Question

2．几位同学设计实验观察铜与浓硫酸的反应，检验生成的气体的性质．甲设
计了如图1所示的装置，在大试管里加入2mL浓硫酸，用带导管和一个小孔的胶管塞紧，从孔中插入一根铜丝，加热，把产生的气体依次通入品红溶液和石蕊溶液中．
请回答下列问题：
（1）写出铜与浓硫酸反应的化学方程式：Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
（2）试管b中的现象是紫色溶液变红色，通过试管a、b的现象得出的结论是SO₂是一种酸性气体，具有漂白性（能漂白品红）．
（3）乙同学认为甲同学的设计不能全面体现SO₂的性质，他打算增加试管进行其它实验．以下为增加的试管中盛放的试剂：A．澄清石灰水  B．KMnO₄（aq） C．氢硫酸请你帮助乙同学作出选择，在横线上先写出字母，再用文字简单说明实验的目的．B，验证SO₂的还原性；C，验证SO₂的氧化性
（4）丙同学评价甲同学的实验装置既有优点也有不足，优点是使用可抽动的铜丝能随时控制反应的开始和结束，节约药品用量，减少污染气体的产生，不足之处改进的具体措施是把尾气通入NaOH溶液中．
（5）若把图1中大试管的浓硫酸换成稀硝酸，试管a和b作如图2改变（其中a装满水，b空置），则在大试管中发生的反应的离子方程式为3Cu²⁺+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，试管a的作用是除去NO₂，排水法收集纯净的NO．

Answer 1

分析 （1）铜与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫气体和水，据此写出方程式；
（2）反应生成的二氧化硫具有漂白性、为酸性氧化物，能够使紫色石蕊溶液变红；
（3）还可以用酸性高锰酸钾溶液检验二氧化硫的还原性、用氢硫酸检验二氧化硫的氧化性；
（4）优点是通过可移动的铜丝，可以控制反应的开始与停止，不足之处是没有尾气吸收装置；
（5）铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮气体和水，据此写出反应的离子方程式；通过试管a利用排水法收集NO气体，同时将二氧化氮转化成NO，获得纯净的NO气体．

解答 解：（1）铜浓硫酸反应的化学方程式为：Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案为：Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（2）二氧化硫为酸性气体，能够使紫色溶液变红色；二氧化硫具有漂白性，能够使品红溶液褪色，则a、b得出的结论为：SO₂是一种酸性气体，具有漂白性，能漂白品红，
故答案为：紫色溶液变红色；SO₂是一种酸性气体，具有漂白性（能漂白品红）；
（3）二氧化硫还具有还原性和氧化性，可用B酸性高锰酸钾溶液验证SO₂的还原性，用C氢硫酸验证二氧化硫的氧化性，
故答案为：B，验证SO₂的还原性；C，验证SO₂的氧化性；
（4）本实验的优点为：使用可抽动的铜丝能随时控制反应的开始和结束，节约药品用量，减少污染气体的产生；二氧化硫是一种有毒气体，需要用氢氧化钠溶液吸收，所以本实验的不足在于没有尾气吸收装置，改进方法为：把尾气通入氢氧化钠溶液中，
故答案为：使用可抽动的铜丝能随时控制反应的开始和结束，节约药品用量，减少污染气体的产生；把尾气通入NaOH溶液中；
（5）铜与稀硝酸反应的离子方程式为：3Cu²⁺+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；NO容易与氧气反应生成二氧化氮，所以制取的一氧化氮中会混有部分二氧化氮，通过试管a，可除去NO₂，排水法收集纯净的NO，
故答案为：3Cu²⁺+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；除去NO₂，排水法收集纯净的NO．

点评 本题考查了浓硫酸的性质、二氧化硫的性质及检验，题目难度中等，注意掌握铜与浓硫酸反应原理、二氧化硫气体的性质及检验方法，试题有利于培养学生的分析能力及化学实验能力．