酸反应生成的二氧化硫与空气中的氧气一起与BaCl2溶液反应生成BaSO4．
（3）若用装置D检验SO2的漂白性，则D中溶液是品红试液；处理尾气可用氢氧化钠．（填试剂名称）
探究II  关于浓硫酸：
（4）为测定浓硫酸的浓度，同学乙设计如下方案：
取适量该浓硫酸，稀释10倍后取出20mL置于锥形瓶中，滴入2滴酚酞作指示剂，用标准NaOH溶液进行滴定．如果装标准液的滴定管未用标准液润洗，会导致测定结果偏高；如果锥形瓶用待测液润洗，会导致测定结果偏高．（填“偏高”、“偏低”或“不受影响”）
（5）为测定A中参加反应的硫酸的物质的量，同学丙设计如下方案：
待A中铜片完全溶解，冷却后将溶液稀释至500mL，再加入过量铁粉，使之充分反应，生成的气体在标况下的体积为16.8L；过滤得到残留固体，经洗涤、干燥、称量，比原铁粉质量减轻了35.6g．则A中参加反应的硫酸为2.35mol．

分析 （1）铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，据此写出反应的化学方程式；
（2）浓硫酸是稳定的高沸点性的酸；
（3）检验二氧化硫漂白性可以通过品红试液；二氧化硫是酸性氧化物与碱反应；
（4）根据c（待测）=$\frac{V（标准）×c（标准）}{V（待测）}$分析不当操作对V（标准）的影响，以此判断浓度的误差；
（5）根据反应方程式，判断反应的类型，根据气体的体积和固体质量的变化计算参加反应的铜和锌以及硫酸的物质的量，注意利用质量守恒定律．

解答 解：（1）铜与浓硫酸反应的化学方程式为：Cu+2H2SO4$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O，
故答案为：Cu+2H2SO4$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O；
（2）浓硫酸在温度过高条件下，不会产生SO3，而是因为铜与浓硫酸反应生成的二氧化硫与空气中的氧气一起与BaCl2溶液反应生成BaSO4，
故答案为：不合理，因为铜与浓硫酸反应生成的二氧化硫与空气中的氧气一起与BaCl2溶液反应生成BaSO4；
（3）检验二氧化硫漂白性可以通过品红试液，品红褪色是二氧化硫气体的特性，二氧化硫为酸性氧化物，与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠，可以用氢氧化钠吸收二氧化硫，
故答案为：品红试液；氢氧化钠；
（4）碱式滴定管用蒸馏水润洗后，未用标准液润洗，则氢氧化钠溶液的浓度变小，滴定时消耗的氢氧化钠的体积偏高，所以计算结果偏大；锥形瓶水洗后用待测液润洗，导致待测液的物质的量增加，造成V（标准）偏大，所以计算结果偏高，
故答案为：偏高；偏高；
（5）设加入Cu片的量为xmol，n（H2）=$\frac{16.8L}{22.4L/mol}$=0.75mol
  Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O，
   xmol  2xmol                     xmol
   CuSO4+Fe═FeSO4+Cu
     xmol   xmol           xmol
     Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
  0.75mol 0.75mol       0.75mol
由Fe溶解，产生Cu质量减轻35.6g可得：56g/mol×（xmol+0.75mol）-64g/mol×xmol=35.6g
∴x=0.8mol
原 H2SO4的物质的量n（H2SO4）=2×0.8mol+0.75mol=2.35mol
故答案为：2.35．

点评 本题考查了二氧化硫性质的实验验证方法和实验设计分析步骤，同时也考查了化学方程式的书写和有关化学方程式的计算等，综合性比较强．题目难度中等．

练习册系列答案
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